利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法技术

本发明专利技术属于半导体硅片技术领域，尤其是一种利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法，包括清洗液储罐以及与所述清洗液储罐连通的并用于对晶圆进行清洗动作的兆声清洗槽，还包括与所述清洗液储罐连通的膜包裹纳米气泡发生系统。该利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法，通过在兆声清洗过程中，将膜包覆的纳米气泡添加到清洗液，利用气泡颗粒随清洗液冲刷硅片表面实现清洗过程强化，提高清洗效率，节约能耗，同时，膜包覆能够有效避免气泡在清洗过程中爆裂，损伤硅片表面。面。面。

【技术实现步骤摘要】
利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法


[0001]本专利技术涉及半导体硅片
，尤其涉及一种利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法。

技术介绍

[0002]在半导体硅片生产过程中，清洗硅片表面是重复次数最多的工艺，对硅片的质控具有重要的意义，在清洗工艺中，湿法清洗技术的使用最为广泛，目前的湿法清洗技术主要分为超声清洗技术和兆声清洗技术。
[0003]超声清洗是将超声波作用于槽内清洗液的一种强化清洗方法，主要由超声空化形成的气泡实现过程强化。超声清洗主要依靠形成的气泡爆破产生的高压高温冲击波能够引起硅片表面污垢剥离，以及气泡的振动对清洗物表面进行擦洗，从而实现清洗过程强化。但是，超声清洗对小于1微米的颗粒的去除效果一般，同时，清洗液中气泡的爆裂可能对硅片表面造成损伤。
[0004]兆声清洗是采用更高频率声波作用于清洗液实现清洗过程强化的方法，由于频率较高，该过程很难产生空化效应形成气泡，主要利用高频声波能量在清洗液中形成的高速微水流连续冲击硅片表面实现清洗。兆声清洗能够实现小于0.2微米颗粒的清洗，但长时间的兆声清洗使得清洗过程的能耗较高。
[0005]专利CN 110473773报道了一种添加纳米气泡强化兆声清洗的方法，通过纳米气泡在硅片表面的破裂强化清洗过程，缩短了清洗过程时间，节约了清洗能耗，但该方法难以避免气泡破裂时对硅片表面可能的损伤。研究表明，膜包覆的纳米气泡能够大幅度提高其稳定性，有效避免在溶液中破裂。

技术实现思路

[0006]基于现有的纳米气泡破裂时容易对硅片表面造成损伤的技术问题，本专利技术提出了一种利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法。
[0007]本专利技术提出的一种利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法，包括清洗液储罐以及与所述清洗液储罐连通的并用于对晶圆进行清洗动作的兆声清洗槽，还包括与所述清洗液储罐连通的膜包裹纳米气泡发生系统。
[0008]所述膜包裹纳米气泡发生系统将气体置入膜包覆的膜体中再通过纳米气泡发生器产生用于膜包覆的纳米气泡，然后根据设定值补充至清洗液储罐内随清洗液一起进入至所述兆声清洗槽内实现对晶圆清洗时的保护动作，清洗后的含膜包覆纳米气泡随清洗液同步回流至所述清洗液储罐内循环利用。
[0009]优选地，所述膜包覆的纳米气泡在清洗液中的含量为10的8次方至10的12次方个/毫升。
[0010]优选地，所述膜包覆的纳米气泡呈核壳结构，其核充满气体，膜包覆在纳米气泡外部，形成壳层。
[0011]通过上述技术方案，利用膜包覆增加气泡整体强度，防止气泡上升到液面爆裂时产生巨大气压后低硅片表面造成损伤。
[0012]优选地，所述膜包覆的纳米气泡的粒径为10nm
‑
1000nm，所述气体种类为氮气、氩气、二氧化碳以及空气中的任意一种或多种按任意配比的混合物。
[0013]优选地，所述膜包覆的纳米气泡的膜为磷脂膜。
[0014]通过上述技术方案，磷脂为两性分子，一端为亲水的含氮或磷的头，另一端为疏水(亲油)的长烃基链；易溶于乙醚、苯、三氯甲烷、正己烷，不溶于丙酮、水等极性溶剂。属于两性表面活性剂，具有乳化性。
[0015]优选地，所述磷脂成分为大豆卵磷脂、氢化大豆卵磷脂、二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱、二棕榈酸磷脂酰胆碱、二硬脂酰磷脂酰胆碱、1
‑
棕榈酰
‑2‑
肉豆酰磷脂酰胆碱、二棕榈酰磷脂酰甘油、二硬脂酰磷脂酰甘油、二肉豆蔻酰磷脂酰甘油、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺、二月桂酰基磷脂酰乙醇胺、二肉豆蔻酰基磷脂酰乙醇胺、1
‑
硬脂酰基
‑2‑
油酰基磷脂酰胆碱、1
‑
棕榈酰基
‑2‑
肉豆蔻酰基磷脂酰胆碱、1
‑
硬脂酰基
‑2‑
棕榈酰基磷脂酰胆碱、二肉豆蔻酰基磷脂酰丝氨酸、二硬脂酰基磷脂酰丝氨酸或1
‑
棕榈酰基
‑2‑
油酰基磷脂酰乙醇胺中任意一种或多种按任意配比的混合物。
[0016]优选地，所述膜包裹纳米气泡发生系统还包括用于纳米气泡核壳结构的成型罐。
[0017]所述成型罐的下表面通过支架固定安装有曝气头延伸至所述成型罐内部的纳米气泡发生器，所述纳米气泡发生器曝气头的外部还固定套接有与所述成型罐内底壁固定连接的曝气筒，所述曝气筒的顶部还固定连通有螺旋冷却装置，所述纳米气泡发生器对磷脂液体进行纳米升温曝气后所产生纳米气泡经过螺旋冷却后形成包裹在所述纳米气泡外部的所述磷脂膜。
[0018]优选地，所述成型罐的底部外表面环形阵列设置有通至所述纳米气泡发生器曝气头以及曝气筒内部的进料管，所述气体通过所述进料管被泵入至所述纳米气泡发生器内，所述磷脂液体通过所述进料管被同步泵入至曝气筒内，所述进料管的外端还设有用于控制进出的电磁阀。
[0019]通过上述技术方案，进料管能够通入相同或不同的气体以及液体，以方便进料，避免掺杂。
[0020]优选地，所述螺旋冷却装置包括与所述曝气筒顶部固定连通的螺旋冷却壳，含有纳米气泡的所述磷脂膜从下至上沿所述螺旋冷却壳内螺旋上升冷却后低温成型为包裹气体的磷脂膜核壳结构，所述螺旋冷却壳的内部间隙在0.5mm
‑
1mm之间。
[0021]通过上述技术方案，利用螺旋的长度自下而上的方向进行挤压冷却，能够充分对磷脂膜包裹的纳米气泡进行冷却，降低其物理活性，防止纳米气泡破裂。
[0022]优选地，所述成型罐的下表面支架上还固定安装有冷却泵，所述冷却泵的进端通入冷却的液体后泵至所述成型罐的顶部自上而下沿所述螺旋冷却壳表面螺旋导流，最后从所述成型罐内侧底壁连通的排管排出或重新冷却通入到所述冷却泵的进端处。
[0023]通过上述技术方案，利用泵体对其进行自上而下的冷却，冷却效果更好。
[0024]本专利技术中的有益效果为：本专利技术通过在兆声清洗过程中，将膜包覆的纳米气泡添加到清洗液，利用气泡颗粒随清洗液冲刷硅片表面实现清洗过程强化，提高清洗效率，节约能耗，同时，膜包覆能够
有效避免气泡在清洗过程中爆裂，损伤硅片表面。
附图说明
[0025]图1为本专利技术提出的一种利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法的示意图；图2为本专利技术提出的一种利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法的膜包覆的纳米气泡正视图；图3为本专利技术提出的一种利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法的成型罐结构立体图；图4为本专利技术提出的一种利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法的曝气筒结构立体图。
[0026]图中：1、清洗液储罐；2、兆声清洗槽；3、纳米气泡发生系统；4、纳米气泡；41、壳层；5、成型罐；51、曝气筒；52、进料管；53、电磁阀；6、纳米气泡发生器；7、螺旋冷却壳；71、冷却泵。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法，包括清洗液储罐（1）以及与所述清洗液储罐（1）连通的并用于对晶圆硅片进行清洗动作的兆声清洗槽（2），其特征在于：还包括与所述清洗液储罐（1）连通的膜包裹纳米气泡发生系统（3）；所述膜包裹纳米气泡发生系统（3）将气体置入膜包覆的膜体中再通过纳米气泡发生器（6）产生用于膜包覆的纳米气泡（4），然后根据设定值补充至清洗液储罐（1）内随清洗液一起进入至所述兆声清洗槽（2）内实现对晶圆硅片清洗时的保护动作，清洗后的含膜包覆纳米气泡（4）随清洗液同步回流至所述清洗液储罐（1）内循环利用。2.根据权利要求1所述的利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法，其特征在于：所述膜包覆的纳米气泡（4）在清洗液中的含量为10的8次方至10的12次方个/毫升。3.根据权利要求2所述的利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法，其特征在于：所述膜包覆的纳米气泡（4）呈核壳结构，其核充满气体，膜包覆在纳米气泡（4）外部，形成壳层（41）。4.根据权利要求3所述的利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法，其特征在于：所述膜包覆的纳米气泡（4）的粒径为10
‑
1000nm，所述气体种类为氮气、氩气、二氧化碳以及空气中的任意一种或多种按任意配比的混合物。5.根据权利要求4所述的利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法，其特征在于：所述膜包覆的纳米气泡（4）的膜为磷脂膜。6.根据权利要求5所述的利用具有膜包覆的纳米气泡强化兆声清洗硅片的方法，其特征在于：所述磷脂成分为大豆卵磷脂、氢化大豆卵磷脂、二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱、二棕榈酸磷脂酰胆碱、二硬脂酰磷脂酰胆碱、1
‑
棕榈酰
‑2‑
肉豆酰磷脂酰胆碱、二棕榈酰磷脂酰甘油、二硬脂酰磷脂酰甘油、二肉豆蔻酰磷脂酰甘油、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺、二月桂酰基磷脂酰乙醇胺、二肉豆蔻酰基磷脂酰乙醇胺、1
‑
硬脂酰基
‑2‑
油酰基磷脂酰胆碱、1
‑
棕榈酰基
‑2‑
肉豆蔻酰基磷脂酰胆碱、1
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硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：华斌，赵天翔，顾雪平，
申请(专利权)人：智程半导体设备科技昆山有限公司，
类型：发明
国别省市：