专利名称：半导体器件清洗装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及集成电路工艺技术领域，具体涉及可以增强颗粒去除能力的半导 体器件清洗装置。
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。同时，由于器件的尺寸持 续缩小，因此，原来最常用于去除硅片表面颗粒的方法之一 _刻蚀衬底，将无法继续使用 下去了。所以，面对这种情况，越来越多的通过物理作用去除表面颗粒的技术被应用于硅片 清洗。通过超声波来去除硅片表面颗粒就是目前应用最广泛的技术之一。然而现有的超声波清洗装置和清洗方法中，超声波清洗半导体器件的效果还不是 很理想，尤其是需要在短时间内清洗大量半导体器件的情况下，经常会发生清洗不完全的 情况。有鉴于此，需要提供一种装置或方法，以提升超声波清洗的效率和效果。
实用新型内容为了解决现有半导体器件清洗装置清洗效率低、效果差的技术问题，本发提供半 导体器件清洗装置。为了达到上述目的，本实用新型的半导体器件清洗装置，包括第一水槽和第二水 槽，所述第一水槽上设有排气管和进水口，所述排气管上设有第一阀门，所述第一水槽和所 述第二水槽之间设有第一连接管，所述第一连接管上设有第二阀门，所述第二水槽上设有 进气管，所述第二水槽上还设有与工艺腔连接的第二连接管，所述第二连接管上设有第三 阀门；其中，所述第一水槽还连接送气单元，用于向所述第一水槽输送气体，且在所述第一 水槽内还设有冷却单元。可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述送气单元位于所述第一水槽外，包 括主送气管、分气盘以及分送气管，所述主送气管与所述分送气管通过所述分气盘连接， 所述分送气管连接所述第一水槽。可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述送气单元包括主送气管和分气管， 所述分气管位于所述第一水槽内，所述主气管穿过所述第一水槽壁与所述分气管的一端连 接，所述分气管的另一端封闭。可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述分气管呈螺旋状，所述分气管上均 勻分布多个气孔。可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述冷却单元为弯曲的冷却管，所述冷 却管的两端穿过所述第一水槽壁与冷却设备连接。可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述弯曲的冷却管在所述第一水槽内 盘旋数圈。[0012]可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述主送气管的内径大于所述分送气 管的内径。可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述主送气管的内径为1至2英寸，所 述分送气管的内径为1/16至1/4英寸。可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述第一水槽的容积为10-100升。可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述工艺腔为浸没式清洗槽或单片式 冲洗工艺腔。可选的，在所述的半导体器件清洗装置中，所述送气单元位于所述第一水槽的底 部。与现有的清洗装置相比，本实用新型的半导体器件清洗装置，由于在第一水槽上 设有送气单元和冷却单元，所述送气单元可以向注有纯水的第一水槽内通入气体，所述冷 却单元使所述第一水槽内的纯水冷却从而增加气体在纯水中的溶解度，所述送气单元和所 述冷却单元配合可以增加纯水中的气体含量，从而使气体含量较高的纯水与超声波发生装 置配合，能够达到更好的清洗半导体器件的效果。
图1为本实用新型半导体器件清洗装置的一个实施例的结构示意图。图2为本实用新型半导体器件清洗装置的另一个实施例的结构示意图。图3为本实用新型分气管的一个实施例的结构示意图。
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。根据研究结果表明，超声波清洗的效果在很大程度上是取决于所使用的纯水中的 气体含量。气体含量越高，超声波鼓泡的效率也越高。有实验数据表明，在相同的超声波频 率和能量的气体下，增加水中的氧气含量，颗粒去除效果将会明显改善。纯水中的气体含量取决于该种气体在水中的溶解度、环境温度、该气体压力以及 水和气体是否能充分接触。在20度的空气中，氧气的溶解度为0. 006，但当处于纯氧气环境 中，相同压力和温度下溶解度就大大增加到了 0.031。如果可以降低温度，气体在水中的溶 解度将会进一步降低，在0度左右时，氧气在纯水中的溶解度要比20度时增加约60%。本实用新型的核心思想在于，半导体器件清洗装置通过在第一水槽上设置送气单 元和冷却单元，送气单元向所述第一水槽内输送气体，冷却单元可以增加气体在纯水中的 溶解度，因此，所述送气单元和所述冷却单元配合使用可以增加所述第一水槽内纯水中的 气体含量，使气体含量较高的纯水与超声波发生装置配合，能够达到更好的清洗半导体器 件的效果。图1为本实用新型半导体器件清洗装置的一个实施例的结构示意图。参照图1所 示，本实施例的半导体器件清洗装置，包括第一水槽2和第二水槽7，所述第一水槽2上设有 排气管和进水口 3，所述排气管上设有第一阀门1，所述第一水槽2和所述第二水槽7之间 设有第一连接管，所述第一连接管上设有第二阀门8，所述第二水槽7上设有进气管10，所述第二水槽7上还设有与工艺腔连接的第二连接管，所述第二连接管上设有第三阀门9;所 述第一水槽2还连接送气单元20，用于向所述第一水槽2输送气体，在所述第一水槽2中还 设有冷却单元30。优选的，所述送气单元20位于所述第一水槽2的底部。在本实施例中，所述送气单元20位于所述第一水槽2外，包括主送气管6、分气 盘5以及分送气管4，所述主送气管6与所述分送气管4通过所述分气盘5连接，所述分送 气管4连接所述第一水槽2。优选的，所述主送气管6的直径较粗，所述分送气管4的直径 较细，使用多根较细的分送气管4，可以增加输入气体与所述第一水槽2的接触面积，使气 体充分溶解在纯水中。由于纯氧环境中，氧气的溶解度比较高，所以优选的，所述送气单元 20向所述第一水槽2中输送纯氧。在本实施例中，所述冷却单元30为弯曲的冷却管AB，优选的，所述冷却管AB在所 述第一水槽2内盘旋数圈。当然，所述冷却管AB的形状不受形状限制，如也可以是螺旋状， 只要弯曲形状有利于与纯水接触更大范围的接触就可以，更优选的，所述冷却管AB的两端 穿过所述第一水槽2的壁与冷却设备相连，冷却设备使所述冷却管AB中的冷却剂循环，冷 却剂可以是纯水、乙二醇或其他不会影响纯水化学物理性质的冷却剂。另外，所述冷却单元 30的温度控制在接近0度但又大于0度为好，因为此温度下，气体的溶解度比较大，如控制 在0度至5度之间。图2为本实用新型半导体器件清洗装置的另一个实施例的结构示意图。参照图2 所示，与上述实施例的不同在于，所述送气单元包括主送气管6和分气管11，所述分气管11 位于所述第一水槽2内，所述主气管6穿过所述第一水槽壁与所述分气管11的一端连接， 所述分气管的另一端封闭。所述分气管11与所述主气管6的粗细可以接近也可以相同，二 者的连接关系不受限制，可以是本领域内的技术人员想到的任意连接关系，当然，所述分气 管11与所述主气管6也可以一体成型。由于所述半导体器件清洗装置上增设了送气单元20，所述送气单元20可以向所 述第一水槽2内的纯水中通入气体，从而使纯水中的气体含量增加，使含有较高气体含量 的纯水与超声波发生装置配合使用，可以提高超声波清洗半导体器件的效率和效果。图3为本实用新型分气管的一个实施例的结构示意图。参见图3所示，优选的，所 述分气管11呈螺旋状，所述分气管4上均勻分布多个气孔14。更优选的，在所述的半导体 器件清洗装置中，所述主送气管6的内径大于所述分送气管11的内径。如当所述第一水 槽的容积为10-100升时，所述主送气管的内径为1至2英寸，所述分送气管的内径为1/16 至1/4英寸。利用前述的半导体器件清洗装置清洗半导体器件的方法，包括如下步骤打开第一阀门1，并向所述第一水槽2内注入纯水；当所述第一水槽2内的纯水达到所需量时，停止注入纯水，打开所述送气单元20 和所述冷却单元30，向所述第一水槽2输送气体并冷却所述第一水槽2内的纯水；关闭所述第一阀门1、所述送气单元20和所述冷却单元30，打开所述第二阀门8， 纯水由第一水槽2流入第二水槽7 ；当所述纯水流入所述第二水槽7后，关闭所述第二阀门8 ；当对所述工艺腔进行工艺操作时，打开第三阀门9，向所述工艺腔提供纯水；纯水配合超声波发生装置，清洗所述半导体器件。[0038]所述送气单元20向所述第一水槽2输送的气体为氮气或氧气。由于氮气的成本 低，且不容易与半导体器件发生，所以使用氮气是很好的选择。当允许半导体器件(如硅 片)发生氧化时，可以使用氧气，由于在纯氧环境中氧气的溶解度会有很大程度的增加，所 以优选的，所述送气单元20向所述第一水槽2输送纯氧。当然，本领域技术人员，可以根据 需要选择其他的气体如纯净的空气或惰性气体。所述第一阀门1使所述第一水槽内2的气压大于1个大气压，这样可以增加气体 在纯水中的溶解度。所述工艺腔为浸没式清洗槽或单片式冲洗工艺腔。所述超声波发生装 置的频率为200kHZ-3MHZ。优选的，在使用所述半导体器件清洗装置时，所述第一阀门1起稳定所述第一水 槽内气体压力的作用，所述送气单元20输送气体的压强大于所述第一阀门1控制的所述第 一水槽内气体的压强，也大于所述第二水槽7内气体的压强。
权利要求一种半导体器件清洗装置，包括第一水槽和第二水槽，所述第一水槽上设有排气管和进水口，所述排气管上设有第一阀门，所述第一水槽和所述第二水槽之间设有第一连接管，所述第一连接管上设有第二阀门，所述第二水槽上设有进气管，所述第二水槽上还设有与工艺腔连接的第二连接管，所述第二连接管上设有第三阀门；其特征在于，所述第一水槽还连接送气单元，且在所述第一水槽内设有冷却单元。
2.根据权利要求1所述的半导体器件清洗装置，其特征在于，所述送气单元位于所述 第一水槽外，包括主送气管、分气盘以及分送气管，所述主送气管与所述分送气管通过所 述分气盘连接，所述分送气管连接所述第一水槽。
3.根据权利要求2中任一项所述的半导体器件清洗装置，其特征在于，所述主送气管 的内径大于所述分送气管的内径。1
4.根据权利要求3所述的半导体器件清洗装置，其特征在于，所述主送气管的内径为1 至2英寸，所述分送气管的内径为1/16至1/4英寸。
5.根据权利要求1所述的半导体器件清洗装置，其特征在于，所述送气单元包括主送 气管和分气管，所述分气管位于所述第一水槽内，所述主气管穿过所述第一水槽壁与所述 分气管的一端连接，所述分气管的另一端封闭。
6.根据权利要求5所述的半导体器件清洗装置，其特征在于，所述分气管呈螺旋状，所 述分气管上均勻分布多个气孔。
7.根据权利要求1所述的半导体器件清洗装置，其特征在于，所述冷却单元为弯曲的 冷却管，所述冷却管的两端穿过所述第一水槽壁与冷却设备连接。
8.根据权利要求7所述的半导体器件清洗装置，其特征在于，所述弯曲的冷却管在所 述第一水槽内盘旋数圈。
9.根据权利要求8所述的半导体器件清洗装置，其特征在于，所述第一水槽的容积为 10-100 升。
10.根据权利要求9所述的清洗半导体器件的方法，其特征在于，所述工艺腔为浸没式 清洗槽或单片式冲洗工艺腔。
11.根据权利要求10所述的清洗半导体器件的方法，其特征在于，所述送气单元位于 所述第一水槽的底部。
专利摘要本实用新型提供半导体器件清洗装置，包括第一水槽和第二水槽，所述第一水槽上设有排气管和进水口，所述排气管上设有第一阀门，所述第一水槽和所述第二水槽之间设有第一连接管，所述第一连接管上设有第二阀门，所述第二水槽上设有进气管，所述第二水槽上还设有与工艺腔连接的第二连接管，所述第二连接管上设有第三阀门；其中，所述第一水槽还连接送气单元，且在所述第一水槽内设有冷却单元。通过增设送气单元和冷却单元，向第一水槽内输送气体，并冷却所述第一水槽内的纯水，从而增加第一水槽内纯水的气体含量，从而使含较高气体含量的纯水与超声波发生装置结合，增加超声波清洗半导体器件的效果和效率。
文档编号B08B3/12GK201735545SQ201020209458
公开日2011年2月9日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者张晨骋 申请人:上海集成电路研发中心有限公司