[發(fā)明專利]硅片清洗裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310170180.3
• 申請(qǐng)日: 2013-05-10
• 公開（公告）號(hào): CN104138870A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王堅(jiān);楊貴璞;王暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 盛美半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司
• 主分類號(hào): B08B3/12
• 分類號(hào): B08B3/12;B08B3/10
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硅片清洗裝置及方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體器件是在半導(dǎo)體硅片上經(jīng)過一系列不同的加工步驟形成晶體管和互連線而成的。為了使晶體管終端能和硅片連在一起，需要在硅片的電介質(zhì)材料上做出導(dǎo)電的（例如金屬）槽、孔及其他類似的結(jié)構(gòu)作為半導(dǎo)體器件的一部分。槽和孔可以在晶體管之間、內(nèi)部電路以及外部電路傳遞電信號(hào)和能量。

在形成互連結(jié)構(gòu)時(shí)，硅片可能需要掩膜、刻蝕和沉積等工藝來形成半導(dǎo)體器件所需要的電子回路。特別是多層掩膜和刻蝕工藝可以在硅片的電介質(zhì)層形成凹陷區(qū)域的圖案，用于充當(dāng)互連線的槽和通孔。為了去除槽和通孔中產(chǎn)生的顆粒和污染物，必須進(jìn)行一個(gè)清洗步驟，通常采用濕法清洗去除槽和通孔中的顆粒和污染物。隨著半導(dǎo)體器件特征尺寸的不斷減小，槽和通孔的側(cè)壁損失是維護(hù)臨界尺寸的關(guān)鍵。為了減少或消除槽和通孔的側(cè)壁損失，應(yīng)用溫和的、稀釋的化學(xué)試劑或有時(shí)只用去離子水清洗具有圖案的硅片。然而，稀釋的化學(xué)試劑或去離子水往往不能有效的去除槽和通孔中的顆粒和污染物。所以，為了有效的去除槽和通孔中的顆粒和污染物，需要用到機(jī)械裝置如超聲波或兆聲波裝置。超聲波或兆聲波產(chǎn)生的能量可以在清洗液中產(chǎn)生微小氣泡，當(dāng)氣泡爆開時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)有助于將附著在槽和通孔中的顆粒和污染物從槽和通孔中剝離，從而達(dá)到清洗硅片的目的。

現(xiàn)有的硅片清洗裝置將超聲波或兆聲波裝置置于清洗槽的底部，在清洗硅片時(shí)，若干硅片豎直浸入清洗槽的清洗液中，此種清洗方式用于清洗有圖案的硅片時(shí)，其清洗效果不是太理想，特別是，當(dāng)硅片上槽和通孔的深度較深時(shí)，此種清洗方式不能有效去除槽和通孔底部的顆粒和污染物，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的成品率和可靠性降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效去除硅片上槽和通孔內(nèi)的顆粒和污染物的硅片清洗裝置及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種硅片清洗裝置包括：外置槽、內(nèi)置槽、超/兆聲波換能器、超/兆聲波發(fā)生器、硅片夾及螺桿。外置槽開設(shè)有排液口。內(nèi)置槽套設(shè)于外置槽內(nèi)，內(nèi)置槽的側(cè)壁開設(shè)有進(jìn)液口及出液口，出液口位于內(nèi)置槽側(cè)壁接近底部的位置。超/兆聲波換能器設(shè)置于內(nèi)置槽的底部。超/兆聲波發(fā)生器與超/兆聲波換能器相連接。硅片夾夾持硅片，硅片的待清洗面朝向超/兆聲波換能器。螺桿與硅片夾相連接，螺桿帶動(dòng)硅片夾上下移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。

在一個(gè)實(shí)施例中，該硅片清洗裝置還包括：供應(yīng)桶、供應(yīng)泵及排液管，供應(yīng)桶通過管道分別與外置槽的排液口和內(nèi)置槽的出液口相連接，供應(yīng)泵的輸入端與供應(yīng)桶相連接，供應(yīng)泵的輸出端與內(nèi)置槽的進(jìn)液口相連接，排液管與連接供應(yīng)桶及外置槽的排液口和內(nèi)置槽的出液口的管道相連接，排液管上設(shè)置有排液閥。

在一個(gè)實(shí)施例中，該硅片清洗裝置還包括加熱裝置，加熱裝置設(shè)置在供應(yīng)泵的輸出端與內(nèi)置槽的進(jìn)液口之間。

在一個(gè)實(shí)施例中，該硅片清洗裝置還包括過濾裝置，過濾裝置設(shè)置在供應(yīng)泵的輸出端與內(nèi)置槽的進(jìn)液口之間。

在一個(gè)實(shí)施例中，硅片的待清洗面與超/兆聲波換能器平行或呈一定角度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出一種硅片清洗方法，包括步驟：將清洗液輸送至內(nèi)置槽，清洗液在內(nèi)置槽和外置槽之間循環(huán)流動(dòng)；將硅片夾持于硅片夾上；將硅片浸入內(nèi)置槽的清洗液中，硅片的待清洗面朝向超/兆聲波換能器；打開超/兆聲波發(fā)生器，超/兆聲波換能器振動(dòng)，同時(shí)使硅片夾上下移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)；及關(guān)閉超/兆聲波發(fā)生器，取出硅片。

在一個(gè)實(shí)施例中，硅片的待清洗面與超/兆聲波換能器平行或呈一定角度。

在一個(gè)實(shí)施例中，清洗液輸送至內(nèi)置槽之前，對(duì)清洗液進(jìn)行加熱處理。

在一個(gè)實(shí)施例中，清洗液輸送至內(nèi)置槽之前，對(duì)清洗液進(jìn)行過濾處理。

在一個(gè)實(shí)施例中，清洗液循環(huán)使用一時(shí)間段后，將一定量的清洗液排掉，同時(shí)向內(nèi)置槽供應(yīng)新鮮的清洗液。

綜上所述，本發(fā)明清洗硅片時(shí)，使硅片的待清洗面朝向超/兆聲波換能器，并且使清洗硅片的清洗液循環(huán)流動(dòng)，能夠有效去除硅片上槽和通孔中的顆粒和污染物，提高清洗效果。

附圖說明

圖1揭示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的硅片清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2揭示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的硅片清洗裝置中的超/兆聲波換能器與超/兆聲波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3揭示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的硅片清洗方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合圖式予以詳細(xì)說明。