一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法与流程

1.本发明涉及半导体清洁技术领域，特别涉及一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法。


背景技术：

2.由于清洗过程的重要性和半导体器件的小型化，对清洗技术的发展需求也相应增加。目前的半导体清洗技术大多数以化学清洗为基础，如湿式清洗和化学方法，是一个消耗大量化学品和超纯水的高温过程，存在着各种与表面损伤、化学反应、副产品产生、低清洗效率有关的问题。由于这些原因，干式清洗方法被用于一些清洗应用中，如气溶胶清洗技术。气溶胶清洗是通过在气态下的气体形成气溶胶，并与半导体设备上的表面污染物直接发生物理碰撞而进行的。然而，气溶胶产生的颗粒会导致图案的损坏。团簇是几个乃至上千个原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成相对稳定的微观聚集体，其物理和化学性质随所包含的原子数目而变化，是介于原子、分子和固体物体结构之间的新层次，为物质的“第五态”；团簇有极大的比表面，使它具有异常高的化学活性和催化活性等特性。为此，我们提出一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法，可以有效解决背景技术中的问题。
4.一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法，所述处理方法包括如下步骤：s1、将半导体器件如硅片安装在真空室的水平载台上；s2、使用冷却器和喷嘴将二氧化碳气体流引入真空室，并用质量流量计控制气体流量，形成二氧化碳气体团簇；s3、在喷嘴的帮助下将二氧化碳气体团簇喷射到半导体器件表面；s4、匀速移动载台的移动臂，将注入的气体和污染物颗粒排出真空室。
5.进一步，所述步骤s1中包括：
①ꢀ
载台由移动臂控制，可在水平方向上移动；
②ꢀ
真空室的压力保持在0.1～0.4 torr。
6.进一步，所述步骤s2包括：
①ꢀ
二氧化碳气体流量控制在6～10 lpm的范围内；
②ꢀ
二氧化碳气体经冷却后，温度达到-55～-50℃。
7.进一步，所述步骤s3中包括：
①ꢀ
喷嘴的喷射角度被固定为15～20
˚
；
②ꢀ
喷嘴与器件表面的距离为65～75mm。
8.进一步，所述步骤s4中包括：
①ꢀ
移动臂的速度被控制在2～3 mm/s；
②ꢀ
注入的气体和污染物颗粒由涡轮泵和干式增压器排出。
9.本发明提供的一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法，通过将半导体器件如硅片安装在真空室的水平载台上，载台由移动臂控制，可在水平方向上移动，真空室的压力保持在0.1～0.4 torr；使用冷却器和喷嘴将二氧化碳气体流引入真空室，二氧化碳气体经冷却后，温度达到-55～-50℃，并用质量流量计控制气体流量在6～10 lpm的范围内，从而形成二氧化碳气体团簇，避免大量化学品的消耗和高温的工序；在喷嘴的帮助下将二氧化碳气体团簇喷射到半导体器件表面，喷嘴的喷射角度被固定为15～20
˚
，喷嘴与器件表面的距离为65～75mm，从而使得气体团簇获得相应动量，可清除表面颗粒污染物的同时，对图案不造成损伤；匀速移动载台的移动臂，速度被控制在2～3 mm/s，从而使得其他位置表面均被清洗；将注入的气体和污染物颗粒由涡轮泵和干式增压器排出真空室，即可完成清洗或维持真空室的洁净度便于开始下一轮的清洗，从而达到高效清洗的效果。
附图说明
10.图1为本发明一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法的流程示意图。
具体实施方式
11.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
12.如图1所示，一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法，处理方法包括如下步骤：s1、将半导体器件如硅片安装在真空室的水平载台上；s2、使用冷却器和喷嘴将二氧化碳气体流引入真空室，并用质量流量计控制气体流量，形成二氧化碳气体团簇；s3、在喷嘴的帮助下将二氧化碳气体团簇喷射到半导体器件表面；s4、匀速移动载台的移动臂，将注入的气体和污染物颗粒排出真空室。
13.根据本发明提供的技术方案，步骤s1中包括：
①ꢀ
载台由移动臂控制，可在水平方向上移动；
②ꢀ
真空室的压力保持在0.1～0.4 torr。
14.根据本发明提供的技术方案，步骤s2包括：
①ꢀ
二氧化碳气体流量控制在6～10 lpm的范围内；
②ꢀ
二氧化碳气体经冷却后，温度达到-55～-50℃。
15.根据本发明提供的技术方案，步骤s3中包括：
①ꢀ
喷嘴的喷射角度被固定为15～20
˚
；
②ꢀ
喷嘴与器件表面的距离为65～75mm。
16.根据本发明提供的技术方案，步骤s4中包括：
①ꢀ
移动臂的速度被控制在2～3 mm/s；
②ꢀ
注入的气体和污染物颗粒由涡轮泵和干式增压器排出。
17.本发明提供的一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法，工作人员将半导体器件如硅片安装在真空室的水平载台上，载台由移动臂控制，可在水平方向上移动，真空室的压力保持在0.1～0.4 torr；使用冷却器和喷嘴将二氧化碳气体流引入真空室，二氧化碳气体经冷却后，温度达到-55～-50℃，并用质量流量计控制气体流量在6～10 lpm的范围内，形成二氧化碳气体团簇；随后工作人员在喷嘴的帮助下将二氧化碳气体团簇喷射到半导体器件表面，喷嘴的喷射角度被固定为15～20
˚
，喷嘴与器件表面的距离为65～75mm；匀速移动载台的移动臂，速度被控制在2～3 mm/s；将注入的气体和污染物颗粒由涡轮泵和干式增压器排出真空室；从而通过二氧化碳气体团簇，达到对半导体器件表面高效清洗的同时，不损伤图案的效果。
18.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


技术特征：
1.一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法，其特征在于：所述处理方法包括如下步骤：s1、将半导体器件如硅片安装在真空室的水平载台上；s2、使用冷却器和喷嘴将二氧化碳气体流引入真空室，并用质量流量计控制气体流量，形成二氧化碳气体团簇；s3、在喷嘴的帮助下将二氧化碳气体团簇喷射到半导体器件表面；s4、匀速移动载台的移动臂，将注入的气体和污染物颗粒排出真空室。2.根据权利要求1所述的一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法，其特征在于：所述步骤s1中包括：
①ꢀ
载台由移动臂控制，可在水平方向上移动；
②ꢀ
真空室的压力保持在0.1～0.4 torr。3.根据权利要求1所述的一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法，其特征在于：所述步骤s2包括：
①ꢀ
二氧化碳气体流量控制在6～10 lpm的范围内；
②ꢀ
二氧化碳气体经冷却后，温度达到-55～-50℃。4.根据权利要求1所述的一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法，其特征在于：所述步骤s3中包括：
①ꢀ
喷嘴的喷射角度被固定为15～20
˚
；
②ꢀ
喷嘴与器件表面的距离为65～75mm。5.根据权利要求1所述的一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法，其特征在于：所述步骤s4中包括：
①ꢀ
移动臂的速度被控制在2～3 mm/s；
②ꢀ
注入的气体和污染物颗粒由涡轮泵和干式增压器排出。

技术总结
一种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法，所述处理方法包括如下步骤：S1、将半导体器件如硅片安装在真空室的水平载台上；S2、使用冷却器和喷嘴将二氧化碳气体流引入真空室，并用质量流量计控制气体流量，形成二氧化碳气体团簇；S3、在喷嘴的帮助下将二氧化碳气体团簇喷射到半导体器件表面；S4、匀速移动载台的移动臂，将注入的气体和污染物颗粒排出真空室。该种使用二氧化碳气体团簇进行半导体器件表面清洗的方法，利用二氧化碳气体团簇去除颗粒，高效清洗半导体器件表面的同时，不对图案造成损伤。不对图案造成损伤。不对图案造成损伤。


技术研发人员：赵振合
受保护的技术使用者：江苏筑磊电子科技有限公司
技术研发日：2022.11.19
技术公布日：2023/2/3