CN111341690B - 喷淋结构及反应腔室 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的喷淋结构及反应腔室,包括喷头主体和喷淋臂,喷淋主体的中心轴垂直于晶片表面设置,以向晶片表面进行喷淋,还包括第一旋转驱动结构,第一旋转驱动结构分别与喷淋臂和喷头主体连接,用于驱动喷头主体围绕中心轴自转。通过设置第一旋转驱动结构,使喷头主体进行自转,喷头主体由柱状喷洒转变为面状覆盖喷洒,形成的周向旋转动能能够有效地去除晶片的表面静电和颗粒,改善对晶片的清洗效果。
Description
技术领域
本发明属于半导体制造技术领域,具体涉及一种喷淋结构及反应腔室。
背景技术
在晶圆的生产过程中,易产生一些污染物,这些污染物包括:金属污染物,化学污染物以及落尘等。随着半导体产业的迅速发展,集成电路设计迅速发展,越来越小的线宽使得各种深亚微米尺寸的分子微粒或更小尺寸的原子微粒对当前工艺条件下的集成电路造成的影响越发明显。
现有技术中,对这些污染物的去除通常采用冲洗的方式进行清洗。但是,在向晶圆表面喷射化学溶液及去离子水,以对晶圆表面进行清洗的过程中,由于喷射化学溶液及去离子水的喷头由单独的药液管路形成,其覆盖晶圆表面的面积有限,因此,液体冲刷速度有限,裹挟能力不高。同时,晶圆表面静电越靠近边缘分布越密集,又使得化学溶液及去离子水中的微粒受到的静电吸附作用越靠近边缘越强烈,因此一些体积较小的微粒会由于静电的作用而被吸附在晶圆表面无法清除,极大的影响晶圆的良率。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种喷淋结构及反应腔室。
为解决上述问题,本发明提供了一种喷淋结构,包括喷头主体和喷淋臂,所述喷头主体的中心轴垂直于晶片表面设置,用于向所述晶片表面进行喷淋,还包括:
第一旋转驱动结构,所述第一旋转驱动结构分别与所述喷淋臂和所述喷头主体连接,用于驱动所述喷头主体围绕所述中心轴自转。
进一步地,所述第一旋转驱动结构包括中空轴旋转电机;所述中空轴旋转电机包括能够转动的中空轴,所述中空轴与所述喷头主体同轴连接;所述中空轴旋转电机固定连接所述喷淋臂。
进一步地,还包括第二旋转驱动结构,所述第二旋转驱动结构包括能转动的输出轴;
所述喷淋臂连接所述输出轴;
所述第二旋转驱动结构用于驱动所述喷淋臂跟随所述输出轴转动。
进一步地,所述第二旋转驱动结构还包括承载安装件、旋转电机和传动件,所述旋转电机固定安装在所述承载安装件上,所述输出轴转动安装在所述承载安装件上;所述传动件分别连接所述旋转电机和所述输出轴,使所述旋转电机驱动所述输出轴转动。
进一步地,所述第一旋转驱动结构还包括法兰,所述中空轴通过所述法兰与所述喷头主体连接。
进一步地,所述喷头主体中设有密封腔,所述喷头主体朝向所述晶片的端面设有多个与所述密封腔连通的出水口;一输水管穿过所述中空轴旋转电机和所述法兰伸入到所述密封腔。
进一步地,还包括升降驱动结构,所述升降驱动结构与所述喷淋臂连接,用于驱动所述喷淋臂进行升降运动。
进一步地,还包括升降驱动结构,所述升降驱动结构包括驱动部件和连接件,所述驱动部件通过所述连接件与所述承载安装件连接,以驱动所述第二旋转驱动结构与所述喷淋臂整体进行升降运动。
进一步地,还包括第二旋转驱动结构和升降驱动结构,所述第二旋转驱动结构包括能转动的输出轴;所述输出轴通过所述升降驱动结构与所述喷淋臂连接;
所述升降驱动结构用于驱动所述喷淋臂进行升降运动;所述第二旋转驱动结构用于驱动所述升降驱动结构与所述喷淋臂整体跟随所述输出轴转动。
本发明还提供了一种反应腔室,包括用于承载晶片的基座,在所述基座的上方还设置有喷淋结构,用于向所述晶片表面进行喷淋,所述喷淋结构为本发明提供的喷淋结构。
本发明具有以下有益效果:
本发明提供的喷淋结构,包括喷头主体和喷淋臂,喷淋主体的中心轴垂直于晶片表面设置,以向晶片表面进行喷淋,还包括第一旋转驱动结构,第一旋转驱动结构分别与喷淋臂和喷头主体连接,用于驱动喷头主体围绕中心轴自转。通过设置第一旋转驱动结构,使喷头主体进行自转,喷头主体由柱状喷洒转变为面状覆盖喷洒,形成的周向旋转动能能够有效地去除晶片的表面静电和颗粒,改善对晶片的清洗效果。
本发明提供的反应腔室,由于采用本发明提供的喷淋结构,喷头主体由柱状喷洒转变为面状覆盖喷洒,形成的周向旋转动能能够有效地去除晶片的表面静电和颗粒,改善对晶片的清洗效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的喷淋结构的剖视图;
图2为图1中提供的喷淋结构的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的喷淋结构的整体结构示意图。
其中:
1-喷头主体;11-输水管;12-法兰;13-密封腔;14-出水口;15-密封圈;2-第一旋转驱动结构;3-第二旋转驱动结构;31-旋转电机;32-传动件;4-喷淋臂;41-第一竖直部;42-第二竖直部;43-水平部;5-升降驱动结构。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图来对本发明提供的喷淋结构及反应腔室进行详细描述。
图1为本发明实施例提供的喷淋结构的剖视图。图2为图1中提供的喷淋结构的结构示意图。图3为本发明实施例提供的喷淋结构的整体结构示意图。
如图1至图3所示,本发明提供一种喷淋结构,包括喷头主体1和喷淋臂4,喷头主体1的中心轴垂直于晶片表面设置,用于向晶片表面进行喷淋,喷淋结构还包括第一旋转驱动结构2,第一旋转驱动结构2分别与喷淋臂4和喷头主体1连接,用于驱动喷头主体1围绕中心轴自转。
通过设置第一旋转驱动结构2,使喷头主体1进行自转,喷头主体1由柱状喷洒转变为面状覆盖喷洒,形成的周向旋转动能能够有效地去除晶片的表面静电和颗粒,改善对晶片的清洗效果。
为避免输水管11在喷头主体1的旋转过程中发生缠绕,优选地,第一旋转驱动结构2为中空轴旋转电机,中空轴旋转电机包括能够转动的中空轴,中空轴与喷头主体1同轴连接,中空轴旋转电机固定连接至喷淋臂4。
如图1至图2所示,在本实施例中,喷淋结构包括输水管11,输水管11与喷头主体1连接,用于向喷头主体1输送液体。
其中,输水管11可以用于输送反应液,也可以用于输送清洗液。
其中,清洗液包括超纯水、二氧化碳水、臭氧水或化学药液的一种或多种。
其中,第一旋转驱动结构2还包括法兰12,中空轴旋转电机的中空轴通过法兰12与喷头主体1连接,以将第一旋转驱动结构2输出的动力传送至喷头主体1。
在本实施例中,喷头主体1中还设有密封腔13,喷头主体1朝向晶片的端面上设有多个与密封腔13连通的出水口,输水管11穿过中空轴旋转电机和法兰伸入到密封腔13,以实现周向上的均匀化。
其中,输水管11在伸入密封腔13的位置处套设有密封圈15,以提高密封效果。
另外,在喷头主体1上还设置有出水口14,优选地,出水口14的数量为多个,以将输水管11输入的液体经密封腔13均匀扩散后向晶片表面进行喷洒。
图3为本发明实施例提供的喷淋结构的整体结构示意图。
如图3所示,在本实施例中,喷淋结构还包括第二旋转驱动结构3。其中,第二旋转驱动结构3包括能转动的输出轴,喷淋臂4连接至输出轴;第二旋转驱动结构3用于驱动喷淋臂4跟随第二旋转驱动结构3的输出轴进行转动。
通过设置第二旋转驱动结构3,喷头主体1能够在自转运动的同时,在晶片上方进行旋转运动,两种运动相配合完成工艺所需的运动节奏,同时,进一步扩大喷淋结构的喷洒范围,从而提高晶片的清洗效果。
在本实施例中,喷淋臂4还包括水平部43和竖直垂直于晶片表面设置的第一竖直部41与第二竖直部42,第一竖直部41和第二竖直部42分别连接在水平部43的两端,并且,第一竖直部41连接喷头主体1,第二竖直部42连接第二旋转驱动结构3的输出轴。也即,喷淋臂呈倒“L”形设置。
在本实施例中,第二旋转驱动结构3包括承载安装件、旋转电机31和传动件32,旋转电机31固定安装在承载安装件上,输出轴转动安装在承载安装件上,传动件32分别连接旋转电机31和输出轴,使旋转电机31驱动输出轴转动。
其中,作为一种实施方式,传动件32为传送带,传送带的一端套设在旋转电机31的输出轴上,传送带的另一端套设在喷淋臂4上,依靠传送带与喷淋臂4之间的摩擦力驱动喷淋臂进行旋转。
在本实施例中,第二旋转驱动结构3进行旋转往复运动。
在本实施例中,喷淋结构还包括升降驱动结构5,升降驱动结构5包括驱动部件和连接件,驱动部件通过连接件与承载安装件连接,以驱动第二旋转驱动结构3与喷淋臂4整体进行升降运动。
通过设置升降驱动结构5,可以调节喷头主体1与晶片之间的高度距离,并且,当晶片进行升降的过程中,通过升降驱动结构5能够随时调节喷头主体1的高度,避免喷头主体1与晶片发生干涉。
需要说明的是,在本实施例中,驱动部件通过连接件与承载安装件连接,以驱动第二旋转驱动结构3与喷淋臂4整体进行升降运动,但是本发明并不局限于此,在实际应用中,输出轴通过升降驱动结构5直接与喷淋臂4连接,第二旋转驱动结构3用于驱动升降驱动结构5与喷淋臂4整体跟随输出轴转动。因此,只要能够实现喷头主体1自转、喷头主体1沿第二旋转驱动结构3进行旋转、以及喷头主体1进行升降运动这三种运动的结构,都为本发明的保护范围。
其中,在升降驱动结构5通过第二旋转驱动结构3与喷淋臂4连接,以驱动第二旋转驱动结构3与喷淋臂4的整体进行升降运动的情况下,喷淋结构还包括托板,托板用于承载第二旋转驱动结构3,升降驱动结构5通过驱动托板进行升降运动,以驱动第二旋转驱动结构3与喷淋臂4的整体进行升降运动。
作为本发明的另一方面,本发明还提供了一种反应腔室,包括用于承载晶片的基座,在基座的上方还设置有喷淋结构,喷淋结构用于向晶片表面进行喷淋,其中,喷淋结构为本发明实施例提供的喷淋结构。
本发明提供的反应腔室,由于采用本发明提供的喷淋结构,喷头主体由柱状喷洒转变为面状覆盖喷洒,形成的周向旋转动能能够有效地去除晶片的表面静电和颗粒,改善对晶片的清洗效果。
为了不占用反应腔室中的空间,优选地,将第二旋转驱动结构3、升降驱动结构5设置在反应腔室的内周壁上,或者,将第二旋转驱动结构3、升降驱动结构5设置在反应腔室的角落中。
在本实施例中,喷头主体1在第二旋转驱动结构3的驱动下,能够在晶片的一侧旋转与晶片的另一侧之间进行往复旋转运动,并在旋转过程中,经过晶片的中心。
当第二旋转驱动结构3、升降驱动结构5设置在反应腔室的角落中时,喷头主体1的旋转角度的取值范围为40°~50°,以能够自晶片的一侧旋转至晶片的另一侧。
应用本发明提供的反应腔室进行清洗时,具体包括如下步骤:现将喷淋结构按照设定的工艺角度装入反应腔室内,然后,驱动喷淋臂4下降至距离晶片表面10mm~30mm的高度,驱动晶片旋转,此时,第一旋转驱动结构2驱动喷头主体1开始自转,清洗液自出水口14喷出,喷淋臂4按照设定的速度和角度在晶片上方进行旋转往复运动。
其中,喷头主体1的自转速度为500rmp~2000rmp,喷洒流量为0.6L-2.5L。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种喷淋结构,包括喷头主体和喷淋臂,所述喷头主体的中心轴垂直于晶片表面设置,用于向所述晶片表面进行喷淋,其特征在于,还包括:
第一旋转驱动结构,所述第一旋转驱动结构分别与所述喷淋臂和所述喷头主体连接,用于驱动所述喷头主体围绕所述中心轴自转,
所述第一旋转驱动结构包括中空轴旋转电机;所述中空轴旋转电机包括能够转动的中空轴,所述中空轴与所述喷头主体同轴连接;所述中空轴旋转电机固定连接所述喷淋臂,所述中空轴的内部用于供输水管穿过;
所述喷头主体中设有密封腔,所述喷头主体朝向所述晶片的端面设有多个与所述密封腔连通的出水口;所述输水管穿过所述中空轴旋转电机伸入到所述密封腔。
2.根据权利要求1所述的喷淋结构,其特征在于,还包括第二旋转驱动结构,所述第二旋转驱动结构包括能转动的输出轴;
所述喷淋臂连接所述输出轴;
所述第二旋转驱动结构用于驱动所述喷淋臂跟随所述输出轴转动。
3.根据权利要求2所述的喷淋结构,其特征在于,所述第二旋转驱动结构还包括承载安装件、旋转电机和传动件,所述旋转电机固定安装在所述承载安装件上,所述输出轴转动安装在所述承载安装件上;所述传动件分别连接所述旋转电机和所述输出轴,使所述旋转电机驱动所述输出轴转动。
4.根据权利要求1所述的喷淋结构,其特征在于,所述第一旋转驱动结构还包括法兰,所述中空轴通过所述法兰与所述喷头主体连接。
5.根据权利要求4所述的喷淋结构,其特征在于,所述输水管穿过所述中空轴旋转电机和所述法兰伸入到所述密封腔。
6.根据权利要求2-5中任一所述的喷淋结构,其特征在于,还包括升降驱动结构,所述升降驱动结构与所述喷淋臂连接,用于驱动所述喷淋臂进行升降运动。
7.根据权利要求3所述的喷淋结构,其特征在于,还包括升降驱动结构,所述升降驱动结构包括驱动部件和连接件,所述驱动部件通过所述连接件与所述承载安装件连接,以驱动所述第二旋转驱动结构与所述喷淋臂整体进行升降运动。
8.根据权利要求1所述的喷淋结构,其特征在于,还包括第二旋转驱动结构和升降驱动结构,所述第二旋转驱动结构包括能转动的输出轴;所述输出轴通过所述升降驱动结构与所述喷淋臂连接;
所述升降驱动结构用于驱动所述喷淋臂进行升降运动;所述第二旋转驱动结构用于驱动所述升降驱动结构与所述喷淋臂整体跟随所述输出轴转动。
9.一种反应腔室,包括用于承载晶片的基座,在所述基座的上方还设置有喷淋结构,用于向所述晶片表面进行喷淋,其特征在于,所述喷淋结构为权利要求1-8中任一所述的喷淋结构。
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