专利名称：半导体硅片的清洗工艺腔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及集成电路工艺技术领域，具体涉及一种半导体硅片的清洗工艺腔。
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，这也导致了非常微小的颗粒也变得足以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。目前业界广泛采用的清洗方法是湿法清洗，即采用各种药液和纯水来清洗硅片。 当药液和硅片接触时，在硅片表面存在着一层非常薄的水膜，由于分子间引力的作用，这一层水膜相对于硅片是静止不动的，也被称为边界层。边界层的存在，严重影响了硅片的清洗效果。对于那些直径小于边界层厚度的颗粒，只能依靠颗粒自身慢慢地扩散通过边界层，进入水流中，然后被水流带离硅片表面，这些颗粒很难在清洗过程中被去除。边界层厚度取决于液体的粘度，液体和硅片表面的相对速度等。减小边界层厚度已经成为提高清洗效率的一个重要挑战。因此，很多技术，包括单片式清洗、超声波辅助清洗等等，都被应用于硅片清洗工艺。同时，由于受到越来越严格的成本控制和环境保护方面的压力，对于清洗工艺的要求就是尽可能减少水和各种化学品的消耗，并且减少占地面积。目前，在单片式清洗中，提高水流相对速度的方法只有加快硅片转速，因此，如果可以有一种清洗工艺腔的设计，可以通过其它方式来提高硅片表面液体速度，将可以有效地减小边界层厚度，并实现使用更少的水和化学品，将会对清洗工艺产生很大的帮助。然而，单片式清洗的清洗效率有一定的局限性，如果能在单个工艺腔内同时清洗多个硅片，将会大大提高工艺效率。因此，在提高清洗效果的同时减少各种资源消耗，并且通过同时清洗多个硅片来提高工艺效率，是一个亟待解决的问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提出一种新型的半导体硅片清洗工艺腔，可以在单个工艺腔内同时清洗多个硅片来提高工艺效率，还可以提升每个硅片的清洗效果，并减少各种资源消耗。为了实现上述目的，本实用新型提供一种半导体硅片的清洗工艺腔，所述工艺腔内部具有可升降及旋转的多个平台，每个平台上方用于固定一硅片，所述平台上方设置有一盖板，所述盖板上对应每个平台具有一个或多个进口。优选地，当所述平台上升至最高位置时，所述盖板与硅片之间具有0. 5毫米至3毫米的距离。优选地，所述进口为液体进口，所述液体进口连接有液体管路，通过所述液体进口的清洗液的压力为5至50磅/平方英寸。[0011 ] 优选地，所述每个平台还具有一个或多个气体进口，所述气体进口连接有气体管路。优选地，所述每个平台上设置有硅片支架用于固定所述硅片。优选地，所述硅片支架的内部分布有真空管路。优选地，所述平台的数量为2个至6个，所述平台的直径为4英寸至12英寸，其最高转速为500至3000转每分钟。优选地，所述盖板上设置有超声波振荡器，所述超声波振荡器的数量为对应每个硅片设置1个至4个，每个超声波振荡器的功率为到达硅片表面0. 5至5瓦特每平方厘米， 工作频率为0.2至3兆赫兹。优选地，所述盖板的材质为陶瓷，直径为10至40英寸，厚度为1至20毫米。优选地，所述盖板的边缘向下弯曲，形成导流护罩。优选地，所述半导体硅片的清洗工艺腔内还设置有排气排水管道，所述排气排水管道设置在所述平台的下方。与现有技术相比，本实用新型通过设置在工艺腔的多个平台，其中每个平台放置有一个硅片，实现了多个硅片能够同时清洗，从而大大提高了工艺效率。在所有的硅片上方增加一块盖板，使一块盖板能够盖住所有的硅片，限制硅片上方的空间大小，然后通过调节硅片转速和清洗液供应压力，可以使液体在硅片表面形成非常高的速度，从而减小边界层厚度，提高清洗效果。同时，由于整个清洗过程中硅片表面都被封闭在一个极小的空间中，可以有效地防止工艺腔中的悬浮颗粒及水珠再次沾染到硅片表面，同时还可以减少清洗液的消耗。此外，盖板的边缘向下弯曲，形成导流护罩，避免清洗液溅出盖板的边缘，能够更高效率地利用清洗液。
图1所示为本实用新型较佳实施例的半导体硅片的清洗工艺腔结构示意图；图2所示为本实用新型较佳实施例的半导体硅片的清洗工艺腔的俯视透视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的半导体硅片的清洗工艺腔作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。请参考图1，图1所示为本实用新型较佳实施例的半导体硅片的清洗工艺腔结构示意图。本实用新型提供一种半导体硅片的清洗工艺腔，所述工艺腔内部具有可升降及旋转的多个平台11，每个平台11上方用于固定一硅片13，所述工艺腔的顶部设置有一盖板 14，所述盖板14的面积足以覆盖所有的平台11及硅片13，且所述盖板14上对应每个平台 11具有一个或多个进口。具体地，所述进口为液体进口，所述液体进口连接有液体管路15，通过所述液体进口的清洗液的压力为5至50磅/平方英寸。在本实施例中，清洗液的压力值为50磅/平方英寸。液体管路15提供清洗液，使清洗液通过所述液体进口喷洒到待清洗的硅片13表面， 调节通过液体进口的清洗液的压力，可以使清洗液在硅片13表面形成非常高的速度，从而减小边界层厚度，提高清洗效果。在本实施例中，所述每个平台11还具有一个或多个气体进口，所述盖板14上对应每个平台11具有一个或多个气体进口，所述气体进口连接有气体管路16，气体管路16提供高纯氮气或者异丙醇蒸汽，使其通过气体进口喷洒到已经清洗完毕的硅片13表面，提供的高纯氮气或者异丙醇蒸汽能够帮助硅片13快速干燥。进一步地，当所述平台11上升至最高位置，即硅片13的清洗位置时，所述盖板14 与硅片13之间具有0. 5毫米至3毫米的距离，在本实施例中，硅片13表面与上方盖板14 之间的间距为2毫米。所述盖板14与硅片13之间所具有的极小的距离，使在整个清洗过程中硅片13表面都被封闭在一个极小的空间中，有效地防止工艺腔中的悬浮颗粒及水珠再次沾染到硅片13表面，同时还可以有效减少清洗液消耗。优选地，所述每个平台11上设置有硅片支架12用于固定所述硅片13。所述硅片支架12的内部分布有真空管路(未图示)，所述真空管路能提供真空环境，利用真空产生的吸附力固定硅片支架12上的硅片13，这种固定硅片13的方法既不损伤硅片13，又不占用空间。优选地，所述盖板14上设置有超声波振荡器17，所述超声波振荡器17的数量为对应每个硅片13设置一个至四个，在本实施例中，对应每个硅片13有两个超声波振荡器17， 每个超声波振荡器17的功率为到达硅片13表面0. 5至5瓦特每平方厘米，工作频率为0. 2 至3兆赫兹。本领域的普通技术人员应该理解，所述工艺腔内不仅仅局限于设置有超声波振荡器17，还可以是其他可以产生超声波的仪器。进一步地，所述盖板14的边缘向下弯曲，形成导流护罩18，避免清洗液溅出盖板 14的边缘，能够更高效率地利用清洗液。所述工艺腔的排气排水管道(未图示)设置在所述平台11的下方。图2所示为本实用新型较佳实施例的半导体硅片的清洗工艺腔的俯视透视结构示意图。参照图2，具体地，所述平台11的数量为2个至6个，所述平台11的直径为4英寸至12英寸，所述盖板14的材质为陶瓷，直径为10至40英寸，厚度为1至20毫米。在本实施例中，所述平台11的数量为4个，直径为8英寸，而盖板14的直径为M英寸，其中，四个平台11的排列方式为两两并排排列。本领域的普通技术人员应该理解，所述盖板14的材质不仅仅局限为陶瓷，还可以是其他化学性能稳定，符合一定机械强度要求的材料。在利用本实用新型的实施例提供的半导体硅片的清洗工艺腔进行清洗的时候，将四个硅片13放置在硅片支架12上，利用真空吸附住，然后升起平台11，使硅片13表面与上方盖板14之间保持0. 5毫米至3毫米的间距，平台11带动硅片13开始旋转，其最高转速为500至3000转每分钟，较高的转速有助于使清洗液在硅片13表面形成非常高的速度。 在本实施例中，平台11的转速为2000转每分钟。清洗液以50磅/平方英寸的压力通过盖板14上的液体进口喷洒到硅片13表面，在启动平台11进行旋转前，打开超声波振荡器17， 使其产生的超声波硅片进行辅助清洗，进而提高工艺效率；清洗液清洗完毕后，停止清洗液供应，改为纯水冲洗。清洗完成后，停止喷洒纯水，同时关闭超声波振荡器17，气体管路16提供高纯氮气或者异丙醇蒸汽，使其通过气体进口喷洒到已经清洗完毕的硅片13表面，提供的高纯氮气或者异丙醇蒸汽能够帮助硅片13快速干燥。硅片13干燥完成后，平台11停止转动并降下，外部机械臂取出硅片13。综上所述，本实用新型通过设置在工艺腔的多个平台11，其中每个平台11放置有一个硅片13，实现了多个硅片13能够同时清洗，从而大大提高了工艺效率。在所有的硅片 13上方增加一块盖板14，使一块盖板14能够盖住所有的硅片13，限制硅片13上方的空间大小，然后通过调节硅片13转速和清洗液供应压力，可以使液体在硅片13表面形成非常高的速度，从而减小边界层厚度，提高清洗效果，还可以减少清洗液的消耗。同时，由于整个清洗过程中硅片13表面都被封闭在一个极小的空间中，可以有效地防止工艺腔中的悬浮颗粒及水珠再次沾染到硅片表面。此外，盖板14的边缘向下弯曲，形成导流护罩18，避免清洗液溅出盖板14的边缘，能够更高效率地利用清洗液。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求1.一种半导体硅片的清洗工艺腔，其特征在于，所述工艺腔内部具有可升降及旋转的多个平台，每个平台上方用于固定一硅片，所述平台上方设置有一盖板，所述盖板上对应每个平台具有一个或多个进口。
2.根据权利要求1所述的半导体硅片的清洗工艺腔，其特征在于，当所述平台上升至最高位置时，所述盖板与硅片之间具有0. 5毫米至3毫米的距离。
3.根据权利要求1所述的半导体硅片的清洗工艺腔，其特征在于，所述进口为液体进口，所述液体进口连接有液体管路，通过所述液体进口的清洗液的压力为5至50磅/平方英寸。
4.根据权利要求1所述的半导体硅片的清洗工艺腔，其特征在于，所述每个平台还具有一个或多个气体进口，所述气体进口连接有气体管路。
5.根据权利要求1所述的半导体硅片的清洗工艺腔，其特征在于，所述每个平台上设置有硅片支架用于固定所述硅片。
6.根据权利要求5所述的半导体硅片的清洗工艺腔，其特征在于，所述硅片支架的内部分布有真空管路。
7.根据权利要求1至6中任一项的所述半导体硅片的清洗工艺腔，其特征在于，所述平台的数量为2个至6个，所述平台的直径为4英寸至12英寸，其最高转速为500至3000 转每分钟。
8.根据权利要求1至6中任一项的所述半导体硅片的清洗工艺腔，其特征在于，所述盖板上设置有超声波振荡器，所述超声波振荡器的数量为对应每个硅片设置1个至4个，每个超声波振荡器的功率为到达硅片表面0. 5至5瓦特每平方厘米，工作频率为0. 2至3兆赫兹。
9.根据权利要求1至6中任一项的所述半导体硅片的清洗工艺腔，其特征在于，所述盖板的材质为陶瓷，直径为10至40英寸，厚度为1至20毫米。
10.根据权利要求1所述的半导体硅片的清洗工艺腔，其特征在于，所述盖板的边缘向下弯曲，形成导流护罩。
11.根据权利要求1所述的半导体硅片的清洗工艺腔，其特征在于，所述半导体硅片的清洗工艺腔内还设置有排气排水管道，所述排气排水管道设置在所述平台的下方。
专利摘要本实用新型提出一种半导体硅片清洗工艺腔，所述工艺腔内部具有可升降及旋转的多个平台，每个平台上方用于固定一硅片，所述平台上方设置有一盖板，所述盖板上对应每个平台具有一个或多个进口。本实用新型提出的半导体硅片清洗工艺腔可以在单个工艺腔内同时清洗多个硅片来提高工艺效率，还可以使每个硅片的清洗效果提高，并减少各种资源消耗。
文档编号H01L21/02GK202006190SQ201120070329
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者张晨骋 申请人:上海集成电路研发中心有限公司