硅片清洗装置及其清洗方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术还刚开了一种硅片清洗方法。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
硅片清洗装置及其清洗方法
本专利技术涉及半导体领域，特别是涉及一种硅片化学清洗时使用的硅片清洗装置。本专利技术还涉及一种硅片化学清洗时使用的硅片清洗方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。进一步改进所述硅片清洗装置，保护机构是具有气孔保护盖板。进一步改进所述硅片清洗装置，气孔均匀分布在保护盖板上。进一步改进所述硅片清洗装置，气孔在保护盖板上形成多个同心的气孔环。进一步改进所述硅片清洗装置，固定机构是至少3个pin，硅片通过pin固定。进一步改进所述硅片清洗装置，保护气体是N2。进一步改进保护气体N2流量为80ml/min～120ml/min。本专利技术提供一种硅片清洗方法，包括以下步骤：1)将硅片正面向下固定在一清洗腔体内；2)对硅片正面输送预定流量的保护气体；3)在硅片背面加注清洗液；4)当清洗液达到欲清洗部位，保持保护气体流量使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；5)实施硅片背面和硅片侧面清洗，或硅片清洗。进一步改进所述硅片清洗方法，保护气体是N2。进一步改进所述硅片清洗方法，保护气体N2流量为80ml/min～120ml/min。本专利技术通将硅片正面向下通过固定在清洗腔体中，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。硅片和保护结构、保护气体和清洗液在清洗腔体内彼此之间形成相对密闭结构。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。通过调节气体的流量，可以调节清洗液的位置。若需要清洗硅片背面和侧面，气体流量假设为第一流量，通过压力平衡使清洗液仅存在于硅片背面和硅片侧面，实现对硅片清洗液背面和侧面的清洗。若仅需要清洗硅片背面，则相对保护气体第一流量增大保护气体流量，使清洗液被气体压力抬升，仅存在于硅片背面(即硅片侧面和清洗腔体之间的空隙被保护气体包围)。本专利技术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。附图说明下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是本专利技术整体结构示意图。图2是本专利技术保护机构第一实施例结构示意图。图3是本专利技术硅片清洗方法第一实施例流程示意图。附图标记说明气体产生机构1保护机构2清洗腔体3固定机构4清洗液5气孔6具体实施方式如图1所示，本专利技术提供硅片清洗装置第一实施例，包括：气体产生机构1、保护机构2、清洗腔体3、固定机构4和清洗液加注机构(图中未显示)；硅片(图中未显示)正面向下通过固定机构4固定在清洗腔体3中，气体产生机构1连接保护机构2，保护机构2位于固定机构4下方，保护机构2能在清洗腔体3中上下移动靠近或远离硅片，气体产生机构1通过保护机构2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3中气体产生机构1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。本专利技术提供硅片清洗装置第二实施例，包括：气体产生机构1、保护机构2、清洗腔体3、固定机构4和清洗液加注机构；硅片正面向下通过固定机构4固定在清洗腔体3中，气体产生机构1连接保护机构2，保护机构2位于固定机构4下方，保护机构2能在清洗腔体3中上下移动靠近或远离硅片，气体产生机构1通过保护机构2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3中气体产生机构1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。其中，保护机构2是具有气孔6保护盖板，气孔6均匀分布在保护盖板上。例如，形成气孔阵列。本专利技术提供硅片清洗装置第三实施例，包括：气体产生机构1、保护机构2、清洗腔体3、固定机构4和清洗液加注机构；硅片正面向下通过固定机构4固定在清洗腔体3中，气体产生机构1连接保护机构2，保护机构2位于固定机构4下方，保护机构2能在清洗腔体3中上下移动靠近或远离硅片，气体产生机构1通过保护机构2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3中气体产生机构1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。其中，保护机构2是具有气孔6保护盖板，气孔6均匀分布在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅片清洗装置，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种硅片清洗装置，其特征在于，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。2.如权利要求1所述硅片清洗装置，其特征在于：保护机构是具有气孔保护盖板。3.如权利要求2所述硅片清洗装置，其特征在于：气孔均匀分布在保护盖板上。4.如权利要求2所述硅片清洗装置，其特征在于：气孔在保护盖板上形成多个同心的气孔环。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文燕，李芳，朱也方，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31