[实用新型]一种超临界二氧化碳吹洗硅片系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体清洗工艺技术领域，尤其涉及一种超临界二氧化碳吹洗硅片系统。

背景技术

晶圆清洗是半导体中非常重要的工艺，硅片清洗的目标是去除所有表面玷污。晶圆清洗分为湿法清洗和干法清洗。湿法清洗简单，还能大批量清洗。它能同时清洗晶圆片的正面和背面，但要消耗大量的化学试剂和高纯水，造成环境污染。整个200mmIC晶圆片的制造过程要消耗1立方米的超纯净水，几十千克的液态化学试剂。同时会产生几百升的酸性废弃物。而且湿法清洗后需要干燥。与湿法清洗相比，干法清洗无表面张力效应，可以有效去除反应产物，无需干燥。

吹洗系统利用高动量的超临界二氧化碳冲击硅片，通过动能传递使得颗粒物脱离硅片表面，通过氮气流带出反应腔室；同时超临界二氧化碳的溶解特性可以去除有机物薄膜。无水HF可以去除自然氧化层。通过控制气体压力和气体流速来调节清洗速率。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本实用新型的主要目的是提供一种超临界二氧化碳吹洗硅片系统，以提高杂质去除率，减少硅片的整体缺陷，提高最终成品率。

(二)技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供了一种超临界二氧化碳吹洗硅片系统，该系统包括：

氟化氢源，用于提供氟化氢气体，去除硅片表面的自然氧化层；

液态二氧化碳源，用于提供二氧化碳气体，清洗硅片表面的颗粒以及有机物薄膜；

第一流量控制阀1，安装于氟化氢源与高压泵4之间的管道上，用于控制氟化氢气体的流量；

第二流量控制阀2，安装于液态二氧化碳源与高压泵4之间的管道上，用于控制二氧化碳气体的流量；

加热器3，安装于高压泵4与高压密闭腔室5之间的气体输入管道上，用于加热二氧化碳使其达到临界温度；

高压泵4，安装于加热器3与第一流量控制阀1或第二流量控制阀2之间的气体输入管道上，用于控制进入高压密闭腔室5中氟化氢和二氧化碳的气体压力；

高压密闭腔室5，内部安装有可旋转支架7，该可旋转支架7上固定有待清洗硅片6；

针型阀8，安装于高压密闭腔室5的气体输出管道上，用于控制气体的流通；

溢出腔9，安装于高压密闭腔室5气体输出管道的针型阀8之后，用于缓冲从高压密闭腔室5中出来的气体；

碱性溶液10，安装于高压密闭腔室5气体输出管道的溢出腔9之后，用于去除尾气中的HF和反应产物；

过滤纯化装置11，安装于高压密闭腔室5气体输出管道的碱性溶液10之后，用于干燥和纯化尾气中的二氧化碳；以及

冷凝系统12，安装于过滤纯化装置11与液态二氧化碳源之间，用于使干燥和纯化后二氧化碳变为液态。

上述方案中，所述高压密闭腔室还包括有用于显示高压密闭腔室中压力的压力显示计。

上述方案中，所述高压密闭腔室还包括有用于对硅片多角度吹洗的可动喷嘴，其气体喷射方向与硅片旋转方向相反。

上述方案中，所述高压密闭腔室还包括有用于实时测量显示高压密闭腔室中温度的温度传感器。

上述方案中，所述高压密闭腔室还包括有用于实时测量显示腔室中压力的压力传感器。

上述方案中，所述高压密闭腔室采用316的不锈钢制作。

(三)有益效果

本实用新型提供的这种超临界二氧化碳吹洗硅片系统，操作简单，可实现高效快速清洗。通过控制超临界二氧化碳的流速和压力可以清洗最小粒径为10nm的颗粒。与空气相比，超临界二氧化碳可以用较低的流速吹洗更小粒径的颗粒，而且二氧化碳成本低，无毒、无污染。较之于传统清洗方法，该法不致使晶圆表面产生损伤和改变，没有湿法清洗后的干燥工艺，缩短了时间，提高了效率。

附图说明

图1是本实用新型提供的超临界二氧化碳吹洗硅片系统的结构示意图；

图2为二氧化碳吹洗颗粒原理图；

其中：

1为第一流量控制阀，2为第二流量控制阀，3为加热器，4为高压泵，5为高压密闭腔，6为待清洗硅片，7为可旋转硅片支架，8为针型阀，9为溢出腔，10为尾气处理液，11为过滤分离装置，12为冷凝系统；

21为压力显示计，22为高压气体入口，23为可动喷嘴，24二氧化碳分子，25为颗粒杂质，26为氮气流，27为高压密闭腔室，28为气体出口，29为可旋转支架，30为温度传感器，31为压力传感器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。