[实用新型]用纳米级雾状化学剂处理基片的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用化学方法处理基片的系统，尤其适用于对12英寸以上的集成电路硅片和掩模板，以及高清晰的液晶、等离子、有机发光等新型显示器的平板基片湿处理过程中，用纳米级雾状化学剂处理基片的系统。

背景技术

自半导体集成电路产业开始至今60多年以来，湿处理一直是其生产中必不可少及极其重要的工艺步骤与技术。它不仅用于祛除因先前的加工程序而造成的基片表面损伤及金属与非金属污染物，而且还能为下一步工艺过程形成一个最优的基片工艺表面状态。这一湿处理过程占据了整个超大规模集成电路(VLSI)生产过程的25％-30％以上。因此不适当的湿处理过程会给基片表面造成损伤，电路效率低及使用寿命短等故障，及过量化学液和去离子水的消耗，从而给生产质量，产量以及能源消耗造成了较大的负面影响。

随着集成电路集成度的日趋增高，基片朝着大尺寸高集成方向发展，湿处理的应用比率也日趋增高，以此来符合整个集成电路生产工艺。正如前面所述，湿处理工艺一直是集成电路生产中必不可少及极其重要的工艺步骤与技术。但是，随着集成电路集成度日趋增高，其集成电路线宽(电路最小槽沟)截面尺寸及电路线深(电路最小槽沟深度)越来越小。目前已经是小于65nm，目前湿处理工艺中，存在着由于去离子水及化学液张力以及纳米级电路槽沟的底部气体内压力因素，湿处理化学液无法有效刻蚀/清洗到电路槽沟深处及底部的缺陷。

正如60多年来半导体集成电路的发展历史，科学家，工程师一直不断研究，探索新的湿处理工艺方法及相应设备，当前其他一些在被改进和可供选择的化学处理工艺方法正在被提出和运用。例如，如人们在单片湿处理生产工艺中使用PVA刷子，在刷洗基片的同时，将化学液挤压进电路槽沟中进行湿处理。或借助于兆声能量将化学液送入电路槽沟中。但上述当前比较流行的湿处理方法都有比较严重的缺陷，PVA刷子法无法有效清洗掉电路槽沟中及底部的颗粒及化学残液；而兆声能量法有可能损伤纳米级电路结构。而且上述湿处理方法消耗较多的化学液及去离子水。

当集成电路基片和平板显示器基片(FPD)正向着更大，更薄，更集成的方向发展时，这个行业的公司，科学家和工程师更加关心湿处理设备和工艺技术的功能性能价值比(COO)。换句话说，他们越来越关心每片基片的制造质量及制造成本。在上述基片湿处理领域，无论在任何一个功能性价比分析中，去离子水和液体化学剂都占据了最大的消耗比重。英特尔公司的CORDON和ROBERT在他们的功能性价比(COO)分析报告中揭示出在直径为200毫米的硅片湿处理过程中去离子水成本最高(32％)，液体化学剂第三(16％)，基本设备成本占第二(23％)。减少去离子水和化学剂的消耗不仅有利于功能性价比(COO)，更重要的是有利于环境。

人们一直在寻找新的方法和设备，力求在保证防止交叉沾污，增加产量的同时来减少功能性价比，即单位时间质量型产量除以设备/总生产成本。当集成电路基片和平板显示器基片(FPD)正向着更集成，及更大更薄尺寸化方向发展的情况下，对电路槽沟中间及其底部颗粒刻蚀清洗及水迹的祛除要求也越来越高。使用更少化学剂的刻蚀/清洗处理(气态或气体)也已被提议来代替特定的湿处理方法(如等离子刻蚀等)。但这样的处理过程仅能祛除特定类型的污染物或物质，但却从其“干处理”过程中留下一些另类物质颗粒和金属污染物于纳米级电路槽沟中间及其底部。这些方法由于使用的紫外线比较活跃，增加了等离子的活跃性所引起的基片纳米电路及基片表面损伤。并且干燥处理法不具备湿处理法在清洗过程中能祛除特定物质颗粒的功效，因为它不能使用特定的已配制好的化学湿处理合成剂，原因是这些合成剂不能在它们的蒸汽或气体中存在(例如著名的祛除轻无机及有机颗粒的RCA清洗液配方：NH₂OH+H₂O₂+H₂O，HCL+H₂O₂+H₂O)。因此，化学湿处理技术仍然会在今后的几十年中在超大规模集成电路(VLSI)生产湿处理过程中处于主导地位。

因此，在超大规模纳米级集成电路(VLSI)湿处理工艺及设备市场上对于能够生产出一种纳米级湿处理的先进工艺技术，并且成本费用大大节省的一种新型的湿处理方法和设备系统，尤其是大尺寸，高集成基片单面湿处理设备系统，有着强烈的需求。

实用新型内容