專利名稱：清洗方法及清洗機臺的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種清洗方法及清洗機
臺
背景技術：
半導體制程中，為在位于晶片上的膜層內(nèi)形成確定圖形，需對所述膜
層執(zhí)行圖形化操作，圖形化所述膜層的步驟包括在所述膜層上形成抗 蝕劑層；對所述抗蝕劑層執(zhí)行曝光、顯影操作，形成圖形化的抗蝕劑層； 以所述圖形化的抗蝕劑層為掩模，刻蝕所述膜層。圖形化所述膜層后， 需去除所述抗蝕劑層，以進行后續(xù)才喿作。
當前，可采用干法(如氧氣灰化法)工藝去除所述抗蝕劑層；為優(yōu)化 所述抗蝕劑層的去除效果，通常采用干法與濕法(清洗)混合的工藝去 除所述抗蝕劑層，即，先利用干法工藝去除絕大部分抗蝕劑層，再利用 濕法工藝清洗經(jīng)歷干法工藝后的在制品。
清洗作為半導體制程中的基本工藝，被廣泛應用于半導體制造過程的 各個階段。隨著臨界尺寸的逐漸縮小，采用濕法工藝去除所述抗蝕劑層 成為行業(yè)發(fā)展的趨勢。通常，可采用槽式清洗(wet trench)或單片清 洗(single wafer clean)工藝執(zhí)行所述清洗操:作。由于清洗效果優(yōu)異、 清洗操作持續(xù)時間短，當前，通常采用單片清洗工藝執(zhí)行所述清洗操作。
業(yè)界一直致力于優(yōu)化清洗效果的嘗試，如2006年10月4日^^布的^^開 號為"CN 1842896A"的中國專利申請中提供的一種清洗方法，公開了利 用SPM (硫酸和雙氧水的混合溶液)及SC1 (氨水和雙氧水的混合溶液) 溶液順序或同時清洗半導體基底表面的金屬粒子及抗蝕劑層的方法。
實踐中，如圖l所示，應用上述方法執(zhí)行所述清洗操作的步驟包括 配制包含清洗溶液和氧化溶液的混合溶液；利用配制的所述混合溶液對 運行于清洗機臺中的所述基底執(zhí)行清洗操作。然而，實際生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，對于經(jīng)歷離子注入操作的抗蝕劑層，在經(jīng)歷離
子注入操作后，應用上述方法去除所述抗蝕劑層時，清洗效果不佳；雖 然，提高溫度有助于增強清洗效果；但是，將清洗溫度提高至150攝氏度 時執(zhí)行上述清洗操作，效果仍然不佳；此外，單純通過增加溫度而增強 清洗效果，需增加設備的能量消耗；因此，如何利用現(xiàn)有的能量消耗增 強清洗效果成為本領域技術人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種清洗方法，可增強清洗效果且不增加設備的能量 消耗；本發(fā)明提供了一種清洗機臺，可增強清洗效果且不增加能量消耗。
本發(fā)明提供的一種清洗方法，包括，配制包含清洗溶液和氧化溶液 的混合溶液；利用所述混合溶液對運行于清洗機臺中的所述基底執(zhí)行清
洗操作，所述混合溶液的配置過程是利用所述清洗機臺在所述基底的運 行過程中完成的，且配制所述混合溶液時放出熱量。
可選地，所述清洗溶液包含碌^酸或氨水；可選地，所述清洗溶液包 含碌u酸和雙氧水；可選地，所述清洗溶液包含氨水和雙氧水；可選地， 所述氧化溶液包含雙氧水或臭氧的水溶液中的一種或其組合。
一種清洗機臺，包括，承載臺和液體管路，流經(jīng)所述液體管路的清 洗溶液和氧化溶液清洗位于所述承載臺上的基底；所述液體管路包括至 少兩個入口和至少一個出口 ，所述清洗溶液和氧化溶液經(jīng)由不同入口進 入所述液體管路。
可選地，所述清洗^L臺還包括混合裝置，所述出口與所述混合裝置 連通；可選地，所述清洗機臺還包括氧化氣體發(fā)生裝置和氣體管路，所 述氣體管路的一端與所述發(fā)生裝置連通，所述氣體管路的另一端與所述 液體管路或混合裝置連通；可選地，生成的氧化氣體經(jīng)由所述氣體管路 溶入所述清洗溶液及/或水溶液；可選地，所述氧化氣體發(fā)生裝置為臭 氧發(fā)生器。與現(xiàn)有技術相比，上述技術方案具有以下優(yōu)點
上述技術方案提供的清洗方法，通過采用現(xiàn)場調(diào)配的方式通入混合溶 液，以利用調(diào)配混合溶液時放出的熱量，增加所述混合溶液的溫度，使 在不增加能量耗用的前提下增強清洗效果成為可能；
上述技術方案提供的清洗方法的可選方式，在通入混合溶液時，通過 采用臭氧的水溶液替代雙氧水，由于所述臭氧可利用臭氧發(fā)生器連續(xù)地 提供，減少了易耗品雙氧水的投入量，可進一步降低生產(chǎn)成本；
上述技術方案提供的清洗機臺，通過使所述清洗溶液和氧化溶液經(jīng)由 不同入口進入所述液體管路，可采用現(xiàn)場調(diào)配的方式通入混合溶液，以 利用調(diào)配混合溶液時放出的熱量，增加所述混合溶液的溫度，使在不增 加能量耗用的前提下增強清洗效果成為可能；
上述技術方案提供的清洗機臺的可選方式，通過引入溶液混合裝置， 可使現(xiàn)場調(diào)配的混合溶液混合均勻，可使調(diào)配后的混合溶液與調(diào)好后才 引入的混合溶液之間的區(qū)別只在于溫度的變化，可使在不增加能量耗用 的前"l是下進一 步增強清洗效果成為可能；
上述技術方案提供的清洗機臺的可選方式，通過引入臭氧發(fā)生器，可 利用臭氧發(fā)生器連續(xù)地提供臭氧以形成氧化溶液，進而與酸性/堿性清洗 溶液形成混合溶液，可減少易耗品雙氧水的投入量，進一步降低生產(chǎn)成 本。


圖1為說明現(xiàn)有^&術中清洗方法的示意圖2為說明本發(fā)明實施例的清洗方法的示意圖3為說明本發(fā)明實施例的混合溶液溫度與清洗溶液占其質(zhì)量比的 函數(shù)關系圖4為說明本發(fā)明清洗機臺第一實施例的結構示意圖； 圖5為說明本發(fā)明清洗機臺第二實施例的結構示意圖；圖6為說明本發(fā)明清洗機臺第三實施例的結構示意圖。
具體實施例方式
盡管下面將參照附圖對本發(fā)明進行更詳細的描述，其中表示了本發(fā) 明的優(yōu)選實施例，應當理解本領域技術人員可以修改在此描述的本發(fā)明 而仍然實現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列的描述應當被理解為對于本 領域技術人員的廣泛教導，而并不作為對本發(fā)明的限制。
為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細 描述公知的功能和結構，因為它們會使本發(fā)明由于不必要的細節(jié)而混 亂。應當認為在任何實際實施例的開發(fā)中，必須做出大量實施細節(jié)以實 現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，例如按照有關系統(tǒng)或有關商業(yè)的限制，由一個實 施例改變?yōu)榱硪粋€實施例。另外，應當認為這種開發(fā)工作可能是復雜和 耗費時間的，但是對于本領域技術人員來說僅僅是常規(guī)工作。
在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下列 說明和權利要求書本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均 采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助 說明本發(fā)明實施例的目的。
通常，實踐中，清洗基底之前，需預先配制包含清洗溶液和氧化溶 液的混合溶液；繼而，利用配制的所述混合溶液對運行于清洗機臺中的 所述基底執(zhí)行清洗操作。
但是，實際生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，對于經(jīng)歷離子注入操作的抗蝕劑層，在經(jīng)歷 離子注入操作后，應用上述方法去除所述抗蝕劑層時，清洗效果不佳； 雖然，提高溫度有助于增強清洗效果；但是，將清洗溫度提高至150攝 氏度時執(zhí)行上述清洗操作，效果仍然不佳；此外，單純通過增加溫度而 增強清洗效果，需增加設備的能量消耗；因此，如何利用現(xiàn)有的能量消 耗增強清洗效果成為本發(fā)明解決的主要問題。
本發(fā)明的發(fā)明人分析后認為，若以增加溫度而增強清洗效果作為基本點，則解決問題的關鍵在于如何在不增加設備的能量消耗的前提下增 加所述混合溶液的溫度。
本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)歷分析與實踐后認為，若通過選取清洗溶液和氧 化溶液，使其在配制所述混合溶液時放出熱量，如果能利用此放出的熱 量增加所述混合溶液的溫度，則可使增加所述混合溶液的溫度時不增加 設備的能量消耗。
由此，如圖2所示，本發(fā)明的發(fā)明人提供了一種清洗方法，包括，
配制包含清洗溶液和氧化溶液的混合溶液；利用所述混合溶液對運行于 清洗機臺中的所述基底執(zhí)行清洗操作，特別地，所述混合溶液的配置過 程是利用所述清洗機臺在所述基底的運行過程中完成的，且配制所述混 合溶液時》文出熱量。即，采用現(xiàn)場調(diào)配的方式通入混合溶液，以利用調(diào) 配混合溶液時放出的熱量，增加混合溶液的溫度，可在不增加能量耗用 的前提下增強清洗效果。
其中，所述清洗溶液可包含碌u酸或石克酸和雙氧水(SPM);或者，所 述清洗溶液包含氨水或氨水和雙氧水(SC1 )。所述氧化溶液可包含雙氧 水或臭氧的水溶液中的一種或其組合。
圖3所示，所述清洗溶液和所述氧化溶液的初始溫度為150攝氏度時，若 所述清洗溶液選為碌u酸和雙氧水、所述氧化溶液選為臭氧的水溶液形成 混合溶液，隨著所述清洗溶液占所述混合溶液的比例的增加，所述混合 溶液的溫度由15 0攝氏度逐漸增加到接近19 0攝氏度后又逐漸降低。即， 通過調(diào)節(jié)所述清洗溶液占所述混合溶液的比例(具體地，如調(diào)節(jié)所述清 洗溶液和所述氧化溶液的流速以及控制所述混合裝置)，可使所述混合 溶液在較高溫區(qū)(如170 - 190攝氏度)時混合均勻，之后，清洗位于所 述承載臺上的基底。此時，與傳統(tǒng)機臺相比，所述混合溶液的溫度較初 始溫度增加了超過20攝氏度，利于在不增加能量耗用的前提下增強清洗 效果。具體地，所述清洗溶液選為硫酸和雙氧水時、所述氧化溶液選為臭氧
的水溶液時，所述臭氧的流速范圍為3 10升/分鐘(L/min)，如5L/min、 8L/min;所述臭氧的水溶液與碌u酸的配比范圍為1: 20-1: 4,如l: 10、 1: 6;所述清洗溶液的流速范圍為l. 3 2升/分鐘(L/min)，如l. 5L/min、 1. 8L/min。
所述好u酸、雙氧水可采用任何市場有售的產(chǎn)品。所述臭氧的水溶液利 用向去離子水中溶入臭氧后獲得。所述臭氧可利用臭氧發(fā)生器連續(xù)地提 供。
在通入混合溶液時，通過采用臭氧的水溶液替代雙氧水，由于所述 臭氧可利用臭氧發(fā)生器連續(xù)地提供，減少了易耗品雙氧水的投入量，可 進一步降低生產(chǎn)成本。
如圖4所示，本發(fā)明還提供了一種清洗機臺，作為第一實施例，所 述清洗機臺包括，承載臺10和液體管路20,流經(jīng)所述液體管路20的清 洗溶液和氧化溶液清洗位于所述承載臺1Q上的基底22;所述液體管路 20包括至少兩個入口 21和至少一個出口 23，所述清洗溶液和氧化溶液 經(jīng)由不同入口 21進入所述液體管^各20。
通過使所述清洗溶液和氧化溶液經(jīng)由不同入口進入所述液體管路， 可采用現(xiàn)場調(diào)配的方式通入混合溶液，以利用調(diào)配混合溶液時放出的熱 量，增加所述混合溶液的溫度，使在不增加能量耗用的前提下增強清洗 效果成為可能。
如圖5所示，本發(fā)明還提供了一種清洗機臺，作為第二實施例，所 述清洗機臺包括，承載臺10和液體管路20，流經(jīng)所述液體管路20的清 洗溶液和氧化溶液清洗位于所述承載臺10上的基底22;所述液體管路 20包括至少兩個入口 21和至少一個出口 23，所述清洗溶液和氧化溶液 經(jīng)由不同入口 21進入所述液體管路20;所述清洗機臺還包括混合裝置 30,所述出口 23與所述混合裝置30連通。所述混合裝置3G包括混合腔和混合機構，所述清洗溶液和氧化溶 液經(jīng)由不同的入口 21進入所述混合腔，進入所述混合腔的所述清洗溶 液和氧化溶液經(jīng)由所述混合機構進行混合才喿作，形成混合溶液。
通過調(diào)節(jié)所述清洗溶液和所述氧化溶液的流速以及控制所述混合 裝置，可使所述混合溶液在較高溫區(qū)(如170~190攝氏度)時混合均 勻后，清洗位于所述承載臺上的基底。
具體地，所述清洗溶液選為石危酸和雙氧水時、所述氧化溶液選為臭氧 的水溶液時，所述臭氧的流速范圍為3 10升/分鐘(L/min),如5L/min、 8L/min;所述臭氧的水溶液與碌^酸的配比范圍為1: 20~1: 4,如l: 10、 1: 6;所述清洗溶液的流速范圍為l. 3-2升/分鐘(L/min),如l. 5L/min、 1. 8L/min。
通過引入溶液混合裝置，可使現(xiàn)場調(diào)配的混合溶液混合均勻，可使 調(diào)配后的混合溶液與調(diào)好后才引入的混合溶液之間的區(qū)別只在于溫度 的變化，可在不增加能量耗用的前提下增強清洗效果。
如圖6所示，作為本發(fā)明提供的清洗機臺的第三實施例，所述清洗 機臺包括，承載臺10和液體管路20，流經(jīng)所述液體管路20的清洗溶液 和氧化溶液清洗位于所述承載臺10上的基底22;所述液體管路20包括 至少兩個入口 21和至少一個出口 23，所述清洗溶液和氧化溶液經(jīng)由不 同入口 21進入所述液體管^各20;所述清洗機臺還包括混合裝置30，所 述出口 23與所述混合裝置30連通；所述清洗機臺還包括氧化氣體發(fā)生 裝置50和氣體管路40，所述氣體管路40的一端與所述發(fā)生裝置50連 通，所述氣體管路40的另一端與所述液體管路20或混合裝置30連通； 生成的氧化氣體經(jīng)由所述氣體管路40溶入所述清洗溶液及/或水溶液。
其中，所述清洗溶液包含硫酸或硫酸和雙氧水；或者，所述清洗溶 液包含氨水或氨水和雙氧水。所述氧化溶液包含雙氧水或臭氧的水溶液 中的一種或其組合。所述氧化溶液包含臭氧的水溶液時，所述臭氧的水溶液利用向去離子水中溶入臭氧后獲得；此時，所述水溶液經(jīng)由上述氧 化溶液流經(jīng)的液體管路進入所述混合裝置；所述臭氧經(jīng)由所述氣體管路 與所述液體管^各或混合裝置連通。
所述氧化氣體發(fā)生裝置為臭氧發(fā)生器。所述硫酸、雙氧水可采用任何 市場有售的產(chǎn)品。所述臭氧可利用臭氧發(fā)生器連續(xù)地提供。通過引入臭 氧發(fā)生器，可利用臭氧發(fā)生器連續(xù)地提供臭氧以形成氧化溶液，進而與 酸性/堿性清洗溶液形成混合溶液，可減少易耗品雙氧水的投入量，進一 步降低生產(chǎn)成本。
通過調(diào)節(jié)所述清洗溶液和所述氧化溶液的流速以及控制所述混合 裝置，可使所述混合溶液在較高溫區(qū)(如170 - 190攝氏度)時混合均 勻后，清洗位于所述承載臺上的基底。
具體地，所述清洗溶液選為硫酸和雙氧水時、所述氧化溶液選為臭氧 的水溶液時，所述臭氧的流速范圍為3 10升/分鐘(L/min)，如5L/min、 8L/min;所述臭氧的水溶液與碌Ji吏的配比范圍為1: 20~1: 4,如l: 10、 1: 6;所述清洗溶液的流速范圍為l. 3 2升/分鐘(L/min),如l. 5L/min、 1. 8L/min。
需強調(diào)的是，未加說明的步驟均可采用傳統(tǒng)的方法獲得，且具體的工 藝參數(shù)根據(jù)產(chǎn)品要求及工藝條件確定。
盡管通過在此的實施例描述說明了本發(fā)明，和盡管已經(jīng)足夠詳細地描 述了實施例，申請人不希望以任何方式將權利要求書的范圍限制在這種 細節(jié)上。對于本領域技術人員來說另外的優(yōu)勢和改進是顯而易見的。因 此，在較寬范圍的本發(fā)明不限于表示和描述的特定細節(jié)、表達的設備和 方法和說明性例子。因此，可以偏離這些細節(jié)而不脫離申請人總的發(fā)明 概念的精神和范圍。
權利要求
1.一種清洗方法，包括，配制包含清洗溶液和氧化溶液的混合溶液；利用所述混合溶液對運行于清洗機臺中的所述基底執(zhí)行清洗操作，其特征在于所述混合溶液的配置過程是利用所述清洗機臺在所述基底的運行過程中完成的，且配制所述混合溶液時放出熱量。
2. 根據(jù)權利要求1 包含硫酸或氨水。
3. 根據(jù)權利要求1 包含碌^酸和雙氧水。
4. 根據(jù)權利要求1 包含氨水和雙氧水。
5. 根據(jù)權利要求1 包含雙氧水或臭氧的水溶液中的一種或其組合。
6. —種清洗^/L臺，包括，^^載臺和液體管3各，流經(jīng)所述液體管3各 的清洗溶液和氧化溶液清洗位于所述承載臺上的基底；其特征在于所 述液體管路包括至少兩個入口和至少一個出口 ，所述清洗溶液和氧化溶 液經(jīng)由不同入口進入所述液體管路。
7. 根據(jù)權利要求6所述的清洗機臺，其特征在于所述清洗機臺 還包括混合裝置，所述出口與所述混合裝置連通。
8. 根據(jù)權利要求7所述的清洗機臺，其特征在于所述清洗機臺 還包括氧化氣體發(fā)生裝置和氣體管路，所述氣體管路的一端與所述發(fā)生 裝置連通，所述氣體管路的另一端與所述液體管路或混合裝置連通；生 成的氧化氣體經(jīng)由所述氣體管路溶入所述清洗溶液及/或水溶液。
9. 根據(jù)權利要求8所述的清洗機臺，其特征在于所述氧化氣體 發(fā)生裝置為臭氧發(fā)生器。所述的清洗方法 所述的清洗方法 所述的清洗方法 所述的清洗方法其特征在于: 其特征在于: 其特征在于: 其特征在于:所述清洗溶液 所述清洗溶液 所述清洗溶液 所述氧化溶液
全文摘要
一種清洗方法，包括，配制包含清洗溶液和氧化溶液的混合溶液；利用所述混合溶液對運行于清洗機臺中的所述基底執(zhí)行清洗操作，所述混合溶液的配置過程是利用所述清洗機臺在所述基底的運行過程中完成的，且配制所述混合溶液時放出熱量?？稍鰪娗逑葱Ч也辉黾釉O備的能量消耗。本發(fā)明還提供了一種清洗機臺，可增強清洗效果且不增加能量消耗。
文檔編號G03F7/42GK101592875SQ20081011369
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月29日 優(yōu)先權日2008年5月29日
發(fā)明者何永根, 劉佑銘 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司