[发明专利]半导体清洗装置和清洗半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件清洗领域，尤其涉及半导体清洗装置和利用其清洗半导体器件的方法。

背景技术

伴随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，因此，清洗工艺所带来的材料损失也变得越来越重要。在最先进的工艺中，每一次清洗所允许的材料损失已经达到了一个非常非常微小的数量，这对于清洗工艺而言是一个相当大的挑战。在这其中，由于大剂量的离子注入工艺，会在光刻胶表面形成一个脱氢、非晶的碳层，因此对于经过大剂量离子注入后的光刻胶层的剥离，更是一个严峻的考验。

目前业界广泛采用去胶工艺为先适用氧等离子体对光刻胶进行灰化，然后再通过湿法清洗的方式去除表面残余物。这种方法在前道工艺中会对于衬底材料有较多消耗，在后道金属互连线的制造中，会对新型的低介电常数介质层造成损伤，使实际介电常数提高，影响产品性能和可靠性。同时，这种方法还将消耗大量的水，同时产生很多有毒有害的废弃物。

超临界流体，主要是超临界二氧化碳，目前被业界认为是最有希望的下一代硅片清洗技术。超临界二氧化碳有着高密度，低粘度，高扩散性，高溶解度等优点，可以克服毛细管效应，有效地清洗那些小直径、高深宽比的通孔和沟道。同时，整个清洗过程基本不消耗水，二氧化碳可以回收再次使用，所产生的废弃物远远少于现有工艺。

目前试验性的超临界二氧化碳清洗设备，基本上都是单片式的。如果可以有设备一次清洗多枚硅片，那将会大大提高设备效率，使这项技术更好地成为主流工艺。

发明内容

本发明解决的技术问题是：现有的超临界二氧化碳清洗设备和清洗方法，基本上都是单片式的，不能同时清洗多片半导体器件。

为达到上述目的，本发明提供一种适用超临界流体的半导体清洗装置，包括：工艺腔，位于所述工艺腔内的进液管道和支架，在所述进液管道上设有多个喷嘴，在所述工艺腔底部设有排液管道，其中，所述排液管道上设有调压器，所述支架上设有多个器件卡持部，所述支架和所述器件卡持部活动连接。

可选的，在所述半导体清洗装置中，所述器件卡持部与水平面能够成30度至60度的夹角。

可选的，在所述半导体清洗装置中，所述支架的材料为PFA或PTEE。

可选的，在所述半导体清洗装置中，所述调压器的调压范围为0-200bar。

可选的，在所述半导体清洗装置中，所述多个喷嘴分成若干喷嘴组，所述喷嘴组的数量和所述器件卡持部的数量相等。

可选的，在所述半导体清洗装置中，每个所述喷嘴组对应一个开关，每个所述开关控制同一喷嘴组内的喷嘴同时打开或关闭。

本发明还提供半导体清洗装置清洗半导体器件的方法，包括如下步骤：

打开所述工艺腔，将所述半导体器件竖直放置在所述器件卡持部上；

关闭所述工艺腔，调整所述工艺腔内的环境至工艺环境；

所述器件卡持部带动所述半导体器件倾斜到一定角度；

所述喷嘴开始向所述工艺腔内喷洒超临界流体，以清洗所述半导体器件；

清洗完毕后，调整所述工艺腔内的环境至普通环境；

打开所述工艺腔，取出所述半导体器件。

可选的，所述清洗半导体器件的方法中，所述一定角度为30度-60度。

可选的，所述清洗半导体器件的方法中，调整所述工艺环境为温度大于32度、压力大于80bar的环境。

可选的，所述清洗半导体器件的方法中，所述超临界流体为添加了共溶剂和/或添加剂的二氧化碳流体。

可选的，所述清洗半导体器件的方法中，每个半导体器件上的超临界流体的流量为0.5-2千克每分钟。

本发明的所述半导体清洗装置和利用其清洗半导体器件的方法，通过在所述排液管道上设置调压器，可以很好的监测和调节所述工艺腔内的压强，通过所述支架上设有多个器件卡持部，可以同时清洗多个半导体器件，所述支架和所述器件卡持部活动连接，可以使被清洗的半导体器件倾斜时完成清洗，超临界流体在重力的作用下流过倾斜的半导体器件的表面，超临界流体与半导体器件表面产生一定的相对运动，比单纯浸泡更有效地去除半导体器件表面的沾污，实现一次清洗多枚硅片的目的。

附图说明

图1为本发明一个实施例的半导体清洗装置。

具体实施方式

为了使本实用新型的保护范围更加清楚易懂，下面结合本实用新型的较佳实施例对本实用新型的技术方案进行描述。