Способ очистки полупроводниковых пластин и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК H01L21/306 

2, Устройство для осущестгшения способа по п, 1, содержащее ванну для промывочной жидкости с нагнетат тельным и сливным патруб1$ами и размещенные I ванне трубки с отверстиями для подачи газа, отличающее с я тем, что оно снабжено регулятором расхода газа и узлом отвода газа и жидкости, выполненным

в виде трубок с отверстиями, причем трубки подачи и отвода газа изогнуты по форме обрабатываемых полупроводниковых пластин с образованием канала для из размещения,трубки подачи газа соединены с регулятором расхода газа, а отверстия в трубках подачи газа выполнены с наклоном в сторону канала для размещения обраб 1тываемых пластин.

1. Способ очистки полупроводниковых пластин путем их промывки в жидкости с пропусканием через жидкость газа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки,пропускание через жидкость осуществляют непосредственно вдоль очищаемой поверхности полупроводниковых пластин, причем расход газа периодически изменяют по гармоническому закону. (Л

Изобретение относится к технолог микроэлектроники и может быть испол зовано в технологических процессах изготовления широкого класса полупроводниковых (п/п) приборов и интегральных схем (ИС), в частности . при финишной очистке поверхностных подложек перед эпитаксией, окислени ем, диффузией. Известен способ очистки поверхно cTi п/п пластин путем их промывки в протоке деионизованной воды, а также устройство для его осуществления, содержащее ванну с окном для слива, держатели для крепления пластин и нагнетаю1191й каниш для подвода деиони зованной воды си . Однако данный способ характеризу ется недостаточным качеством очистки поверхностей п/п пластин, длительным циклом очистки и большим расходо деионизованной воды, что снижает о эффективность процесса очистки указанным способом. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ очистки полупроводниковых пЯастин путем их промывки в жидкости с пропусканием через жидкость газа и устройство дпя его осуществления, содержащее ванну для промывочной жид кости с нагнетательным и сливным патрубками и размещенные в ванне трубки с отверстиями для подачи газа 2. Однако известный способ и устройство для его осуществления также не обеспечивают достаточной эффективности очистки, так как пузырьки газа равномерно распределяются по всему объему промывочной жидкости в ванне и основная часть не участвует в процессе очистки, при этом непроизводительно расходуется большое количество газа, Цель изобретения - повышение эффективности очистки, Указанная цель достигается тем, что согласно способу очистки полупроводниковых пластин путем их про мывки в жидкости с пропусканием через жидкость газа пропускание газа через жидкость осуществляют непосредственно вдоль очищаемой поверхности полупроводниковых пластин, причем расход газа периодически изменяют по гармоническому закону. Устройство для осуществления способа очистки полупроводниковых пластин, содержащее ванну для промывочной жидкости с нагнетательным и сливным патрубками и размещенные в ванне трубки с отверстиями для подачи газа, снабжено регулятором расхода газа и узлом отвода газа из жидкости, выполненным в виде трубок с отверстиями, причем трубки подачи и отвода газа изогнуты по форме обрабатываемых полупроводниковых пластин с образованием канала для их размещения, трубки подачи газа соединены с регулятором расхода газа, а отверстия в трубках подачи газа выполнены с наклоном в сторону канала для размещения обрабатываемых пластин. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг, 2 разрез А-А на фиг, 1; на фиг 3 трубки подачи газа, разрез. Устройство содержит ванну 1 для промывочной жидкости с нагнетательны 2 и сливным 3 патрубками и рассекате лем 4 потока жидкости, выполненным в виде перфорированной пластины, В ванне размещены трубки 5 с отверстиями 6 для подачи газа и узел отвода газа из жидкости, выполненный в виде трубок 7 с отверстиями, расположенны ми аналогично отверстиям 6 трубок 5, но имеющим, большой диаметр. Трубки 5 и 7 изогнутыпо форме обрабатываемых пластин is и образуют каналы 9 для их размещения при обработке. Трубки 5 через регулятор 0 расхода газа соединены с источником II газа. Отверстия 6 в трубках 5 выполнены под углом 10-30 в сторону канала 9, а радиус этих отверстий выполнен Б пределах 5-10 - 510 см. Способ очистки пластин осуществля ют следующим образом. Через нагнетательный патрубок 2 в ванну подают промывочную жидкость, часть которой сливается через патрубок 3, а часть отводится через трубки 7, что создает направление потока жидкости вдоль обрабатываемых пластин 8, установленных в каналах 9. Из источника 11 газ.а через регулятор 10 расхода газа в трубки 5 подают газ, который в виде пузырьков выходит из отверстий 6. Пузырьки газа проходят непосредствен но вдоль поверхности пластин 8 и с потоком жидкости удаляются в трубки 7. При прохождении пузырька газа непосредственно вдоль поверхности плас тины 8 в результате поверхностных сил он стремится прилипнуть к поверхности пластины, замещая ею часть своей поверхности. На границе раздел газ - жидкость пузырька просходит концентрация загрязнений, химически инертных частиц и других примесей. В результате пузырек, перелещаясь по очищаемой поверхности, оставляет рас чищенные дорожки, направление которы совпадает с его траекторией. Так как перешедшие в жидность и находя1циеся вблизи поверхности пластин 8 загрязнения также концентрируются на грани це .раздела газ - жидкость, то и при прохождении пузырьков в непосред ственной близости от поверхности пластины 8, но без касания с ней, также происходит удаление загрязнеНИИ. Кроме того, процесс очистки интенсифицируется за счет микропотоков, возникающих в окрестностях пузырьков при их движении. В процессе очистки расход газа периодически изменяют регулятором 10 по гармоническому закону в пределах 10 R - (R - радиус отверстия) , что позволяет создавать пузырьки различных размеров. Пузырьки малых размеров способствуют более эффективной очистке рельефных зон и созданию мелкомасштабных вихревых микропотоков. Пузырьки больпшх размеров позволяют повысить скорость вихревых микропотоков и осуществить удаление более крупной фракции загрязнений. При своем подъеме они испытывают вибрации и совершают зигзагообразное движение. В результате такого чередования пузырьков различных размеров исключается их воздействие на поверхность пластин 8 по регуляторным траекториям, при этом создаются равные условия очистки всей поверхности. Частота, с которо изменяется с помощью регулятора 10 расход газа через отверстие, ограничивается сверху временем, достаточным для прохождения вдоль поверхности пластины самых мелких пузырьков, и составляет 1 - 5 Гц, а снизу - достаточностью циклов изменения расхода в течение времени очистки. Пример. Производят очистку пластин прибора КТ 972. В качестве промывочной жидкости используют деионизированную воду, а в качестве газа - азот марки А, очищенный фильтрами типа ФАГ-0,6. Частоту изменения расхода газа выбирают в пределах 1 - 510 Гц, а расход газа - в пределах 2, . При этом время отмывки составляет 3-4 мин, что в три раза меньше, чем при отмывке известными способами при лучшем качестве отмывки. Проведение очистки способом с помощью предлагаемого устройства позволяет создать пелену газовых пузырьков непосредственно вблизи поверхности очищаемых полупроводниковых пластин, в результате чего происходит удаление загрязнений за счет их концентрации на границе раздела жидкость - газ и создания вихревых микропотоков вблизи поверхности пластины. При этом газовая фаза эффективно расходуется на

процесс очистки, а не на неэффективное прохождение в объеме жидкости, вдали от пластин. Регулирование расхода газа по гармоническому закону позволяет создавать без наличия в ванне каких-либо механических движу щихся частей (что повышает надежд ность) пузырьки различньи: размеров

и осуществить равномерную очистку всей поверхности, в том числе и рельефных ЗОН; В итоге повышается качество очистки пластин, интенсифицируется процесс очистки и в результате сокращения длительности цикла очистки сокращается расход деионизованной воды о