[发明专利]一种采用二相流雾化清洗晶圆表面污染物的方法

说明书

本发明公开了一种采用二相流雾化清洗晶圆表面污染物的方法，通过对清洗工艺的步骤过程和各个步骤所采用的工艺参数进行优化，合理选定二相流雾化清洗晶圆表面颗粒污染物的工艺条件，明确清洗工艺窗口，实现对晶圆表面的有效清洗，在保证颗粒污染物高效去除效率的同时，对晶圆表面的图形结构不会造成损伤，从而获得综合的最优化的清洗效果。

技术领域

本发明涉及湿法清洗技术领域，更具体地，涉及一种采用二相流雾化清洗方式去除晶圆表面污染物的方法。

背景技术

清洗工艺是集成电路制作过程中最普遍的工艺步骤，其目的在于有效地控制各步骤的沾污水平，以实现各工艺步骤的目标。

在单片湿法清洗设备上，利用气液两相雾化清洗可以明显改善清洗工艺的效果。雾化清洗过程中，由气液两相形成的雾化颗粒对覆盖在晶圆表面的液膜产生一个冲击力，并在液膜中形成快速传播的冲击波，此冲击波作用于颗粒污染物上时，可以加快污染物从晶圆表面脱离的过程；另一方面，冲击波会加速晶圆表面清洗药液的流动速度，促使颗粒污染物更快地随着药液的流动而被带离晶圆表面。

二相流雾化清洗过程中，雾化用气体和液体的流量、清洗液体主管路的流量、晶圆转速、清洗工艺时间等都会对清洗的效果产生明显影响。例如，雾化用液体流量过大时，会造成雾化颗粒尺寸过大，容易导致晶圆表面图形结构的损伤；而雾化用液体流量过小时，会导致雾化颗粒尺寸过小，具有的动能也随着减小，无法实现有效的清洗。再比如，晶圆转速过高会导致晶圆表面存积的液膜厚度太薄，容易导致图形结构损伤；而晶圆转速过低会导致晶圆表面液膜厚度太厚，不能保证清洗的有效性。

因此，需要对二相流雾化清洗的工艺过程进行优化，以及对各个工艺参数的范围进行优化，以获得综合的最优化清洗效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种采用二相流雾化清洗晶圆表面污染物的方法，可保证颗粒污染物的高效去除效率，同时对晶圆表面的图形结构也不会造成损伤。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种采用二相流雾化清洗晶圆表面污染物的方法，包括以下步骤：

步骤一：使晶圆以第一转速旋转，通过主液体管路向晶圆表面喷淋第一流量的第一清洗液体，以在晶圆表面形成液体薄膜，并对晶圆表面进行第一时间的清洗；

步骤二：使晶圆以第二转速旋转，关闭主液体管路，并向二相流雾化喷嘴中通入第二流量的气态清洗介质和第三流量的液态清洗介质，以通过二相流雾化喷嘴向晶圆表面喷射经调制的雾化液体颗粒，并对晶圆表面进行第二时间的二相流雾化清洗；

步骤三：使晶圆以第三转速旋转，关闭二相流雾化喷嘴，通过主液体管路向晶圆表面喷淋第四流量的第二清洗液体，对晶圆表面进行第三时间的冲洗，使颗粒污染物脱离晶圆表面；

步骤四：使晶圆以第四转速旋转，关闭主液体管路，通过干燥管路向晶圆表面喷淋干燥介质，对晶圆表面进行第四时间的干燥；

其中，第四转速大于第一-第三转速，第二转速不小于第一、第三转速，第二时间大于第一、第三、第四时间，第三、第四时间不小于第一时间，第二流量大于第五流量，第五流量大于第一、第三、第四流量，第一、第四流量大于第三流量。

优选地，步骤一和步骤三中，调整使所述主液体管路按固定位置或者是按运动的方式喷淋第一和第二清洗液体。

优选地，步骤二中，调整使所述二相流雾化喷嘴在晶圆表面上方作圆弧往复运动，以使从二相流雾化喷嘴喷出的雾化颗粒均匀覆盖整个晶圆表面范围。

优选地，步骤四中，调整使所述干燥管路按固定位置或者是按圆弧往复的方式喷淋干燥介质。

优选地，所述第一-第四转速分别为200-500、200-800、200-500、1200-2100rpm。