CN107946214A - 晶圆清洗装置 - Google Patents

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蒋阳波
张静平
汪亚军
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Abstract

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种晶圆清洗装置。本发明所述的晶圆清洗装置，其中包括第一反应仓和仓盖，所述第一反应仓用于进行晶圆的清洗，所述仓盖的本体能够设于所述第一反应仓的上方，所述本体的内部设有多个与外界相通连接的介质通道，且多个所述介质通道彼此间互不连通，任一个所述介质通道的下方均设有与所述介质通道的内部相连通的喷嘴，用于清洗所述晶圆的各种介质能够通入各自对应的所述介质通道并通过所述介质通道下方的所述喷嘴喷射到所述晶圆的表面。通过使用本发明所述的晶圆清洗装置，能够有效防止喷射到晶圆表面的化学液发生溅射，改善反应仓内的工作环境，降低酸碱溶液发生反应产生颗粒的可能性，提高晶圆的表面质量。

Description

晶圆清洗装置
技术领域
本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种晶圆清洗装置。
背景技术
湿法工艺中，在反应仓内对晶圆表面进行清洗。在清洗过程中，化学液冲击晶圆上表面，由于冲击力的作用，容易在反应仓内部产生化学液的溅射。大量溅射的化学液容易滴附着在反应仓的内壁上，影响反应仓的工作环境。同时，不同的化学液在反应仓内部能够通过酸碱反应生成颗粒。情况严重的，产生的颗粒能够对晶圆造成损坏，降低产品质量。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。
本发明提出了一种晶圆清洗装置，其中包括第一反应仓和仓盖，所述第一反应仓用于进行晶圆的清洗，所述仓盖的本体能够设于所述第一反应仓的上方，所述本体的内部设有多个与外界相通连接的介质通道，且多个所述介质通道彼此间互不连通，任一个所述介质通道的下方均设有与所述介质通道的内部相连通的喷嘴，用于清洗所述晶圆的各种介质能够通入各自对应的所述介质通道并通过所述介质通道下方的所述喷嘴喷射到所述晶圆的表面。
进一步地，所述本体的顶部中心位置处设有伸出端，所述伸出端的内部设有多个介质管道，所述介质管道的数量与所述介质通道的数量一致，所述介质管道能够连接用于运输所述介质的介质管路和与所述介质对应的所述介质通道。
进一步地，任一个所述介质通道的下方均设有多个喷嘴，多个所述喷嘴沿同一条直线设于所述本体的底部。
进一步地，任一个所述介质通道下方的任一个所述喷嘴距所述晶圆的上表面的距离设定为使得从相邻两个所述喷嘴喷出的介质能够在所述晶圆的上表面交汇。
进一步地，任一个所述介质通道下方的所述喷嘴的数量设定为使得当所述晶圆绕自身中轴线转动时从多个所述喷嘴喷出的介质能够覆盖所述晶圆的上表面从圆心位置至晶圆边缘的圆形区域。
进一步地，所述第一反应仓的下方依次设有多个反应仓，多个所述反应仓和所述第一反应仓同轴设于主反应仓的内部，用于支撑固定所述晶圆的旋转支架能够沿多个所述反应仓和所述第一反应仓的中心轴线方向进行上下移动。
进一步地，多个所述反应仓包括第二反应仓和第三反应仓，所述第二反应仓的外侧壁上连接有第二化学介质排放管，所述第三反应仓的外侧壁上连接有第一化学介质排放管，所述第一反应仓的外侧壁上连接有排水管。
进一步地，所述旋转支架的内部设有用于排放净化气体的气体通道。
进一步地，还包括排气装置，所述排气装置设于所述主反应仓的外侧壁上并与所述主反应仓的内部相通连接。
进一步地，所述圆形区域的半径为150mm。
通过使用本发明所述的晶圆清洗装置，能够有效的防止喷射到晶圆表面的化学液发生溅射，改善反应仓内的工作环境，降低酸碱溶液发生反应产生颗粒的可能性，提高晶圆的表面质量。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例的整体剖面结构示意图；
图2为图1实施例中仓盖的正面结构剖视图；
图3为图2中仓盖的俯视剖面结构示意图。
附图中各标记表示如下：
10：第一反应仓；
20：第二反应仓；
30：第三反应仓；
40：仓盖、41：本体、42：介质通道、43：喷嘴、44：伸出端、
45：介质管道；
50：晶圆；
60：介质管路；
70：旋转支架；
81：第一化学介质排放管、82：第二化学介质排放管、83：排水管、
84：气体通道；
90：回收装置；
100：主反应仓。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1为本发明实施例的整体剖面结构示意图。图2为图1实施例中仓盖40的正面结构剖视图。图3为图2中仓盖40的俯视剖面结构示意图。如图所示，本实施例中的清洗装置包括主反应仓100。主反应仓100内部设有同轴设置第一反应仓10、第二反应仓20和第三反应仓30。第一反应仓10、第二反应仓20和第三反应仓30的中心轴线位置设有用于固定支撑晶圆50的旋转支架70。旋转支架70能够沿第一反应仓10、第二反应仓20和第三反应仓30的中心轴线方向进行上下运动，从而控制晶圆50处于不同的子反应仓的内部。第一反应仓10的顶部设有仓盖40，仓盖40的本体41刚好能够通过第一反应仓10的开口并设于靠近晶圆50的上方的位置，通过仓盖40的设置防止化学液的溅射。
仓盖40的本体41的内部设有多个与外界相通连接的介质通道42，且多个介质通道42彼此间互不连通。任一个介质通道42的下方均设有与介质通道42的内部相连通的喷嘴43，用于清洗晶圆的各种介质能够通入各自对应的介质通道42并通过介质通道42下方的喷嘴43喷射到晶圆50的表面。
根据用于清洗晶圆50的不同介质的数量，在本体41内部设置对应数量的介质通道42。同时，根据用于清洗晶圆50的化学液的数量不同，主反应仓100内部可对应设置不同数量的子反应仓。本实施例中，由于只需要两种化学介质对晶圆50表面进行清洗，所以设置三个子反应仓。分别为第一反应仓10、第二反应仓20和第三反应仓30。其中，第三反应仓30用于第一化学介质对晶圆50表面进行清洗，第二反应仓20用于第二化学介质对晶圆50表面进行清洗，第一反应仓10用于去离子水和氮气对晶圆50表面进行清洗并干燥。
使用本装置对晶圆进行清洗时，首先将晶圆50固定于旋转支架70上。旋转支架70可以绕自身轴线进行转动并上下移动。通过旋转支架70将晶圆50移动至第三反应仓30的内部，第一化学介质通过仓盖40的本体41上的喷嘴43喷射到晶圆50的表面，从而对晶圆50进行清洗。由于第二反应仓20的底部的格挡作用，晶圆50清洗过程中溅射的第一化学介质只能够保留在第三反应仓30的内部，不对其他子反应仓的内部环境造成影响。
第一化学介质对晶圆50进行清洗后，利用旋转支架70将晶圆50移动至第二反应仓20的内部。第二化学介质通过仓盖40的本体41上的喷嘴43喷射到晶圆50的表面，从而对晶圆50进行清洗。由于第一反应仓10的底部的格挡作用，在晶圆50清洗过程中溅射的第二化学介质只能够保留在第二反应仓20的内部，不对其他子反应仓的内部环境造成影响。
最后，利用旋转支架70将晶圆40移动至第一反应仓10的内部。去离子水和惰性气体通过仓盖40的本体41上的喷嘴43喷射到晶圆50表面，从而对晶圆50进行清洗。由于第一反应仓10的顶部设有仓盖40，不会造成去离子水的溅射。
完成对晶圆50表面的清洗工作后，将仓盖40移走。旋转支架70带动晶圆50继续转动，直到晶圆50的表面彻底干燥。
本实施例中的仓盖40还可以和单独任一个子反应仓组合使用。同样可以起到防化学液溅射的效果。
进一步地，为方便各种介质的加入，本体41的顶部中心位置处设有伸出端44。伸出端44的内部设有多个介质管道45，介质管道45的数量与介质通道42的数量一致，介质管道45能够连接用于运输介质的介质管路60和该介质对应的介质通道42。
进一步地，任一个介质通道42的下方均设有多个喷嘴43，多个喷嘴43沿同一条直线设于本体41的底部。其中，任一个介质通道42下方的任一个喷嘴43距晶圆50的上表面的距离设定为使得从相邻两个喷嘴43喷出的介质能够在晶圆50的上表面交汇。即当介质从喷嘴43喷出后，能够在晶圆50的表面连接成线，且在晶圆50转动过程中能够形成环形区域，且环形区域内不会存在介质未覆盖的点，保证介质在晶圆50的表面均匀。
进一步地，任一个介质通道42下方的喷嘴43的数量设定为使得当晶圆50绕自身中轴线转动时从多个喷嘴43喷出的介质能够覆盖晶圆50的上表面从圆心位置至径向尺寸150mm范围内的圆形区域。从而当晶圆50绕自身的中轴线进行转动时，无需移动仓盖40，从多个喷嘴43喷出的介质能够自行均匀的覆盖下方晶圆50的上表面从圆心位置至径向尺寸为150mm范围内的圆形区域，以满足刻蚀的均匀性。由于晶圆50绕自身中轴线旋转时能够产生离心力，介质在离心力的作用下能够自行的覆盖晶圆50的表面超出径向尺寸150mm范围外的部分，完成介质对晶圆50的表面的全覆盖。
进一步地，第二反应仓20的外侧壁上连接有第二化学介质排放管82，第三反应仓30的外侧壁上连接有第一化学介质排放管81，第一反应仓10的外侧壁上连接有排水管83。
各种介质对晶圆50表面进行清洗后，需要将其排出反应仓的内部，防止造成介质的推挤。为了更好的完成对液体介质的排放，每个子反应仓的底部从中心位置向边缘位置凹陷，即中心位置高于边缘位置，依靠液体的重力作用即可完成对液体介质的排放。排放后的液体介质可以直接进行丢弃处理，也可以通过回收装置90进行回收再利用，减少资源的浪费。
进一步地，旋转支架70的内部设有用于排放净化气体的气体通道84。本实施例中的净化气体为氮气，当然也可以选择其他惰性气体，能够不与化学介质发生反应即可。
进一步地，晶圆清洗装置还包括排气装置，排气装置设于主反应仓100的外侧壁上并与主反应仓100的内部相通连接。为防止化学介质在对晶圆50的清洗过程中产生的液体颗粒散布在主反应仓100内，影响主反应仓100的内部坏境，通过排气装置将主反应仓100内的空气中的液体颗粒进行排放。
进一步地，第一反应仓10、第二反应仓20和第三反应仓30上均设有离子发生器和导电装置，离子发生器和导电装置用于去除清洗晶圆50过程中产生的静电，更好的完成对晶圆50的清洗过程。
通过使用本发明所述的晶圆清洗装置，能够有效的防止喷射到晶圆表面的化学液发生溅射，改善反应仓内的工作环境，降低酸碱溶液发生反应产生颗粒的可能性，提高晶圆的表面质量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种晶圆清洗装置，其特征在于，包括第一反应仓和仓盖，所述第一反应仓用于进行晶圆的清洗，所述仓盖的本体能够设于所述第一反应仓的上方，所述本体的内部设有多个与外界相通连接的介质通道，且多个所述介质通道彼此间互不连通，任一个所述介质通道的下方均设有与所述介质通道的内部相连通的喷嘴，用于清洗所述晶圆的各种介质能够通入各自对应的所述介质通道并通过所述介质通道下方的所述喷嘴喷射到所述晶圆的表面。
2.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述本体的顶部中心位置处设有伸出端，所述伸出端的内部设有多个介质管道，所述介质管道的数量与所述介质通道的数量一致，所述介质管道能够连接用于运输所述介质的介质管路和与所述介质对应的所述介质通道。
3.根据权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，任一个所述介质通道的下方均设有多个喷嘴，多个所述喷嘴沿同一条直线设于所述本体的底部。
4.根据权利要求3所述的晶圆清洗装置，其特征在于，任一个所述介质通道下方的任一个所述喷嘴距所述晶圆的上表面的距离设定为使得从相邻两个所述喷嘴喷出的介质能够在所述晶圆的上表面交汇。
5.根据权利要求4所述的晶圆清洗装置，其特征在于，任一个所述介质通道下方的所述喷嘴的数量设定为使得当所述晶圆绕自身中轴线转动时从多个所述喷嘴喷出的介质能够覆盖所述晶圆的上表面从圆心位置至晶圆边缘的圆形区域。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第一反应仓的下方依次设有多个反应仓，多个所述反应仓和所述第一反应仓同轴设于主反应仓的内部，用于支撑固定所述晶圆的旋转支架能够沿多个所述反应仓和所述第一反应仓的中心轴线方向进行上下移动。
7.根据权利要求6所述的晶圆清洗装置，其特征在于，多个所述反应仓包括第二反应仓和第三反应仓，所述第二反应仓的外侧壁上连接有第二化学介质排放管，所述第三反应仓的外侧壁上连接有第一化学介质排放管，所述第一反应仓的外侧壁上连接有排水管。
8.根据权利要求6所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述旋转支架的内部设有用于排放净化气体的气体通道。
9.根据权利要求6所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括排气装置，所述排气装置设于所述主反应仓的外侧壁上并与所述主反应仓的内部相通连接。
10.根据权利要求5所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述圆形区域的半径为150mm。
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