CN102836844A

CN102836844A - 一种干冰微粒喷射清洗装置

Info

Publication number: CN102836844A
Application number: CN2011101664858A
Authority: CN
Inventors: 郭新贺; 景玉鹏
Original assignee: Institute of Microelectronics of CAS
Current assignee: Institute of Microelectronics of CAS
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2031-06-20
Also published as: CN102836844B

Abstract

本发明公开了一种干冰微粒喷射清洗装置，属于半导体清洗技术领域。该装置包括CO₂供应系统、清洗系统和真空系统；CO₂供应系统为清洗系统提供清洗所需CO₂，真空系统为清洗系统提供真空环境；CO₂供应系统和真空系统分别连接于清洗系统。利用该装置时，清洗效率高，对硅片表面不会产生损伤，节省大量水资源，操作简单，无环境污染，可以使硅片表面达到高洁净度。

Description

一种干冰微粒喷射清洗装置

技术领域

本发明涉及半导体清洗技术领域，特别涉及一种干冰微粒喷射清洗装置。

背景技术

半导体技术节点进一步减小，对硅片表面的洁净度提出了越来越高的要求，但是，采用传统的化学清洗方法会消耗大量的水和化学试剂，造成不必要的资源浪费。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种能够采用高速喷出的干冰射流，利用干冰颗粒与硅片表面颗粒、有机物等污染物的动量转移和液态CO₂的溶解性质，使硅片表面达到高洁净度要求的干冰微粒喷射清洗装置。

为了实现上述目的，本发明提供的干冰微粒喷射清洗装置的技术方案如下：

本发明提供的干冰微粒喷射清洗装置包括清洗系统、CO₂供应系统和真空系统；所述CO₂供应系统为所述清洗系统提供清洗所需CO₂，所述真空系统为所述清洗系统提供真空环境；所述CO₂供应系统和所述真空系统分别连接于所述清洗系统。

作为优选，所述清洗系统包括清洗腔室和置于所述清洗腔室内的可移动喷嘴，旋转托盘；所述可移动喷嘴利用管路连接于所述CO₂供应系统，所述旋转托盘置于所述可移动喷嘴下方；所述可移动喷嘴制造干冰微粒并吹洗硅片；所述旋转托盘吸附固定并旋转硅片。

作为优选，所述清洗系统还包括压力传感器，所述压力传感器精确测定所述清洗腔室内的压力值。

作为优选，所述清洗系统还包括湿度传感器，所述湿度传感器精确测定所述清洗腔室内的湿度值。

作为优选，所述CO₂供应系统包括利用管路依次连接的CO₂储罐、阀门Ⅰ、净化器、压力泵Ⅰ、微过滤器、阀门Ⅱ和压力表；所述压力表利用管路连接于所述可移动喷嘴；所述CO₂储罐提供清洗所需的CO₂；所述阀门Ⅰ控制所述CO₂储罐的开启和截止；所述净化器为所述清洗所需的CO₂除杂、干燥；所述压力泵Ⅰ为所述清洗所需的CO₂加压，从而控制所述清洗所需的CO₂物理条件；所述微过滤器过滤所述清洗所需的CO₂中可能存在的颗粒状污染物；所述阀门Ⅱ控制进入所述清洗腔室的CO₂的开启和截止；所述压力表显示进入所述清洗系统的CO₂的压力值。

作为优选，所述真空系统包括利用管路连接的真空泵和阀门Ⅲ，所述阀门Ⅲ利用管路连接于所述清洗腔室；所述真空泵为所述清洗腔室抽真空从而为所述清洗腔室提供真空环境；所述阀门Ⅲ控制所述清洗腔室废物排放的开启和截止，所述阀门Ⅲ还控制所述抽真空过程的开启和截止。

作为优选，还包括回收系统，所述回收系统将已经在清洗过程中使用过的CO₂回收，所述回收系统连接于所述清洗系统。

作为优选，所述回收系统包括利用管路依次连接的单向阀门，压力泵Ⅱ，分离罐，热交换器，以及，阀门Ⅳ；所述单向阀门利用管路连接于所述清洗腔室；所述单向阀门控制已经在清洗过程中使用过的CO₂单向从所述清洗腔室流出；所述压力泵Ⅱ为在清洗过程中的CO₂加压；所述分离罐为已经在清洗过程中使用过的CO₂分离和提纯；所述热交换器将经过分离和提纯的CO₂液化；所述阀门Ⅳ控制所述回收系统的开启和截止。

作为优选，所述回收系统还利用管路连接于所述CO₂供应系统。

作为优选，所述阀门Ⅳ利用管路连接于所述CO₂储罐。

本发明提供的干冰微粒喷射清洗装置的有益效果在于：

本发明提供的干冰微粒喷射清洗装置能够利用从可移动喷嘴高速喷出的干冰颗粒射流，与由旋转托盘带动高速旋转的硅片上的杂质间的能量转移，同时利用液体CO₂的良好的溶解性，对硅片表面的杂质，包括颗粒、有机物、金属等进行有效的清洗。利用该装置时，清洗效率高，对硅片表面不会产生损伤，节省大量水资源，操作简单，无环境污染，可以使硅片表面达到高洁净度。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的干冰微粒喷射清洗装置的示意图；

图2为本发明实施例二提供的干冰微粒喷射清洗装置的示意图。

具体实施方式

为了深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例一

参见附图1，本发明实施例一提供的干冰微粒喷射清洗装置包括以下系统：

清洗系统：包括清洗腔室和置于清洗腔室8内的可移动喷嘴9，旋转托盘16，压力传感器10，以及，湿度传感器11；可移动喷嘴9利用管路连接于CO₂供应系统，旋转托盘16置于可移动喷嘴9下方；可移动喷嘴9制造干冰微粒并吹洗硅片；旋转托盘16吸附固定并旋转硅片；压力传感器10精确测定清洗腔室8内的压力值；湿度传感器11精确测定清洗腔室8内的湿度值。清洗系统利用从可移动喷嘴8高速喷出的干冰微粒射流，与由旋转托盘16带动高速旋转的硅片上的杂质间的能量转移，同时利用液体CO₂的良好的溶解性，对硅片表面的杂质，包括颗粒、有机物、金属等进行有效的清洗。

连接于清洗系统的CO₂供应系统：包括利用管路依次连接的CO₂储罐1、阀门Ⅰ2、净化器3、压力泵Ⅰ4、微过滤器5、阀门Ⅱ6和压力表7；压力表7利用管路连接于可移动喷嘴9；CO₂储罐1提供清洗所需的CO₂；阀门Ⅰ2控制CO₂储罐1的开启和截止；净化器3为清洗所需的CO₂除杂、干燥；压力泵Ⅰ4为清洗所需的CO₂加压，从而控制清洗所需的CO₂物理条件；微过滤器5过滤清洗所需的CO₂中可能存在的颗粒状污染物；阀门Ⅱ6控制进入清洗腔室8的CO₂的开启和截止；压力表7显示进入清洗系统的CO₂的压力值。CO₂供应系统为清洗系统提供清洗所需CO₂。

连接于清洗系统的真空系统：包括利用管路连接的真空泵13和阀门Ⅲ12，阀门Ⅲ12利用管路连接于清洗腔室8；真空泵13为清洗腔室8抽真空从而为清洗腔室8提供真空环境；阀门Ⅲ12控制清洗腔室8废物排放的开启和截止，阀门Ⅲ12还控制抽真空过程的开启和截止。真空系统为清洗系统提供真空环境。

连接于清洗系统的回收系统：包括利用管路依次连接的单向阀门14，压力泵Ⅱ15，分离罐17，热交换器18，以及，阀门Ⅳ19；单向阀门14利用管路连接于清洗腔室8；单向阀门14控制已经在清洗过程中使用过的CO₂单向从清洗腔室8流出；压力泵Ⅱ15为在清洗过程中的CO₂加压；分离罐17为已经在清洗过程中使用过的CO₂分离和提纯；热交换器18将经过分离和提纯的CO₂液化；阀门Ⅳ19控制回收系统的开启和截止。回收系统将已经在清洗过程中使用过的CO₂回收。

实施例二

参见附图2，本发明实施例二提供的干冰微粒喷射清洗装置与本发明实施例一提供的干冰微粒喷射清洗装置区别仅在于回收系统中的阀门Ⅳ19利用管路连接于CO₂供应系统中的CO₂储罐1。以使回收后的CO₂及时进入CO₂储罐1，从而，减少CO₂的使用量，更加节约成本。

参见附图1，应用本发明实施例以提供的干冰微粒喷射清洗装置时，关闭阀门Ⅰ2、阀门Ⅱ6、阀门Ⅳ19和单向阀门14，关闭可移动喷嘴9，打开阀门Ⅲ12运行真空泵13，对清洗腔室8抽真空。抽真空结束后，关闭阀门Ⅲ12，打开阀门Ⅰ2和阀门Ⅱ6，运行压力泵Ⅰ4，开启旋转托盘16，打开可移动喷嘴9开始吹洗由旋转托盘16带动旋转的硅片。此时压力传感器10与湿度传感器11对清洗腔室8内压力和湿度实时精确测定压力值和湿度值。打开可移动喷嘴9，稍后，打开单向阀门14，运行压力泵Ⅱ15和热交换器18。吹下来的污染物由二氧化碳气流带走，并由压力泵Ⅱ15引出加压并带至分离罐17，CO₂与杂质经分离罐17分离提纯后，由热交换器18冷凝液化。

参见附图2，应用本发明实施例二提供的干冰微粒喷射清洗装置时，还需要打开阀门Ⅳ19，使得经过热交换器18冷凝液化的CO₂最后被回收至CO₂储罐1中。

整个清洗过程到预设时间后，依次关闭阀门Ⅰ2、压力泵Ⅰ4、阀门Ⅱ6、可移动喷嘴9。再运行一定时间，清洗腔室8内形成真空后关闭单项阀门14和阀门Ⅳ19，停止运行压力泵Ⅱ15。

本发明提供的干冰微粒喷射清洗装置能够利用从可移动喷嘴9高速喷出的干冰颗粒射流，与由旋转托盘16带动高速旋转的硅片上的杂质间的能量转移，同时利用液体CO₂的良好的溶解性，对硅片表面的杂质，包括颗粒、有机物、金属等进行有效的清洗。利用该装置时，清洗效率高，对硅片表面不会产生损伤，节省大量水资源，操作简单，无环境污染，可以使硅片表面达到高洁净度。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种干冰微粒喷射清洗装置，其特征在于，包括清洗系统、CO₂供应系统和真空系统；所述CO₂供应系统为所述清洗系统提供清洗所需CO₂，所述真空系统为所述清洗系统提供真空环境；所述CO₂供应系统和所述真空系统分别连接于所述清洗系统。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述清洗系统包括清洗腔室和置于所述清洗腔室内的可移动喷嘴，旋转托盘；所述可移动喷嘴利用管路连接于所述CO₂供应系统，所述旋转托盘置于所述可移动喷嘴下方；所述可移动喷嘴制造干冰微粒并吹洗硅片；所述旋转托盘吸附固定并旋转硅片。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述清洗系统还包括压力传感器，所述压力传感器精确测定所述清洗腔室内的压力值。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述清洗系统还包括湿度传感器，所述湿度传感器精确测定所述清洗腔室内的湿度值。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述CO₂供应系统包括利用管路依次连接的CO₂储罐、阀门Ⅰ、净化器、压力泵Ⅰ、微过滤器、阀门Ⅱ和压力表；所述压力表利用管路连接于所述可移动喷嘴；所述CO₂储罐提供清洗所需的CO₂；所述阀门Ⅰ控制所述CO₂储罐的开启和截止；所述净化器为所述清洗所需的CO₂除杂、干燥；所述压力泵Ⅰ为所述清洗所需的CO₂加压，从而控制所述清洗所需的CO₂物理条件；所述微过滤器过滤所述清洗所需的CO₂中可能存在的颗粒状污染物；所述阀门Ⅱ控制进入所述清洗腔室的CO₂的开启和截止；所述压力表显示进入所述清洗系统的CO₂的压力值。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述真空系统包括利用管路连接的真空泵和阀门Ⅲ，所述阀门Ⅲ利用管路连接于所述清洗腔室；所述真空泵为所述清洗腔室抽真空从而为所述清洗腔室提供真空环境；所述阀门Ⅲ控制所述清洗腔室废物排放的开启和截止，所述阀门Ⅲ还控制所述抽真空过程的开启和截止。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括回收系统，所述回收系统将已经在清洗过程中使用过的CO₂回收，所述回收系统连接于所述清洗系统。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述回收系统包括利用管路依次连接的单向阀门，压力泵Ⅱ，分离罐，热交换器，以及，阀门Ⅳ；所述单向阀门利用管路连接于所述清洗腔室；所述单向阀门控制已经在清洗过程中使用过的CO₂单向从所述清洗腔室流出；所述压力泵Ⅱ为在清洗过程中的CO₂加压；所述分离罐为已经在清洗过程中使用过的CO₂分离和提纯；所述热交换器将经过分离和提纯的CO₂液化；所述阀门Ⅳ控制所述回收系统的开启和截止。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述回收系统还利用管路连接于所述CO₂供应系统。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述阀门Ⅳ利用管路连接于所述CO₂储罐。