專利名稱：半導(dǎo)體器件清洗裝置及清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及可以增強(qiáng)顆粒去除能力的半導(dǎo)體器件清洗裝置和清洗方法。
背景技術(shù)：
伴隨集成電路制造工藝的不斷進(jìn)步，半導(dǎo)體器件的體積正變得越來越小，這也導(dǎo) 致了非常微小的顆粒也變得足以影響半導(dǎo)體器件的制造和性能。同時(shí)，由于器件的尺寸持 續(xù)縮小，因此，原來最常用于去除硅片表面顆粒的方法之一 一一刻蝕襯底，將無法繼續(xù)使 用下去了。所以，面對(duì)這種情況，越來越多的通過物理作用去除表面顆粒的技術(shù)被應(yīng)用于硅 片清洗。通過超聲波來去除硅片表面顆粒就是目前應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。然而現(xiàn)有的超聲波清洗裝置和清洗方法中，超聲波清洗半導(dǎo)體器件的效果還不是 很理想，尤其是需要在短時(shí)間內(nèi)清洗大量半導(dǎo)體器件的情況下，經(jīng)常會(huì)發(fā)生清洗不完全的 情況。有鑒于此，需要提供一種裝置或方法，以提升超聲波清洗的效率和效果。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有半導(dǎo)體器件清洗裝置和清洗方法清洗效率低、效果差的技術(shù)問題， 本發(fā)提供半導(dǎo)體器件清洗裝置及清洗方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件清洗裝置，包括第一水槽和第二水槽， 所述第一水槽上設(shè)有排氣管和進(jìn)水口，所述排氣管上設(shè)有第一閥門，所述第一水槽和所述 第二水槽之間設(shè)有第一連接管，所述第一連接管上設(shè)有第二閥門，所述第二水槽上設(shè)有進(jìn) 氣管，所述第二水槽上還設(shè)有與工藝腔連接的第二連接管，所述第二連接管上設(shè)有第三閥 門；其中，所述第一水槽還連接送氣單元，用于向所述第一水槽輸送氣體?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件清洗裝置中，所述送氣單元位于所述第一水槽外，包 括主送氣管、分氣盤以及分送氣管，所述主送氣管與所述分送氣管通過所述分氣盤連接， 所述分送氣管連接所述第一水槽?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件清洗裝置中，所述送氣單元包括主送氣管和分氣管， 所述分氣管位于所述第一水槽內(nèi)，所述主氣管穿過所述第一水槽壁與所述分氣管的一端連 接，所述分氣管的另一端封閉?？蛇x的，在所述的半導(dǎo)體器件清洗裝置中，所述分氣管呈螺旋狀，所述分氣管上均 勻分布多個(gè)氣孔。可選的，在所述的半導(dǎo)體器件清洗裝置中，所述主送氣管的內(nèi)徑大于所述分送氣 管的內(nèi)徑。可選的，在所述的半導(dǎo)體器件清洗裝置中，所述主送氣管的內(nèi)徑為1至2英寸，所 述分送氣管的內(nèi)徑為1/16至1/4英寸。可選的，在所述的半導(dǎo)體器件清洗裝置中，所述第一水槽的容積為10-100升。
本發(fā)明還提供一種利用前述的半導(dǎo)體器件清洗裝置清洗半導(dǎo)體器件的方法，包括 如下步驟打開第一閥門；向所述第一水槽內(nèi)注入純水；停止注入純水，打開所述送氣單元，向所述第一水槽輸送氣體；關(guān)閉所述第一閥門和所述送氣單元，打開所述第二閥門，純水由第一水槽流入第 二水槽；關(guān)閉所述第二閥門；當(dāng)對(duì)所述工藝腔進(jìn)行工藝操作時(shí)，打開第三閥門，向所述工藝腔提供純水；純水配合超聲波發(fā)生裝置，清洗所述半導(dǎo)體器件。可選的，在所述的清洗半導(dǎo)體器件的方法中，所述送氣單元向所述第一水槽輸送 的氣體為氮?dú)饣蜓鯕??？蛇x的，在所述的清洗半導(dǎo)體器件的方法中，所述第一閥門使所述第一水槽內(nèi)的 氣壓大于1個(gè)大氣壓?？蛇x的，在所述的清洗半導(dǎo)體器件的方法中，所述工藝腔為浸沒式清洗槽或單片 式?jīng)_洗工藝腔?？蛇x的，在所述的清洗半導(dǎo)體器件的方法中，所述超聲波發(fā)生裝置的頻率為 200kHZ-3MHZ。與現(xiàn)有的清洗裝置相比，本發(fā)明的半導(dǎo)體器件清洗裝置，由于在第一水槽上設(shè)有 送氣單元，所述送氣單元可以向注有純水的第一水槽內(nèi)通入氣體，增加純水中的氣體含量， 從而使氣體含量較高的純水與超聲波發(fā)生裝置配合，能夠達(dá)到更好的清洗半導(dǎo)體器件的效果.與現(xiàn)有的清洗方法相比，本發(fā)明的半導(dǎo)體期間清洗方法，在使用純水清洗半導(dǎo)體 器件前，通過增加純水中的氣體含量，可以使氣體含量較高的純水與超聲波發(fā)生裝置配合， 能夠達(dá)到更好的清洗半導(dǎo)體器件的效果。


圖1為本發(fā)明半導(dǎo)體器件清洗裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明半導(dǎo)體器件清洗裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明分氣管的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的保護(hù)范圍更加清楚易懂，下面結(jié)合本發(fā)明的較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明 的技術(shù)方案進(jìn)行描述。根據(jù)研究結(jié)果表明，超聲波清洗的效果在很大程度上是取決于所使用的純水中的 氣體含量。氣體含量越高，超聲波鼓泡的效率也越高。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在相同的超聲波頻 率和能量的氣體下，增加水中的氧氣含量，顆粒去除效果將會(huì)明顯改善。純水中的氣體含量取決于該種氣體在水中的溶解度、環(huán)境溫度、該氣體壓力以及 水和氣體是否能充分接觸。在20度的空氣中，氧氣的溶解度為0. 006，但當(dāng)處于純氧氣環(huán)境中，相同壓力和溫度下溶解度就大大增加到了 0. 031。本發(fā)明的核心思想在于，半導(dǎo)體器件清洗裝置通過在第一水槽上設(shè)置送氣單元， 送氣單元可以增加所述第一水槽內(nèi)純水中的氣體含量，使氣體含量較高的純水與超聲波發(fā) 生裝置配合，能夠達(dá)到更好的清洗半導(dǎo)體器件的效果；半導(dǎo)體器件清洗方法，在使用純水清 洗半導(dǎo)體器件之間，在純水中通入氣體，使氣體含量較高的純水與超聲波發(fā)生裝置配合，能 夠達(dá)到更好的清洗半導(dǎo)體器件的效果。圖1為本發(fā)明半導(dǎo)體器件清洗裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D1所示， 本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件清洗裝置，包括第一水槽2和第二水槽7，所述第一水槽2上設(shè)有排 氣管和進(jìn)水口 3，所述排氣管上設(shè)有第一閥門1，所述第一水槽2和所述第二水槽7之間設(shè) 有第一連接管，所述第一連接管上設(shè)有第二閥門8，所述第二水槽7上設(shè)有進(jìn)氣管10，所述 進(jìn)氣管10用于向所述第二水槽7內(nèi)通入氣體，所述第二水槽7上還設(shè)有與工藝腔連接的第 二連接管，所述第二連接管上設(shè)有第三閥門9 ；所述第一水槽2還連接送氣單元20，用于向 所述第一水槽2輸送氣體，在本實(shí)施例中，所述送氣單元20位于所述第一水槽2外，包括 主送氣管6、分氣盤5以及分送氣管4，所述主送氣管6與所述分送氣管4通過所述分氣盤 5連接，所述分送氣管4連接所述第一水槽2。優(yōu)選的，所述送氣單元20位于所述第一水槽 2的底部。優(yōu)選的，所述主送氣管6的直徑較粗，所述分送氣管4的直徑較細(xì)，所述分氣盤5 使氣體由一根較粗的主送氣管6進(jìn)入多根較細(xì)的分送氣管4，使用多根較細(xì)的分送氣管4， 可以增加輸入氣體與所述第一水槽2的接觸面積，使氣體充分溶解在純水中。圖2為本發(fā)明半導(dǎo)體器件清洗裝置的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D2所示， 與上述實(shí)施例的不同在于，所述送氣單元包括主送氣管6和分氣管11，所述分氣管11位于 所述第一水槽2內(nèi)，所述主氣管6穿過所述第一水槽壁與所述分氣管11的一端連接，所述 分氣管的另一端封閉。所述分氣管11與所述主氣管6的粗細(xì)可以接近也可以相同，二者的 連接關(guān)系不受限制，可以是本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員想到的任意連接關(guān)系，當(dāng)然，所述分氣管11 與所述主氣管6也可以一體成型。由于所述半導(dǎo)體器件清洗裝置上增設(shè)了送氣單元20，所述送氣單元20可以向所 述第一水槽2內(nèi)的純水中通入氣體，從而使純水中的氣體含量增加，使含有較高氣體含量 的純水與超聲波發(fā)生裝置配合使用，可以提高超聲波清洗半導(dǎo)體器件的效率和效果。圖3為本發(fā)明分氣管的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖3所示，優(yōu)選的，所述分 氣管11呈螺旋狀，所述分氣管11上均勻分布多個(gè)氣孔14。更優(yōu)選的，在所述的半導(dǎo)體器件 清洗裝置中，所述主送氣管6的內(nèi)徑大于所述分送氣管11的內(nèi)徑。如當(dāng)所述第一水槽的 容積為10-100升時(shí)，所述主送氣管6的內(nèi)徑為1至2英寸，所述分送氣管11的內(nèi)徑為1/16 至1/4英寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)具體情況將所述分氣管11的形狀設(shè)置為其他形 狀，如由多個(gè)同心圓組成的圓盤組，或者階梯狀等。利用前述的半導(dǎo)體器件清洗裝置清洗半導(dǎo)體器件的方法，包括如下步驟打開第一閥門1;向所述第一水槽2內(nèi)注入純水；當(dāng)所述第一水槽2內(nèi)的純水達(dá)到所需量時(shí)，停止注入純水，打開所述送氣單元20， 向所述第一水槽2輸送氣體；
關(guān)閉所述第一閥門1和所述送氣單元20，打開所述第二閥門8，純水由第一水槽2 流入第二水槽7 ；當(dāng)所述純水流入所述第二水槽7后，關(guān)閉所述第二閥門8 ；當(dāng)對(duì)所述工藝腔進(jìn)行工藝操作時(shí)，打開第三閥門9，向所述工藝腔提供純水；向所 述工藝腔提供純水可以是利用所述進(jìn)氣管10向所述第二水槽7內(nèi)通入氣體，第二水槽7 內(nèi)的氣壓將純水壓入所述工藝腔；當(dāng)然，如果工藝腔的位置比第二水槽7的位置低，則不向 所述第二水槽7內(nèi)通入氣體，只打開第三閥門9，便可以向所述工藝腔提供純水。純水配合超聲波發(fā)生裝置，清洗所述半導(dǎo)體器件?？蛇x的，在所述的清洗半導(dǎo)體器件的方法中，所述送氣單元向所述第一水槽輸送 的氣體為氮?dú)饣蜓鯕?。由于氮?dú)獾某杀镜?，且不容易與半導(dǎo)體器件發(fā)生，所以使用氮?dú)馐呛?好的選擇。當(dāng)允許半導(dǎo)體器件(如硅片)發(fā)生氧化時(shí)，可以使用氧氣。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人 員，可以根據(jù)需要選擇其他的氣體如純凈的空氣或惰性氣體?？蛇x的，在所述的清洗半導(dǎo)體器件的方法中，所述第一閥門1使所述第一水槽內(nèi)2 的氣壓大于1個(gè)大氣壓，這樣可以增加氣體在純水中的溶解度。所述工藝腔為浸沒式清洗 槽或單片式?jīng)_洗工藝腔。所述超聲波發(fā)生裝置的頻率為200kHZ-3MHZ。優(yōu)選的，在使用所述半導(dǎo)體器件清洗裝置時(shí)，所述第一閥門1起穩(wěn)定所述第一水 槽內(nèi)氣體壓力的作用，所述送氣單元20輸送氣體的壓強(qiáng)大于所述第一閥門1控制的所述第 一水槽內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，也大于所述第二水槽7內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體器件清洗裝置，包括第一水槽和第二水槽，所述第一水槽上設(shè)有排氣管和進(jìn)水口，所述排氣管上設(shè)有第一閥門，所述第一水槽和所述第二水槽之間設(shè)有第一連接管，所述第一連接管上設(shè)有第二閥門，所述第二水槽上設(shè)有進(jìn)氣管，所述第二水槽上還設(shè)有與工藝腔連接的第二連接管，所述第二連接管上設(shè)有第三閥門；其特征在于，所述第一水槽還連接送氣單元，用于向所述第一水槽輸送氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件清洗裝置，其特征在于，所述送氣單元位于所述 第一水槽外，包括主送氣管、分氣盤以及分送氣管，所述主送氣管與所述分送氣管通過所 述分氣盤連接，所述分送氣管連接所述第一水槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件清洗裝置，其特征在于，所述主送氣管 的內(nèi)徑大于所述分送氣管的內(nèi)徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件清洗裝置，其特征在于，所述主送氣管的內(nèi)徑為1 至2英寸，所述分送氣管的內(nèi)徑為1/16至1/4英寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件清洗裝置，其特征在于，所述送氣單元包括主送 氣管和分氣管，所述分氣管位于所述第一水槽內(nèi)，所述主氣管穿過所述第一水槽壁與所述 分氣管的一端連接，所述分氣管的另一端封閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件清洗裝置，其特征在于，所述分氣管呈螺旋狀，所 述分氣管上均勻分布多個(gè)氣孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件清洗裝置，其特征在于，所述第一水槽的容積為 10-100 升。
8.一種利用權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件清洗裝置清洗半導(dǎo)體器件的方法，其特征在 于，包括如下步驟打開第一閥門；向所述第一水槽內(nèi)注入純水；停止注入純水，打開所述送氣單元，向所述第一水槽輸送氣體；關(guān)閉所述第一閥門和所述送氣單元，打開所述第二閥門，純水由第一水槽流入第二水槽；關(guān)閉所述第二閥門；當(dāng)對(duì)所述工藝腔進(jìn)行工藝操作時(shí)，打開第三閥門，向所述工藝腔提供純水；純水配合超聲波發(fā)生裝置，清洗所述半導(dǎo)體器件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的清洗半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述送氣單元向所述 第一水槽輸送的氣體為氮?dú)饣蜓鯕狻?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的清洗半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述第一閥門使所述 第一水槽內(nèi)的氣壓大于1個(gè)大氣壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的清洗半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述工藝腔為浸沒式 清洗槽或單片式?jīng)_洗工藝腔。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的清洗半導(dǎo)體器件的方法，其特征在于，所述超聲波發(fā)生裝置 的頻率為200kHZ-3MHZ。
全文摘要
本發(fā)明提供半導(dǎo)體器件清洗裝置和清洗方法，所述裝置通過增設(shè)送氣單元，向第一水槽內(nèi)輸送氣體，從而增加第一水槽內(nèi)純水的氣體含量，從而使含較高氣體含量的純水與超聲波發(fā)生裝置結(jié)合，增加超聲波清洗半導(dǎo)體器件的效果和效率；所述清洗方法，在純水清洗半導(dǎo)體器件之前，向純水中通入氣體，從而增加超聲波清洗半導(dǎo)體器件的效果和效率；本發(fā)明解決了超聲波清洗半導(dǎo)體器件效率低、效果差的技術(shù)問題。
文檔編號(hào)B08B3/04GK101850344SQ20101018736
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者張晨騁 申請(qǐng)人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司