專利名稱：半導(dǎo)體晶圓的清洗裝置及其清洗方法
半導(dǎo)體晶圓的清洗裝置及其清洗方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體芯片制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及帶水溫控制模塊的半導(dǎo)體晶圓的清洗裝置及其清洗方法。
背景技術(shù)：
集成電路(IC)芯片的制備過程中，需要經(jīng)常對用于制造IC的半導(dǎo)體晶圓(Wafer) 進(jìn)行晶圓清洗過程。晶圓清洗的目的是為了去除依附于晶圓表面上的有機化合物、金屬雜質(zhì)或微粒(Particle)等污染物。金屬雜質(zhì)的污染會造成pn界面的漏電、降低柵極氧化層的擊穿電壓降低等現(xiàn)象；微粒的附著則會影響光刻工藝圖案轉(zhuǎn)移的真實性，甚至?xí)斐呻娐方Y(jié)構(gòu)的短路。因此，晶圓清洗直接影響集成電路制備的成品率，業(yè)界一直追尋最有效的去除有機化合物、金屬雜質(zhì)或微粒等污染物的清洗方法。
圖I所示為現(xiàn)有技術(shù)的一種清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該清洗裝置10為通常所使用的刷洗機(Scrubber),其是通過刷洗工藝(Scrubber process)來去除晶圓表面的污染物，從而達(dá)到清洗晶圓的效果。如圖I所示，清洗裝置10包括晶圓承載臺110，其可被操作地以某方向旋轉(zhuǎn)；晶圓90置于晶圓承載臺110上；清洗裝置10包括噴水裝置，具體地，噴水裝置包括噴射頭132和噴射頭臂131，通過噴水裝置向晶圓90的表面噴射水以去除其表面污染物；清洗裝置10包括清洗刷，具體地，該清洗刷包括刷頭142和刷頭臂141，通過刷頭 142相對晶圓90表面運動來物理清除晶圓表面污染物，當(dāng)然，在晶圓表面性能要求的情況下，為防止刷頭的物理接觸對表面產(chǎn)生其它缺陷，也可以選擇不使用清洗刷來去除污染物。·
通過圖I所示清洗裝置去除半導(dǎo)體晶圓污染物時，在清洗后，其污染物的去除效果不是很好，例如，微粒去除率通常在60%左右。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提高對半導(dǎo)體晶圓表面的污染物的清洗效果。
為實現(xiàn)以上目的或者其它目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
按照本發(fā)明的一方面，提供一種半導(dǎo)體晶圓的清洗裝置，其包括水溫控制模塊， 其控制用于清洗所述半導(dǎo)體晶圓的水于42°C至48°C之間。
作為較佳實施例，所述水溫控制模塊控制所述用于清洗所述半導(dǎo)體晶圓的水基本在 45。。。
在之前所述實施例中，較佳地，所述清洗裝置還包括噴水裝置，所述水溫控制模塊控制該噴水裝置所噴射出的清洗所述半導(dǎo)體晶圓的水的溫度。
在之前所述實施例中，較佳地，所述噴水裝置包括噴射頭和噴射頭臂。
在之前所述實施例中，較佳地，所述清洗裝置還包括清洗刷。
在之前所述實施例中，較佳地，所述清洗刷包括刷頭和刷頭臂。
按照本發(fā)明的又一方面，提供一種半導(dǎo)體晶圓的清洗方法，其中，用于清洗所述半導(dǎo)體晶圓的水被設(shè)置在42V至48°C。
作為較佳實施例，用于清洗所述半導(dǎo)體晶圓的水基本被設(shè)置在45°C。
在之前所述實施例中，較佳地，所述清洗方法還包括步驟提供欲清洗的半導(dǎo)體晶圓；以及通過噴水裝置向所述半導(dǎo)體晶圓表面噴射所述水。
在之前所述實施例中，較佳地，所述水為去離子水。
本發(fā)明的技術(shù)效果是，通過增加水溫控制模塊來設(shè)置用于清洗半導(dǎo)體晶圓的水于 42°C至48°C范圍內(nèi)，可以有效去除晶圓表面的污染物，特別是去除其表面的微粒，因此，清洗效果大大提高。


從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說明中，將會使本發(fā)明的上述和其它目的及優(yōu)點更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的標(biāo)號表示。
圖I是現(xiàn)有技術(shù)的一種清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是按照本發(fā)明實施例提供的清洗裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是按照本發(fā)明實施例方法提供的半導(dǎo)體晶圓清洗方法的流程示意圖。
圖4是晶圓在不同水溫下進(jìn)行清洗工藝過程后的效果比對示意圖。
具體實施方式
下面介紹的是本發(fā)明的多個可能實施例中的一些，旨在提供對本發(fā)明的基本了解。并不旨在確認(rèn)本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護(hù)的范圍。容易理解，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的其它實現(xiàn)方式。因此，以下具體實施方式
以及附圖僅是對本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限定或限制。
圖2所示為按照本發(fā)明實施例提供的清洗裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖。在該實施例中，清洗裝置20也可以稱為刷洗機(Scrubber),其主要是通過刷洗工藝(Scrubber process)來去除晶圓表面的污染物,從而達(dá)到清洗晶圓的效果。如圖2所示,清洗裝置20 包括晶圓承載臺210，其可以通過動力裝置(圖中未示出)控制來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)方向可以為如圖2所示逆時針方向；半導(dǎo)體晶圓90置于晶圓承載臺210上，例如，其可以通過負(fù)壓吸附的方式固定于晶圓承載臺210上，其中，晶圓90的被清洗面朝上。
清洗裝置20還包括噴水裝置，具體地，噴水裝置包括噴射頭232和噴射頭臂231， 通過噴水裝置朝晶圓90的表面噴射用于清洗的水以去除其表面污染物。在該發(fā)明中，清洗裝置20還包括水溫控制模塊220，其主要用來控制從彭水裝置所噴射的水溫，從而使噴射至晶圓90表面的水的溫度大約在42°C至48°C范圍內(nèi)(即大于或等于42°C、小于或等于 48°C)。水溫控制模塊220的具體結(jié)構(gòu)不是限制性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實現(xiàn)各種具體結(jié)構(gòu)形式的水溫控制模塊220。
在又一實施例中，清洗裝置20還可以包括清洗刷，具體地，該清洗刷包括刷頭242 和刷頭臂241，在刷洗工藝過程中，通過刷頭242相對晶圓90表面運動來物理清除晶圓表面污染物。當(dāng)然，在晶圓表面性能要求的情況下，為防止刷頭的物理接觸對表面產(chǎn)生其它缺陷，也可以選擇不使用清洗刷來去除污染物。
圖3所示為按照本發(fā)明實施例方法提供的半導(dǎo)體晶圓清洗方法的流程示意圖。以下結(jié)合圖2所示實施例的清洗裝置20對該清洗方法進(jìn)行說明。
首先，步驟S31，提供欲清洗的半導(dǎo)體晶圓。
在該步驟中，晶圓90具體在芯片制造中所處的工藝節(jié)點不是限制性的，例如，其可以是在生成氧化硅層后來清洗晶圓表面。因此，晶圓90的欲清洗的表面可以是硅、多晶硅、氧化硅、氮化硅或金屬材料等。
進(jìn)一步，步驟S32，將晶圓置于清洗裝置中。
在該步驟中，如圖2所示，將晶圓90固定置于清洗裝置20的晶圓承載臺210上， 晶圓90與晶圓承載臺210同步轉(zhuǎn)動。
進(jìn)一步，步驟S33，清洗裝置所提供的用于清洗的水的溫度設(shè)置在42°C -48 °C。
在該步驟中，通過控制水溫控制模塊220，使噴射頭232所噴出的水的溫度被設(shè)置在42°C_48 °C范圍內(nèi)，較佳地，其水溫可以設(shè)置在45°C。通過實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水溫被設(shè)置在 420C -48 °C范圍內(nèi)時，污染物(尤其是微粒)更容易被清洗去除，這是由于水溫會直接影響晶圓表面的污染物的表面活性。優(yōu)選地，清洗的水采用去離子水(DIW)。
進(jìn)一步，步驟S34，通過噴水裝置向晶圓表面噴射該水。
在該步驟中，設(shè)定水的流速、噴射壓力等參數(shù)，通過噴射頭232對準(zhǔn)晶圓90的表面沖洗，同時，晶圓作旋轉(zhuǎn)運動(例如如圖所示方向)。在一定時間后，結(jié)束清洗過程。
在又一實施例中，如果刷頭242不會對清洗表面產(chǎn)生物理缺陷、或者特定工藝可以接受這種物理缺陷，那么可以控制刷頭臂241將刷頭242置于晶圓表面，在沖洗的同時， 以刷頭242物理去除污染物，清洗效果將更好。刷頭242也可以自身作旋轉(zhuǎn)運動(例如如圖所示方向)。
至此，清洗過程基本結(jié)束，晶圓表面所殘存的水珠或水痕等，可以按常規(guī)的方法去除。
通過應(yīng)用圖2所示清洗裝置對晶圓進(jìn)行清洗后，發(fā)現(xiàn)晶圓表面的污染物去除效果更佳，特別是晶圓表面的微粒，其去除率基本可以提高10%以上。為實驗驗證以上技術(shù)效果，選擇在水溫分別23°C、45°C、60°C三種條件下分別對晶圓進(jìn)行了清洗(其它工藝條件相同)，以實現(xiàn)技術(shù)效果的比對。
圖4所示為晶圓在不同水溫下進(jìn)行清洗工藝過程后的效果比對示意圖。如圖4所示，晶圓上所示出的污染物不僅包括微粒，在該技術(shù)效果的比對過程中，主要對微粒的去除進(jìn)行了統(tǒng)計。
在水溫被設(shè)置在23°C時，以23°C的水溫進(jìn)行清洗后，通過檢測發(fā)現(xiàn)，微粒由20個變?yōu)?0個，因此，其微粒去除率在50%。
在水溫被設(shè)置在45°C時，以45°C的水溫進(jìn)行清洗后，通過檢測發(fā)現(xiàn)，微粒由26個變?yōu)?個，因此，其微粒去除率在69%左右。
在水溫被設(shè)置在60°C時，以60°C的水溫進(jìn)行清洗后，通過檢測發(fā)現(xiàn)，微粒由17個變?yōu)?個，因此，其微粒去除率在53%左右。
因此，可以驗證，圖3所示的方法能更有效地去除晶圓表面的微粒。
以上的描述中，為描述的清楚和簡明，并沒有對圖中所示的所有多個部件、或所有的步驟進(jìn)行詳細(xì)描述，清洗裝置的某些常規(guī)部件(例如水槽、水循環(huán)系統(tǒng)等)、清洗中的常規(guī)步驟(例如晶圓旋轉(zhuǎn)速度控制等)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，都是熟悉而且明顯的。
以上例子主要說明了本發(fā)明半導(dǎo)體晶圓的清洗裝置及其清洗方法。
盡管只對其中一些本發(fā)明的實施方式進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明可以在不偏離其主旨與范圍內(nèi)以許多其他的形式實施。因此，所展示的例子與實施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神及范圍的情況下，本發(fā)明可能涵蓋各種的修改與替換。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體晶圓的清洗裝置，其特征在于，包括水溫控制模塊，其控制用于清洗所述半導(dǎo)體晶圓的水于42°c至48°C之間。
2.如權(quán)利要求I所述的清洗裝置，其特征在于，所述水溫控制模塊控制所述用于清洗所述半導(dǎo)體晶圓的水基本在45°C。
3.如權(quán)利要求I或2所述的清洗裝置，其特征在于，所述清洗裝置還包括噴水裝置，所述水溫控制模塊控制該噴水裝置所噴射出的清洗所述半導(dǎo)體晶圓的水的溫度。
4.如權(quán)利要求3所述的清洗裝置，其特征在于，所述噴水裝置包括噴射頭和噴射頭臂。
5.如權(quán)利要求I或2所述的清洗裝置，其特征在于，所述清洗裝置還包括清洗刷；所述清洗刷包括刷頭和刷頭臂。
6.一種半導(dǎo)體晶圓的清洗方法，其特征在于，用于清洗所述半導(dǎo)體晶圓的水被設(shè)置在 42°C至 48°C。
7.如權(quán)利要求6所述的清洗方法，其特征在于，用于清洗所述半導(dǎo)體晶圓的水基本被設(shè)置在45 °C。
8.如權(quán)利要求6所述的清洗方法，其特征在于，還包括步驟提供欲清洗的所述半導(dǎo)體晶圓；以及通過噴水裝置向所述半導(dǎo)體晶圓表面噴射所述水。
9.如權(quán)利要求6所述的清洗方法，其特征在于，所述水為去離子水。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體晶圓的清洗裝置及其清洗方法，屬于半導(dǎo)體芯片制造技術(shù)領(lǐng)域。該清洗裝置包括水溫控制模塊，其可以將用于清洗所述半導(dǎo)體晶圓的水控制在42℃至48℃之間。在清洗過程中，用于清洗所述半導(dǎo)體晶圓的水被設(shè)置在42℃至48℃。該清洗裝置使用該清洗方法時，晶圓的清洗效果好。
文檔編號B08B7/04GK102921656SQ20111022814
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者顧英 申請人:無錫華潤上華科技有限公司