一种半导体硅片表面清洗机构及其清洗工艺制造技术

本发明专利技术提供一种半导体硅片表面清洗机构，至少依次具有预清洗单元和酸洗单元；其中，在所述预清洗单元和所述酸洗单元之间还依次具有预酸洗单元和碱洗单元，所述预酸洗单元靠近所述预清洗单元设置；所述预酸洗单元、所述碱洗单元和所述酸洗单元之后分别设有清洗槽；或所述预酸洗单元和所述酸洗单元之后分别设有所述清洗槽。本发明专利技术还提出一种半导体硅片表面清洗工艺。本发明专利技术可在不破坏硅片表面特性及电特性的前提下，有效地降低硅片表面脏花率，并将残留在硅片上的微尘、金属离子、有机物及其它杂质一同去掉，提高清洗效率，保证清洗质量。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体硅片表面清洗机构及其清洗工艺
本专利技术属于半导体硅片清洗
，尤其是涉及一种半导体硅片表面清洗机构及其清洗工艺。
技术介绍
随着半导体集成电路制程工艺节点越来越先进，对实际制造的几个环节也提出了新要求，清洗环节的重要性日益凸显。清洗的关键性则是由于随着特征尺寸的不断缩小，半导体对杂质含量越来越敏感，而半导体制造中不可避免会引入一些颗粒、有机物、金属和氧化物等污染物。为了减少杂质对芯片良率的影响，实际生产中不仅仅需要提高单次的清洗效率，还需要在几乎所有制程前后都频繁的进行清洗，清洗步骤约占整体步骤的33％，清洗主要是以多步骤的高度无污染洗净程序，包含各种高度洁净的清洗液处理，以去除芯片表面的所有污染物质，使芯片达到可进行芯片加工的状态。大尺寸化是如今半导体硅片发展趋势，而随着硅片尺寸面积的增加，在切割过程中产生大量的硅粉，同时硅片表面在空气、砂浆液及水液中极易被氧化，形成二氧化硅；而随着硅粉含量的增加，势必会在切割过程中会形成团聚的颗粒型硅粉，这些颗粒型硅粉和散装的硅粉会将会与二氧化硅氧化物、砂浆中的有机物以及硅片表面的其它杂质，共同会造成硅片脏花质量，这样严重影响产品质量。由于集成电路内各元件及连线相当微细，因此制造过程中，现有导致硅片脏花率较高，如果遭到尘粒、金属的污染，很容易造成硅片内电路功能的损坏，形成短路或断路等，导致集成电路的失效以及影响几何特征的形成。因此在清洗过程中，如何设计一种适用于大尺寸硅片的清洗机构及清洗工艺，在不破坏硅片表面特性及电特性的前提下，有效地降低硅片表面脏花率，并将残留在硅片上的微尘、金属离子、有机物及其它杂质一同去掉，提高清洗效率是高质量、低成本加工大尺寸化硅片生产的关键。
技术实现思路
本专利技术提供一种半导体硅片表面清洗机构及其清洗工艺，尤其适用于大尺寸硅片的清洗，解决了现有清洗过程中硅片脏花率高且表面清洗不干净的形成的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种半导体硅片表面清洗机构，至少依次具有预清洗单元和酸洗单元；其中，在所述预清洗单元和所述酸洗单元之间还依次具有预酸洗单元和碱洗单元，所述预酸洗单元靠近所述预清洗单元设置；所述预酸洗单元、所述碱洗单元和所述酸洗单元之后分别设有清洗槽；或所述预酸洗单元和所述酸洗单元之后分别设有所述清洗槽。进一步的，所述预酸洗单元、所述碱洗单元和所述酸洗单元分别至少包括一个预酸洗槽、一个碱洗槽和一个酸洗槽。进一步的，所述酸洗单元后设有两个所述清洗槽，靠近所述酸洗单元的所述清洗槽为快排冲水槽。进一步的，所述预酸洗槽、所述碱洗槽和所述酸洗槽均设有发射兆声波的兆声装置，所述预酸洗槽、所述碱洗槽和所述酸洗槽中的兆声波频率相同；所述预酸洗槽、所述碱洗槽和所述酸洗槽中的兆声波频率为860-950kHz。进一步的，所述预酸洗槽、所述碱洗槽和所述酸洗槽中均设有加热器，所述加热器在所述预酸洗槽中的温度与在所述碱洗槽和所述酸洗槽中的温度不同。进一步的，所述预清洗单元至少包括一个预清洗槽，所述预清洗槽和所述清洗槽均为纯水槽；所述预清洗槽中设有发射超声波的超生装置，所述预清洗槽中的超声波频率小于所述预酸洗槽中的兆声波频率；所述预清洗槽中的超声波频率为25-35kHz。进一步的，在所述酸洗单元之后还设有干燥单元，所述干燥单元包括满提拉槽和烘干槽；所述满提拉槽靠近所述酸洗单元设置。一种半导体硅片表面清洗工艺，采用如上任一项所述的清洗机构，执行所述硅片依次经所述预清洗单元、所述预酸洗单元、所述碱洗单元和所述酸洗单元进行清洗，其中，所述预酸洗单元和所述酸洗单元所用药液不同，且清洗温度不同。进一步的，所述预酸洗单元的药液为HF与H2O的混合液，HF：H2O的体积比为1：15-20；所述预酸洗单元中的温度为25-35℃。进一步的，所述酸洗单元的药液为HCL、H2O2和H2O的混合液体，HCL:H2O2:H2O的体积比为1:1:3-5，清洗温度为45-55℃；所述碱洗单元的药液为NH4OH、H2O2和H2O的混合液体，NH4OH:H2O2:H2O的体积比为3-4:4-5:12-15，清洗温度为45-55℃。与现有技术相比，采用本专利技术提出的清洗机构和清洗工艺，能够在不破坏硅片表面特性及电特性的前提下，有效地降低硅片表面脏花率并使硅片脏花率小于0.5％；还可完全将残留在硅片上的微尘、金属离子、有机物及其它杂质一同去掉，清洗质量好，清洗效率高。附图说明图1是本专利技术一实施例的硅片表面清洗机构的结构示意图；图2是本专利技术一实施例的预清洗单元的结构示意图；图3是本专利技术一实施例的预酸洗单元的结构示意图；图4是本专利技术一实施例的一号清洗槽的结构示意图；图5是本专利技术一实施例的三号清洗槽的结构示意图；图6是本专利技术另一实施例的硅片表面清洗机构的结构示意图；图7是采用本实施例清洗工艺清洗后硅片表面形貌；图8是采用现有技术清洗工艺清洗后硅片表面形貌。图中：100、预清洗单元110、预清洗槽120、超声装置200、预酸洗单元210、预酸洗槽220、加热器230、兆声装置300、碱洗单元310、碱洗槽400、酸洗单元410、酸洗槽500、清洗槽组510、一号清洗槽520、二号清洗槽530、三号清洗槽531、上槽532、下槽533、喷水管540、四号清洗槽600、干燥单元610、满提拉槽620、烘干槽具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例提出一种半导体硅片表面清洗机构，如图1所示，至少依次具有预清洗单元100和酸洗单元400，其中，在预清洗单元100和酸洗单元400之间还依次设有预酸洗单元200和碱洗单元300，同时在酸洗单元400之后还设有干燥单元600，预酸洗单元200靠近预清洗单元100设置，碱洗单元300靠近酸洗单元400设置。在预酸洗单元200、碱洗单元300和酸洗单元400之间还设有清洗槽组500，预酸洗单元200、碱洗单元300和酸洗单元400之后分别均设有一号清洗槽510、二号清洗槽520、三号清洗槽530和四号清洗槽540。具体地，如图2所示，预清洗单元100至少包括一个预清洗槽110，主要用于去除硅片表面附着的硅粉以及大块颗粒、杂质，同时在预清洗槽110中还设有发射超声波的超声装置120，预清洗槽110为纯水槽，也即是去离子水槽，预清洗槽110中的纯水温度为常温。预清洗槽110中的超声装置120的超声波频率为25-35kHz。因刚切割完毕的硅片，表面含有大量的颗粒型硅粉和散装的硅粉硅粉相对于其它微粒杂质体积都较大，硅片表面还会附着有大块的颗粒或大块的金属杂质。在预清洗单元100的预清洗槽110中设置频率为25-35kHz的超声装置120，在强烈的超声波的作用下，硅片表面的大块颗粒受声波振动，使这些硅粉和大块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体硅片表面清洗机构，其特征在于，至少依次具有预清洗单元和酸洗单元；其中，/n在所述预清洗单元和所述酸洗单元之间还依次具有预酸洗单元和碱洗单元，所述预酸洗单元靠近所述预清洗单元设置；/n所述预酸洗单元、所述碱洗单元和所述酸洗单元之后分别设有清洗槽；/n或所述预酸洗单元和所述酸洗单元之后分别设有所述清洗槽。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体硅片表面清洗机构，其特征在于，至少依次具有预清洗单元和酸洗单元；其中，
在所述预清洗单元和所述酸洗单元之间还依次具有预酸洗单元和碱洗单元，所述预酸洗单元靠近所述预清洗单元设置；
所述预酸洗单元、所述碱洗单元和所述酸洗单元之后分别设有清洗槽；
或所述预酸洗单元和所述酸洗单元之后分别设有所述清洗槽。


2.根据权利要求1所述的一种半导体硅片表面清洗机构，其特征在于，所述预酸洗单元、所述碱洗单元和所述酸洗单元分别至少包括一个预酸洗槽、一个碱洗槽和一个酸洗槽。


3.根据权利要求2所述的一种半导体硅片表面清洗机构，其特征在于，所述酸洗单元后设有两个所述清洗槽，靠近所述酸洗单元的所述清洗槽为快排冲水槽。


4.根据权利要求2或3所述的一种半导体硅片表面清洗机构，其特征在于，所述预酸洗槽、所述碱洗槽和所述酸洗槽均设有发射兆声波的兆声装置，所述预酸洗槽、所述碱洗槽和所述酸洗槽中的兆声波频率相同；
所述预酸洗槽、所述碱洗槽和所述酸洗槽中的兆声波频率为860-950kHz。


5.根据权利要求4所述的一种半导体硅片表面清洗机构，其特征在于，所述预酸洗槽、所述碱洗槽和所述酸洗槽中均设有加热器，所述加热器在所述预酸洗槽中的温度与在所述碱洗槽和所述酸洗槽中的温度不同。


6.根据权利要求2-3、5任一项所述的一种半导体硅片表面清洗机构，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：常雪岩，武卫，刘园，刘建伟，祝斌，刘姣龙，裴坤羽，袁祥龙，孙晨光，王彦君，王聚安，由佰玲，杨春雪，谢艳，刘秒，吕莹，徐荣清，
申请(专利权)人：天津中环领先材料技术有限公司，中环领先半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12