酸槽清洗装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种酸槽清洗装置，包括：注入有清洗液的内槽；包围所述内槽的外槽，其底部的位置高于所述内槽的底部，侧边也高于所述内槽的侧边；连接于外槽底部的水泵，以及顺次连接的粒子过滤器、离子过滤器和加热器，所述加热器的另一侧与所述内槽的底部相连。所述酸槽清洗装置在粒子过滤器与加热器之间设置有离子过滤器，离子过滤器中含有强酸性阳离子交换树脂作为离子交换剂，将反应产物中的铵根离子置换为氢离子，生成磷酸，再进入内槽，从而加速磷酸的刻蚀效率，并且提高磷酸的利用率，降低晶圆的清洗成本。
【专利说明】酸槽清洗装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及晶圆的清洗装置，具体涉及一种酸槽清洗装置。
【背景技术】
[0002]随着电子产品的日益普及和更新，半导体的制造工艺也得到了飞速的发展。在半导体的制造过程中，酸槽清洗工艺贯穿在整个流程中，发挥着很大的作用。作为其中很重要的一道工艺的磷酸槽清洗，它的主要作用是来去除Si3N4,图1为现有技术中磷酸槽清洗装置的结构示意图，如图1所示，将待清洗的晶圆放入内槽I中，内槽I中为清洗液，包括纯的磷酸和去离子水(DI water spiking),随着清洗液的注入,清洗液从内槽I中溢出，进入外槽2中。然后清洗液从外槽的底部流出，进入水泵3中，清洗液在水泵3的作用下沿着图中箭头所示的方向循环流动。经过粒子(particle)过滤器4时会把清洗液中的particle过滤掉,过滤之后的清洗液经过加热器5进入内槽，从而完成一个循环。
[0003]磷酸槽清洗装置中的反应机理如下:
[0004]
3Si3,N4+27H20+4H3P04 ^^^ 4(NH4)3P04+9H2Si03
[0005]在实际应用中，当反应进行到一定程度的时候，生成的产物(NH4)3PO4会抑制反应的继续进行，这就需要增加磷酸的用量和提高更换磷酸的频率，造成刻蚀率(etch rate)不稳定，磷酸的利用率降低，从而增加晶圆的清洗成本。
实用新型内容
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种酸槽清洗装置，用于解决现有技术中酸槽中磷酸的利用率低、晶圆的清洗成本比较高的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种酸槽清洗装置，其包括:
[0008]内槽，所述内槽中注入有清洗液；
[0009]外槽，包围所述内槽，其底部的位置高于所述内槽的底部，侧边也高于所述内槽的侧边;
[0010]以及顺序连接的水泵、粒子过滤器、离子过滤器和加热器，所述水泵的另一侧与所述外槽的底部相连，所述加热器的另一侧与所述内槽的底部相连。
[0011]进一步的，所述离子过滤器中含有强酸性阳离子交换树脂作为离子交换剂。
[0012]进一步的，所述强酸性阳离子交换树脂为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
[0013]进一步的，所述强酸性阳离子交换树脂为颗粒状。
[0014]进一步的，所述强酸性阳离子交换树脂的颗粒尺寸为0.3mm~1.2_。
[0015]进一步的，所述强酸性阳离子交换树脂的颗粒尺寸为0.4mm~0.6_。
[0016]进一步的，所述强酸性阳离子交换树脂为纤维状。
[0017]进一步的，所述强酸性阳离子交换树脂为粉状。
[0018]与现有技术相比，本实用新型所提供的酸槽清洗装置的有益效果是:[0019]所述酸槽清洗装置在粒子过滤器与加热器之间设置有离子过滤器，离子过滤器中含有强酸性阳离子交换树脂作为离子交换剂，内槽中的反应产物随着清洗液溢出到外槽中，在水泵的作用下经过离子过滤器，反应产物中的铵根离子被置换为氢离子，生成磷酸，通过加热器进入内槽，从而加速磷酸的刻蚀效率，并且提高磷酸的利用率，降低晶圆的清洗成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为现有技术中酸槽清洗装置的结构示意图。
[0021]图2为本实用新型一实施例所提供的酸槽清洗装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。
[0023]本实用新型的酸槽清洗装置可广泛应用于多种领域，并且可以利用多种替换方式实现，下面通过较佳的实施例来加以说明，当然本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域内的普通技术人员所熟知的一般的替换无疑涵盖在本实用新型的保护范围内。
[0024]其次，本实用新型利用示意图进行了详细的描述，在详述本实用新型实施例时，为了便于说明，示意图不依一般比例局部放大，不应以此作为对本实用新型的限定。
[0025]请参考图2，其为本实用新型一实施例所提供的酸槽清洗装置的结构示意图，如图2所示，酸槽清洗装置包括内槽10、外槽20和水泵31、粒子过滤器32、离子过滤器33以及加热器34。
[0026]所述内槽10中注入有清洗液，用于放置待清洗的晶圆；
[0027]所述外槽20包围所述内槽10，所述外槽20底部的位置高于所述内槽10的底部，并且所述外槽20的侧边也高于所述内槽10的侧边；随着所述内槽10中清洗液的注入，清洗液从所述内槽10中溢出进入所述外槽20。
[0028]所述水泵31、粒子过滤器32、离子过滤器33以及加热器34顺序连接，所述水泵31的另一侧与所述外槽20的底部相连，所述加热器34的另一侧与所述内槽10的底部相连。从而清洗液从所述外槽20的底部经过一个循环进行过滤之后再次进入内槽10中，实现清洗液的循环利用。
[0029]在本实施例中，所述清洗液为纯的磷酸与去离子水，用于去除晶圆上的Si3N4。
[0030]所述particle过滤器32用于过滤清洗液中的particle。
[0031]所述离子过滤器33中含有强酸性阳离子交换树脂作为离子交换剂，所述强酸性阳离子交换树脂的分子式为H-R，例如为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，H是氢离子，R为除氢离子之外的其他组成成分，在其他实施例中，可以选择其他已知的强酸性阳离子交换树脂作为离子交换剂，也可以选择其他的物质作为离子交换剂。所述强酸性阳离子交换树脂不溶于水和一般溶剂，大多数为颗粒状，颗粒尺寸一般在0.3mm?1.2mm范围内，大部分在0.4mm?0.6mm之间；所述强酸性阳离子交换树脂也可以是纤维状或粉状。所述强酸性阳离子交换树脂具有较高的机械强度、化学性质也比较稳定，在正常情况下有较强的使用寿命。[0032]所述离子过滤器33中的强酸性阳离子交换树脂，可以将磷酸与Si3N4反应产物(NH4)3PO4中的铵根离子置换为氢离子，生成磷酸，从而加速磷酸对Si3N4的刻蚀效率，并且提高磷酸的利用率，降低晶圆的清洗成本。
[0033]所述水泵31，一端连接于所述外槽20的底部，另一端连接于所述粒子过滤器32，从所述外槽20的底部流出的清洗液，进入水泵31中，在水泵31的作用下沿着图2中箭头所示的方向循环流动。
[0034]所述加热器34，一端连接于所述离子过滤器33，另一端连接于所述内槽10的底部，用于将过滤之后的清洗液加热之后进入内槽10，重复利用，从而完成一个循环。
[0035]本实用新型所提供的酸槽清洗装置，在所述粒子过滤器与加热器之间增加一离子过滤器，将反应产物中的铵根离子置换为氢离子，生成磷酸，通过加热器进入内槽以此提高磷酸的利用率，降低晶圆的清洗成本。
[0036]本实施例以磷酸槽清洗装置为例对本实用新型进行说明，在其他实施例中，可以将离子过滤器应用于其他的酸槽清洗装置，同时选择适用的离子交换剂，实现酸液的重复利用。
[0037]综上所述，所述酸槽清洗装置在粒子过滤器与加热器之间设置有离子过滤器，离子过滤器中含有强酸性阳离子交换树脂作为离子交换剂，内槽中的反应产物随着清洗液溢出到外槽中，在水泵的作用下经过离子过滤器，反应产物中的铵根离子被置换为氢离子，生成磷酸，通过加热器进入内槽，从而加速磷酸的刻蚀效率，并且提高磷酸的利用率，降低晶圆的清洗成本。
[0038]上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
【权利要求】
1.一种酸槽清洗装置，其特征在于，包括: 内槽，所述内槽中注入有清洗液； 外槽，包围所述内槽，其底部的位置高于所述内槽的底部，侧边也高于所述内槽的侧边； 以及顺序连接的水泵、粒子过滤器、离子过滤器和加热器，所述水泵的另一侧与所述外槽的底部相连，所述加热器的另一侧与所述内槽的底部相连。
2.如权利要求1所述的酸槽清洗装置，其特征在于，所述离子过滤器中含有强酸性阳离子交换树脂作为离子交换剂。
3.如权利要求2所述的酸槽清洗装置，其特征在于，所述强酸性阳离子交换树脂为强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。
4.如权利要求3所述的酸槽清洗装置，其特征在于，所述强酸性阳离子交换树脂为颗粒状。
5.如权利要求4所述的酸槽清洗装置，其特征在于，所述强酸性阳离子交换树脂的颗粒尺寸为0.3謹?1.2謹。
6.如权利要求5所述的酸槽清洗装置，其特征在于，所述强酸性阳离子交换树脂的颗粒尺寸为0.4mm?0.6mm。
7.如权利要求3所述的酸槽清洗装置，其特征在于，所述强酸性阳离子交换树脂为纤维状。
8.如权利要求3所述的酸槽清洗装置，其特征在于，所述强酸性阳离子交换树脂为粉状。
【文档编号】H01L21/67GK203486938SQ201320588164
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年9月23日 优先权日:2013年9月23日
【发明者】金滕滕, 杨勇, 丁敬秀 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司