[发明专利]超声波清洗单晶硅片方法及其装置

说明书

【技术领域】

本发明属于一种单晶硅片清洗技术，尤其是涉及一种利用超声波清洗单晶硅片的方法及其装置。

【背景技术】

在半导体硅片加工过程中，每一道工序都会涉及到清洗，由于很多半导体分立器件是在硅研磨片表面直接制造或衬底扩散而成，因此，清洗硅研磨片质量的好坏将直接影响下一道工序，甚至影响器件的成品率和可靠性，清洗的目的就是为了去除附着在硅片表面上的有机化合物、金属杂质或微粒等污染物。目前，通常的清洗方法是采用超声波清洗，这种方法利用包括一清洗槽在内的超声波清洗装置，该装置清洗槽的槽壁上设有去离子水进出口，去离子水在保持一定高度的情况下始终处于流动状态，超声波振子设在清洗槽的槽底下方。清洗时，先将被清洗硅片依次竖插在承载花篮内，浸入去离子水中，经过6～8道工位超洗，每道工位超洗10～15分钟，然后，经去离子纯水冲洗、漂洗，甩干后完成超洗。

上述超声波清洗方法存在的缺陷是：一方面，硅片竖插在承载花篮内，超声波源从底部发生往上发射与硅片竖直向侧面接触，存在一个超声波源梯度问题，使清洗不均匀，且超洗后污染物会残留堆积在硅片的下部，形成局部区域清洗不干净现象；另一方面，用聚四氟材料制成的承载硅片的软体花篮会吸附和阻挡超声波的传递，从而也会造成硅片表面局部区域清洗不干净的现象。

【发明内容】

为克服现有技术存在的上述技术问题，本发明旨在提供一种改进的超声波清洗单晶硅片方法及其装置，利用该方法清洗半导体硅研磨片，能够快速、均匀地去除附着在其表面的污染物，而不会出现超洗后污染物会残留堆积在硅片表面，以及软体花篮吸附和阻挡超声波传递，从而造成硅片表面局部区域清洗不干净的现象发生。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种清洗单晶硅片方法，其特征是：将被洗研磨硅片水平状放置在清洗槽底部上方栅栏状的石英棒框架上，在确保清洗槽内具有去离子水高度并不断流动的条件下，利用设在清洗槽底部的超声波振子进行清洗，超声波频率为40KHz，每5分钟将研磨硅片翻一个面，连续超洗至被超洗的研磨硅片表面没有黑色污染物冒出止。

如上所述的清洗单晶硅片方法，其特征是：连续超洗时间为10～15分钟。

一种上述方法所采用的超声波清洗研磨硅片装置，其结构包括清洗槽，清洗槽的槽壁上设有进水口和出水口，槽内底部设有超声波振子，其要点是：清洗槽槽内设有一搁置研磨硅片的框架，框架底壁为栅栏状的石英棒，多根石英棒形成的平面低于去离子水水平面，整个框架由支撑脚支撑在清洗槽内。

如上所述的超声波清洗研磨硅片装置，其特征是：石英棒平面距离清洗槽的底壁为15厘米。

有益效果：与现有技术相比，本发明创造性地将原先竖直向放置研磨硅片进行超洗改成了水平状放置研磨硅片进行超洗，解决了因硅片距离超声波源不等、污染物易堆积在硅片表面下部而造成局部难以清洗干净的问题，以及消除了用聚四氟材料制成的承载硅片的软体花篮会吸附和阻挡超声波源的传递，造成硅片表面局部区域清洗不干净的现象。克服了原先认为超洗时，硅片之间不能叠置的技术偏见，实践证明，由于是少量的硅片叠置，在超声波作用下，硅片在水波及水泡影响下会产生细微的振动，而不会影响叠置部分的清洗，再加上清洗过程中间隔翻动硅片，确保了清洗质量。将竖超改成平超后取得了意想不到的效果，且装置改进简单、应用方便。

为加深理解，下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步说明。

【附图说明】

图1为本发明清洗装置的一个实施例立体结构示意图。

图中序号分别表示：框架侧壁1，清洗槽侧壁2，进水口3，超声波振子安装框4，石英棒5，单晶硅片6。

【具体实施方式】

参见图1。清洗槽侧壁2用UPVC板制成，它是一个矩形无顶的箱体，进水口3和出水口既可以确保清洗槽内具有一定的去离子水高度，又能使去离子水处于流动状态。槽底部下方设有超声波振子安装框4。搁置单晶硅片6的框架，底壁为栅栏状的石英棒5，多根石英棒5形成一个平面，该平面低于去离子水水平面，整个框架由支撑脚支撑在清洗槽内。

为达到最好的清洗效果，申请人作了反复试验，石英棒所在的平面距离清洗槽底壁最好为15厘米。

清洗方法是：将被洗研磨硅片水平状放置在清洗槽底部上方栅栏状的石英棒框架上，在确保清洗槽内具有去离子水高度并不断流动的条件下，利用设在清洗槽底部的超声波振子进行清洗，超声波频率为40KHz，每5分钟将研磨硅片翻一个面，连续超洗至被超洗的研磨硅片表面没有黑色污染物冒出止。

如上所述的连续超洗时间为10～15分钟。