本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基片清洗方法及裝置。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體器件被廣泛應(yīng)用于各種通訊、醫(yī)療、工業(yè)、軍事和家用電子產(chǎn)品中。這些半導(dǎo)體器件都是由半導(dǎo)體基片制備而成。這些器件的尺寸大小一般都在微米級(jí)，器件對(duì)污染物非常敏感，極小的有機(jī)和金屬顆粒均會(huì)導(dǎo)致器件的失效。因此，在半導(dǎo)體器件的制備過(guò)程中，清洗硅片去除污染物通常是非常關(guān)鍵的工藝步驟。

許多年來(lái)，半導(dǎo)體基片的清洗通常分為三至四個(gè)單獨(dú)步驟，采用硫酸、雙氧水等混和溶液對(duì)基片進(jìn)行處理。當(dāng)基片的表面有金屬薄膜時(shí)，將會(huì)利用有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗。這些方法在清洗半導(dǎo)體基片時(shí)得到廣泛應(yīng)用，但是還是存在一些缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)包括有機(jī)化學(xué)清洗劑價(jià)格較高、各種清洗步驟時(shí)間較長(zhǎng)、化學(xué)清洗劑消耗較多、清洗廢液處理不方便，因此大量的研究努力開(kāi)發(fā)出新的硅片清洗技術(shù)。

近來(lái)，利用臭氧與水混和，臭氧在水膜中擴(kuò)散清洗硅片技術(shù)，在半導(dǎo)體芯片制備過(guò)程中開(kāi)始得到應(yīng)用。此項(xiàng)臭氧技術(shù)已經(jīng)證明能夠有效的清洗去除硅片表面污染物和有機(jī)薄膜，并能克服傳統(tǒng)酸與雙氧水混和液清洗方法的缺點(diǎn)。利用臭氧擴(kuò)散水薄膜的清洗工藝可以節(jié)約時(shí)間，不需要較貴的酸和雙氧水，并采用噴灑的方式，可以節(jié)約水的用量和設(shè)備擺放空間。

臭氧擴(kuò)散清洗技術(shù)可以將臭氧注入水中，再將臭氧水噴射到基片表面.噴射 出的水溫度較高時(shí)，硅片表面有機(jī)薄膜和污染的去除效率將大幅提升。

當(dāng)基片接觸臭氧與熱水，硅片上半導(dǎo)體芯片中的一些金屬可能會(huì)受到腐蝕。當(dāng)工藝過(guò)程中溫度上升，各種反應(yīng)的速率均上升。金屬腐蝕也愈加嚴(yán)重。直接接觸的不同金屬將會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)電池效應(yīng)，進(jìn)一步促進(jìn)腐蝕。

許多方法用來(lái)減少和避免金屬的腐蝕，這些方法主要有降低工藝溫度或者在水中添加腐蝕阻滯劑。由于溫度降低將會(huì)影響去除有機(jī)薄膜或污染的化學(xué)反應(yīng)活性，所以在實(shí)際生產(chǎn)中不采用降低工藝溫度的辦法來(lái)避免金屬的腐蝕。腐蝕阻滯劑主要有苯并三唑、硅酸鹽、硝酸鹽等。這此阻滯劑用臭氧清洗工藝中，可以用較高的溫度進(jìn)行清洗，同時(shí)避免硅片鋁線被腐蝕。

當(dāng)然在清洗半導(dǎo)體基片時(shí)腐蝕阻滯劑也存在一些缺點(diǎn)，如必須與工藝液體有效混和，不同的阻滯劑只能在特定的參數(shù)下對(duì)特定金屬有效。總之，在臭氧清洗工藝中仍然需要一種方法，能夠防止清洗過(guò)程中，硅片上鋁和銅等金屬的腐蝕。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基片清洗方法，所述方法能夠防止在基片清洗過(guò)程中，基片上的鋁和銅等金屬的被腐蝕。

本發(fā)明的另一目的為提供一種基片清洗裝置。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基片清洗方法，包括如下步驟：

轉(zhuǎn)動(dòng)反應(yīng)腔中夾持基片的載片臺(tái)；

向所述反應(yīng)腔中噴射co2水溶液，在所述基片表面形成水膜；

向所述反應(yīng)腔中噴射臭氧水溶液，對(duì)所述基片表面的污染物氧化去除。

上述方案中，在向所述反應(yīng)腔中噴射臭氧水溶液，對(duì)所述基片表面的污染物氧化去除后，包括如下步驟：

停止向所述反應(yīng)腔中噴射臭氧水溶液，繼續(xù)向所述反應(yīng)腔中噴射co2水溶液，清洗所述基片表面；

停止向所述反應(yīng)腔中噴射co2水溶液，并使所述載片臺(tái)高速旋轉(zhuǎn)，使得所述基片表面干燥。

上述方案中，所述co2水溶液的制備包括如下步驟：

co2通過(guò)第一擴(kuò)散器均勻進(jìn)入第一去離子水罐中的去離子水中，形成co2水溶液。

上述方案中，所述臭氧水溶液的制備包括如下步驟：

臭氧通過(guò)第二擴(kuò)散器均勻進(jìn)入第二去離子水罐中的去離子水中，形成臭氧水溶液。

上述方案中，所述第一去離子水罐中的去離子水的溫度被加熱至室溫～100℃。

上述方案中，所述第二去離子水罐中的去離子水的溫度被加熱至室溫～100℃。

一種基片清洗裝置，所述裝置包括：

反應(yīng)腔，所述反應(yīng)腔用于清洗基片；

載片臺(tái)，所述載片臺(tái)設(shè)置在所述反應(yīng)腔內(nèi)，所述基片放置于所述載片臺(tái)上；

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述反應(yīng)腔底部，并與所述載片臺(tái)相連，用于驅(qū)動(dòng)所述載片臺(tái)旋轉(zhuǎn)；

co2氣源；

第一擴(kuò)散器，所述co2氣源通過(guò)第一氣體管路與所述第一擴(kuò)散器相連；

第一去離子水罐，所述第一擴(kuò)散器設(shè)置在所述第一去離子水罐內(nèi)，所述第一擴(kuò)散器用于將所述co2氣源的co2氣體均勻進(jìn)入所述第一去離子水罐中的去離子水中，形成co2水溶液；

第一加熱器，所述第一加熱器設(shè)置于所述第一去離子水罐內(nèi)，用于將所述第一去離子水罐內(nèi)的去離子水加熱；

臭氧發(fā)生器，用于產(chǎn)生臭氧；

第二擴(kuò)散器，所述臭氧發(fā)生器過(guò)第二氣體管路與所述第二擴(kuò)散器相連；

第二去離子水罐，所述第二擴(kuò)散器設(shè)置在所述第二去離子水罐內(nèi)，所述第二擴(kuò)散器用于將所述臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧均勻進(jìn)入所述第二去離子水罐中的去離子水中，形成臭氧水溶液；

第二加熱器，所述第二加熱器設(shè)置于所述第二去離子水罐內(nèi)，用于將所述第二去離子水罐內(nèi)的去離子水加熱；

第一多向閥，所述第一去離子水罐和所述第二去離子水罐分別通過(guò)液體管路與所述第一多向閥入口相連；

噴嘴，所述噴嘴與所述第一多向閥的出口相連，所述第一去離子水罐中的co2水溶液和所述第二去離子水罐中的臭氧水溶液分別通過(guò)第一多向閥進(jìn)入所述噴嘴。

上述方案中，所述第一去離子水罐與所述第一多向閥之間的液體管路上依次設(shè)有第一泵和第一過(guò)濾器。

上述方案中，所述第二去離子水罐與所述第一多向閥之間的液體管路上依次設(shè)有第二泵和第二過(guò)濾器。

上述方案中，所述裝置還包括：

廢液收集口，所述廢液收集口設(shè)置在所述反應(yīng)腔底部；

第二多向閥，所述廢液收集口通過(guò)回收管路與所述第二多向閥的入口相連；

排放管路，所述第二多向閥的出口分別與所述第一去離子水罐、所述第二去離子水罐和所述排放管路相連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明向反應(yīng)腔中噴射含有co2的液體溶液，同時(shí)也將臭氧引入反應(yīng)腔，臭氧氧化基片表面的污染物和有機(jī)涂層，而co2則保護(hù)基片表面的金屬不受腐蝕。本發(fā)明既可以發(fā)揮臭氧清洗硅片的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)避免金屬的腐蝕。而且臭氧與co2價(jià)格便宜、容易得到，保持了經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基片清洗方法的工藝流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基片清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的基片清洗原理為：向表面具有金屬的半導(dǎo)體基片表面噴射co2水溶液和臭氧水溶液，co2水溶液保護(hù)基片表面的金屬不被腐蝕，臭氧水溶液對(duì)基片表面的污染物進(jìn)行氧化去除。

為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例一：

如圖1所示，一種基片清洗方法，包括如下步驟：

步驟110，轉(zhuǎn)動(dòng)反應(yīng)腔中夾持基片的載片臺(tái)；

步驟120，向所述反應(yīng)腔中噴射co2水溶液，在所述基片表面形成水膜；

具體地，所述co2水溶液的制備包括如下步驟：co2通過(guò)第一擴(kuò)散器均勻進(jìn)入第一去離子水罐中的去離子水中，形成co2水溶液；所述第一去離子水罐中的去離子水的溫度被加熱至室溫～100℃。co2水溶液還可以在第一去離子水罐中加熱變成蒸汽，再注入反應(yīng)腔中，使得清洗效果更好。

步驟130，向所述反應(yīng)腔中噴射臭氧水溶液，對(duì)所述基片表面的污染物氧化去除。

具體地，所述臭氧水溶液的制備包括如下步驟：臭氧通過(guò)第二擴(kuò)散器均勻進(jìn)入第二去離子水罐中的去離子水中，形成臭氧水溶液；所述第二去離子水罐中的去離子水的溫度被加熱至室溫～100℃。

本實(shí)施例中，在向所述反應(yīng)腔中噴射臭氧水溶液，對(duì)所述基片表面的污染物氧化去除后，還包括如下步驟：

步驟140，停止向所述反應(yīng)腔中噴射臭氧水溶液，繼續(xù)向所述反應(yīng)腔中噴射co2水溶液，清洗所述基片表面；

步驟150，停止向所述反應(yīng)腔中噴射co2水溶液，并使所述載片臺(tái)高速旋轉(zhuǎn)，使得所述基片表面干燥。

實(shí)施例二：

如圖2所示，本實(shí)施例提供一種基片清洗裝置，所述裝置包括：反應(yīng)腔101，所述反應(yīng)腔101用于清洗基片103；載片臺(tái)104，所述載片臺(tái)104設(shè)置在所述反應(yīng)腔101內(nèi)，所述基片103放置于所述載片臺(tái)104上；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)129，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)129設(shè)置于所述反應(yīng)腔101底部，并與所述載片臺(tái)104相連，用于驅(qū)動(dòng)所述載片臺(tái)104旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)所述基片103旋轉(zhuǎn)；co2氣源106，可以是co2貯存罐或co2發(fā)生器；第一擴(kuò)散器111，所述co2氣源106通過(guò)第一氣體管路127與所述第一擴(kuò)散器111相連；第一去離子水罐113，所述第一擴(kuò)散器111設(shè) 置在所述第一去離子水罐113內(nèi)，所述第一擴(kuò)散器111用于將所述co2氣源106的co2氣體均勻進(jìn)入所述第一去離子水罐113中的去離子水110中，形成co2水溶液；第一加熱器112，所述第一加熱器112設(shè)置于所述第一去離子水罐113內(nèi)，用于將所述第一去離子水罐113內(nèi)的去離子水加熱，加熱至室溫～100℃；臭氧發(fā)生器126，用于產(chǎn)生臭氧；第二擴(kuò)散器120，所述臭氧發(fā)生器126過(guò)第二氣體管路125與所述第二擴(kuò)散器120相連；第二去離子水罐118，所述第二擴(kuò)散器120設(shè)置在所述第二去離子水罐118內(nèi)，所述第二擴(kuò)散器120用于將所述臭氧發(fā)生器126產(chǎn)生的臭氧均勻進(jìn)入所述第二去離子水罐118中的去離子水121中，形成臭氧水溶液；第二加熱器119，所述第二加熱器119設(shè)置于所述第二去離子水罐118內(nèi)，用于將所述第二去離子水罐118內(nèi)的去離子水加熱，加熱至室溫～100℃；第一多向閥130，所述第一去離子水罐113和所述第二去離子水罐118分別通過(guò)液體管路(108,123)與所述第一多向閥130入口相連；噴嘴102，所述噴嘴102與所述第一多向閥130的出口相連，所述第一去離子水罐113中的co2水溶液和所述第二去離子水罐118中的臭氧水溶液分別通過(guò)第一多向閥130進(jìn)入所述噴嘴102。

本實(shí)施例中，所述第一去離子水罐113與所述第一多向閥130之間的液體管路108上依次設(shè)有第一泵109和第一過(guò)濾器107；所述第二去離子水罐118與所述第一多向閥130之間的液體管路123上依次設(shè)有第二泵122和第二過(guò)濾器124。

本實(shí)施例中，所述裝置還包括：廢液收集口105，所述廢液收集口105設(shè)置在所述反應(yīng)腔101底部；第二多向閥115，所述廢液收集口105通過(guò)回收管路128與所述第二多向閥的115入口相連；排放管路116，所述第二多向閥115的出口分別與所述第一去離子水罐113、所述第二去離子水罐118和所述排放管路 116相連接。

本實(shí)施例的工作過(guò)程如下：

在對(duì)基片103表面的污染物進(jìn)行清洗時(shí)，第一步：轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)129使載片臺(tái)104夾持基片103旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為0～1000rpm；第二步：第一泵109工作，使第一去離子水罐113中加熱后的co2水溶液進(jìn)入液體管路108中，第一過(guò)濾器107對(duì)co2水溶液進(jìn)行過(guò)濾，co2水溶液通過(guò)第一多向閥130，進(jìn)入噴嘴102噴射到旋轉(zhuǎn)的基片103表面，形成水膜，并對(duì)基片103表面可能存在的金屬形成保護(hù)；第三步：第二泵122開(kāi)始工作，使第二去離子水罐118中加熱后的臭氧水溶液進(jìn)入液體管路123中，第二過(guò)濾器124對(duì)臭氧水溶液中的雜質(zhì)進(jìn)行去除，臭氧水溶液通過(guò)第一多向閥130進(jìn)入噴嘴102，并噴射到基片103表面，臭氧水溶液對(duì)基片103表面的污染物氧化去除；第四步：第二泵122停止工作，臭氧水溶液不噴射到基片103表面，第一泵109繼續(xù)工作，co2水溶液噴射到基片103表面，對(duì)基片103表面進(jìn)行水洗；第五步：第一泵109停止工作，此時(shí)無(wú)液體噴射到基片103表面，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)129使載片臺(tái)104夾持基片103以500～3000rpm的轉(zhuǎn)速高速旋轉(zhuǎn)，使基片103表面干燥。

在清洗基片103的過(guò)程中產(chǎn)生的廢液通過(guò)廢液收集口105回收，進(jìn)入回收管路128中，回收管路128連接第二多向閥115，第二多向閥115切換可使廢液通過(guò)管路114回收至第一去離子水罐113中，或通過(guò)管路117回收至第二去離子水罐118中循環(huán)使用，也可切換使廢液通過(guò)排放管路116排放。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：

本發(fā)明向反應(yīng)腔中噴射含有co2的液體溶液，同時(shí)也將臭氧引入反應(yīng)腔，臭氧氧化基片表面的污染物和有機(jī)涂層，而co2則保護(hù)基片表面的金屬不受腐蝕。本發(fā)明既可以發(fā)揮臭氧清洗硅片的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)避免金屬的腐蝕。而且臭氧 與co2價(jià)格便宜、容易得到，保持了經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。