用于处理单片半导体工件的溶液制备设备和方法

专利名称：用于处理单片半导体工件的溶液制备设备和方法
技术领域：
本发明涉及半导体工件的处理，更具体地说，涉及用于处理单片半导 体工件的溶液制备设备和方法。
背景技术：
半导体元器件是在半导体晶片上使用多个不同的处理步骤进行制造和 生产，从而制造晶体管和互连元件。在形成互连元件的过程中，半导体晶
片可能经过例如掩膜，蚀刻和沉积等处理，从而形成半导体晶体管和所 需要的电子电路，来连接这些晶体管终端。具体而言，可执行多次掩膜、 离子植入、退火和等离子蚀刻、以及化学和物理气相沉积步骤来形成窄沟 槽、晶体管阱、栅极、多晶硅线路和互连线路结构。在每个步骤中，颗粒 和污染物都可能被添加到晶片的正面和背面。这些颗粒和污染物可导致在 晶片表面产生缺陷从而降低集成电路元件的良率。由此，在微电子器件制造 过程中，需采用多种预清洗与后清洗，表面处理和表面修整等步骤。这些步 骤中，很多涉及到液相化学药品，因此，他们通常被称作"湿法清洗，，。
传统上，湿法清洗工艺采用批式处理。 一湿法清洗槽设备能连续地在 多个的清洗槽中同步处理一批晶片(一般为25个晶片)。在两个清洗槽之 间，需将处理过的一批晶片冲洗干净以去除所有来自于前一个清洗槽的残 余清洗溶液。在一湿法清洗槽设备中，晶片在处理过程中保持静止，在晶 片的空隙之间的清洗溶液的流动速率相对较低，因此清洗效率尤其是对于 小颗粒的清洗效率会因水流的原因而受到限制。由于一批晶片在每个清洗 槽的停留时间要求都是不同的，并且下 一批晶片需等到对上一批晶片的操 作完成后才能被传送到下一个清洗槽，因此，难以控制将一批晶片从一个 清洗槽转移到另一个清洗槽的等待时间。所以，较高的处理偏差也在所难 免。更进一步来说，对同一批晶片的处理过程，由于所有同一批的晶片都 与同一种液体接触，两个晶片之间的交叉污染是批式处理所固有的。随着晶片尺寸增大到300mm，而其制造技术节点提高至65nm或者更小，传统 的湿法清洗槽的方法不再能有效和可靠地从晶片上清除颗粒和污染物。
单晶片清洗工艺已经成为晶片清洗的一种选择。单晶片清洗设备一次 仅在一个清洗反应腔(称作处理腔)内处理一片晶片，依次在其表面注入 多种清洗溶液并且在不同清洗溶液的使用间隔以去离子水沖洗。采用单一 晶片处理设备有利于精准地控制晶片旋转(因此有利于精准地控制清洗溶 液相对基体的流速)和清洗溶液喷洒的时间，并完全消除晶片之间的交叉 污染。为了提高产量，单晶片清洗设备通常由多个处理腔组成。商业用的系 统可装配12个处理腔。
一单晶片湿法清洗系统通常具有多个中央化学溶液制备子系统，以配 制多种化学试剂。中央子系统中的某一种化学溶液由子系统分支出的流体 控制管路注入分隔的处理腔中。
单晶片湿法清洗工艺面临的一个主要挑战是，处理设备需为所有处理 腔内的晶片提供一致的工艺条件。这是由于工件上工作单元的最终性能和 良率很大程度上依赖于这些工艺条件。这些工艺条件包括但不仅限于化 学溶液的浓度，反应性，温度和活性成分的供给速度。随着单晶片湿法清 洗设备的清洗腔数量大大增加，这个挑战更加艰巨。例如，硫酸/双氧水混 合溶液(SPM)通常作为清除光刻工艺后的光阻残余物的清洗溶液，当硫 酸和双氧水混合时，由于发生放热反应生成卡洛酸，混合溶液的温度随时 间而升高。卡洛酸是清除光阻的有效成分，它产生的同时就开始在混合溶 液中分解，分解速率由温度决定(温度随时间变化)。在72°C下，分解 速率约为每秒0.2。/。，在92。C下，分解速率约为每秒0.6%。因而，卡洛 酸的停留时间越长，它的有效活动将显著降低。不同处理腔的溶液输送点 要达到同样的工艺条件就要求谨慎的工程设计，并且，当每个反应腔与中 央化学溶液制备子系统的距离和相对高度不同时，这一点尤其关键。
一种可达到这个目标的的方法是，若要求输送到晶片表面的化学溶液 保持新鲜，则以保证此新鲜度来制备清洗溶液混合物。这种方法通常需要 多套精密的流体控制器和复杂的流过混合装置，每个清洗腔的每种化学溶 液各配一套。这些精密流体控制器和复杂的流过混合装置将导致这台单晶片湿法清洗设备的成本高到IC制造商无法承受。如上文所述，由于反应和
混合中的放热，使制备的混合溶液的温度常常随时间改变。因为这种方法 近似于一种瞬时混合和输送技术，在输送点可能无法达到期望的工艺温度， 除非在输送点前端加多套内置于管路的加热装置，但这样将进一步增加系 统的成本。另一种方法是化学溶液在从喷嘴输送出之后到至晶片表面之前 在一处混合。通过调整混合点到半导体工件表面的距离，可进行非常有限 的时间控制，即控制混合物从混合点至半导体工件表面的传送时间。在实 际的情况中，这段时间不超过秒的几分之一 。 本发明相对于上述情况进行揭示。

发明内容
本发明揭示了 一种用于单片湿法清洗工艺的带温度和活性控制的清洗 溶液制备及输送设备和方法。
本发明的一个实施例中，设备具有至少一个预热装置将化学溶液预热 到预设温度，至少一个混合容器混合新鲜的化学溶液，以及一个连接到喷 嘴并将新鲜混合的化学溶液输送到使用点的化学溶液输送管路。混合容器 具有多个化学溶液进口，至少一个液位传感器， 一个连接到排气口的排气 阀，以及一个将化学溶液吹出至使用点的压缩气体入口。按单晶片湿法清 洗工艺控制混合容器中混合溶液的量，并在新湿法清洗工艺开始之前的预 定时刻t_f内制备新鲜化学溶液。
本发明的一个实施例也揭示了一种化学溶液制备方法。此方法中，化 学溶液被引入带流体控制装置的混合容器。此混合容器中的混合工艺从预
定时刻t一f开始，混合化学溶液在混合容器中停留t_r时间，此过程由软件 控制系统控制。通过控制停留时间t—r，可控制在使用点混合溶液的温度和 其中活性成分的活性，从而保持最佳的联合清洗效果。达到t_r时，通过 向混合容器中以预定压力吹入压缩气体，混合溶液在t—d时间内以一可控 的流速传送到喷嘴中。气体吹洗工艺持续t一p时间直至湿法清洗工艺结束， 以便将混合容器和输送管路中的所有残余化学溶液除去，以保证下 一混合 溶液完全新鲜。本发明的一个实施例揭示了 一种低成本化学溶液制备设备，它仅用简 易的流体控制装置，而没有在每个化学溶液喷嘴的输送管路内置加热器。 此设备也可使在使用点的新鲜混合溶液温度可控，清洗效果最佳。此设备 也可使一组半导体工件之间和处理腔之间的使用点新鲜混合溶液的偏差最 小。


图1描述了此设备输送化学溶液到混合点的部份。
图2描述了此设备制备和输送化学溶液的部份。 图3描述了在不同预热温度下的温度与时间曲线。 图4描述了化学溶液混合物中活性成分的产额与时间曲线和活性与时 间曲线。
图5描述了化学溶液混合物产额活性联合作用与时间的曲线
具体实施例方式
如图1所示，本发明的一个实施例中，该设备具有一个大量化学溶液 预热装置101将化学溶液预热到预定温度TO.预热装置101可以是一循环 加热槽或一管路内置加热器，或是其它液体加热机构。该加热装置的材料 为PVDF, PTFE, PFA或石英。需要使用化学溶液时，大量化学溶液由软 件控制系统控制的设施输送到预热装置中，预热装置101由化学溶液输送 管路连接到泵102和流体控制装置103。化学溶液输送管路至少连接着一 条化学溶液输入管105，由控制装置控制溶液输入管105的压力。化学溶 液输入管105与混合容器相连，并连有一个流体控制装置控制溶液输入管 105的压力，从而控制输送入混合容器201的溶液流速。化学溶液输入管 105还包含一个由软件控制系统控制的阀门，以控制向混合容器201输送 化学溶液的开始或停止。对于不需要预热的化学溶液来说，可从使用这种 特殊化学溶液的设备中移除预热装置。
本设备在处理腔214附近有一个混合容器201以混合新鲜的化学溶液，如图2所示。混合容器的材料可以是PFA， PVDF, PTFE或石英。对 应于每种化学溶液， 一个混合容器201连接一个相应的溶液输入管202和 203。每种化学溶液输送入混合容器201的流速由相应化学溶液输入管路 上的流体控制装置控制，待混合的化学溶液的流速比预先设定。化学溶液 输入管路上的流体控制装置205与206由软件控制系统控制，从而保持输 入混合容器201混合的化学溶液用量的比例。在相应处理腔214开始湿法 清洗工艺之前的预计时间t，化学溶液输入管路202和203的阀门由软件 控制系统打开，将相应化学溶液按预定的比例输送入混合容器201中。混 合容器201包含至少一个液位传感器207,以控制工艺要求的液体混合物 的总量。当液体混合物的液位达到液位传感器207监控的位置的同时，化 学溶液输入管的阀门关闭，停止向混合容器输送化学溶液。化学溶液混合 物在混合容器中停留t—r时间，等待混合容器201内湿法清洗工艺的化学 溶液达到最佳工作效果。该最佳清洗效杲由活性反应物的产额与混合溶液 的温度决定，可通过控制时间t_r而控制。混合容器201包含一个位于混 合容器顶部的压缩气体管路209和一个位于容器底部附近的化学溶液输送 管，该输送管与处理腔214中的喷嘴202相连。当湿法工艺开始时，压缩 气体以一定压力由混合容器201顶部的压缩气体管209吹入混合容器201 ， 从而将新鲜的化学溶液混合物吹入喷嘴212，并以一定流速流到处理腔214 的单片半导体工件213表面。流速与处理时间的控制由控制压缩气体的吹 入压力和混合容器内化学溶液混合物总量来实现。当湿法工艺结束时，压 缩气体将继续吹一段时间t—p,将混合容器201以及混合容器201和处理 腔喷嘴212间的溶液输送管中残余的化学溶液混合物完全除去。该后处理 气体吹送使混合容器201无残余化学溶液，保证了下一次半导体工件213 湿法清洗工艺的新鲜化学溶液混合物的混合与输送。混合容器201包含一 个顶部开/关排气阀门208，连通设备的排气管。在压缩气体通入和化学溶 液输向喷嘴212时，该阀门208关闭。混合容器包含一个温度传感器211 和一个压力传感器210来监控混合容器中的温度与压力。
在本发明的另 一个实施例中，以一个带有流体控制阀的多向歧管控制输入混合容器201的化学溶液量。通过控制多向歧管的压力以及流体控制 阀门的设置，可控制输入混合容器的化学溶液的流速，从而控制化学溶液 混合物的总量与混合比例。
在本发明的另 一个实施例中，以质量流量控制器控制输入混合容器
201的化学溶液量。混合比例可由控制输入混合容器的化学溶液的质量而
精确控制。
在本发明的另 一 个实施例中，以计量泵来控制从存储槽输送入混合容
器201的化学溶液量。两种化学溶液的混合比例与混合溶液总量的控制可 通过控制每条化学溶液管路中对应的每个计量泵的冲程来实现。
在本发明的另 一个实施例中，揭示了 一个制备用于单晶片湿法清洗工 艺的化学溶液的方法。该方法包括以下步骤
a) 生成不同起始温度下的混合溶液的温度与时间曲线
b) 在清洗系统上，以完全虛拟的工序和所期望的处理次数，用每种化 学溶液混合物处理一组晶片，得出在清洗系统的同个处理腔中先后处理两 片晶片的间隔内，所述化学溶液混合物完成输送到其再次输送的最小间隔 时间(t一min)。选择所有处理腔最小的t一min。
c) 按期望的化学溶液浓度，使用点的温度(T )，化学溶液输送速率(q )， 以及要输送的化学溶液量(Q),来为某一清洗工艺确定所述设备的工艺 参数。这些参数包括每种化学溶液加热容器的温度TJ)， t_r, tj与t_d。
d) 在控制软件中为所述化学溶液混合物设定这些工艺参数。
e) 用控制软件验证工艺参数。如参数无效，则运行错误，并要求新的 输入参数。
f) 处理半导体工件
g) 所述混合容器的所述压力释放阀门处于打开状态。
h) 处理半导体工件的过程中，混合容器的每种化学溶液注入工艺于t = t—f 一t—r-t—i时刻开始。
i) 处理半导体工件的过程中，混合容器的每种化学溶液注入工艺于t二 t f-t一r时刻停止。所述容器中的所述化学溶液混合物体积为Q。j)处理半导体工件的过程中，所述容器中的所述压力释放阀门在t = t_f时刻关闭。
k)处理半导体工件的过程中，所述容器在t = t_f时刻以一定压力通入 压缩气体。
I)处理半导体工件的过程中，所迷容器的化学溶液混合物的输送于t-t—f时刻开始。
m) 处理半导体工件的过程中，所述容器的化学溶液混合物于t = t_f + t—d时刻完成输送，所述化学溶液混合物的输送总体积为Q。
n)处理半导体工件的过程中，所述容器中的所述压力释放阀门在t = t—f + t—d + t_p时刻打开。
o)处理半导体工件的过程中，所述容器在t = t—f + t—d + t—p时刻停止 通入压缩气体。
p)半导体晶片准备进入工艺中的下一处理步骤。
q)重复步骤(f)-(p)处理每片晶片。
按所揭示的方法，控制化学溶液在混合容器内的停留时间t—r可控制 化学溶液在使用点的温度。图3为不同化学溶液预热温度下建立的温度与 混合时间曲线，通过该图，可按要求的使用点温度得到t—r。并且，t—r可 通过调整化学溶液的预热温度而改变。
更具体地而言，控制t_r不仅控制化学溶液的温度，还控制活性反应 物的产额。化学溶液的湿法清洗效果由二个方面决定， 一是化学溶液产生 的活性反应物产额，它决定了活性反应物的浓度，二是活性反应物的活性， 它与化学溶液的温度有关。最佳的工作效果区域由活性反应物的产额与活
性联合得到，它决定了停留t—r的范围。更多详细的情况将在以下几段的 示例中介绍。
所揭示的设备与方法为新鲜化学溶液制备与输送提供了 一个低成本解 决方案。该设备与方法保证了化学溶液在使用点温度与活性相同，清洗效 果达到最佳， 一组半导体工件之间以及处理腔之间偏差最小。这对于现代 单片半导体工件湿法清洗工艺至关重要。一项具体的应用一一为单晶片湿法清洗工艺制备SPM，将作为上述发
明的 一个示例予以介绍。
该混合设备具有一个预热装置101，将浓硫酸加热至TO。在这个示例 中，预热装置101是一个循环加热槽。H2S04槽具有一条循环回路以及一 个在循环回路内的加热器。这条加热循环回路使浓碌u酸在槽内保持于预热 温度TO。 H2S04槽通过一个泵与大量化学溶液源相连，并含有一个液位传 感器和控制机构。当槽内浓硫酸的液位低于低液位时(该位置由一个低液 位传感器监控)，泵开始从化学溶液源抽取浓溶液到槽中， 一直到槽中的 液体达到充满液位(该位置由另一个液位传感器监控)。H2S04槽还与一 多向歧管104相连，并带有一个流体控制器103，从而控制多向歧管104 的压力。多向歧管104连接多条独立的管路105，每条管路输送浓硫酸至 相对应的化学溶液混合容器201。每条管路105上分别有一个流体控制器 与一个阀门。流体控制器控制从H2S04槽101输入溶液混合容器201的 H2S04流速，由软件控制系统控制阀门开关，从而将H2S04输送到化学溶 液混合容器201中。
该混合设备具有一个1"1202槽107以储存大量H202。 H202槽107通 过一个泵与大量化学溶液源相连，并含有一个液位传感器和控制机构。当
槽内浓H202的液位低于低液位时(该位置由一个低液位传感器监控)，泵
开始从化学溶液源抽取浓溶液到槽中， 一直到槽中的液体达到充满液位(该 位置由另一个液位传感器监控)。1"1202槽还与一多向歧管104相连，并带 有一个流体控制器103，从而控制多向歧管104的压力。多向歧管104连 接多条独立的管路，每条管路输送浓H202至相对应的化学溶液混合容器 201。每条管路上分别有一个流体控制器与一个阀门。流体控制器控制从 1"1202槽输入溶液混合容器的1~1202流速。由软件控制系统控制阀门开关， 从而将1~1202输送到化学溶液混合容器201中。
在处理腔214附近有一个混合容器201来混合新鲜的SPM溶液。一 个混合容器201连接与H2S04槽对应的H2S04输送管路203以及与H202 槽对应的1~1202输送管路202,浓H2S04和1~1202到化学溶液容器的流速 由相应管路上的流体控制器205和206控制，它们的流速比例是预定的。由软件控制系统控制H2S04与1~1202管路上的阀门同时开关，以保证输入 化学溶液容器201的H2S04与1"1202量比例，因为二种化学溶液的流速已 设定。从图3的H2S04和H202混合的温度与时间曲线中看到，混合的H2S04 和1~1202溶液停留时间t—r可根据要求的工艺温度T得到，更准确地说，根 据SPM溶液清洗效果得到。依据科学与工程上的研究探索，由混合的 H2S04和H202溶液产生的卡洛酸是湿法清洗工艺的活性反应物，并且 SPM溶液的清洗效果取决于卡洛酸产额(决定反应物的浓度)与SPM溶 液温度(决定使用点的反应常数，即SPM溶液输送到半导体工件213表 面的反应常数)。我们还知道，当卡洛酸生成的同时，它也随即分解，并 且分解速率随温度增高而增大。反应表示为<formula>formula see original document page 15</formula>卡洛酸浓度由下式计算<formula>formula see original document page 15</formula>其中^ (T(t))是H2S05生成反应常数，k2 (T(t))是H2S05分解反应常 数。h (T(t))与k2(T(t))都是关于温度T的函数，温度T本身又是混合时间 t的函数。用这种方法，估计卡洛酸产额与时间曲线和活性与时间的曲线， 如图4所示。通过合并这二条曲线，可估计湿法清洗工艺的联合作用随时 间变化关系，如图5所示。从图5中，可以看到曲线的峰值为得到最大清 洗效果的最佳工作范围。最佳联合作用区域决定了 t—r的范围，使化学溶液混合物达到最佳的清洗性能。该最佳效果区域的时间范围为H2S04和1~1202混合后的几秒到几分钟，这由SPM溶液的温度决定。SPM达到最佳 效果的时间范围很小，要求新鲜地混合并输送化学溶液至使用点。通过研 究化学溶液混合的温度与时间曲线和联合作用与时间曲线，可得到SPM在 混合容器中的停留时间t—r，以控制温度以及输到半导体工件表面的新鲜SPM溶液的混合效果。通过定义两种化学溶液注入混合容器的时间与停留时间，预计在混合 容器中开始混合H2S04与1"1202的时间为t = t一r + t—i在相应清洗腔内进行SPM工艺开始之前的预计时间t, H2S04管路与 H202管路的阀门由软件控制系统打开，将H2S04与H202以预定比例输送 入化学溶液混合容器201。预热的H2S04与H202混合将产生大量热量， 升高混合液体温度。通过高温下的扩散以及密度差异引起的对流，H2S04 与1^02将均匀地快速混合。混合容器201包括至少一个液位传感器207, 控制工艺要求的SPM溶液的总量。当SPM液位达到预定液位时，H2S04 管路与1~1202管路上的阀门同时关闭，停止向混合容器输送1"12504与H202, 此注入工艺时间为t—i。根据温度与时间曲线以及联合作用与时间曲线， SPM混合溶液将在混合容器中停留预定时间t—r，以达到所期望的温度与 活性成分的产额。混合容器包括一条位于混合容器201顶部的压缩气体吹 送管路209与一条位于容器底部并与处理腔214内的喷嘴212化学相连的 化学溶液输送管路。当SPM工艺开始时，压缩气体以一定压力，从位于混 合容器201顶部的压缩气体管209吹入混合容器201,将SPM溶液以一 定流速吹入处理腔214内的喷嘴212。流速与处理时间t_d可由控制压缩 气体的吹入压力和混合容器内SPM溶液总体积来控制。当SPM工艺结束， 压缩气体继续吹入一段t—p时间，从而将SPM溶液从混合容器与混合容器 与处理腔中喷嘴之间的化学溶液输送管路中完全除去。该后处理气体吹送 使混合容器无残余SPM,确保一组半导体工件之间以及处理腔之间的新鲜 SPM的混合及输送相同。根据揭示的设备与方法，可控制温度与联合清洗效果，来制备新鲜 SPM溶液，并将其输送至使用点。通过这种方法， 一组半导体工件之间以 及处理腔之间的工艺偏差最小，并且清洗效果达到最佳，从而节约化学溶 液用量，降低成本。16以上示例直接针对本发明的优选实施例。也可能设计不离开本发明的 基本涵盖范围的其他及进一步应用。本发明涵盖的范围由以下权利要求决 定。
权利要求
1.一种处理单片半导体工件的化学溶液制备设备包括化学溶液，至少由一个加热装置加热至温度T_0；多个泵与控制阀门，控制所述每种化学溶液的输送和控制；混合容器，在输送该容器内新鲜混合的化学溶液到处理腔的半导体工件上之前，在该混合容器内预热化学溶液，以控制的停留时间t_r引入、混合并反应成为化学溶液混合物，所述停留时间t_r控制化学溶液混合物在使用点的活性与温度；软件控制系统，设置标记，以在时刻t将每种化学溶液引入所述混合容器；处理腔，具有至少一个化学溶液输送喷嘴，与至少一条至混合容器的化学溶液输送管路相连接。
2. 权利要求1所述的化学溶液制备设备，其特征在于，包括额外的混 合容器，向额外的处理腔提供化学溶液混合物。
3. 如权利要求1所述的化学溶液制备设备，其特征在于，所述流体控 制装置允许流速在0.25至5升每分钟范围变化。
4. 如权利要求1所述的化学溶液制备设备，其特征在于，所述混合容 器可由PVDF、 PFA、 PTFE、 PEEK聚合物或者石英制成。
5. 如权利要求1所述的化学溶液制备设备，其特征在于，所述混合容 器包括容器主体； 开/关排气阀门；进口 ，连接提供0.5到12psi范围内的压力的可控压缩气体源，将化 学溶液混合物输送到喷嘴；多个化学溶液进口；多个液位传感器，控制所述化学溶液混合物的总量； 压力传感器，监控容器压力； 温度传感器，监控化学溶液混合物温度。
6. 如权利要求5所述的化学溶液制备设备，其特征在于，所述混合容 器体积在0.5到6升范围内。
7.如权利要求5所述的化学溶液制备设备，其特征在于，所述软件控 制系统包括写入用户输入值t—r的程序；预先估计时刻t—f的函数，根据当前位置与处理状态，半导体工件在该 时刻将开始由所述化学溶液混合物进行处理；设置t-t一f-t—r-tj的程序，其中，t—i是要求按所需的量将所述化 学溶液混合物注入混合容器的时间；在所述时刻t启动所述混合容器注入工艺的程序；在所述时刻t打开所述开/关排气阀门的程序；在时刻t + t_i + t—r关闭所述开/关排气阀门并且连接容器至压缩气体 源的程序；在时刻t—f + t—d + t_p打开开/关排气阀门并且断开容器与压缩气体源 连接的程序，其中t一d是要求将化学溶液混合物从混合容器输送到半导体 工件的时间，t—p是随后的吹送时间。
8. 如权利要求5所述的化学溶液制备设备，其特征在于，所述化学溶上方
9. 一处理单片半导体工件的化学溶液制备方法，包括在清洗系统上，以虚拟的工序和所期望的处理次数，用每种化学溶液 混合物处理一组晶片，得出在清洗系统的同个处理腔中先后处理两片晶片 的间隔内，所述化学溶液混合物完成输送到其再次输送的最小间隔时间(t—min),选择所有处理腔最小的t_min;按期望的化学溶液浓度，使用点的温度T,化学溶液输送速度q，以 及要输送的化学溶液量Q,为某一清洗工艺确定所述设备的工艺参数，所 述参数包括T—0， t—r， t—i与t_d;在控制软件中为所述化学溶液混合物设定这些工艺参数； 用控制软件验证工艺参数，如参数无效，则运行错误，并要求新的输 入参数；处理半导体工件；所述混合容器的所述压力释放阀门处于打开状态；处理半导体工件的过程中，混合容器的每种化学溶液注入工艺于t = t—f— t—r-t—i时刻开始；处理半导体工件的过程中，混合容器的每种化学溶液注入工艺于t 二 t_f - t—r时刻停止，所述容器中的所述化学溶液混合物体积为Q;处理半导体工件的过程中，半导体工件准备接收所述化学溶液混合物 时，所述混合容器在t = t_f时刻关闭所述排气阀门，以一定的压力通入压 缩气体，并且开始输送其中的化学溶液混合物；处理半导体工件的过程中，所述容器的化学溶液混合物于t = t—f + t_d 时刻完成输送，所述化学溶液混合物的输送总体积为Q。吹送开始并持续 t—p时间；处理半导体工件的过程中，所述混合容器在t = t—f + t—d + t_p时刻打开排气阀门并停止通入压缩气体；半导体晶片准备进入工艺中的下一处理步骤； 依次反复处理每片晶片。
10.权利要求9所述的化学溶液制备方法，其特征在于，使用t一r控 制所述化学溶液混合物的新鲜度。
11. 权利要求9所述的化学溶液制备方法，其特征在于，使用t_r控 制所述化学溶液混合物在使用点的T,控制T即控制化学溶液混合物活性 成分的反应性。
12. 权利要求9所述的化学溶液制备方法，其特征在于，使用t_r控 制所述化学溶液混合物在输送点活性成分的产额。
13. 如权利要求9所述的化学溶液制备方法，其特征在于，改变t—r 与T_0从而改变所述化学溶液混合物在输送点的T。
14. 如权利要求9所述的化学溶液制备方法，其特征在于，改变t_r 与T_0从而改变所述化学溶液混合物在输送点的活性成分产额。
15. 如权利要求9所述的化学溶液制备方法，其特征在于，使用t一r优 化混合溶液的T以及活性成分的反应性与产额，实现对半导体工件的最佳 处理。
16. 权利要求9所述的化学溶液制备方法，其特征在于，t一r + t_i + t—d + t—f的总和必须小于t—min。
17. 权利要求9所述的化学溶液制备方法，其特征在于，t一r在0.5到 10分钟范围内。
18. 权利要求9所述的化学溶液制备方法，其特征在于，Q在0.5到 5升范围内。
19. 权利要求9所述的化学溶液制备方法，其特征在于，固定不同处 理腔的t r确保不同处理腔输送点的化学溶液混合物具有相同的T。
20. 权利要求9所述的化学溶液制备方法，其特征在于，固定不同处 理腔的t_r确保不同处理腔输送点的化学溶液混合物具有相同的化学活 性。
21. 权利要求9所述的化学溶液制备方法，其特征在于，固定不同处 理腔的t—r确保一组半导体工件的清洗效果具有最小的偏差。
22. 权利要求9所述的化学溶液制备方法，其特征在于，t_r为使所 述化学溶液混合物的温度达到预定值T的时间。
全文摘要
本发明揭示了一种低成本的化学溶液制备设备，可控制使用点的化学新鲜度，温度，以及活性成分产额等工艺参数。另外，该设备使这些参数在单晶片湿法清洗系统的多个处理腔之间保持腔-腔一致。本发明也揭示了一种方法，以控制化学溶液混合物停留时间得到最佳的化学溶液混合物温度、其活性成分反应性与产额联合作用效果，从而达到最佳的晶片清洗效果。
文档编号H01L21/306GK101582372SQ200810037270
公开日2009年11月18日 申请日期2008年5月12日 优先权日2008年5月12日
发明者N.纳其, 川 何, 施广涛, 晖 王, 悦 马 申请人:盛美半导体设备(上海)有限公司