清洗装置、清洗方法、半导体加工机台及晶圆加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种清洗装置、清洗方法、半导体加工机台及晶圆加工方法，所述清洗装置及半导体加工机台，在清洗槽顶部增加一层流管道，以在需要时对清洗槽顶部进行层流清洁，能够去除清洗槽顶面上的残留颗粒，避免对清洗槽中后续清洗的晶圆等的污染，且能够有效减少清洗后的晶圆等表面上的缺陷；所述清洗方法，在晶圆等待清洗物到达清洗槽之前，先做层流清洁；当待清洗物浸没到所述清洗槽中后，对所述待清洗物进行从下往上的冲洗清洁以及层流清洁；在待清洗物清洁完成后且在将所述待清洗物从所述清洗槽中取出前，对所述清洗槽的顶部进行再次层流清洁，能够有效减少清洗后的晶圆等表面上的缺陷，本发明专利技术无需运行额外的虚拟晶圆的清洗工序，节省成本。

Cleaning device, cleaning method, semiconductor processing machine and wafer processing method

【技术实现步骤摘要】
清洗装置、清洗方法、半导体加工机台及晶圆加工方法
本专利技术涉及集成电路制造
，尤其涉及一种清洗装置、清洗方法、半导体加工机台及晶圆加工方法。
技术介绍
大部分的集成电路的制程步骤之后以及每道高温制程的操作之前都必须对晶圆(wafer)进行清洗，例如初始清洗、扩散前清洗、栅极氧化前清洗，化学气相沉淀前清洗等等。晶圆清洗的目的在于去除晶圆表面的无机残留物、有机残留物和微粒子(contaminantparticles)等。但是目前的清洗装置及清洗方法，不能清除清洗槽中的颗粒残留物，容易导致晶圆表面缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种清洗装置、清洗方法、半导体加工机台及晶圆加工方法，能够有效减少清洗后的晶圆等表面上的缺陷。为了实现上述目的，本专利技术提供一种清洗装置，包括至少一个清洗槽，所述清洗槽的底部设有上流冲洗管道，所述上流冲洗管道用于提供从清洗槽底部流向清洗槽顶部的清洗液；所述清洗槽的顶部设有层流管道，所述层流管道用于提供从所述清洗槽顶部的一侧流向所述清洗槽顶部的另一侧的清洗液。可选的，所述上流冲洗管道为多条，且均匀设置在所述清洁槽底部四周上。可选的，所述清洗槽的顶部设有一层或者沿自上而下的方向依次层叠的多层所述层流管道，每层层流管道的数量为2个以上。可选的，当有多层所述层流管道时，相邻两层的层流管道中的清洗液流动方向相同或者异面垂直。可选的，在对所述待清洗物进行清洗时，所述层流管道和所述上流冲洗管道中的清洗液相同。可选的，所述的清洗装置还包括用于控制所述层流管道中的清洗液输入和输出的输入阀门和输出阀门。可选的，所述清洗槽的顶部四周设有清洗液排出口，所述上流冲洗管道中的清洗液从所述清洗液排出口排出所述清洗槽。可选的，所述的清洗装置还包括液体回流装置，用于将所述清洗槽中流出的清洗液重新送回到所述上流冲洗管道和/或层流管道中。可选的，所述清洗槽中设有支撑待清洗物的支撑架，所述支撑架上设有至少一个用于放置待清洗物的位置。可选的，所述待清洗物为晶圆或光罩。本专利技术还提供一种利用上述的清洗装置的清洗方法，包括以下步骤：通过清洗槽顶部的层流管道对所述清洗槽的顶部进行层流清洁；将待清洗物置于所述清洗槽中，通过所述上流冲洗管道对所述待清洗物进行从下往上的冲洗清洁，并通过所述层流管道对所述待清洗物进行层流清洁；通过所述层流管道对所述清洗槽的顶部进行再次层流清洁；将所述待清洗物从所述清洗槽中取出。可选的，在通过清洗槽顶部的层流管道对所述清洗槽的顶部进行层流清洁时以及通过所述层流管道对所述清洗槽的顶部进行再次层流清洁时，通过控制对应于所述层流管道设置输入阀门和输出阀门来控制所述层流管道中的清洗液的流入和流出。可选的，所述清洗槽的顶部四周设有清洗液排出口，在通过所述上流冲洗管道对所述待清洗物进行从下往上的冲洗清洁时，从所述上流冲洗管道中上冲到所述清洗槽顶部的清洗液从所述清洗液排出口向所述清洗槽外部排出。本专利技术还提供一种半导体加工机台，包括上述的清洗装置。可选的，所述待清洗物为晶圆或光罩，所述半导体加工机台为离子注入机台、热处理机台、化学机械研磨机台、沉积机台、刻蚀机台或者光刻机台。本专利技术还提供一种晶圆加工方法，包括以下步骤：在对晶圆进行加工之前，采用上述的清洗方法对所述晶圆进行清洗；和/或，在对晶圆进行加工之后，采用上述的清洗方法对所述晶圆进行清洗。可选的晶圆加工方法，对晶圆进行的加工包括离子注入、热处理、扩散、化学气相沉积、物理气相沉积、干法刻蚀、湿法刻蚀和光刻中的至少一种。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下效果：1、本专利技术的清洗装置及半导体加工机台，在清洗槽顶部增加一层流管道，以在需要时对清洗槽顶部进行层流清洁，能够去除清洗槽顶面上的残留颗粒，避免对清洗槽中后续清洗的晶圆或光罩等待清洗物的污染，且能够有效减少清洗后的待清洗物表面上的缺陷；2、本专利技术的清洗方法，在待清洗物放入清洗槽之前，先通过清洗槽顶部的层流管道做层流清洁，去除清洗槽表面的残留颗粒；当待清洗物放入到所述清洗槽中后，通过所述上流冲洗管道对所述待清洗物进行从下往上的冲洗清洁，并通过所述层流管道对所述待清洗物进行层流清洁；在待清洗物清洁完成后且在将所述待清洗物从所述清洗槽中取出前，通过所述层流管道对所述清洗槽的顶部进行层流清洁，能够有效减少清洗后的待清洗物表面上的缺陷，增加清洗后的待清洗物的输出；3、本专利技术的晶圆加工方法，由于采用本专利技术的清洗方法来清洗晶圆，能够有效减少清洗后的晶圆表面上的缺陷，增加清洗后的晶圆的输出；且无需运行额外的虚拟晶圆的清洗工序，能够节省清洗成本和晶圆成本。附图说明图1A是一种清洗装置的结构示意图；图1B是图1A所示的清洗装置清洗晶圆时的液体流动示意图；图1C是利用图1A所示的清洗装置清洗后的晶圆表面上的缺陷分布示意图；图2A和图2B是本专利技术具体实施例的清洗装置的结构示意图；图3是本专利技术具体实施例的清洗方法流程图；图4A至图4C是图3所示的清洗方法中的清洗装置内的液体流动示意图图5是图3所示的清洗方法清洗后的晶圆表面上的缺陷分布示意图。具体实施方式请参考图1A和图1B，一种晶圆清洗装置包括清洗槽100以及设置在清洗槽100底部左右两侧的两根上流管道102和103，晶圆清洗时，通常会将一片或者多片晶圆200放置到清洗槽100中，然后两根上流管道102和103提供酸液、碱液或去离子水等清洗液，并使得清洗液从清洗槽100底部向上流动至清洗槽100的顶部，且在向上流动的过程中冲洗晶圆200，之后冲到清洗槽100顶部的清洗液从清洗槽100顶部的四侧流出，从而清除晶圆200表面杂质。但是使用该装置进行晶圆清洗存在以下问题：(1)清洗槽100底部左右两侧设置的两根管道102和103输送的清洗液在清洗槽100中的液体流动方向不同，会在清洗槽100的顶部中心位置101造成湍流，清洗液在顶部中心位置101的湍流流动，会导致清洗槽中心位置的污染物颗粒不能有效去除，这些残留的污染物颗粒会随着清洗液在清洗槽100中循环流动而附着到清洗槽100的内表面上(尤其是顶面上)，继而当晶圆200从清洗槽100中升起时，这些污染物颗粒会重新附着到晶圆200上而造成晶圆200表面上的缺陷。为了去除这些残留的污染物颗粒，目前的做法通常需要设备工程师周期性检查(PM)并清洁清洗槽100，且当清洗槽100清洗批次晶圆后就要更换清洗液，并在加工制程(如STI-CMP...)的肮脏阶段(thedirtystage)，设备工程师运行个批次虚拟晶圆的清洗操作以增加刷新时间。这种做法存在以下不足：(1)PM检查和更换部件或清洗液均会增加成本；(2)运行虚拟晶圆的清洗操作会减少正常晶圆的输出，浪费时间；(3)如图1C所示，清洗后的晶圆200表面上的缺陷201较多，难以达到更高性能的器件的制造要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种清洗装置，其特征在于，包括至少一个清洗槽，所述清洗槽的底部设有上流冲洗管道，所述上流冲洗管道用于提供从清洗槽底部流向清洗槽顶部的清洗液；所述清洗槽的顶部设有层流管道，所述层流管道用于提供从所述清洗槽顶部的一侧流向所述清洗槽顶部的另一侧的清洗液。/n

【技术特征摘要】
1.一种清洗装置，其特征在于，包括至少一个清洗槽，所述清洗槽的底部设有上流冲洗管道，所述上流冲洗管道用于提供从清洗槽底部流向清洗槽顶部的清洗液；所述清洗槽的顶部设有层流管道，所述层流管道用于提供从所述清洗槽顶部的一侧流向所述清洗槽顶部的另一侧的清洗液。


2.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述上流冲洗管道为多条，且均匀设置在所述清洁槽底部四周上。


3.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗槽的顶部设有一层或者沿自上而下的方向依次层叠的多层所述层流管道，每层层流管道的数量为2个以上。


4.如权利要求3所述的清洗装置，其特征在于，当有多层所述层流管道时，相邻两层的层流管道中的清洗液流动方向相同或者异面垂直。


5.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，在对所述待清洗物进行清洗时，所述层流管道和所述上流冲洗管道中的清洗液相同。


6.如权利要求1至5中任一项所述的清洗装置，其特征在于，还包括用于控制所述层流管道中的清洗液输入和输出的输入阀门和输出阀门。


7.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗槽的顶部四周设有清洗液排出口，所述上流冲洗管道中的清洗液从所述清洗液排出口排出所述清洗槽。


8.如权利要求7所述的清洗装置，其特征在于，还包括液体回流装置，用于将所述清洗槽中流出的清洗液重新送回到所述上流冲洗管道和/或层流管道中。


9.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗槽中设有支撑待清洗物的支撑架，所述支撑架上设有至少一个用于放置待清洗物的位置。


10.如权利要求1或9所述的清洗装置，其特征在于，所述待清洗物为晶圆或光罩。


11.一种利用权利要求1至10中任一项所述的清洗装...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，廖勇，张齐飞，杨波，潘璋，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31