一种晶圆等离子清洗方法技术

本发明专利技术涉及一种晶圆等离子清洗方法，采用等离子清洗设备对晶圆的一面进行清洗，等离子清洗设备产生阵列式高温等离子射流对低温晶圆的表面进行喷射清洗。所述晶圆等离子清洗方法能够在常压下对晶圆表面采用阵列式高温等离子射流进行喷射清洗，能有效对晶圆表面的颗粒和有机薄污染物进行清除，清洗效率高，清洗效果好，而且还会减少二次污染的发生。而且还会减少二次污染的发生。而且还会减少二次污染的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆等离子清洗方法


[0001]本专利技术涉及一种晶圆等离子清洗方法，属于晶圆清洗


技术介绍

[0002]晶圆清洗作为电子信息产业的基础，非常重要，清洗的效果直接影响到电子产品最终的性能、效率和稳定性。晶圆是从晶体棒（如硅棒）上切割下来的，晶圆表面的多层晶格处于被破坏的状态，布满了不饱和的悬挂键，悬挂键的活性较高，十分容易吸附外界的杂质粒子，导致晶圆表面被污染且性能变差。其中颗粒杂质会导致晶圆的介电强度降低，金属离子会增大光伏电池P
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N结的反向漏电流和降低少子的寿命，有机化合物使氧化层的质量劣化、H2O会加剧硅表面的腐蚀。清洗晶圆不仅要除去晶圆表面的杂质而且要使晶圆表面钝化，从而减小晶圆表面的吸附能力。高规格的硅晶片对表面的洁净度要求非常严格，理论上不允许存在任何颗粒、金属离子、有机粘附、水汽、氧化层，而且晶圆表面要求具有原子级的平整度，晶圆边缘的悬挂键以结氢终止。目前，由于晶圆清洗技术的缺陷，大规模集成电路中因为硅材的洁净度不够而产生问题甚至失效的比例达到50%，因此优化晶圆的清洗工艺极其必要。
[0003]等离子清洗技术是通过与电离气体发生化学反应以及经压缩空气加速的活性气体射流，将污物颗粒除去，转换为气相，并通过真空泵用连续气体流将其排出。
[0004]目前的等离子清洗设备，其工作气体通常是采用氦与氧，或氩与氧的混合气体，其中氧气所占的比例是小于3%。氧气主要用于表面活化及有机污染物去除。氧气为高活性气体，可有效地对有机污染物或有机基材表面进行化学分解，但其粒子相对较小，断键和轰击能力有限，如加上一定比例的氩气，那么所产生的等离子体对有机污染物或有机基材表面的断键和分解能力就会更强，加快清洗和活化的效率。由于大量采用惰性气体，致使工作气体的应用成本很高。如果氧气所占的比例超过3%，反而会导致清洗效果变差，例如对晶圆表的光刻胶进行去胶，去胶均匀性反而会下降。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供了一种晶圆等离子清洗方法，具体技术方案如下：一种晶圆等离子清洗方法，包括以下步骤：采用等离子清洗设备对晶圆的一面进行清洗，等离子清洗设备产生阵列式高温等离子射流对低温晶圆的表面进行喷射清洗。
[0006]上述技术方案的进一步优化，所述等离子清洗设备包括高温等离子射流发生器、用来盛放晶圆的驱动式盛放篮，所述高温等离子射流发生器包括绝缘基座、多组呈阵列状分布在绝缘基座一侧的喷射嘴组件、安装在绝缘基座另一侧的第一气箱和第二气箱、高频高压发生器，所述喷射嘴组件包括导电外管、与导电外管呈同轴设置的毛细导电管、陶瓷套管、毛细金属管，所述毛细导电管的尾端与第二气箱的内腔之间连通有陶瓷管，所述毛细导
电管嵌设在绝缘基座处；所述导电外管包括固定安装在绝缘基座侧壁的圆管状第一导电管段、内径小于第一导电管段且为圆管状的第二导电管段、用来连接第一导电管段与第二导电管段的导电收缩管段，所述毛细导电管的首端设置在导电收缩管段的内部，所述陶瓷套管的一端与第二导电管段的内腔连通，所述陶瓷套管的另一端与毛细金属管的尾端连通，所述第二导电管段与毛细金属管之间设置有间距；所述高频高压发生器的一个输出电极与导电外管电连接，所述高频高压发生器的另一个输出电极与毛细导电管电连接；所述第一导电管段的内腔与第一气箱的内腔之间连通有多根绝缘管；所述高温等离子射流发生器还包括用来对毛细金属管进行加热的电磁感应加热组件，所述电磁感应加热组件包括金属盘、感应线圈，所述金属盘的表面设置有供毛细金属管穿过的穿孔，所述金属盘与毛细金属管连接为一体。
[0007]上述技术方案的进一步优化，所述毛细导电管首部的外侧设置有多个开口缝，所述开口缝沿着毛细导电管的轴向设置，所述开口缝的一端延伸至毛细导电管的首端，所述开口缝的另一端与毛细导电管的尾端之间设置有间距，所述开口缝的另一端设置在第一导电管段的内部。
[0008]上述技术方案的进一步优化，所述等离子清洗设备还包括用来对晶圆进行冷却的冷却气体喷射组件，所述冷却气体喷射组件包括横截面为L形的喷气管、与冷却气源相连的软管、用来对喷气管进行升降的第一气缸，所述喷气管包括位于晶圆一侧的横管段、与横管段相垂直的竖管段，所述毛细金属管设置在晶圆的一侧；所述第一气缸的活塞杆与竖管段之间固定安装有连板。
[0009]上述技术方案的进一步优化，所述第二导电管段的内径等于毛细导电管的内径，所述第二导电管段的内径等于毛细金属管的内径。
[0010]上述技术方案的进一步优化，所述驱动式盛放篮包括两根呈轴对称设置的侧辊、用来托起晶圆的托辊、用来固定侧辊的固定杆，所述侧辊的内侧设置有多个呈等间距设置且与晶圆边沿相适配的插槽，两根侧辊与托辊呈等腰三角形结构设置，所述托辊的辊轴与固定杆的末端转动连接。
[0011]上述技术方案的进一步优化，所述驱动式盛放篮还包括用来驱动托辊旋转的滑动式驱动机构，所述滑动式驱动机构包括固定安装在托辊尾端的齿轮、与齿轮外啮合的齿辊、与托辊的辊轴同轴连接的延长轴、套设在延长轴外部的固定环、固定安装在延长轴末端的圆形挡板、与挡板相适配的插槽头、第二气缸、用来支撑齿辊的支撑座、用来驱动齿辊转动的减速电机，所述齿辊的辊轴与支撑座转动连接，所述齿辊设置在齿轮的下方，所述第二气缸的活塞杆与插槽头固定连接。
[0012]上述技术方案的进一步优化，所述托辊的下方设置有水槽，水槽的内部盛放有去离子水。
[0013]上述技术方案的进一步优化，所述等离子清洗设备的工作气体采用第一气体与氩气的混合气来产生高温等离子射流，高温等离子射流对着晶圆的正面进行喷射清洗；其中，第一气体为双氧水雾与空气的混合气，在晶圆的背面采用2~4℃的压缩空气喷射降温。
[0014]上述技术方案的进一步优化，所述第一气体与氩气之间的体积比为1:(5.1~5.8)，双氧水雾与空气的混合气为第一气体，双氧水雾在第一气体中的体积分数为3.1%；高温等离子射流的平均温度为500~550℃。
[0015]本专利技术的有益效果：所述晶圆等离子清洗方法能够在常压下对晶圆表面采用阵列式高温等离子射流进行喷射清洗，能有效对晶圆表面的颗粒和有机薄污染物进行清除，清洗效率高，清洗效果好，而且还会减少二次污染的发生。
附图说明
[0016]图1为本专利技术所述等离子清洗设备的结构示意图；图2为本专利技术所述高温等离子射流发生器的结构示意图；图3为本专利技术所述驱动式盛放篮的结构示意图；图4为本专利技术所述侧辊的结构示意图；图5为本专利技术所述毛细导电管的结构示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0018]实施例1所述晶圆等离子清洗方法，包括以下步骤：采用等离子清洗设备对晶圆的一面进行清洗，等离子清洗设备产生阵列式高温等离子射流对低温晶圆的表面进行喷射清洗。
[0019]工作气体可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆等离子清洗方法，其特征在于包括以下步骤：采用等离子清洗设备对晶圆的一面进行清洗，等离子清洗设备产生阵列式高温等离子射流对低温晶圆的表面进行喷射清洗。2.根据权利要求1所述的一种晶圆等离子清洗方法，其特征在于：所述等离子清洗设备包括高温等离子射流发生器（20）、用来盛放晶圆（10）的驱动式盛放篮，所述高温等离子射流发生器（20）包括绝缘基座（21）、多组呈阵列状分布在绝缘基座（21）一侧的喷射嘴组件、安装在绝缘基座（21）另一侧的第一气箱（22）和第二气箱（23）、高频高压发生器（24），所述喷射嘴组件包括导电外管、与导电外管呈同轴设置的毛细导电管（26）、陶瓷套管（27）、毛细金属管（28），所述毛细导电管（26）的尾端与第二气箱（23）的内腔之间连通有陶瓷管（232），所述毛细导电管（26）嵌设在绝缘基座（21）处；所述导电外管包括固定安装在绝缘基座（21）侧壁的圆管状第一导电管段（251）、内径小于第一导电管段（251）且为圆管状的第二导电管段（253）、用来连接第一导电管段（251）与第二导电管段（253）的导电收缩管段（252），所述毛细导电管（26）的首端设置在导电收缩管段（252）的内部，所述陶瓷套管（27）的一端与第二导电管段（253）的内腔连通，所述陶瓷套管（27）的另一端与毛细金属管（28）的尾端连通，所述第二导电管段（253）与毛细金属管（28）之间设置有间距；所述高频高压发生器（24）的一个输出电极与导电外管电连接，所述高频高压发生器（24）的另一个输出电极与毛细导电管（26）电连接；所述第一导电管段（251）的内腔与第一气箱（22）的内腔之间连通有多根绝缘管（222）；所述高温等离子射流发生器（20）还包括用来对毛细金属管（28）进行加热的电磁感应加热组件，所述电磁感应加热组件包括金属盘（292）、感应线圈（291），所述金属盘（292）的表面设置有供毛细金属管（28）穿过的穿孔，所述金属盘（292）与毛细金属管（28）连接为一体。3.根据权利要求2所述的一种晶圆等离子清洗方法，其特征在于：所述毛细导电管（26）首部的外侧设置有多个开口缝（261），所述开口缝（261）沿着毛细导电管（26）的轴向设置，所述开口缝（261）的一端延伸至毛细导电管（26）的首端，所述开口缝（261）的另一端与毛细导电管（26）的尾端之间设置有间距，所述开口缝（261）的另一端设置在第一导电管段（251）的内部。4.根据权利要求2所述的一种晶圆等离子清洗方法，其特征在于：所述等离子清洗设备还包括用来对晶圆（10）进行冷却的冷却气体喷射组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺贤汉，
申请(专利权)人：上海申和投资有限公司，
类型：发明
国别省市：