[發(fā)明專利]高溫水蒸氣和水混合射流清洗系統(tǒng)及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010555980.3
• 申請日: 2010-11-23
• 公開（公告）號: CN102476108A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王磊;景玉鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: B08B3/02
• 分類號: B08B3/02;B08B13/00
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 王建國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高溫水蒸氣和臭氧混合射流清洗系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代CMOS器件中，幾乎所有襯底結(jié)構(gòu)都是經(jīng)由離子注入形成的。高能離子會損傷光刻膠，使其變得很難去除。在注入之后，這些離子會以氧化層、次氧化層或有機(jī)化合物等形式存在。這些高能離子還會使光刻膠表面變成一種金剛石型與石墨型混合的碳質(zhì)層。因此碳化工藝使得注入光刻膠的去除變得很具挑戰(zhàn)性。對于硅上的注入光刻膠去除，可以使用堿性或酸性氟基溶液實(shí)現(xiàn)，但是會造成對底層硅的損耗；也可以使用等離子體去膠技術(shù)，但是非均勻等離子體產(chǎn)生的電荷會損傷晶圓表面的敏感結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種降低在對樣片清洗時，對樣片基底材料造成損壞的高溫水蒸氣和臭氧混合射流清洗系統(tǒng)及方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種高溫水蒸氣和臭氧混合射流清洗系統(tǒng)包括：

臭氧發(fā)生器、去離子水儲罐、用于對去離子水加熱并使其達(dá)到高溫狀態(tài)的控制裝置、兩個噴嘴及清洗腔室；所述去離子水儲罐的出口通過所述控制裝置與所述兩個噴嘴中的一個噴嘴入口連接；所述臭氧發(fā)生器的出口與所述另一噴嘴入口連接；所述兩個噴嘴的出口分別與所述清洗腔室兩個入口連接。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種高溫水蒸氣和臭氧混合射流清洗方法包括：

形成高溫狀態(tài)的水蒸氣；及

形成高溫水蒸氣和臭氧的混合流體；及

使用所述混合流體對樣片進(jìn)行清洗處理。

根據(jù)本發(fā)明的清洗系統(tǒng)及方法，可以將無機(jī)碳化厚層和底部有機(jī)光刻膠以及固化交聯(lián)的SU-8全部剝離，去膠效率大大提高，無殘留物，基底材料的損失最小化。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的清洗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

本發(fā)明目的、功能及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的清洗系統(tǒng)包括：用于存儲去離子水的去離子水儲罐7、用于提供臭氧的臭氧發(fā)生器18、用于對去離子水加熱并使其達(dá)到高溫狀態(tài)的控制裝置、清洗腔室14、用于分別將高溫水蒸氣和臭氧噴射到清洗腔室14的噴嘴12和15、用于輸送去離子水的去離子水輔助載流裝置、去離子水回收裝置及臭氧處理裝置28和尾氣處理裝置29。

其中，去離子水輔助載流裝置包括N₂氣瓶1(用于提供輸送去離子水的N₂)、壓力計2、減壓閥3、過濾器4、閥門5及流量計9(用于控制管路中流體的流量)。N₂氣瓶1的出口依次通過壓力計2、減壓閥3、過濾器4、閥門5與去離子水儲罐7的入口連接，去離子水儲罐7的出口依次通過閥門8、流量計9與熱交換器21的入口連接。去離子水儲罐7設(shè)置有壓力計6。

控制裝置包括熱交換器21(用于加熱去離子水，使去離子水溫度達(dá)到200～500℃)及恒溫控制與顯示裝置10。其中，去離子水儲罐7的出口依次通過閥門8、流量計9與熱交換器21的入口連接。熱交換器21的出口依次通過恒溫控制與顯示裝置10、閥門11與噴嘴12的入口連接。

臭氧發(fā)生器18的出口依次通過質(zhì)量流量控制閥17、閥門16與噴嘴15的入口連接。

清洗腔室14內(nèi)設(shè)置有可以旋轉(zhuǎn)的用于固定樣片的托盤13。托盤13位于兩個相向的噴嘴12和15下。兩相向噴嘴12和15均包括一旋轉(zhuǎn)接頭，均能夠繞旋轉(zhuǎn)接頭的軸線360°旋轉(zhuǎn)，且均可拆卸更換。

去離子水回收裝置包括氣液分離器20(用于分離殘余的去離子水與臭氧混合流體)和冷循環(huán)裝置25(用于促使氣液分離)。過濾器4的入口與氣液分離器20的出口連接。過濾器4的出口經(jīng)單向閥22和閥門23與熱交換器21的入口相連。氣液分離器20通過閥門24與冷循環(huán)裝置25(作用主要是使去離子水和臭氧分離充分；其主要部件有壓縮機(jī)，風(fēng)機(jī)，冷循環(huán)管等)連接。氣液分離器20的入口與清洗腔室14的出口連接。氣液分離器20的出口與一廢液罐26的入口連接。廢液罐26的出口與一排液閥門27的入口連接。氣液分離器20的出口經(jīng)臭氧處理裝置28(處理多余的臭氧，避免影響操作人員的健康)與尾氣處理裝置29(處理尾氣，避免環(huán)境污染)連接。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種清洗方法，包括以下步驟：

步驟S1、形成高溫狀態(tài)的水蒸氣；

步驟S2、形成高溫水蒸氣和臭氧的混合流體；及

步驟S3、使用所述混合流體對樣片進(jìn)行清洗處理。