專利名稱：：一種用于槽式清洗機(jī)的補(bǔ)液方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及改進(jìn)后的槽式清洗機(jī)補(bǔ)液方法來(lái)加工硅片，以降低清洗過(guò)程中由于化學(xué)試劑的揮發(fā)和分解而需要的化學(xué)試劑補(bǔ)液量及換液時(shí)間的一種工藝方法，特別適用于多步SC-1清洗或多步SC-2清洗的清洗工藝。
背景技術(shù)：
：半導(dǎo)體硅片是現(xiàn)代超大規(guī)模集成電路的主要襯底材料，一般通過(guò)拉晶、切片、倒角、磨片(包括磨削和研磨)、腐蝕、拋光、清洗等工藝過(guò)程制造而成的集成電路級(jí)半導(dǎo)體硅片。其中拋光后的清洗直接影響到最后產(chǎn)品的表面參數(shù)。1965年Kern和Purton發(fā)明了濕法化學(xué)清洗RCA工藝，SC-1(—號(hào)清洗液，化學(xué)組成為NH40H/H202/H20，主要用于去除硅片表面的顆粒及部分金屬沾污)和SC-2(二號(hào)清洗液，化學(xué)組成為HC1/^(VU0，主要用于去除硅片表面的金屬沾污)是該工藝中非常重要的兩種清洗液；另外，由于槽式清洗機(jī)的產(chǎn)能較大，故采用RCA清洗工藝的槽式清洗機(jī)還是目前硅片生產(chǎn)中的主流清洗方法。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了實(shí)現(xiàn)更好的清洗效果及更高的生產(chǎn)效率，經(jīng)常會(huì)采用多步SC-1清洗或多步SC-2清洗的清洗工藝。在SC-1清洗過(guò)程中，清洗液中的H202將硅片表面的硅氧化為二氧化硅，而N仏OH會(huì)將二氧化硅腐蝕掉，與此同時(shí)，附著在硅片表面的顆粒脫落到清洗液中，以達(dá)到去除顆粒的目的。在SC-2洗過(guò)程中，清洗液中的H^2同樣會(huì)將硅片表面的硅氧化為二氧化硅，而HCl會(huì)與硅片表面的金屬粒子發(fā)生反應(yīng)，以達(dá)到去除的目的。另外，SC-1與SC-2的實(shí)際使用溫度約為60°C_80°C，在該溫度下，NH40H與HC1容易揮發(fā)，而H202容易分解成H20和02。由于化學(xué)反應(yīng)及化學(xué)品揮發(fā)，會(huì)造成清洗液濃度的不斷變小。為了解決這一問(wèn)題，一般的方法是每隔一定的時(shí)間把舊化學(xué)液排掉，換為新的化學(xué)液，或在使用過(guò)程中補(bǔ)充一定的新液。但定期換液會(huì)使清洗過(guò)程中斷，使得生產(chǎn)效率降低，同時(shí)，由于在換液周期內(nèi)化學(xué)液被不斷循環(huán)使用，由SC-1帶來(lái)的顆粒脫落等可能給硅片帶來(lái)二次污染。對(duì)于傳統(tǒng)的補(bǔ)液方法，是在開(kāi)始清洗之前，一定量的雙氧水通過(guò)補(bǔ)液泵A供應(yīng)到清洗槽中，一定量的氨水通過(guò)補(bǔ)液泵B供應(yīng)到清洗槽中，然后與純水在清洗槽中混合后開(kāi)始清洗，在整個(gè)清洗過(guò)程中，混合后的化學(xué)液一致通過(guò)循環(huán)泵在清洗槽的內(nèi)槽與外槽間循環(huán)；化學(xué)液在使用一定時(shí)間后通過(guò)排液口排掉，然后開(kāi)始新一輪的補(bǔ)液；為了盡力保持化學(xué)液的濃度，在清洗過(guò)程中還會(huì)通過(guò)補(bǔ)液泵A與補(bǔ)液泵B補(bǔ)充少量原液到清洗槽中。如在硅片清洗流程中包括一組(>=2個(gè))相同化學(xué)成分的化學(xué)液槽(SC-1或SC-2)，則每個(gè)槽度有一套相同的補(bǔ)液系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用于槽式清洗機(jī)的補(bǔ)液方法，使得在保證清洗效果最佳的前提下，有效地降低化學(xué)試劑的使用量，同時(shí)有效地提高生產(chǎn)效率。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案這種用于槽式清洗機(jī)的補(bǔ)液方法，它適用于硅片清洗流程中含有一組相同化學(xué)成分的化學(xué)液槽(sc-1)(或一組sc-2)，該組化學(xué)液槽的數(shù)量至少二個(gè)，該補(bǔ)液方法包括以下步驟(1)清洗過(guò)程中持續(xù)向該組化學(xué)液槽的最后一個(gè)槽中注入新鮮化學(xué)液；(2)按清洗工藝中硅片流程的順序，依次把該組清洗槽中的化學(xué)液從后一個(gè)化學(xué)液槽用補(bǔ)液泵打入到前一個(gè)化學(xué)液槽中。在整個(gè)清洗流程中，可以有其他化學(xué)試劑槽與該組化學(xué)槽搭配使用。不同的清洗液其各組份的用量，例如sc-i，h2o2:nh4oh:h2o=i:i:ioi:i:ioo;sc-2，h2o2:hci:h2o=i:i:ioi:i:ioo等。對(duì)硅片進(jìn)行清洗采用槽式線性的清洗工藝。清洗所使用的化學(xué)液可為nh40H/h202/h20。按清洗流程的相反順序依次把化學(xué)液用泵打入到上一個(gè)化學(xué)液槽中，打入的量與向最后一個(gè)槽持續(xù)注入的化學(xué)液的量相等。通過(guò)該種方法進(jìn)行補(bǔ)液，可以使最后一個(gè)化學(xué)槽的化學(xué)液一直保持為新鮮的，這樣就可以在保證清洗效果最佳的前提下，有效地降低化學(xué)試劑的使用量，同時(shí)，由于每個(gè)化學(xué)試劑槽不需要進(jìn)行定期換液，故可以有效地提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提出了一種可以有效地降低化學(xué)試劑使用量且高效的槽式清洗機(jī)補(bǔ)液方法。圖1:為傳統(tǒng)的清洗槽化學(xué)試劑補(bǔ)液系統(tǒng)(以sc-1為例)圖2:為本發(fā)明化學(xué)試劑補(bǔ)液系統(tǒng)(以同時(shí)擁有3個(gè)sc-1為例)圖l中，D為化學(xué)液槽。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的補(bǔ)液方法是，一定量的雙氧水與氨水通過(guò)補(bǔ)液泵1與補(bǔ)液泵2供應(yīng)到預(yù)備槽中，然后與純水混合為需要的清洗原液；然后，清洗原液通過(guò)補(bǔ)液泵4-1不斷供應(yīng)到清洗槽c中，清洗槽c中的化學(xué)液通過(guò)循環(huán)泵5-1在清洗槽c的內(nèi)槽與外槽間循環(huán)；補(bǔ)液泵4-2以與補(bǔ)液泵4-1相同的流量將化學(xué)液從清洗槽c抽取到清洗槽b，清洗槽b中的化學(xué)液通過(guò)循環(huán)泵5-2在清洗槽b的內(nèi)槽與外槽間循環(huán)；補(bǔ)液泵4-3以與補(bǔ)液泵4-2相同的流量將化學(xué)液從清洗槽b抽取到清洗槽a，清洗槽a中的化學(xué)液通過(guò)循環(huán)泵5-3在清洗槽a的內(nèi)槽與外槽間循環(huán)，同時(shí)排液口以與補(bǔ)液泵4-3相同的流量不斷將清洗槽a中的化學(xué)品排掉。在整個(gè)過(guò)程中不需要對(duì)清洗槽進(jìn)行頻繁的換液操作。實(shí)施例1將直拉法生產(chǎn)的p(100)的6英寸硅拋光片在槽式清洗機(jī)上進(jìn)行清洗，該槽式清洗機(jī)主要包括3個(gè)sc-1清洗槽、純水沖洗槽及干燥槽等，試驗(yàn)過(guò)程中分別采用不同的補(bǔ)液方式進(jìn)行對(duì)比，清洗液濃度為朋4011:h2o2:h2o=i:2:10，每個(gè)sc-1槽的容積為6O升，傳統(tǒng)補(bǔ)液方式的換液周期為12小時(shí)。采用不同的補(bǔ)液方式進(jìn)行補(bǔ)液時(shí)，清洗后硅片表面的顆粒(>=0.2微米)數(shù)據(jù)及化學(xué)品消耗情況如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>兩種補(bǔ)液方式的具體設(shè)置如下所示采用傳統(tǒng)的補(bǔ)液方式進(jìn)行清洗時(shí)，在一個(gè)換液周期內(nèi)(12小時(shí))共消耗N仏0H13.8升((3X60)X1/(1+2+10)=13.8L)，消耗H20227.7升((3X60)X2/(1+2+10)=27.7L)，到達(dá)12小時(shí)的換液周期前對(duì)50片硅片進(jìn)行清洗。采用本發(fā)明的補(bǔ)液方式進(jìn)行清洗時(shí)，補(bǔ)液泵1、2、3及排液口的流量全部為0.2升/分鐘，則在12小時(shí)內(nèi)共消耗朋401111升(0.2X60X12X1/(1+2+10)=11L)，共消耗1120222升(0.2X60X12X2/(1+2+10)=22L)，在該補(bǔ)液方法運(yùn)行12小時(shí)時(shí)對(duì)50片硅片進(jìn)行清洗。從上表可知，采用本發(fā)明的補(bǔ)液方法可以在保證硅片清洗效果的前提下有效地減少化學(xué)試劑的使用量，另外，由于本發(fā)明的補(bǔ)液方法不需要對(duì)各化學(xué)槽進(jìn)行12小時(shí)一次的換液操作，故可以同時(shí)節(jié)省掉傳統(tǒng)補(bǔ)液方式一小時(shí)的換液時(shí)間。權(quán)利要求一種用于槽式清洗機(jī)的補(bǔ)液方法，它適用于硅片清洗流程中含有一組相同化學(xué)成分的化學(xué)液槽，該化學(xué)液槽的數(shù)量至少二個(gè)，該補(bǔ)液方法包括以下步驟(1)、清洗過(guò)程中持續(xù)向該組化學(xué)液槽的最后一個(gè)槽中注入新鮮化學(xué)液；(2)、按清洗工藝中硅片流程的順序，依次把該組清洗槽中的化學(xué)液從后一個(gè)化學(xué)液槽用補(bǔ)液泵打入到前一個(gè)化學(xué)液槽中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于槽式清洗機(jī)的補(bǔ)液方法，其特征在于對(duì)硅片進(jìn)行清洗采用槽式線性的清洗工藝。3.按照權(quán)利要求書1所述的用于槽式清洗機(jī)的補(bǔ)液方法，其特征在于清洗所使用的化學(xué)液為NH40H/H202/H20。4.按照權(quán)利要求書1所述的槽式清洗機(jī)的補(bǔ)液方法，其特征在于按清洗流程的相反順序依次把化學(xué)液用泵打入到上一個(gè)化學(xué)液槽中，打入的量與向最后一個(gè)槽持續(xù)注入的化學(xué)液的量相等。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種用于槽式清洗機(jī)的補(bǔ)液方法，該方法包括1，硅片清洗流程中包括一組(＞＝2個(gè))相同化學(xué)成分的化學(xué)液槽(SC-1、SC-2或O3/HF等化學(xué)液槽)；2，清洗過(guò)程中持續(xù)向該組化學(xué)槽的最后一個(gè)槽中注入新鮮化學(xué)液；3，按清洗工藝中硅片流程的順序，依次把該組清洗槽中的化學(xué)液從后一個(gè)化學(xué)槽用補(bǔ)液泵打入到前一個(gè)化學(xué)液槽中；4，在整個(gè)清洗流程中，可以有其他化學(xué)試劑槽與該組化學(xué)槽搭配使用。通過(guò)該種方法進(jìn)行補(bǔ)液，可以使最后一個(gè)化學(xué)槽的化學(xué)液一直保持為新鮮的，這樣就可以在保證清洗效果最佳的前提下，有效地降低化學(xué)試劑的使用量，同時(shí)，由于每個(gè)化學(xué)試劑槽不需要進(jìn)行定期換液，故可以有效地提高生產(chǎn)效率。文檔編號(hào)B08B3/08GK101722158SQ200910241460公開(kāi)日2010年6月9日申請(qǐng)日期2009年12月3日優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日發(fā)明者庫(kù)黎明,索思卓,閆志瑞申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院;有研半導(dǎo)體材料股份有限公司