[发明专利]一种用于半导体加工的循环式化学清洗系统

说明书

本发明公开了一种用于半导体加工的循环式化学清洗系统，涉及半导体加工技术领域，在设备承载基板的顶部端面分别固定安装有循环式供料机构和循环式利用机构，循环式供料机构和循环式化学清洗液利用机构形成了整个系统的双循环工作模式，在正常使用时，循环式供料机构会源源不断的向后续的清洗结构供给待清洗的硅片，确保整个硅片清洗工作的连续性，另外清洗后带有杂质的化学清洗液，则重新回到循环式利用机构中，再经循环式利用机构中所设置的过滤结构，使得除去杂质后的化学清洗液再次利用，可以降低清洗的成本，而且减少对环境所造成的污染，双循环的工作模式，从整体上体现了可以大幅度提高清洗效率的效果。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，具体为一种用于半导体硅片加工的循环式化学清洗系统。

背景技术

半导体是一种电导率在绝缘体至导体之间的物质，其电导率容易受控制，可作为信息处理的元件材料。从科技或是经济发展的角度来看，半导体非常重要。很多电子产品，如计算机、移动电话、数字录音机的核心单元都是利用半导体的电导率变化来处理信息。常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。

硅片是最重要的半导体材料，目前90％以上的芯片和传感器是基于半导体单晶硅片制造而成。硅片是由纯度很高的结晶硅制成，与其他材料相比，结晶硅的分子结构非常稳定，很少有自由电子产生，因此其导电性极低。半导体器件则是通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，改变硅的分子结构进而提高其导电性，最终获得的一种具备较低导电能力的产品。

半导体器件生产中硅片须经严格清洗，微量污染也会导致器件失效，清洗的目的在于清除表面污染杂质，包括有机物和无机物，这些杂质有的以原子状态或离子状态，有的以薄膜形式或颗粒形式存在于硅片表面，会导致各种缺陷，清除污染的方法有物理清洗和化学清洗两种。

经检索，中国专利公开了一种半导体硅片清洗釜(公开号CN104851827B)，该专利内容包括釜体及与釜体密封连接釜盖，还包括插入釜体内部的清洗管，清洗管外端设有截止阀，在截止阀与釜体之间的清洗管上连接超生波发生器，在釜体壁上均布硅片吸盘连通孔，在釜体的外壁设有与硅片吸盘连通孔连通的负压连接通道，在釜体的内壁设有与硅片吸盘连通孔连通的硅片吸盘，硅片吸盘包括一端与硅片吸盘连通孔连通的连接管，连接管的另一端连接均布吸附微孔的吸附板，还包括受阀门控制的釜体排气口。本发明具有操作简单、清洗效果好、清洗效率高等特点；

另外上述专利内容的工作原理具体为：使用时将吸气孔10与负压设备连接，硅片吸盘内部形成负压，将待清洗的半导体硅片在负压的作用下吸附到硅片吸盘6上，将清洗管3通过外端的截止阀与超临界二氧化碳连通；关闭釜盖2，关闭釜体排气口7上的阀门，使釜体1内腔形成密闭空间；启动超声波发生器4，使超临界二氧化碳通过清洗管3注入釜体1内腔，超临界二氧化碳的微气泡能在超声波的作用下保持振动，对半导体硅片14进行清洗；,启动电机11，釜体1开始旋转，以便对半导体硅片14清洗全面彻底，清洗一段时间后，关闭清洗管3端部的截止阀，打开釜体排气口7上的阀门，快速泄压，使含有污物的超临界二氧化碳直接通过釜体排气口7快速排出，将杂质混合液快速带走，避免重新沉积到半导体硅片表面并产生空化作用，利于杂质脱落，达到对半导体硅片较好的清洗效果。

首先，上述专利利用了反应釜作为整个硅片清洗的容器，而技术特征部分包含了对硅片的负压式吸附固定，从工作原理中可以看出，首先，在负压式吸附固定硅片的过程中，反应釜的釜盖始终处于打开状态，即整个反应釜的内腔均为大气压，且硅片自身存在一定的重力，且因硅片在吸附固定阶段并没有添加液体，也就不存在浮力大于硅片自身重力，进而悬浮在液体中，供给负压吸附准确位置的说法，即硅片在未吸附前应位于反应釜的底部，而上述专利内容中所设置的负压吸附点，位于反应釜的侧身中间甚至靠近顶部的位置，因此会存在硅片固定效果并不理想的问题；