碳化硅晶片单面清洗机和碳化硅晶片的清洗方法技术

本发明专利技术涉及碳化硅晶片单面清洗机和碳化硅晶片的清洗方法，包括清洗槽、旋转盘、布垫、清洗流体喷射机构，清洗流体喷射机构包括混合箱、倒圆台形过渡管、喷头。所述碳化硅晶片单面清洗机即可通入单流体进行喷淋清洗，也可采用二流体对脱胶清洗后的碳化硅晶片进行单面清洗，尤其是对8英寸及其以上的大面积碳化硅晶片的清洗，清洗效果好，清洗效率高。本发明专利技术所述碳化硅晶片的清洗方法通过对脱胶清洗后的碳化硅晶片采用所述碳化硅晶片单面清洗机进行单面清洗，整个清洗过程，无需频换更换清洗液的种类，只需要采用由氢氟酸、白钨酸所特制成的清洗液，一直进行清洗，最终即可达到高洁净度的晶片表面洁净度要求，清洗工序简单。清洗工序简单。清洗工序简单。

【技术实现步骤摘要】
碳化硅晶片单面清洗机和碳化硅晶片的清洗方法


[0001]本专利技术涉及碳化硅晶片单面清洗机和碳化硅晶片的清洗方法，属于半导体器件专用设备制造


技术介绍

[0002]半导体晶片在转变为功能性微电路时经历了许多微制造步骤。特别是晶片清洗在器件制造过程中会发生很多次。为确保质量和可靠性，理想的晶圆清洁工艺应去除掩蔽和等离子蚀刻后残留的任何残留物。
[0003]目前有三种主要的湿法清洁技术：湿台清洁系统、批量喷雾清洁系统和单晶片旋转清洁系统。单晶片旋转清洗系统一次处理一个晶片，在每个晶片的基础上提供更均匀的清洁。使用连续的单晶片清洗方法，工艺混乱只会影响一个晶片，而不是整个多晶片盒。因此，相对于平行清洗方法，单晶片旋转清洗实际上提高了整体工艺效率。
[0004]具有更大功能和更低功率需求的微电路的生产需要越来越精细的电路图案。对于最先进节点上的功能，关键尺寸目前低于32 nm，可以小至14nm。单晶圆旋转清洗已成为应用于这些尺寸特征的主要方法。
[0005]无论是公开号CN113083766A的《单片晶圆清洗方法》，还是公开号为CN112871811A的《单片晶圆清洗系统及方法》，其主要的清洗设备都是最少包含有一个可以围绕其中心轴旋转晶圆的旋转盘上、最少一个喷嘴（用于喷液），晶圆被放置在旋转晶圆的旋转盘。液体从喷嘴中喷出，而旋转盘以相对较低的速度（100
‑
300RPM）旋转，喷淋的液体与晶圆之间做相对运动，从而完成对晶圆的单次清洗。之后，可通过另一个喷嘴将N2吹到晶片上并增加转速（至1000
‑
2000RPM）来进行干燥。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供了碳化硅晶片单面清洗机和碳化硅晶片的清洗方法，具体技术方案如下：碳化硅晶片单面清洗机，包括清洗槽、安装在清洗槽内部的旋转盘、设置在旋转盘盘面的布垫、清洗流体喷射机构，所述清洗流体喷射机构包括混合箱、倒圆台形过渡管、喷头，所述混合箱的一侧设置有进气孔，所述进气孔外接有进气管，所述混合箱的另一侧设置有进液孔，所述进液孔外接有进液管，所述过渡管的上端与混合箱的下端连通，所述喷头的上端与过渡管的下端连通。
[0007]上述技术方案的进一步优化，所述混合箱的内侧壁为单叶双曲面结构，所述喷头包括外壳，所述外壳在竖直平面的投影为等腰梯形，所述外壳在水平面的投影为S形，S形由两段弧形结构构成，所述弧形结构对应的圆心角为112~116
°
；所述外壳的上端设置有S形的进入口，所述外壳的下端设置有排出口，所述排出口包括位于中央的圆形第一通孔、两个第二通孔，两个第二通孔以第一通孔为对称中心呈中心对称设置，所述第二通孔的轴线为弧形，所述第二通孔的首端与第一通孔连通，所述第二通孔的尾端朝向外壳的侧边，所述第二
通孔的宽度按照远离第一通孔的方向呈连续增大设置。
[0008]上述技术方案的进一步优化，所述布垫的表面设置有若干个呈同心圆结构的标记圈。
[0009]上述技术方案的进一步优化，所述碳化硅晶片单面清洗机还包括用来带动清洗流体喷射机构远离旋转盘的旋转机构；当碳化硅晶片放置在布垫上方时，所述旋转机构带动清洗流体喷射机构转动至布垫的正上方，所述清洗流体喷射机构喷射出清洗液进行清洗作业；当清洗作业完成后，所述旋转机构带动清洗流体喷射机构转动至少90
°
使得清洗流体喷射机构远离布垫，取下布垫上方清洗完成的碳化硅晶片，清洗完成。
[0010]上述技术方案的进一步优化，所述混合箱的上下两端的拐角处设置有圆弧过渡部。
[0011]碳化硅晶片的清洗方法，包括：对碳化硅晶片使用有机溶剂进行脱胶清洗；采用所述的碳化硅晶片单面清洗机对脱胶清洗后的碳化硅晶片进行单面清洗；对单面清洗后的碳化硅晶片进行DIW清洗、干燥。
[0012]上述技术方案的进一步优化，所述碳化硅晶片单面清洗机中清洗流体喷射机构通过喷射二流体对脱胶清洗后的碳化硅晶片进行单面清洗；二流体由清洗液、臭氧混合构成，所述清洗液的压力为0.16MPa，流量为330L/min；臭氧的压力为0.3MPa，流量为200L/min。
[0013]上述技术方案的进一步优化，所述清洗液为氢氟酸、白钨酸按照质量比13:（1.1~1.3）的比例混合制成，所述氢氟酸是氢氟酸与水按照质量比为1:99的比例混合制成。
[0014]上述技术方案的进一步优化，所述DIW清洗的试剂为去离子水，去离子水的电阻率为16～20MΩ
•
cm。
[0015]上述技术方案的进一步优化，脱胶清洗所用的有机溶剂为异丙醇。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种碳化硅晶片单面清洗机，该碳化硅晶片单面清洗机通过对喷头的结构优化设计，即可通入单流体（只有清洗液）进行喷淋清洗，也可采用二流体（臭氧与清洗液的混合）对脱胶清洗后的碳化硅晶片进行单面清洗，尤其是对8英寸及其以上的大面积碳化硅晶片的清洗，清洗效果好，清洗效率高。
[0017]本专利技术还提供了一种碳化硅晶片的清洗方法，通过对脱胶清洗后的碳化硅晶片采用所述碳化硅晶片单面清洗机进行单面清洗，整个清洗过程，无需频换更换清洗液的种类，只需要采用由氢氟酸、白钨酸所特制成的清洗液，一直进行清洗，最终即可达到高洁净度的晶片表面洁净度要求（表面颗粒物总数小于20个），清洗工序简单。
附图说明
[0018]图1为本专利技术所述碳化硅晶片单面清洗机的结构示意图；图2为本专利技术所述清洗流体喷射机构的结构示意图；图3为本专利技术所述喷头的结构示意图；图4为本专利技术所述喷头与过渡管的连接示意图（仰视状态）；图5为对照例8中对照喷头与过渡管的连接示意图（仰视状态）；
图6为对照例9中对照喷头的结构示意图（仰视状态）；图7为本专利技术x值与t的趋势图。
具体实施方式
[0019]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。
[0020]实施例1如图1所示，所述碳化硅晶片单面清洗机，包括清洗槽10、安装在清洗槽10内部的旋转盘11、设置在旋转盘11盘面的布垫12、清洗流体喷射机构20，所述清洗流体喷射机构20包括混合箱21、倒圆台形过渡管23、喷头22，所述混合箱21的一侧设置有进气孔，所述进气孔外接有进气管24，所述混合箱21的另一侧设置有进液孔，所述进液孔外接有进液管25，所述过渡管23的上端与混合箱21的下端连通，所述过渡管23上端的内径大于过渡管23下端的内径，所述喷头22的上端与过渡管23的下端连通。
[0021]其中，所述布垫12的表面设置有若干个呈同心圆结构的标记圈，所述布垫12优选为聚氨酯抛光垫。标记圈可以按照对应尺寸的碳化硅晶片设置，如6英寸、8英寸、12英寸、17.7英寸、26.6英寸等，标记圈的设置，使得碳化硅晶片在布垫12、旋转盘11的中心处易对中。
[0022]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.碳化硅晶片单面清洗机，包括清洗槽（10）、安装在清洗槽（10）内部的旋转盘（11）、设置在旋转盘（11）盘面的布垫（12）、清洗流体喷射机构（20），其特征在于：所述清洗流体喷射机构（20）包括混合箱（21）、倒圆台形过渡管（23）、喷头（22），所述混合箱（21）的一侧设置有进气孔，所述进气孔外接有进气管（24），所述混合箱（21）的另一侧设置有进液孔，所述进液孔外接有进液管（25），所述过渡管（23）的上端与混合箱（21）的下端连通，所述喷头（22）的上端与过渡管（23）的下端连通。2.根据权利要求1所述的碳化硅晶片单面清洗机，其特征在于：所述混合箱（21）的内侧壁为单叶双曲面结构，所述喷头（22）包括外壳（221），所述外壳（221）在竖直平面的投影为等腰梯形，所述外壳（221）在水平面的投影为S形，S形由两段弧形结构构成，所述弧形结构对应的圆心角为112~116
°
；所述外壳（221）的上端设置有S形的进入口（222），所述外壳（221）的下端设置有排出口，所述排出口包括位于中央的圆形第一通孔（223）、两个第二通孔（224），两个第二通孔（224）以第一通孔（223）为对称中心呈中心对称设置，所述第二通孔（224）的轴线为弧形，所述第二通孔（224）的首端与第一通孔（223）连通，所述第二通孔（224）的尾端朝向外壳（221）的侧边，所述第二通孔（224）的宽度按照远离第一通孔（223）的方向呈连续增大设置。3.根据权利要求1所述的碳化硅晶片单面清洗机，其特征在于：所述布垫（12）的表面设置有若干个呈同心圆结构的标记圈。4.根据权利要求1所述的碳化硅晶片单面清洗机，其特征在于：还包括用来带动清洗流体喷射机构（20）远离旋转盘（11）的...

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