專利名稱：濕法清洗中的非活性氛圍裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種清潔領(lǐng)域的清洗裝置，特別是涉及一種濕法清洗工藝 中的非活性氛圍裝置。
背景技術(shù)：
隨著特大規(guī)模集成電路(ULSI)的研發(fā)與生產(chǎn)，晶片(Wafer,或 稱硅片、圓片、晶圓)的線寬不斷減小，而晶片直徑卻在不斷增大。在線 寬不斷減小的同時，對晶片質(zhì)量的要求也越來越高，特別是對硅拋光片表 面質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格。這主要是由于拋光片表面的顆粒、金屬污染、有 機(jī)物污染、自然氧化膜和微粗糙度等嚴(yán)重地影響著ULSI的性能和成品率。 因此，晶片表面清洗就成為ULSI制備中至關(guān)重要的一項(xiàng)工藝。
集成電路制造過程中晶片清洗的主要目的是清除晶片表面的污染和 雜質(zhì)，如微粒、有機(jī)物及無機(jī)金屬離子等雜質(zhì)。在制造過程中，幾乎每道 工序都涉及到清洗，而且集成電路的集成度越高，制造工序越多，所需的 清洗工序也越多。在諸多的清洗工序中，只要其中某一工序達(dá)不到要求, 則將前功盡棄，導(dǎo)致整批芯片的報廢。
金屬沾污在硅片上是以范德華引力、共價鍵以及電子轉(zhuǎn)移等三種表面 形式存在的。這種沾污會破壞薄氧化層的完整性，增加漏電流密度，影響 MOS器件的穩(wěn)定性，重金屬離子會增加暗電流，情況為結(jié)構(gòu)缺陷或霧狀 缺陷。
目前，傳統(tǒng)的RCA (Radio Corporation of America,美國無線電公司) 濕式化學(xué)洗凈技術(shù)仍然是半導(dǎo)體IC工業(yè)主要的晶片清洗技術(shù)。隨著更高 制程技術(shù)的引進(jìn)，關(guān)鍵顆粒變小，對于納米級顆粒和金屬離子污染的控制變得越發(fā)關(guān)鍵，現(xiàn)有的晶片清洗技術(shù)已不能滿足清洗的要求。如圖1所示，
現(xiàn)有的濕法清洗機(jī)臺主要是利用風(fēng)機(jī)過濾單元(FFU， Fan Filter Unit)l將 空氣吸入并過濾，過濾后的潔凈空氣以適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速維持機(jī)臺2的內(nèi)部層 流，以及相對于機(jī)臺外部形成正壓，從而保持機(jī)臺內(nèi)部的潔凈度。如圖2 所示，自對準(zhǔn)制程中，在濕法清洗去除未反應(yīng)完全的金屬時，由于少部分 金屬(如Ti， Co)去除不凈，殘留金屬在空氣氛圍內(nèi)，容易與氧氣反應(yīng) 生成氧化物，該氧化物在后續(xù)的濕法清洗中很難去除干凈，進(jìn)而以疵點(diǎn) (Defect)形態(tài)保留在晶片上。以鈷為例，殘留的鈷在晶片上形成疵點(diǎn)的 過程如下首先，在APM制程中，未反應(yīng)完全的金屬鈷(Co)殘留在晶 片上；其次，在晶片(Wafer)脫離反應(yīng)溶液的傳送過程中，或者反應(yīng)溶 液/水排干而曝露在空氣時，隨著時間的增加和溫度的升高，殘留的鈷會 與空氣中的氧氣反應(yīng)；然后，在SPM清洗制程中以及噴洗(Asjet)制程 中，氧化鈷難以被清洗掉；最后，鈷的殘留物所形成的疵點(diǎn)被 ILD(Inter-Layer dielectric，層間電介質(zhì))覆蓋后進(jìn)一步凸現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種濕法清洗中的非活性 氛圍裝置，防止活性較強(qiáng)的金屬與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，同時，純氣體 的氛圍也可避免空氣中的不純雜質(zhì)污染晶片以及其它非預(yù)期反應(yīng)。
本發(fā)明的上述目的及其它目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 一種濕法 清洗中的非活性氛圍裝置，其特征在于，包括至少一個非活性氣體容器， 每個容器中容納一種非活性氣體； 一個清洗單元，該清洗單元包括位于 清洗單元上部的風(fēng)機(jī)過濾單元，通過管道與上述至少一個非活性氣體容器 及或空氣相連通，用于吸入并過濾非活性氣體或空氣，位于清洗單元中部 的清洗槽，位于清洗單元下側(cè)的排氣管，用于將清洗單元內(nèi)部的氣體排出； 位于氣體管道中的氣泵，用于循環(huán)利用非活性氣體。
所述的清洗單元還包括一個控制單元，用于控制清洗單元。
還包括一個非活性氛圍裝置控制板，該非活性氛圍裝置控制板與非活 性氣體容器及控制單元電連接，用于決定哪個清洗單元在哪個步驟使用何種非活性氣體或空氣。
所述的清洗單元為清洗機(jī)臺或清洗機(jī)臺中某個清洗單元。
所述的非活性氣體是氮?dú)狻?br> 所述的非活性氣體是惰性氣體。
所述的排氣管一端與清洗單元相連接，另一端與風(fēng)機(jī)過濾單元相連接。
由于采用了本發(fā)明的裝置，可以使機(jī)臺內(nèi)部層流氣體為非活性氣體， 從而防止活性較強(qiáng)的金屬與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，同時，保持了機(jī) 臺內(nèi)的純氣體氛圍，從而避免空氣中的不純雜質(zhì)污染晶片，以及其它非預(yù) 期反應(yīng)。


圖1為清洗機(jī)臺內(nèi)部層流示意圖2為自對準(zhǔn)制程中濕法清洗去除未反應(yīng)完全金屬氧化的過程示意
圖3為本發(fā)明一種濕法清洗中的非活性氛圍裝置側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
如圖3所示， 一種濕法清洗中的非活性氛圍裝置，包括至少一個非活 性氣體容器4，每一個非活性氣體容器中可以容納任一種非活性氣體，例 如氮?dú)饣蚱渌钚暂^差的氣體，或惰性氣體中的Ar或He，此處不做限制； 清洗單元，本實(shí)施例中該清洗單元具體為清洗機(jī)臺2，其包括位于清洗 機(jī)臺2上部的風(fēng)機(jī)過濾單元1,該風(fēng)機(jī)過濾單元1通過管道與上述至少一 個非活性氣體容器4或空氣5相連通，用于吸入并過濾非活性氣體或空氣； 位于清洗機(jī)臺2中部的清洗槽6;位于清洗機(jī)臺2下側(cè)的排氣管3，用于 將清洗機(jī)臺2內(nèi)部的氣體排出；位于氣體管道中的氣泵7，用于循環(huán)利用 非活性氣體；清洗機(jī)臺本身的主控制單元(圖中未表示)，用于控制清洗
5機(jī)臺；主控制單元上外接\集成的非活性氛圍裝置控制板(圖中未表示)， 用于在編輯程式時，實(shí)現(xiàn)哪個清洗單元在什么步驟，使用何種非活性氣體, 需要使用多久等功能。
排氣管3的另一端可以與風(fēng)機(jī)過濾單元1相連通，從而使清洗機(jī)臺2 內(nèi)的氣體可以被重復(fù)利用。
參照圖2，本發(fā)明的效果顯而易見自對準(zhǔn)制程中，用濕法清洗去除 未反應(yīng)的金屬過程如下首先，在APM制程中，未反應(yīng)完全的金屬鈷(Co) 殘留在硅片上；其次，在晶片(Wafer)脫離反應(yīng)溶液的傳送過程中，或 者反應(yīng)溶液/水排干而曝露在空氣時，由于機(jī)臺內(nèi)層流氣體為非活性氣體， 因此殘留的鈷不會發(fā)生氧化；在隨后的SPM制程及噴洗制程中，金屬鈷 的殘留物被清洗干凈。由于本發(fā)明使機(jī)臺內(nèi)保持了純氣體的氛圍，因此還 避免了空氣中的不純雜質(zhì)污染晶片，以及其它非預(yù)期反應(yīng)。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他實(shí)施例，在不背離本發(fā)明之精神及實(shí)質(zhì)的情 況下，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變 形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種濕法清洗中的非活性氛圍裝置，其特征在于，包括至少一個非活性氣體容器，每個容器中容納一種非活性氣體；清洗單元，該清洗單元包括位于清洗單元上部的風(fēng)機(jī)過濾單元，通過管道與上述至少一個非活性氣體容器及或空氣相連通，用于吸入并過濾非活性氣體或空氣；位于清洗單元中部的清洗槽；位于清洗單元下側(cè)的排氣管，用于將清洗單元內(nèi)部的氣體排出；位于氣體管道中的氣泵，用于循環(huán)利用非活性氣體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濕法清洗中的非活性氛圍裝置，其特 征在于，所述的清洗單元還包括一個控制單元，用于控制清洗單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種濕法清洗中的非活性氛圍裝置，其特 征在于，還包括一個非活性氛圍裝置控制板，該非活性氛圍裝置控制板與 非活性氣體容器及控制單元電連接，用于決定哪個清洗單元在哪個步驟使 用何種非活性氣體或空氣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的一種濕法清洗中的非活性氛圍 裝置，其特征在于，所述的清洗單元為清洗機(jī)臺或清洗機(jī)臺中某個清洗單 元。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種濕法清洗中的非活性氛圍裝置，其特 征在于，所述的非活性氣體是氮?dú)狻?br> 6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種濕法清洗中的非活性氛圍裝置，其特 征在于，所述的非活性氣體是惰性氣體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種濕法清洗中的非活性氛圍裝置，其特 征在于，所述的排氣管一端與清洗單元相連接，另一端與風(fēng)機(jī)過濾單元相 連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種濕法清洗工藝中的非活性氛圍裝置，包括至少一個非活性氣體容器，每個容器中容納一種非活性氣體；清洗單元，該清洗單元包括位于清洗單元上部的風(fēng)機(jī)過濾單元，通過管道與上述至少一個非活性氣體容器或空氣相連通，用于吸入并過濾非活性氣體或空氣；位于清洗單元中部的清洗槽；位于清洗單元下側(cè)的排氣管，用于將清洗單元內(nèi)部的氣體排出；位于氣體管道中的氣泵，用于循環(huán)利用非活性氣體；用于控制非活性氛圍裝置的控制板。本發(fā)明可以使清洗單元內(nèi)部層流氣體為非活性氣體，從而防止活性較強(qiáng)的金屬與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，同時，保持了清洗單元內(nèi)的純氣體氛圍，從而避免空氣中的不純雜質(zhì)污染晶片，以及其它非預(yù)期反應(yīng)。
文檔編號H01L21/00GK101447397SQ20071018755
公開日2009年6月3日 申請日期2007年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日
發(fā)明者許義全 申請人:和艦科技(蘇州)有限公司