[发明专利]硅片清洗装置及其清洗方法

说明书

本发明公开了一种硅片清洗装置，包括：气体产生机构、保护机构、清洗腔体、固定机构和清洗液加注机构；硅片正面向下通过固定机构固定在清洗腔体中，气体产生机构连接保护机构，保护机构位于固定机构下方，保护机构能在清洗腔体中上下移动靠近或远离硅片，气体产生机构通过保护机构向硅片正面输送保护气体，清洗液加注装置设置在硅片上方；清洗腔体中气体产生机构输送保护气体所产生的压力与硅片背面的清洗液所产生的压力形成平衡，清洗液仅存在于硅片背面和硅片侧面，或清洗液仅存在于硅片背面。本发明还刚开了一种硅片清洗方法。本发明通过调节保护气体的流量能实现选择性清洗(硅片背面和或硅片侧面)，能提高硅片清洗效率。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种硅片化学清洗时使用的硅片清洗装置。本发明还涉及一种硅片化学清洗时使用的硅片清洗方法。

背景技术

半导体器件生产中硅片须经严格清洗。微量污染也会导致器件失效。清洗的目的在于清除表面污染杂质，包括有机物和无机物。这些杂质有的以原子状态或离子状态，有的以薄膜形式或颗粒形式存在于硅片表面。会导致各种缺陷。清除污染的方法有物理清洗和化学清洗两种。

随着大规模集成电路的发展,集成度的不断提高,线宽的不断减小,对硅片的质量要求也越来越高,特别是对硅抛光片的表面质量要求越来越严。这主要是因为抛光片表面的颗粒和金属杂质沾污会严重影响器件的质量和成品率,对于线宽为0.35μm的64兆 DRAM器件,影响电路的临界颗粒尺寸为0.06μm,抛光片的表面金属杂质沾污应全部小于 5×1016at/cm2,抛光片表面大于0.2μm的颗粒数应小于20个/片。在目前的集成电路生产中,由于硅抛光片表面沾污问题,仍有50％以上的材料被损失掉。

在硅晶体管和集成电路生产中,几乎每道工序都有硅片清洗的问题,硅片清洗的好坏对器件性能有严重的影响,处理不当,可能使全部硅片报废,无法生产成半导体器件,或者制造出来的器件性能低劣,稳定性和可靠性很差。硅片清洗法不管是对于从硅片加工的人,还是对于从事半导体器件生产的人来说都有着重要的意义

吸附在硅片表面上的杂质可分为分子型、离子型和原子型三种情况。其中分子型杂质与硅片表面之间的吸附力较弱,清除这类杂质粒子比较容易。它们多属油脂类杂质,具有疏水性的特点,对于清除离子型和原子型杂质具有掩蔽作用。

因此在对硅片进行化学清洗时,首先应该把它们清除干净。离子型和原子型吸附的杂质属于化学吸附杂质,其吸附力都较强。在一般情况下,原子型吸附杂质的量较小,因此在化学清洗时,先清除掉离子型吸附杂质,然后再清除残存的离子型杂质及原子型杂质。最后用高纯去离子水将硅片冲冼干净,再加温烘干或甩干就可得到洁净表面的硅片。

随着对表面清洁度的要求提高，清洗工艺也逐渐由传统的槽式清洗转变为单片清洗。单片清洗与传统槽式清洗相比，优点在于工艺洁净度更高。缺点在于产出少，尤其对于硅片的背面和晶边而言，背面和晶边的清洗都是在单独的机台作业，该处理方法可以同时对硅片的背面和晶边(晶圆侧壁)进行清洗，从而有效的提高产出。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种硅片化学清洗时能对硅片背面和或侧壁(晶边)进行清洗的硅片清洗装置。

本发明还提供了一种硅片化学清洗时能对硅片背面和或侧壁(晶边)进行硅片清洗方法。

本发明提供的硅片清洗装置包括：气体产生机构、保护机构、清洗腔体、固定机构和清洗液加注机构；

硅片正面向下通过固定机构固定在清洗腔体中，气体产生机构连接保护机构，保护机构位于固定机构下方，保护机构能在清洗腔体中上下移动靠近或远离硅片，气体产生机构通过保护机构向硅片正面输送保护气体，清洗液加注装置设置在硅片上方；

清洗腔体中气体产生机构输送保护气体所产生的压力与硅片背面的清洗液所产生的压力形成平衡，清洗液仅存在于硅片背面和硅片侧面，或清洗液仅存在于硅片背面。