單片清洗裝置及其應(yīng)用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種單片清洗裝置及其應(yīng)用方法。所述單片清洗裝置包括：布置在晶片放置位置下方的加熱器裝置、以及布置在晶片放置位置上方的溶液噴射裝置；其中，所述加熱器裝置用于對布置在晶片放置位置上的單片晶圓進(jìn)行加熱；所述溶液噴射裝置用于將清洗劑噴向布置在晶片放置位置上的單片晶圓。本發(fā)明提供的單片清洗裝置，不但可以提高晶圓表面的溫度均勻穩(wěn)定性，同時還可以適當(dāng)降低化學(xué)液的加熱溫度。
【專利說明】單片清洗裝置及其應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種單片清洗裝置及其應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于集成電路的集成度迅速提高和元器件尺寸的不斷減小，對于硅片表面的清潔度的要求也更加嚴(yán)格。硅片生產(chǎn)中每一道工序都存在著污染和造成缺陷的可能，這些污染可能導(dǎo)致缺陷的產(chǎn)生和元器件的實效。而在集成電路生產(chǎn)過程中，大約有20%的工序和硅片的清洗有關(guān)。硅片的清洗就顯得至關(guān)重要，隨著對表面清潔度的要求提高，清洗工藝也逐漸由傳統(tǒng)的槽式清洗轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹逑础?br> [0003]單片清洗與傳統(tǒng)槽式清洗相比，優(yōu)點在于工藝潔凈度更高。缺點在于產(chǎn)出少，尤其對于高溫的化學(xué)液處理而言，需要先用熱水對晶片預(yù)熱，然后再噴熱化學(xué)液，以避免晶片熱應(yīng)力的產(chǎn)生，該處理方法可以減少熱應(yīng)力但晶片表面溫度不勻且不可控。
[0004]具體地說，圖1示意性地示出了傳統(tǒng)的高溫單片清洗工藝。其中，向晶片100噴高溫化學(xué)液以進(jìn)行晶片清洗，隨后在晶片100清洗完成后可進(jìn)行接下來的工藝。
[0005]具體地說，例如，單片晶片100的高溫SPM (H2SO4, H2O2, H2O的混合液)清洗處理，傳統(tǒng)方法會對H2SO4液10加熱到150-180°C，然后和H2O2液20 —起噴到晶圓表面處理，該處理可能會造成晶圓表面冷熱不均勻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠有效提高設(shè)備的產(chǎn)出，并且能夠得到均勻穩(wěn)定的清洗效果的單片清洗裝置及其應(yīng)用方法。
[0007]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了 一種單片清洗裝置，其包括:布置在晶片放置位置下方的加熱器裝置、以及布置在晶片放置位置上方的溶液噴射裝置；其中，所述加熱器裝置用于對布置在晶片放置位置上的單片晶圓進(jìn)行加熱；所述溶液噴射裝置用于將清洗劑噴向布置在晶片放置位置上的單片晶圓。
[0008]優(yōu)選地，所述加熱器裝置將布置在晶片放置位置上的單片晶圓100均勻加熱至所需反應(yīng)溫度。進(jìn)一步優(yōu)選地，所需反應(yīng)溫度可以在50°C以上。
[0009]優(yōu)選地，所述單片清洗裝置還包括清洗劑加熱裝置，用于在所述溶液噴射裝置將清洗劑噴向布置在晶片放置位置上的單片晶圓之前對清洗劑進(jìn)行加熱。
[0010]優(yōu)選地，所述加熱器裝置包括均勻布置的多個加熱器。
[0011]優(yōu)選地，所述加熱器裝置的多個加熱器的位置可調(diào)。
[0012]優(yōu)選地，所述加熱器裝置的多個加熱器可分別單獨控制以便調(diào)節(jié)各個加熱器的打開和關(guān)閉以及加熱溫度和加熱時間。
[0013]而且，為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了 一種單片清洗裝置應(yīng)用方法，其包括:利用單片清洗裝置的加熱器裝置的多個加熱器對對布置在晶片放置位置上的單片晶圓進(jìn)行加熱；在所述加熱器裝置對單片晶圓加熱預(yù)定時間之后，利用單片清洗裝置的溶液噴射裝置將清洗劑噴向布置在晶片放置位置上的單片晶圓。
[0014]優(yōu)選地，所述加熱器裝置將布置在晶片放置位置上的單片晶圓均勻加熱至所需反應(yīng)溫度。進(jìn)一步優(yōu)選地，所需反應(yīng)溫度可以在50°C以上。
[0015]優(yōu)選地，在所述加熱器裝置對單片晶圓加熱預(yù)定時間之后，并且在溶液噴射裝置將清洗劑噴向布置在晶片放置位置上的單片晶圓之前，利用清洗劑加熱裝置對清洗劑進(jìn)行加熱。
[0016]本發(fā)明提供的單片清洗裝置，不但可以提高晶圓表面的溫度均勻穩(wěn)定性，同時還可以適當(dāng)降低化學(xué)液的加熱溫度。在本發(fā)明中，為提高產(chǎn)出可以把加熱和化學(xué)液處理工藝腔體分開來實現(xiàn)。還可根據(jù)工藝瓶頸設(shè)定更多的加熱或者化學(xué)液工藝腔。相比傳統(tǒng)方法，本發(fā)明更科學(xué)且穩(wěn)定可控。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中:
[0018]圖1示意性地示出了傳統(tǒng)的高溫單片清洗工藝。
[0019]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的單片清洗裝置。
[0020]圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的單片清洗裝置。
[0021]圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的單片清洗裝置的加熱器裝置的加熱器布置。
[0022]圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的單片清洗裝置應(yīng)用方法的流程圖。
[0023]需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]<單片清洗裝置>
[0026]本發(fā)明披露了一種新的單片清洗裝置，尤其是對于高溫化學(xué)液處理的單片清洗裝置。該裝置取代傳統(tǒng)的熱水預(yù)熱的方法，采用加熱器對晶片熱先預(yù)熱，然后再與熱化學(xué)液接觸清洗。與現(xiàn)有方法相比，該方法可以有效提高產(chǎn)出，通過預(yù)先加熱可以得到比較穩(wěn)定和均勻的晶片表面溫度，從而達(dá)到均勻穩(wěn)定的清洗效果。
[0027]圖2和圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的單片清洗裝置，其先通過加熱器對晶圓進(jìn)行加熱，然后再噴高溫化學(xué)液處理。
[0028]具體地說，根據(jù)本發(fā)明實施例的單片清洗裝置包括:布置在晶片放置位置下方的加熱器裝置200、以及布置在晶片放置位置上方的溶液噴射裝置300。
[0029]其中，所述加熱器裝置200用于對布置在晶片放置位置上的單片晶圓100進(jìn)行加熱；而且，優(yōu)選地，所述加熱器裝置200將布置在晶片放置位置上的單片晶圓100均勻加熱至所需反應(yīng)溫度。優(yōu)選地，所需反應(yīng)溫度可以在50°C以上。該溫度范圍尤其適合于SPM清洗處理，其中SPM清洗處理采用H2S04、H2O2、H2O的混合液作為清洗劑。
[0030]所述溶液噴射裝置300用于將清洗劑噴向布置在晶片放置位置上的單片晶圓100。
[0031]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明實施例的單片清洗裝置可以包括清洗劑加熱裝置(未示出)，用于在所述溶液噴射裝置300將清洗劑噴向布置在晶片放置位置上的單片晶圓100之前對清洗劑進(jìn)行加熱。
[0032]優(yōu)選地，所述加熱器裝置200包括均勻布置的多個加熱器301。圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的單片清洗裝置的加熱器裝置的加熱器布置。
[0033]而且，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述加熱器裝置200的多個加熱器301的位置可調(diào)。
[0034]而且，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述加熱器裝置200的多個加熱器301可分別單獨控制以便調(diào)節(jié)各個加熱器301的打開和關(guān)閉以及加熱溫度和加熱時間。也就是說，單片清洗裝置的加熱器加熱設(shè)定可根據(jù)工藝要求可調(diào)，加熱位置可調(diào)，加熱位置總數(shù)可調(diào)，加熱區(qū)間可調(diào)。
[0035]根據(jù)本發(fā)明實施例的單片清洗裝置的加熱器裝置和化學(xué)液清洗腔可以共用也可以獨立分開。
[0036]本發(fā)明披露了一種新的單片清洗裝置，尤其是對于高溫化學(xué)液處理的單片清洗裝置。該裝置與傳統(tǒng)的方法相比，有效提高了設(shè)備的產(chǎn)出，并且能夠得到均勻穩(wěn)定的清洗效果。
[0037]<單片清洗方法>
[0038]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，本發(fā)明還提供了一種單片清洗裝置應(yīng)用方法。
[0039]具體地說，圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的單片清洗裝置應(yīng)用方法的流程圖。
[0040]更具體地說，根據(jù)本發(fā)明實施例的單片清洗裝置應(yīng)用方法包括:
[0041]第一步驟SI，用于利用單片清洗裝置的加熱器裝置200的多個加熱器301對對布置在晶片放置位置上的單片晶圓100進(jìn)行加熱；而且，優(yōu)選地，所述加熱器裝置200將布置在晶片放置位置上的單片晶圓100均勻加熱至所需反應(yīng)溫度(例如120-150°C)，該溫度范圍尤其適合于SPM清洗處理，其中SPM清洗處理采用H2S04、H2O2, H2O的混合液作為清洗劑。
[0042]第二步驟S2，用于在所述加熱器裝置200對單片晶圓100加熱預(yù)定時間之后，利用單片清洗裝置的溶液噴射裝置300將清洗劑噴向布置在晶片放置位置上的單片晶圓100。
[0043]優(yōu)選地，可以在所述加熱器裝置200對單片晶圓100加熱預(yù)定時間之后，并且在溶液噴射裝置300將清洗劑噴向布置在晶片放置位置上的單片晶圓100之前，利用清洗劑加熱裝置對清洗劑進(jìn)行加熱。
[0044]由此，本發(fā)明實施例的方法會先把晶圓加熱到比較均勻的所需反應(yīng)溫度(例如120-150°C)，然后再噴化學(xué)液到晶圓表面，得到受熱均勻的處理表面，達(dá)到更好的清洗效果。
[0045]此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等。
[0046]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種單片清洗裝置，其特征在于包括:布置在晶片放置位置下方的加熱器裝置、以及布置在晶片放置位置上方的溶液噴射裝置； 其中，所述加熱器裝置用于對布置在晶片放置位置上的單片晶圓進(jìn)行加熱； 所述溶液噴射裝置用于將清洗劑噴向布置在晶片放置位置上的單片晶圓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片清洗裝置，其特征在于，所述加熱器裝置將布置在晶片放置位置上的單片晶圓均勻加熱至所需反應(yīng)溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單片清洗裝置，其特征在于，所需反應(yīng)溫度可以在50°C以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單片清洗裝置，其特征在于，所述單片清洗裝置還包括清洗劑加熱裝置，用于在所述溶液噴射裝置將清洗劑噴向布置在晶片放置位置上的單片晶圓之前對清洗劑進(jìn)行加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單片清洗裝置，其特征在于，所述加熱器裝置包括均勻布置的多個加熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單片清洗裝置，其特征在于，所述加熱器裝置的多個加熱器的位置可調(diào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單片清洗裝置，其特征在于，所述加熱器裝置的多個加熱器可分別單獨控制以便調(diào)節(jié)各個加熱器的打開和關(guān)閉以及加熱溫度和加熱時間。
8.一種單片清洗裝置應(yīng)用方法，其特征在于包括: 利用單片清洗裝置的加熱器裝置的多個加熱器對對布置在晶片放置位置上的單片晶圓進(jìn)行加熱； 在所述加熱器裝置對單片晶圓加熱預(yù)定時間之后，利用單片清洗裝置的溶液噴射裝置將清洗劑噴向布置在晶片放置位置上的單片晶圓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單片清洗裝置應(yīng)用方法，其特征在于，所述加熱器裝置將布置在晶片放置位置上的單片晶圓均勻加熱至所需反應(yīng)溫度，優(yōu)選地，所需反應(yīng)溫度可以在50°C以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的，其特征在于，在所述加熱器裝置對單片晶圓加熱預(yù)定時間之后，并且在溶液噴射裝置將清洗劑噴向布置在晶片放置位置上的單片晶圓之前，利用清洗劑加熱裝置對清洗劑進(jìn)行加熱。
【文檔編號】B08B3/10GK103586230SQ201310571833
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】李芳 , 朱也方 申請人:上海華力微電子有限公司