单片清洗装置及其应用方法
【专利摘要】本发明提供了一种单片清洗装置及其应用方法。所述单片清洗装置包括：布置在晶片放置位置下方的加热器装置、以及布置在晶片放置位置上方的溶液喷射装置；其中，所述加热器装置用于对布置在晶片放置位置上的单片晶圆进行加热；所述溶液喷射装置用于将清洗剂喷向布置在晶片放置位置上的单片晶圆。本发明提供的单片清洗装置，不但可以提高晶圆表面的温度均匀稳定性，同时还可以适当降低化学液的加热温度。
【专利说明】单片清洗装置及其应用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种单片清洗装置及其应用方法。
【背景技术】
[0002]由于集成电路的集成度迅速提高和元器件尺寸的不断减小，对于硅片表面的清洁度的要求也更加严格。硅片生产中每一道工序都存在着污染和造成缺陷的可能，这些污染可能导致缺陷的产生和元器件的实效。而在集成电路生产过程中，大约有20%的工序和硅片的清洗有关。硅片的清洗就显得至关重要，随着对表面清洁度的要求提高，清洗工艺也逐渐由传统的槽式清洗转变为单片清洗。
[0003]单片清洗与传统槽式清洗相比，优点在于工艺洁净度更高。缺点在于产出少，尤其对于高温的化学液处理而言，需要先用热水对晶片预热，然后再喷热化学液，以避免晶片热应力的产生，该处理方法可以减少热应力但晶片表面温度不匀且不可控。
[0004]具体地说，图1示意性地示出了传统的高温单片清洗工艺。其中，向晶片100喷高温化学液以进行晶片清洗，随后在晶片100清洗完成后可进行接下来的工艺。
[0005]具体地说，例如，单片晶片100的高温SPM (H2SO4, H2O2, H2O的混合液)清洗处理，传统方法会对H2SO4液10加热到150-180°C，然后和H2O2液20 —起喷到晶圆表面处理，该处理可能会造成晶圆表面冷热不均匀。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够有效提高设备的产出，并且能够得到均匀稳定的清洗效果的单片清洗装置及其应用方法。
[0007]为了实现上述技术目的，根据本发明的第一方面，提供了 一种单片清洗装置，其包括:布置在晶片放置位置下方的加热器装置、以及布置在晶片放置位置上方的溶液喷射装置；其中，所述加热器装置用于对布置在晶片放置位置上的单片晶圆进行加热；所述溶液喷射装置用于将清洗剂喷向布置在晶片放置位置上的单片晶圆。
[0008]优选地，所述加热器装置将布置在晶片放置位置上的单片晶圆100均匀加热至所需反应温度。进一步优选地，所需反应温度可以在50°C以上。
[0009]优选地，所述单片清洗装置还包括清洗剂加热装置，用于在所述溶液喷射装置将清洗剂喷向布置在晶片放置位置上的单片晶圆之前对清洗剂进行加热。
[0010]优选地，所述加热器装置包括均匀布置的多个加热器。
[0011]优选地，所述加热器装置的多个加热器的位置可调。
[0012]优选地，所述加热器装置的多个加热器可分别单独控制以便调节各个加热器的打开和关闭以及加热温度和加热时间。
[0013]而且，为了实现上述技术目的，根据本发明的第二方面，提供了 一种单片清洗装置应用方法，其包括:利用单片清洗装置的加热器装置的多个加热器对对布置在晶片放置位置上的单片晶圆进行加热；在所述加热器装置对单片晶圆加热预定时间之后，利用单片清洗装置的溶液喷射装置将清洗剂喷向布置在晶片放置位置上的单片晶圆。
[0014]优选地，所述加热器装置将布置在晶片放置位置上的单片晶圆均匀加热至所需反应温度。进一步优选地，所需反应温度可以在50°C以上。
[0015]优选地，在所述加热器装置对单片晶圆加热预定时间之后，并且在溶液喷射装置将清洗剂喷向布置在晶片放置位置上的单片晶圆之前，利用清洗剂加热装置对清洗剂进行加热。
[0016]本发明提供的单片清洗装置，不但可以提高晶圆表面的温度均匀稳定性，同时还可以适当降低化学液的加热温度。在本发明中，为提高产出可以把加热和化学液处理工艺腔体分开来实现。还可根据工艺瓶颈设定更多的加热或者化学液工艺腔。相比传统方法，本发明更科学且稳定可控。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:
[0018]图1示意性地示出了传统的高温单片清洗工艺。
[0019]图2示意性地示出了根据本发明实施例的单片清洗装置。
[0020]图3示意性地示出了根据本发明实施例的单片清洗装置。
[0021]图4示意性地示出了根据本发明实施例的单片清洗装置的加热器装置的加热器布置。
[0022]图5示意性地示出了根据本发明实施例的单片清洗装置应用方法的流程图。
[0023]需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
【具体实施方式】
[0024]为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
[0025]<单片清洗装置>
[0026]本发明披露了一种新的单片清洗装置，尤其是对于高温化学液处理的单片清洗装置。该装置取代传统的热水预热的方法，采用加热器对晶片热先预热，然后再与热化学液接触清洗。与现有方法相比，该方法可以有效提高产出，通过预先加热可以得到比较稳定和均匀的晶片表面温度，从而达到均匀稳定的清洗效果。
[0027]图2和图3为根据本发明实施例的单片清洗装置，其先通过加热器对晶圆进行加热，然后再喷高温化学液处理。
[0028]具体地说，根据本发明实施例的单片清洗装置包括:布置在晶片放置位置下方的加热器装置200、以及布置在晶片放置位置上方的溶液喷射装置300。
[0029]其中，所述加热器装置200用于对布置在晶片放置位置上的单片晶圆100进行加热；而且，优选地，所述加热器装置200将布置在晶片放置位置上的单片晶圆100均匀加热至所需反应温度。优选地，所需反应温度可以在50°C以上。该温度范围尤其适合于SPM清洗处理，其中SPM清洗处理采用H2S04、H2O2、H2O的混合液作为清洗剂。
[0030]所述溶液喷射装置300用于将清洗剂喷向布置在晶片放置位置上的单片晶圆100。
[0031]优选地，根据本发明实施例的单片清洗装置可以包括清洗剂加热装置(未示出)，用于在所述溶液喷射装置300将清洗剂喷向布置在晶片放置位置上的单片晶圆100之前对清洗剂进行加热。
[0032]优选地，所述加热器装置200包括均匀布置的多个加热器301。图4示意性地示出了根据本发明实施例的单片清洗装置的加热器装置的加热器布置。
[0033]而且，进一步优选地，所述加热器装置200的多个加热器301的位置可调。
[0034]而且，进一步优选地，所述加热器装置200的多个加热器301可分别单独控制以便调节各个加热器301的打开和关闭以及加热温度和加热时间。也就是说，单片清洗装置的加热器加热设定可根据工艺要求可调，加热位置可调，加热位置总数可调，加热区间可调。
[0035]根据本发明实施例的单片清洗装置的加热器装置和化学液清洗腔可以共用也可以独立分开。
[0036]本发明披露了一种新的单片清洗装置，尤其是对于高温化学液处理的单片清洗装置。该装置与传统的方法相比，有效提高了设备的产出，并且能够得到均匀稳定的清洗效果。
[0037]<单片清洗方法>
[0038]根据本发明的另一优选实施例，本发明还提供了一种单片清洗装置应用方法。
[0039]具体地说，图5示意性地示出了根据本发明实施例的单片清洗装置应用方法的流程图。
[0040]更具体地说，根据本发明实施例的单片清洗装置应用方法包括:
[0041]第一步骤SI，用于利用单片清洗装置的加热器装置200的多个加热器301对对布置在晶片放置位置上的单片晶圆100进行加热；而且，优选地，所述加热器装置200将布置在晶片放置位置上的单片晶圆100均匀加热至所需反应温度(例如120-150°C)，该温度范围尤其适合于SPM清洗处理，其中SPM清洗处理采用H2S04、H2O2, H2O的混合液作为清洗剂。
[0042]第二步骤S2，用于在所述加热器装置200对单片晶圆100加热预定时间之后，利用单片清洗装置的溶液喷射装置300将清洗剂喷向布置在晶片放置位置上的单片晶圆100。
[0043]优选地，可以在所述加热器装置200对单片晶圆100加热预定时间之后，并且在溶液喷射装置300将清洗剂喷向布置在晶片放置位置上的单片晶圆100之前，利用清洗剂加热装置对清洗剂进行加热。
[0044]由此，本发明实施例的方法会先把晶圆加热到比较均匀的所需反应温度(例如120-150°C)，然后再喷化学液到晶圆表面，得到受热均匀的处理表面，达到更好的清洗效果。
[0045]此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
[0046]可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种单片清洗装置，其特征在于包括:布置在晶片放置位置下方的加热器装置、以及布置在晶片放置位置上方的溶液喷射装置； 其中，所述加热器装置用于对布置在晶片放置位置上的单片晶圆进行加热； 所述溶液喷射装置用于将清洗剂喷向布置在晶片放置位置上的单片晶圆。
2.根据权利要求1所述的单片清洗装置，其特征在于，所述加热器装置将布置在晶片放置位置上的单片晶圆均匀加热至所需反应温度。
3.根据权利要求1或2所述的单片清洗装置，其特征在于，所需反应温度可以在50°C以上。
4.根据权利要求1或2所述的单片清洗装置，其特征在于，所述单片清洗装置还包括清洗剂加热装置，用于在所述溶液喷射装置将清洗剂喷向布置在晶片放置位置上的单片晶圆之前对清洗剂进行加热。
5.根据权利要求1或2所述的单片清洗装置，其特征在于，所述加热器装置包括均匀布置的多个加热器。
6.根据权利要求1或2所述的单片清洗装置，其特征在于，所述加热器装置的多个加热器的位置可调。
7.根据权利要求1或2所述的单片清洗装置，其特征在于，所述加热器装置的多个加热器可分别单独控制以便调节各个加热器的打开和关闭以及加热温度和加热时间。
8.一种单片清洗装置应用方法，其特征在于包括: 利用单片清洗装置的加热器装置的多个加热器对对布置在晶片放置位置上的单片晶圆进行加热； 在所述加热器装置对单片晶圆加热预定时间之后，利用单片清洗装置的溶液喷射装置将清洗剂喷向布置在晶片放置位置上的单片晶圆。
9.根据权利要求8所述的单片清洗装置应用方法，其特征在于，所述加热器装置将布置在晶片放置位置上的单片晶圆均匀加热至所需反应温度，优选地，所需反应温度可以在50°C以上。
10.根据权利要求8或9所述的，其特征在于，在所述加热器装置对单片晶圆加热预定时间之后，并且在溶液喷射装置将清洗剂喷向布置在晶片放置位置上的单片晶圆之前，利用清洗剂加热装置对清洗剂进行加热。
【文档编号】B08B3/10GK103586230SQ201310571833
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】李芳 , 朱也方 申请人:上海华力微电子有限公司