[发明专利]半导体硅片的清洗设备及清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种半导体硅片的清洗设备及清 洗方法。

背景技术

随着集成电路制造工艺的不断进步，半导体器件的体积正变得越来越小， 这也导致了硅片上非常微小的颗粒如果没有清洗干净，也会影响半导体器件的 制造和性能，所以，硅片清洗工艺也变得越来越重要。相对于传统的浸没式清 洗方法，即利用浸泡技术同时处理多片硅片的技术，单片式清洗方法由于可以 更好的控制清洗剂在硅片表面的分布，硅片自身高速旋转也使得硅片表面的清 洗剂具有更高的相对速度，且每片硅片在工艺过程中的位置可以保持完全一致， 因此，单片式清洗方法具有清洗剂消耗量少，始终都使用全新的清洗剂，清洗 效果更强以及工艺稳定性更好等优点。因此，在最先进的集成电路制造工艺中， 单片式清洗方式已成为最主要的清洗方法。

清洗工艺一般包括多个清洗步骤，每个步骤使用不同的清洗剂，目前业界 广泛采用的单片式清洗设备中，都是以单个工艺腔为基本单位，每一个工艺腔 都配备了工艺所需要的所有功能模块，即配备的清洗工艺的多个清洗步骤所需 的清洗剂供给管路，能独立完成所有的清洗步骤。由于单个工艺腔一次只能清 洗一片硅片，要增加设备的产能，就必须增加更多的工艺腔，因此设备的成本 很高。如果可以对单片式清洗设备进行一些改进，使每个工艺腔仅仅负责清洗 工艺中的一个清洗步骤，同时该工艺腔也仅配备该清洗步骤所需的功能模块， 然后按照工艺要求，将多个工艺腔串联，共同完成清洗工艺，就可以在保持原 有产能的基础上，大大降低设备成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体硅片的清洗设备及清洗方法，以解决现 有的半导体硅片清洗设备的成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种半导体硅片的清洗设备，包括：多个 串联的工艺腔，分别进行不同的清洗步骤，并分别配备有所述不同清洗步骤所 需的清洗剂供给管路以及惰性气体供给管路；可升降隔板，设置于所述多个工 艺腔之间；可旋转平台，设置于所述多个工艺腔内，用以承载硅片；机械臂， 设置于所述多个工艺腔内，用以在所述多个工艺腔之间传送所述硅片；以及清 洗悬臂，设置于所述多个工艺腔内，其上设置有喷嘴，所述喷嘴连接至所述清 洗剂供给管路以及所述惰性气体供给管路。

进一步的，所述清洗设备还包括主机械臂，设置在所述工艺腔的周边，用 以送取所述硅片。

进一步的，所述工艺腔的数量为三个。

进一步的，所述隔板的厚度为1/4～1英寸，当所述可升降隔板升起时，所述 多个工艺腔相互独立，当所述隔板下降时，所述机械臂在所述多个工艺腔之间 传送所述硅片。

进一步的，所述可升降隔板的数量为两个。

进一步的，所述清洗设备还包括超声波发生装置，设置于所述多个工艺腔 中的一个工艺腔内。

进一步的，所述超声波发生装置所使用的频率为250千赫兹至2兆赫兹。

进一步的，所述超声波发生装置在所述硅片表面产生的功率为0.5～5瓦特/ 平方厘米。

进一步的，所述可旋转平台的直径为6～15英寸。

进一步的，所述可旋转平台的最高转速为500～3000转/分钟。

进一步的，所述清洗旋臂的旋转角度为0～90度。

进一步的，所述喷嘴喷洒清洗剂的方式为高压喷射或无压自然重力下流方 式。

进一步的，所述惰性气体供给管路为氮气供给管路。

本发明还提供了一种半导体硅片的清洗方法，包括：主机械臂将第一硅片 传送至第一工艺腔进行第一清洗步骤；所述第一清洗步骤完成后，所述第一工 艺腔内的机械臂将所述第一硅片传送至第二工艺腔进行第二清洗步骤；同时所 述主机械臂将第二硅片传送至所述第一工艺腔进行所述第一清洗步骤；所述第 二清洗步骤完成后，所述第二工艺腔内的机械臂将所述第一硅片传送至第三工 艺腔进行第三清洗步骤；同时，所述第一工艺腔内的机械臂将所述第二硅片传 送至所述第二工艺腔进行所述第二清洗步骤；同时所述主机械臂将第三硅片传 送至所述第一工艺腔进行所述第一清洗步骤；所述第三清洗步骤完成后，所述 主机械臂将的所述第一硅片从所述第三工艺腔中取出。