一种兆声波组合气体喷雾清洗装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种兆声波组合气体喷雾清洗装置及其应用，采用兆声波清洗晶圆表面的污染颗粒，其具有效率高，极小尺寸颗粒(纳米级)去除效率极高的特点；气体雾化喷嘴清洗实现方式简单，大尺寸颗粒去除能力强，该装置可以结合两者的优势。该装置应用于芯片制造中，可以有效的去除小尺寸缺陷；同时搭配气体雾化喷嘴清洗对大尺寸颗粒去除能力强的特点，对大尺寸污染颗粒去除，解决该制程中表面颗粒不稳定的现象，将缺陷去除率提高到90％以上。该装置的应用不仅限于沟槽或带有栅极的表面颗粒的去除，也可应用晶圆制造过程中的平坦面，通过调整气体雾化装置中气体的流量或者超声波能量，增强对表面颗粒的去除效果。

A megasonic combined gas spray cleaning device and its application

【技术实现步骤摘要】
一种兆声波组合气体喷雾清洗装置及其应用
本专利技术涉及半导体制造领域，特别是涉及一种兆声波组合气体喷雾清洗装置及其应用。
技术介绍
在半导体制造过程中，大约有20％的工序和硅片清洗有关，清洗效率的好坏直接影响到晶圆产品的良率。目前在晶圆处理工序过程中主要有两大类颗粒缺陷，如图1a所示，图1a显示为现有技术中前层处理过程中掉落在晶圆表面的污染颗粒。第一类为前层处理过程中掉落在晶圆表面的颗粒，这类颗粒一般比较大，目前主要通过气体雾化装置配合APM溶液将去除，但需控制气体雾化的流量，以防造成下层图形损坏；如图1b所示，图1b显示为现有技术中半导体制造过程中尺寸小于500纳米的污染颗粒，该类颗粒尺寸小于500nm左右，由于尺寸较小，这类缺陷主要存在于沟槽或者双栅中，传统的气体雾化方法很难将其去除。从长期的缺陷监控来看，目前湿法清洗表面颗粒的去除率在80％左右，且不稳定，严重影响良率的稳定性。因此，需要提出一种新的方法来提高湿法清洗能力，将去除率提高到90％。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种兆声波组合气体喷雾清洗装置及其应用，用于解决现有技术中对尺寸较大的污染颗粒的去除容易造成晶圆表面图形结构损坏以及对小尺寸颗粒去除率低的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种兆声波组合气体喷雾清洗装置，至少包括：通过控制系统控制的兆声波发生器和带喷嘴的气体喷雾装置；所述气体喷雾装置位于清洗基板上，所述清洗基板上还设有控制所述气体喷雾装置的数个按钮；所述兆声波发生器位于待清洗晶圆的上方。优选地，所述兆声波发生器发出波的频率为1至2MHz。优选地，所述气体喷雾装置中载有功能水。优选地，所述气体喷雾装置中载有的功能水的PH值大于7。优选地，所述清洗基板上的数个按钮中包含调节气体流量大小的按钮。优选地，所述控制系统对所述兆声波发生器和所述气体喷雾装置的控制模式为同时控制。优选地，所述控制系统对所述兆声波发生器和所述气体喷雾装置的控制模式为分别单独控制。本专利技术还提供所述的兆声波组合气体喷雾清洗装置的应用，采用所述兆声波发生器发出兆声波去除待清洗晶圆上尺寸为纳米级的污染颗粒；采用气体喷雾装置上的喷嘴喷出气体去除待清洗晶圆上尺寸为亚微米级以上的污染颗粒。本专利技术还提供所述的兆声波组合气体喷雾清洗装置的应用，采用所述兆声波发生器发出兆声波去除待清洗晶圆上位于结构图形密集区的污染颗粒；采用气体喷雾装置上的喷嘴喷出气体去除待清洗晶圆上位于平坦区的污染颗粒。优选地，所述兆声波发生器以发出脉冲形式的兆声波去除所述待清洗晶圆上尺寸为纳米级的污染颗粒。优选地，所述兆声波发生器以发出脉冲形式的兆声波去除所述待清洗晶圆上位于结构图形密集区的污染颗粒。优选地，通过调节待清洗晶圆与所述兆声波发生器之间的距离来控制所述待清洗晶圆表面接收的能量。优选地，所述待清洗晶圆上的结构图形密集区为沟槽区域或栅极内区域。优选地，采用所述兆声波发生器发出兆声波去除待清洗晶圆上尺寸小于500纳米的污染颗粒。优选地，所述气体喷雾装置中载有功能水，所述功能水被雾化后通过所述喷嘴喷出以去除所述待清洗晶圆上尺寸为亚微米级以上的污染颗粒。优选地，所述气体喷雾装置中载有功能水，所述功能水被雾化后通过所述喷嘴喷出以去除所述待清洗晶圆上位于平坦区的污染颗粒。优选地，所述功能水为通入氢气后的水。如上所述，本专利技术的一种兆声波组合气体喷雾清洗装置及其应用，具有以下有益效果：本专利技术采用兆声波清洗晶圆表面的污染颗粒，其具有效率高，极小尺寸颗粒(纳米级)去除效率极高的特点；气体雾化喷嘴清洗实现方式简单，大尺寸(亚微米以上)颗粒去除能力强，该装置可以结合两者的优势。该装置应用于芯片制造中，可以有效的去除小尺寸缺陷；同时搭配气体雾化喷嘴清洗对大尺寸(亚微米以上)颗粒去除能力强的特点，对大尺寸污染颗粒去除，解决该制程中表面颗粒不稳定的现象，将缺陷去除率提高到90％以上。该装置的应用不仅限于沟槽或带有栅极的表面颗粒的去除，也可应用晶圆制造过程中的平坦面，通过调整气体雾化装置中气体的流量或者超声波能量，增强对表面颗粒的去除效果。附图说明图1a显示为现有技术中前层处理过程中掉落在晶圆表面的污染颗粒；图1b显示为现有技术中半导体制造过程中尺寸小于500纳米的污染颗粒；图2显示为本专利技术的兆声波组合气体喷雾清洁装置结构示意图；图3显示为本专利技术中利用兆声波去除小尺寸污染颗粒的示意图；图4显示为本专利技术中利用气体喷雾装置去除大尺寸污染颗粒的示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图2至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术提供一种兆声波组合气体喷雾清洗装置，如图2所示，图2显示为本专利技术的兆声波组合气体喷雾清洁装置结构示意图，该装置至少包括：通过控制系统控制的兆声波发生器和带喷嘴的气体喷雾装置；所述气体喷雾装置位于清洗基板上，所述清洗基板上还设有控制所述气体喷雾装置的数个按钮；所述兆声波发生器位于待清洗晶圆的上方。也就是说，所述兆声波发生器与所述气体喷雾清洁装置一起受控于所述控制系统，所述控制系统可以控制所述兆声波发生器发出波长的频率以及可以控制所述气体喷雾清洁装置喷出气体的流量大小，所述气体喷雾装置带有喷嘴，气体从所述喷嘴喷出。所述清洗基板上设有所述气体喷雾装置，所述清洗基板上还设有多个按钮用来操控所述气体喷雾装置的工作，当所述兆声波发生器工作时用以清洁待清洗晶圆上的污染颗粒时，该兆声波发生器位于所述待清洗晶圆的上方，并与所述待清洗晶圆表面保持一定距离，通过调节该兆声波发生器与所述待清洗晶圆表面之间的距离可以改变待清洗晶圆接收的能量的大小。本专利技术进一步地，所述兆声波发生器发出波的频率为1至2MHz。也就是利用本专利技术的所述兆声波组合气体喷雾清洗装置对晶圆表面的纳米级的污染颗粒(尺寸小于500纳米的污染颗粒)进行清洁时，或者利用本专利技术的所述气体喷雾装置对晶圆上位于结构图形密集区的污染颗粒进行清洁时，所述兆声波发生器发出的波长频率为1至2MHz。本专利技术的所述图形结构图形密集区包括沟槽区域或栅极内区域。本专利技术更进一步地，所述气体喷雾装置中载有功能水。本专利技术中的所述功能水为通入氢气的水，所述气体喷雾装置将所述功能水雾化后经过所述喷嘴喷出，用以清洁待清洗晶圆表面亚微米级以上的污染颗粒，或者用以清洁待清洗上位于平坦区的污染颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兆声波组合气体喷雾清洗装置，其特征在于，至少包括：/n通过控制系统控制的兆声波发生器和带喷嘴的气体喷雾装置；所述气体喷雾装置位于清洗基板上，所述清洗基板上还设有控制所述气体喷雾装置的数个按钮；所述兆声波发生器位于待清洗晶圆的上方。/n

【技术特征摘要】
1.一种兆声波组合气体喷雾清洗装置，其特征在于，至少包括：
通过控制系统控制的兆声波发生器和带喷嘴的气体喷雾装置；所述气体喷雾装置位于清洗基板上，所述清洗基板上还设有控制所述气体喷雾装置的数个按钮；所述兆声波发生器位于待清洗晶圆的上方。


2.根据权利要求1所述的兆声波组合气体喷雾清洗装置，其特征在于：所述兆声波发生器发出波的频率为1至2MHz。


3.根据权利要求1所述的兆声波组合气体喷雾清洗装置，其特征在于：所述气体喷雾装置中载有功能水。


4.根据权利要求3所述的兆声波组合气体喷雾清洗装置，其特征在于：所述气体喷雾装置中载有的功能水的PH值大于7。


5.根据权利要求1所述的兆声波组合气体喷雾清洗装置，其特征在于：所述清洗基板上的数个按钮中包含调节气体流量大小的按钮。


6.根据权利要求1所述的兆声波组合气体喷雾清洗装置，其特征在于：所述控制系统对所述兆声波发生器和所述气体喷雾装置的控制模式为同时控制。


7.根据权利要求1所述的兆声波组合气体喷雾清洗装置，其特征在于：所述控制系统对所述兆声波发生器和所述气体喷雾装置的控制模式为分别单独控制。


8.根据权利要求1至7任意一项所述的兆声波组合气体喷雾清洗装置的应用，其特征在于：采用所述兆声波发生器发出兆声波去除待清洗晶圆上尺寸为纳米级的污染颗粒；采用气体喷雾装置上的喷嘴喷出气体去除待清洗晶圆上尺寸为亚微米级以上的污染颗粒。


9.根据权利要求1或7任意一项所述的兆声波组合气体喷雾清洗装置的应用，其特征在于：
采用所述兆声波发生器发出兆声波去除待清洗晶圆上位于结构图...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷海波，田明，李红，
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