[发明专利]半导体硅片的清洗工艺腔及半导体硅片的清洗工艺

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路工艺技术领域，具体涉及一种半导体硅片的清洗工艺腔及半导体硅片的清洗工艺。

背景技术

伴随集成电路制造工艺的不断进步，半导体器件的体积正变得越来越小，这也导致了非常微小的颗粒也变得足以影响半导体器件的制造和性能，所以，硅片清洗工艺也变得越来越重要。

目前业界广泛采用的清洗方法是湿法清洗，即采用各种药液和纯水来清洗硅片。当药液和硅片接触时，在硅片表面存在着一层非常薄的水膜，由于分子间引力的作用，这一层水膜相对于硅片是静止不动的，也被称为边界层。边界层的存在，严重影响了硅片的清洗效果。对于那些直径小于边界层厚度的颗粒，只能依靠颗粒自身慢慢地扩散通过边界层，进入水流中，然后被水流带离硅片表面，这些颗粒很难在清洗过程中被去除。边界层厚度取决于液体的粘度，液体和硅片表面的相对速度等。减小边界层厚度已经成为提高清洗效率的一个重要挑战。因此，很多技术，包括单片式清洗、超声波辅助清洗等等，都被应用于硅片清洗工艺。

同时，由于受到越来越严格的成本控制和环境保护方面的压力，对于清洗工艺的要求就是尽可能减少水和各种化学品的消耗，并且减少占地面积。

然而，在设备的运作过程中，当外部机械臂从工艺腔中放置和取出硅片时，工艺腔是不能工作的，需要等到硅片搬送完之后才能开始清洗，大大降低了设备利用率，而对于能同时清洗多枚硅片的工艺腔的设备利用率更低。

因此，在外部机械臂从工艺腔中放置和取出硅片的同时，还可以完成其他硅片的清洗工作，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种半导体硅片的清洗工艺腔及半导体硅片的清洗工艺，可以在外部机械臂从工艺腔中放置和取出硅片的同时，完成其他硅片的清洗工作。

为了实现上述目的，本发明提供一种半导体硅片的清洗工艺腔，所述清洗工艺腔内部具有可旋转的多面柱体，每个柱面上设置有盖板，所述盖板上具有一个或多个进口，每个柱面上固定有旋转元件，所述旋转元件上设置有硅片，所述旋转元件能够旋转至所述盖板盖住所述硅片的位置。

优选地，在所述清洗工艺腔中，当所述旋转元件旋转至所述盖板盖住所述硅片，并且所述盖板与所述硅片平行时，所述盖板与所述硅片之间具有0.5毫米至3毫米的距离。

优选地，在所述清洗工艺腔中，所述进口为液体进口，所述液体进口连接有液体管路，通过所述液体进口的清洗液的压力为5至50磅/平方英寸。

优选地，在所述清洗工艺腔中，所述盖板上还具有一个或多个气体进口，所述气体进口连接有气体管路。

优选地，在所述清洗工艺腔中，所述旋转元件上设置有硅片支架用于固定所述硅片。

优选地，在所述清洗工艺腔中，所述硅片支架的内部分布有真空管路。

优选地，在所述清洗工艺腔中，所述柱面的数量为4个至12个。

优选地，在所述清洗工艺腔中，所述盖板上设置有超声波振荡器，所述超声波振荡器的数量为对应每个硅片设置1个至4个，每个超声波振荡器的功率为到达硅片表面0.5至5瓦特每平方厘米，工作频率为0.2至3兆赫兹。

优选地，在所述清洗工艺腔中，所述盖板的材质为陶瓷，直径为10至40英寸，厚度为1至20毫米。

优选地，在所述清洗工艺腔中，所述旋转元件为机械臂。

优选地，在所述清洗工艺腔中，所述盖板的边缘向下弯曲，形成导流护罩。

优选地，在所述清洗工艺腔中，在相邻的两个所述柱面之间设置有隔板。

本发明还提供了一种半导体硅片的清洗工艺，所述清洗工艺包括：可旋转的多面柱体的一个柱面正对工艺腔门，将待清洗的硅片放置在与所述柱面固定的旋转元件上；将所述旋转元件旋转至与盖板平行，所述盖板盖住所述待清洗的硅片；使清洗液通过所述盖板上的进口流到所述待清洗的硅片表面进行清洗；多面柱体旋转使其他柱面依次正对工艺腔门，在所述其他柱面正对工艺腔门时，重复上述步骤；当所述待清洗的硅片清洗完毕，且清洗完毕的硅片所对应的柱面再次正对所述工艺腔门时，所述多面柱体停止旋转，将所述旋转元件旋转，使所述清洗完毕的硅片远离所述盖板，取出所述清洗完毕的硅片。

优选地，在所述半导体硅片的清洗工艺中，通过外部机械臂将所述待清洗的硅片放置在所述旋转元件上以及取出所述清洗完毕的硅片。

优选地，在所述半导体硅片的清洗工艺中，所述旋转元件上设置有硅片支架，将所述硅片固定在所述硅片支架上。