[发明专利]一种去除硅片表面吸附纳米级颗粒物的装置及方法

说明书

本发明属于半导体表面清洁相关技术领域，其公开了一种去除硅片表面吸附纳米级颗粒物的装置及方法，装置包括真空组件及连接于真空组件的液滴发射及加速组件；液滴发射与加速组件包括液体存储器、石墨电极、PEEK毛细管、熔融石英毛细管及接地的萃取电极；液体存储器设置在真空组件上方，其用于收容导电溶液；石墨电极设置在液体存储器上，其两端分别用于与直流电源相连接及与导电液体相接触；PEEK毛细管的一端与液体存储器相连接，另一端与熔融石英毛细管相连接，熔融石英毛细管的一端伸入真空组件内；萃取电极设置在真空组件内，且其与熔融石英毛细管所形成的发射尖端相对设置。本发明提高了清洁效率，降低了成本，实现移除后无液体残留。

技术领域

本发明属于半导体表面清洁相关技术领域，更具体地，涉及一种去除硅片表面吸附纳米级颗粒物的装置及方法。

背景技术

集成电路产业体现了一个国家高端制造业水平，当前云计算、物联网、大数据等新兴产业极大推动了对集成电路芯片的需求。如中国每年进口芯片约2000亿美元，已经超过其石油进口额，是世界上最大的芯片消费市场，然后仅有16％实现国产化。集成电路产业关系国家安全，是制造产业中尚属薄弱的环节，围绕集成电路产业的卡脖子技术已成为科研工作者亟需攻克的难题。

研究表明，污染颗粒粒径大于工艺尺寸二分之一的可导致器件失效。随着集成电路工艺已经发展至10纳米以下，数纳米粒径污染颗粒均可导致器件缺陷。目前污染颗粒去除研究的主要技术是流体去除技术，其原理是利用流体撞击污染颗粒产生去除力，继而实现移除污染颗粒，如高压液体喷射流、高压气体喷射流等，但经高压加速的流体速度仅能达到数百米每秒，对于粒径较小的颗粒难以去除，尤其是高压液体喷射流产生的单个液滴体积较大，会对器件结构造成破坏，并有液体残留造成二次污染。为了解决半导体表面清洁过程中存在的问题，获得高速、小粒径液滴的喷射流技术成为清洁工艺技术研究中的一个前沿和热点问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种去除硅片表面吸附纳米级颗粒物的装置及方法，其通过强电场将导电液体破裂为纳米级小液滴并加速至数千米每秒，利用高速液滴的撞击效果将硅片表面吸附的纳米级颗粒物去除，同时撞击瞬间产生的轰击热会将溶液本身挥发干净，以此来解决小颗粒吸附物难以去除的问题，提高了半导体表面的颗粒物去除率，并简化了工艺步骤。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种去除硅片表面吸附纳米级颗粒物的装置，所述装置包括真空组件及连接于所述真空组件的液滴发射及加速组件；所述液滴发射与加速组件包括液体存储器、石墨电极、PEEK毛细管、熔融石英毛细管及萃取电极；

所述液体存储器设置在所述真空组件上方，其用于收容导电溶液；所述石墨电极设置在所述液体存储器上，其一端用于与直流电源相连接，另一端用于与所述导电液体相接触；所述PEEK毛细管的一端与所述液体存储器相连接，另一端与所述熔融石英毛细管相连接，所述熔融石英毛细管的一端伸入所述真空组件内；所述萃取电极设置在所述真空组件内，且其与所述熔融石英毛细管所形成的发射尖端相对设置；

其中，所述萃取电极接地；工作时，所述石墨电极连接所述直流电源，使得所述发射尖端与所述萃取电极之间产生电压降，该电压降产生的电场将所述导电液体进行破碎、发射及加速。

进一步地，所述直流电源的电压为0～30000V。

进一步地，所述真空组件包括真空腔体；所述液滴发射与加速组件还包括安装基座、液体存储器支架及萃取电极安装导杆，所述安装基座设置在所述真空腔体上，所述液体存储器支架设置在所述安装基座上，所述液体存储器安装在所述液体存储器安装支架上；所述萃取电极安装导杆的一端连接于所述安装基座，另一端伸入所述真空腔体内；所述萃取电极活动地连接于所述萃取电极安装导杆上，其通过沿所述萃取电极安装导杆移动来改变所述萃取电极与所述熔融石英毛细管之间的间距。