半导体硅片的清洗方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体硅片的清洗方法，在清洗之前对硅片背面加热一定时间后，开始对硅片正面喷洒清洗液进行清洗，且在清洗过程中硅片正面同与之接触的清洗液之间始终具有一温差。本发明专利技术在不影响其他清洗方式（如超声波等）起作用的前提下，另辟蹊径，使得硅片表面同清洗液之间存在一定温差，以在硅片表面的清洗液中产生对流，形成一个自硅片表面向上的液流，该液流推动硅片表面微小颗粒通过边界层进入液流层中，从而有效提高对硅片表面微小颗粒的去除效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属集成电路工艺
，具体涉及一种提高颗粒去除效率的半 导体硅片清洗方法。
技术介绍
伴随集成电路制造工艺的不断进步，半导，器件的体积正变得越来越小。 这导致非常微小的颗粒也足以影响半导体器件的制造和性能。所以，半导体 芯片制造工艺对于清洗的要求变得越来越高，其中一个重要的指标就是颗粒去除效率。提高颗粒去除效率已经成为衡量硅片清洗效果的一个主要指标。目前业界广泛采用的清洗方法是湿法清洗，即采用各种药液和纯水来清 洗硅片。当药液和硅片接触时，在硅片表面存在着一层非常薄的水膜，由于 分子间引力的作用，这一层水膜相对于硅片是静止不动的，也被称为边界层。 边界层的存在，对于硅片的清洗效果有着非常重要的影响。对于那些直径小 于边界层厚度的颗粒，只能依靠颗粒自身慢慢地扩散通过边界层，进入水流 中，然后被水流带离硅片表面，这些颗粒很难在清洗过程中被去除。边界层 厚度取决于液体的粘度，液体和硅片表面的相对速度等。目前，减小边界层 厚度是提高硅片清洗效率的一个重要方式，同时，研究人员正在研究提高硅 片的清洗效率的其他方式。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种半导体硅片的清洗方 法，可以有效提高颗粒的去除效率，提供了一条提高硅片的清洗效率的新方 式。为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案一种，在清洗之前对硅片背面加热一定时间后，开始对硅片正面喷洒清洗液进行清洗，且在清洗过程中硅片正面同与之接触 的清洗液之间始终具有一温差。所述，全过程包括如下步骤首先，将硅片放置于喷洒式清洗工艺腔内的固定于旋转平台的硅片托架上；然后，旋转平台带动硅片托架及其上硅片旋转，且开始对硅片背面加热，所述旋转和加热步序同时进行或任意先后进行；其次，经一定时间后，对硅片正面喷洒清洗液直至硅片洗净，此清洗过 程中，硅片正面同清洗液之间始终具有一温差；接着，停止加热和喷洒清洗液；最后，硅片千燥后停止转动。进一步，所述对硅片背面加热是通过设置在旋转平台内的出水孔对硅片 背面喷涌高温纯水，使硅片背面与高温纯水相接触来实现。 进一步，所述出水孔，其直径为1/4英寸至1/2英寸。 进一步，所述高温纯水，其温度为80~95摄氏度。 进一步，所述一定时间为5 20秒。进一步，所述对硅片正面喷洒清洗液是通过设置于工艺腔内硅片上方的 可移动旋臂上的喷嘴来实现。进一步，所述喷嘴数量为1至5个。 进一步，所述清洗液为药液或纯水。进一步，所述喷嘴的喷洒方式采用高压喷射或者是无压自然重力下流方式。进一步，所述^ 圭片尺寸为4英寸至12英寸。 本专利技术的有益效果硅片表面上的清洗液包括边界层和液流层。所述边界层是指当清洗液和 硅片接触时，在硅片表面形成的一层非常薄的水膜，由于分子间引力的作用， 这一层水膜相对于硅片是静止不动的。液流层在边界层之上，其相对硅片流 动。边界层的存在，对于硅片的清洗效果有着非常重要的影响。对于那些直 径小于边界层厚度的颗粒，只能依靠颗粒自身慢慢地扩散通过边界层，进入液流层中，然后被液流层带离硅片表面。因此去除这些直径小于边界层厚度 的颗粒比较困难。 ，然而，本专利技术由于在硅片清洗过程中， 一方面对硅片背面喷洒高温纯水 来加热硅片，另一方面将常温清洗液喷洒于硅片正面，使得硅片表面即正面 同与之接触的清洗液之间始终存在一定温差，引发硅片表面的清洗液中产生 对流，形成一个自硅片表面向上的液流，该液流推动硅片表面微小颗粒，尤 其是直径小于边界层厚度的颗粒通过边界层进入液流层中，因而，可以有效 提高对硅片表面微小颗粒的去除效率。本专利技术在不影响其他清洗方式(如超声波等)起作用的前提下，另辟蹊 径，通过使硅片表面同清洗液之间存在温差引起清洗液产生对流来推动微小 颗粒通过边界层进入液流层，以达到提高颗粒去除效果的目的。附图说明图1是本专利技术结构示意图； 图2是本专利技术的流程图中l-喷嘴，2-硅片，3-硅片托架，4-旋转平台，5-出水孔，6-水膜，' 7-可移动旋臂。具体实施例方式针对
技术介绍
提及的问题，本专利技术提出在清洗之前对硅片背面加热一定 时间后，开始对硅片正面喷洒清洗液进行清洗，且在清洗过程中硅片表面(正 面)同与之接触的清洗液之间始终具有一温差。如此，可以形成一个自硅片 表面向上的液流，该液流可以推动硅片表面的微小颗粒，包括直径小于边界 层厚度的微小颗粒通过边界层进入液流层中，因此，可以有效提高对硅片表 面微小颗粒的去除效率。基于上述想法，本专利技术提供了如下具体实施例,以解决现有半导体硅片 清洗方案中存在的不能有效去除直径小于边界层厚度的微小颗粒的问题。下 面结合附图对该具体实施例作清楚、完整地说明请参见图1和图2:这种，包括如下步骤 .首先，请参见图2第S1步骤，将需要清洗的硅片2放置于单片式喷洒式 清洗工艺腔内的固定于旋转平台4上的硅片托架3上。所述旋转平台4的直 径可以为4英寸至12英寸，最高转速为每分钟500至3000转。所述硅片2 与旋转平台4及硅片托架3的形状、大小相对应，可以为4英寸至12英寸。 本实施例均取12英寸规格。然后，请参见图2第S2步骤，旋转平台4带动硅片托架3及其上硅片2 旋转，且开始对硅片2背面加热。所述旋转和加热步序可同时进行也可以任 意先后顺序进行，本实施例中为同时进行。所述对硅片2背面加热是通过设 置在旋转平台4内的出水孔5对硅片2背面喷涌高温纯水，使硅片2背面与 高温纯7jc相接触来实现。该出水孔5的直径可以为1/4英寸至1/2英寸，当水 流溢出时，产生的水膜6厚度恰好可以填满硅片2与旋转平台4之间的空隙。 本实施例中出水孔5的直径取1/2英寸。所述高温纯水的温度为80-95度。其次，请参见图2第S3步骤，经一定时间后，对硅片2正面喷洒清洗液 直至硅片2清洗干净，且在此清洗过程中，硅片表面同清洗液之间始终保持 一定温差。其中， 一定时间可以为5~20秒，本实施例中取10秒，以使硅片 背面吸收从高温纯水吸收到足够的热量，便于后面清洗步骤中硅片表面同清 洗液之间产生足够的温差。所述对硅片正面喷洒常温清洗液是通过设置于工 艺腔内硅片2上方的可移动旋臂7上的喷嘴1实现。所述喷嘴1的数量可以 为1至5个，本实施例中采用3个喷嘴1。每个喷嘴1所喷洒的液体种类可以 由实际工艺要求所调整。所述喷嘴1喷洒的方式可以采用高压喷射或者是无 压自然重力下流的方式，本实施中采用无压自然重力下流的方式。所述清洗 液可以是常温的药液或者是纯水。本实施例采用常温的纯水。清洗液的喷洒 将保持一定时间，直到硅片表面即正面清洗干净。另外，此步骤中，硅片保 持旋转。接着，请参见图2第S4步骤，清洗完毕后，停止加热和喷洒清洗液。清 洗完毕后，对硅片2背面停止喷涌高温纯水，对硅片2正面停止喷洒常温清 洗液。此步骤中，硅片保持旋转。最后，请参见图2第S5步骤，硅片2干燥后停止转动。硅片2干燥后， 旋转平台4停止转动，硅片2随之停止转动。外部机械臂可以将硅片2取出。由于在硅片清洗过程中， 一方面对硅片背面喷洒高温纯水来加热硅片， 另 一方面将常温清洗液喷洒于硅片正面，使得硅片表面同与之接触的清洗液 之间始终存在一定温差，进而使得硅片正面的清洗液中产生对流，形成一个 自硅片表面向上的液流，该液流可以推动硅片表面的微小颗粒，包括直径小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体硅片的清洗方法，其特征在于：在清洗之前对硅片背面加热一定时间后，开始对硅片正面喷洒清洗液进行清洗，且在清洗过程中硅片正面同与之接触的清洗液之间始终具有一温差。

【技术特征摘要】
1. 一种半导体硅片的清洗方法，其特征在于在清洗之前对硅片背面加热一定时间后，开始对硅片正面喷洒清洗液进行清洗，且在清洗过程中硅片正面同与之接触的清洗液之间始终具有一温差。2. 根据权利要求1所述的半导体硅片的清洗方法，其特征在于包括如下步 骤首先，将硅片放置于喷洒式清洗工艺腔内的固定于旋转平台的硅片托架上；然后，旋转平台带动硅片托架及其上硅片旋转，且开始对硅片背面加热， 所述旋转和加热步序同时进行或任意先后进行；其次，经一定时间后，对硅片正面喷洒清洗液直至硅片洗净，此清洗过 程中，硅片正面同清洗液之间始终具有一温差；接着，停止加热和喷洒清洗液；最后，硅片干燥后停止转动。3. 根据权利要求1或2所述的半导体硅片的清洗方法，其特征在于所述对 硅片背面加热是通过设置在旋转平台内的出水孔对硅片背面喷涌高温纯 水，使硅片背面与高温纯水相接触来实现。4. 根据权利要求3所述的半导体硅片的清...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晨骋，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]