清洗半导体晶片的方法及其所采用的清洗系统 本发明有关一种清洗半导体晶片的方法及其所采用的清洗系统，尤其有关一种减少挡片清洗台(dummy wet station)(DMS)中粒子的方法。
在集成电路工艺中，有许多选择性蚀刻步骤。在一般8英时晶片挡片清洗站(DMS)，经蚀刻后的晶片通过平行向下清洗槽以移除酸和其它粒子。然而，在传统的如日本大安科学有限公司(Dan Science Co.，Ltd.)所制造的DWS中，清洗步骤有不少待改进之处，并且在清洗后有大量的粒子留在晶片上。发现有2000个0.2微米大小的粒子。此高密度的粒子是不适宜和不需要的。
本发明的目的在于提供一种清洗半导体晶片的方法及其所采用的清洗系统，用于移除累积在晶片上的许多粒子。
为实现上述目的，根据本发明一方面的在浴槽中以清洗水清洗半导体晶片的方法，所述浴槽具有超过一个以上的隔间和在任何两个隔间之间的隔墙，所述方法地步骤包括：拦阻所述清洗水于一水包围室中；升高所述水闸中清洗水的水位；将所述清洗水溢出所述水包围室并使所述清洗水成波状以产生一层流；以及借助所述层流清洗所述晶片。
为实现上述目的，根据本发明另一方面的用于半导体晶片的清洗系统，它包括：一浴槽；至少两个同心隔间；分隔所述隔间的隔墙，而在所述隔间之间形成障碍；在所述隔墙的顶部形成的波纹，用以引起水层流；容纳所述晶片的晶舟，设置于所述隔间的内隔间中；清洗水的入口，位于所述内隔间隔壁的第二隔间的底部，以使清洗水充满所述第二隔间并溢出所述清洗水至分隔所述内隔间和所述第二隔间的隔墙的顶部，并且清洗所述晶片；以及清洗水的出口，位于所述浴槽的底部。
采用本发明的上述方案，由于在具有多个同心隔间的浴槽(bathtub)中清洗晶片，在隔间之间建立隔墙且其顶部成波状以产生清洗水的层流，这样所述层流可使污染的粒子更迅速沉淀下来。不同的隔墙成波状的周期不同，许多孔洞位在浴槽的底部可分送清洗水并产生更均匀流动的清洗水。
图1是显示一般的挡片清洗站的示意图；
图2是显示本发明的平行向下清洗(PDR)槽的立体图；
图3是显示PDR槽的横切面图；
图4显示清洗槽的上视图；
图5A和5B是显示成波纹的障碍物的前视图和后视图；以及
图6是显示PDR槽的不同设计在粒子数上的改善的曲线图。
图1显示现有的大安科学有限公司(Dan Science Co.，Ltd.)所制造的用于8英时晶片的挡片清洗站(DMS)。晶片先载送至49％氢氟酸(HF)槽以蚀刻去除残留薄膜，如硼磷硅玻璃(BPSG)，四乙基原硅烷(tetraethylorthosilane，TEOS)等。然后所述显露的硅晶片在平行向下清洗(PDR)槽中清洗以移除残余粒子并馈入至旋干器(spin dryer)以产生干燥的晶片。但发现经清洗和干燥过的晶片有2000颗超过0.2微米大小的残余粒子。存在这样多的粒子意味着清洗效果不理想。
本发明的原理为：(1)让清洗的水自浴槽的侧边流过使得污染的水不会累积在容纳晶片的”晶舟”附近；以及(2)进行层流以避免清洗水中的扰流，因为层流比扰流更能移除粒子。采用四种调整措施以实施本发明的这些原理：
(1)出水口和入水口的改进；
(2)在水的路径中加入V形梳状物；
(3)粗大和细微V形梳状物的使用；以及
(4)在浴槽的底部提供多个出水口。
图2显示结合上述调整措施的清洗浴槽10，所述清洗浴槽10具有三个隔间，外隔间A，中隔间B和内隔间C。这些隔间以隔墙来分隔。隔间A和B之间的隔墙高于隔间B和C之间的隔墙。隔墙的顶部因V形梳状物12，13’和13”而成波状。要清洗的容纳晶片的晶舟21放置于内隔间C，如图3中的方形点所示。清洗的水自前端的底部流入隔间B。当水位22达到隔墙的顶部，清洗的水分别溢出至隔间A和隔间C。在隔间B的水由成波纹的边缘而成梳状以溢出至隔间C，并因重力向下流以清洗置于晶舟21上的晶片。所述V形梳状物可提供层流以取代扰流。因此可将晶片清洗得更干净。
自隔间B溢出至隔间A的水不会清洗晶片但可减缓流速以清洗晶片。于图2，在前端11’的流速约为1升/分钟，其高于后端11”的流速。通过将隔间A和B间的隔墙的波纹13’(如图5A所示)作成比图5B所示的后端的波纹13”更为粗大，可减少在前端自隔间B至隔间C的流速并与在具有更细微波纹的后端的流速相同。在前端的V形梳状物的形状显示于图5A，在后端的V形梳状物的形状显示于图5B。通过提供许多均匀间隔孔洞31，32使清洗水更均匀流动以清洗出水口，如图4所示。在前端的孔洞密度高于在后端的孔洞密度。在前端31具有1毫米直径的孔洞尺寸小于在后端11”的2毫米直径的孔洞尺寸。晶舟之间的1毫米孔洞排列成方形。此孔洞排列设计成提供较少的清洗水的扰流。至隔间B的入水口的孔洞34具有均匀间隔。
在清洗晶片后，通过去离子水入口15’和喷洒器15”喷洒所述晶片，如图2所示。
图6显示清洗时减少8英时晶片上粒子(＞0.2微米)的不同因子贡献的比较。要注意的是点A表示以传统方法清洗的晶片具有2000颗以上的粒子。以点B表示入水口和出水口设计上的改进可减少粒子数至500与1000之间。以点C表示提供V形波纹可减少粒子数至100以下。以点D表示提供粗大和细微波纹更减少粒子数至40以下。以点E表示加入多个底部孔洞可减少粒子数至20或更少。