CN113134434A - 晶圆表面颗粒清洗喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种晶圆表面颗粒清洗喷嘴包括液体输送管和雾化装置，所述液体输送管与所述雾化装置连接，所述雾化装置用于将所述液体输送管输送的清洗液雾化成液滴，以将液滴直接作用于晶圆表面。所述雾化装置将所述液体输送管输送的清洗液雾化成液滴，以将液滴直接作用于晶圆表面，避免了液滴输送设备的使用，减少了设备的复杂度，同时减少了液体在传递过程中出现相互结合的情况，可以保证液滴的尺寸，并且通过调节所述液体输送管内的液压即可调节液滴速度，液滴速度调节准确而便捷。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆清洗技术领域，尤其涉及一种晶圆表面颗粒清洗喷嘴。
背景技术
晶圆清洗是芯片制造领域的重要工艺，晶圆清洗效果决定了芯片制造的良率。
在芯片制造领域，90纳米以下的芯片制造良率就开始有所下降，主要原因在于晶圆上的颗粒物难以清洗。随着半导体工艺从2D走向3D，图形结构晶圆的清洗难度远远大于平坦表面晶圆的清洗。而且随着线宽的减小，深度比的增加，晶圆的清洗难度大大增加。现有技术中，晶圆清洗喷嘴包括两种，一种为普通的晶圆清洗喷嘴，这种喷嘴需要配备独立于喷嘴外的雾化装置，但液滴在输送过程中容易相互结合导致液滴尺寸变大，达不到理想的清洗效果；另一种晶圆清洗喷嘴具有液体输送管和气体输送管，由气体输送管输送的惰性气体将液体输送管输送的清洗液雾化，但液滴尺寸不易控制，达不到理想的清洗效果。
因此，有必要提供一种新型的晶圆表面颗粒清洗喷嘴以解决现有技术中存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆表面颗粒清洗喷嘴，便于液滴的产生和对滴液速度的控制，以保证清洗效果。
为实现上述目的，本发明的所述晶圆表面颗粒清洗喷嘴包括液体输送管和雾化装置，所述液体输送管与所述雾化装置连接，所述雾化装置用于将所述液体输送管输送的清洗液雾化成液滴，并将液滴直接作用于晶圆表面。
本发明的有益效果在于：所述晶圆表面颗粒清洗喷嘴包括液体输送管和雾化装置，所述雾化装置将所述液体输送管输送的清洗液雾化成液滴，以将液滴直接作用于晶圆表面，避免了液滴输送设备的使用，减少了设备的复杂度，同时减少了液体在传递过程中出现相互结合的情况，可以保证液滴的尺寸，并且通过调节所述液体输送管内的液压即可调节液滴速度，液滴速度调节准确而便捷。
优选地，所述晶圆表面颗粒清洗喷嘴还包括外壳和密封部，所述所述外壳和所述密封部连接形成内置空间，所述雾化装置设置于所述内置空间内，所述液体输送管设置于所述密封部上。其有益效果在于，所述所述外壳和所述密封部连接形成内置空间，能有起到保护雾化装置的作用，防止碰撞而损坏。
进一步优选地，所述内置空间内还设有相互连接的气液混合导向部和气液混合部，所述密封部上还设有气体输送管，所述气体输送管与所述气体导向部连通，所述气体导向部与所述气液混合部连通，所述气液混合部与所述外壳的外部相通。其有益效果在于：便于通过导入惰性气体，进一步对液滴的速度进行调节。
优选地，所述密封部包括内壳和上压块，所述上压块与所述内壳可拆卸连接。其有益效果在于：所述上压块可以对内壳起到固定的作用。
进一步优选地，所述内壳与所述外壳螺纹连接。其有益效果在于：便于将所述内壳和所述外壳拆分，以对内部进行清洗。
进一步优选地，所述内壳上设有临时储液槽，所述临时储液槽连通所述液体输送管和所述雾化装置。其有益效果在于：通过所述临时储液槽与所述雾化装置连接，仅需使所述临时储液槽与所述雾化装置相匹配即可，无需使所述液体输送管与所述雾化装置的相匹配，可以降低所述液体输送管的横截面积，节约空间。
进一步优选地，所述密封部上还设有循环部，所述循环部包括相互连接的第一循环部和第二循环部，所述第一循环部的一端上设有管阀，所述第二循环部的一端与所述临时储液槽连接。其有益效果在于：所述循环部便于排出所述临时储液槽内因所述雾化装置产生的泡沫或残余的清洗液。
进一步优选地，所述内壳上还设有液体输送管管套和气体输送管管套，所述液体输送管管套套于所述液体输送管外侧，所述气体输送管管套套于所述气体输送管外侧。其有益效果在于：便于分别固定所述液体输送管和所述气体输送管，防止所述液体输送管和所述气体输送管在使用过程中晃动。
进一步优选地，所述气液混合导向部上设有滴液输送管道，所述滴液输送管道连通所述雾化装置和所述气液混合部。其有益效果在于：使清洗液进入所述气液混合部前被雾化成液滴，以便于在所述气液混合部内对液滴的速度进行调节。
进一步优选地，所述气液混合部上设有x个进气口，所述进气口与所述气液混合导向部连通，x为大于0的自然数。其有益效果在于：x个进气口可以使惰性气体从多个角度进入所述气液混合部，减少了所述气液混合部的内壁对惰性气体速度的影响。
优选地，所述雾化装置包括多孔板，所述多孔板上设有n个通孔，n为大于0的自然数。其有益效果在于：产生的液滴尺寸由所述通孔的大小决定，可以满足晶圆表面颗粒的清洗需求。
进一步优选地，所述通孔的尺寸种类为m种，所述m为大于0的自然数。其有益效果在于：可以根据通孔的尺寸产生不同大小的液滴，以对多种大小颗粒的晶圆表面进行清洗。
进一步优选地，所述通孔的排布方式为环形排布、圆形排布或线性排布排布中的一种。
优选地，所述雾化装置包括弧形板，所述弧形板上设有n个通孔，所述通孔的排布方式为蜂窝排布。
附图说明
图1为本发明的晶圆表面颗粒清洗喷嘴的剖面结构示意图；
图2为本发明的外壳的剖面结构示意图；
图3为本发明的气液混合部的结构示意图；
图4a为本发明的气液混合导向部的剖面结构示意图；
图4b为图4a的俯视图；
图5为本发明的多孔板的结构示意图；
图6为本发明的内壳的剖面结构示意图；
图7为本发明的上压部的剖面结构示意图；
图8为本发明的晶圆表面颗粒清洗喷嘴另一个角度的剖面结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种晶圆表面颗粒清洗喷嘴，参照图1，所述晶圆表面颗粒清洗喷嘴10包括液体输送管17和雾化装置14，所述液体输送管17与所述雾化装置14连接，所述雾化装置14用于将所述液体输送管17输送的清洗液雾化成液滴，并将液滴直接作用于晶圆表面。
本发明的一些优选实施例中，参照图1，所述晶圆表面颗粒清洗喷嘴10还包括外壳11、气液混合部12、气液混合导向部13和密封部15，所述外壳11和所述密封部15连接形成内置空间(图中未标示)，所述气液混合部12、所述气液混合导向部13和所述雾化装置14设置于所述内置空间内，所述密封部15上设有液体输送管16，所述液体输送管16与所述雾化装置14连接，所述雾化装置14与所述气液混合部12连接，所述气体输送管17设置于所述密封部15上，所述气体输送管17与所述气液混合导向部13连接，所述气液混合导向部13与所述气液混合部12连接，所述气液混合部12与所述外壳11的外部相通。
本发明的一些实施例中，参照图1，所述密封部15包括内壳151和上压块152，所述上压块152与所述内壳151可拆卸连接。
本发明的一些实施例中，参照图1，所述密封部15上还设有喷嘴安装杆18，所述喷嘴安装杆18用于将所述晶圆表面颗粒清洗喷嘴10根据需求安装于指定场所。
本发明的一些实施例中，参照图1，所述气体输送管17用于接入惰性气体，所述惰性气体通过所述气体输送管17进入到所述气液混合导向部13，然后进入到所述气液混合部12内，所述液体输送管16用于接入清洗液，所述清洗液经过所述液体输送管16进入所述雾化装置14，经过所述雾化装置14产生具有一定初始速度的液滴，具有一定初始速度的滴液进入所述气液混合部12内后与所述惰性气体混合，所述惰性气体在注入时也具有一定的速度，两种速度的惰性气体和液滴混合后，则会起到调速的作用。
图2为本发明一些实施例中外壳的剖面结构示意图。参照图1和图2，所述外壳11包括自下而上依次连接的第一安装部111、第二安装部112和第三安装部113，所述第一安装部111内部呈圆锥状凹槽，所述第二安装部112和所述第三安装部113均呈圆柱状，且所述圆锥状凹槽的第一圆锥角(图中未标示)方向朝下。所述第三安装部113内部的下侧设有外壳密封圈凹口1131，所述外壳密封圈凹口1131内设有外壳密封圈11311，所述第一安装部111的下侧设有外喷射口1111。所述第一安装部111与所述气液混合部12固定连接或可拆卸连接；所述第二安装部112与所述气液混合导向部13固定连接或可拆卸连接；所述第三安装部113与所述内壳151螺纹连接。
图3为本发明一些实施例中气液混合部的结构示意图。参照图2和图3，所述气液混合部12包括自下而上依次连接的第一锥形部121、圆柱部122和圆台部123，所述第一锥形部121呈圆锥形状，所述圆柱部122呈圆柱形状，所述圆台部123呈圆台形状。所述第一锥形部121的圆锥角(图中未标示)方向朝下，所述第一锥形部121安装于所述第一安装部111的圆锥状凹槽内，且所述第一锥形部121的大小与所述圆锥状凹槽大小相同，且所述圆锥角上设有内喷射口1211，所述内喷射口1211与所述外喷射口1111相通，在液滴的输送过程中，所述第一锥形部121的横截面积从上到下越来越小，以便于聚集混合了惰性气体的液滴，保证液滴的浓度；所述第一锥形部121的圆锥底面(图中未标示)向上，且所述圆锥底面与所述圆柱部122的圆柱下底面(图中未标示)的面积相同；所述圆台部123的圆台下底面(图中未标示)朝下，所述圆台下底面的面积与所述圆柱部122的圆柱上底面(图中未标示)的面积相同，且所述圆台部123的圆台上底面(图中未标示)的面积小于所述圆台下底面的面积，所述圆台部123的横截面积从上到下越来越大，以防止所述雾化装置14刚产生的液滴发生相互结合变大，保证液滴的尺寸大小。具体地，所述气液混合部12内为空腔。
参照图2和图3，所述圆台部123的侧壁上均匀的分布有x个进气口1231，x为大于0的自然数。所述进气口1231可以使惰性气体从多个角度进入所述气液混合部12内，减少了所述气液混合部12的内壁对惰性气体速度的影响，便于通过所述惰性气体对液滴的速度进行调节。
图4a为本发明的一些实施例中气液混合导向部的剖面结构示意图。参照图3和图4a，所述气液混合导向部13的下侧设有圆台口131，所述圆台口131的内壁上设有与所述进气口1231相匹配的出气口(图中未标示)，所述圆台口131的大小与所述圆台部123的大小相匹配，以便于所述圆台部123安装于所述圆台口131内，使所述圆台部123的侧壁与所述圆台口131的内壁相贴合，并且所述出气口与所述进气口1231一一对应。具体地，所述气液混合导向部13内为空腔。
参照图1和图4a，所述气液混合导向部13的上侧设有凸台132，所述凸台132中部设有雾化装置安装口133，所述雾化装置14安装于所述雾化装置安装口133内，所述圆台口131中部设有滴液输送管道134，所述滴液输送管道134连通所述雾化装置14和所述气液混合部12。
本发明的一些优选实施例中，参照图4a，所述雾化装置14与所述雾化装置安装口133之间安装有雾化装置密封垫135，且所述雾化装置密封垫135成环状。所述雾化装置密封垫135为本领域的公知技术，在此不再赘述。
图4b为图4a的俯视图。参照图4b，所述凸台132、所述滴液输送管道134和所述雾化装置14均为圆柱状。
本发明的一些具体实施例中，所述雾化装置为超声波雾化装置。
本发明的又一些具体实施例中，所述雾化装置为振动膜片。
本发明的一些优选实施例中，所述雾化装置包括多孔板和驱动器，所述驱动器用于驱动所述多孔板震动，所述多孔板为平面结构。具体地，所述多孔板上设有n个通孔，n为大于0的自然数，所述驱动器为压电陶瓷。产生的液滴尺寸由所述通孔的大小决定，可以满足晶圆表面颗粒的清洗需求。
本发明的一些优选实施例中，所述多孔板在所述驱动器的作用下震动频率为20KHz～5MHz，为了与所述多孔板的震动频率相适配所述清洗液的注入压力为0.02Mpa～1Mpa。
本发明的一些实施例中，所述多孔板的材质为不与清洗液发生化学反应的材质。优选地，所述多孔板的材质为陶瓷。
本发明的一些实施例中，所述通孔的尺寸种类为m种，所述m为大于0的自然数。可以根据通孔的尺寸产生不同大小的液滴，以对多种大小颗粒的晶圆表面进行清洗。
本发明的一些实施例中，所述通孔的排布方式为环形排布、圆形排布或线性排布排布中的一种。所述环形排布有利于使液滴分散，所述圆形排布有利于使液滴比较集中，所述线性排布有利于使液滴呈线性分布。
本发明的一些实施例中，所述雾化装置包括弧形板，所述弧形板上设有n个通孔，所述通孔的排布方式为蜂窝排布，所述弧形板的中部向下凸起，所述通孔分布于所述凸起上。其中，所述蜂窝排布有利于使液更加密集。
本发明的一些优选实施例中，所述通孔的尺寸为1μm～250μm。
本发明的一些具体实施例中，所述通孔的尺寸种类为1种，即所述多孔板上的n个通孔的尺寸均相同。
图5为本发明一些实施例中多孔板的结构示意图。参照图5，所述通孔141包括第一通孔1412和第二通孔1413，所述第一通孔1412的尺寸小于所述第二通孔1413的尺寸，即所述通孔141的尺寸种类为2种。
图6为本发明一些优选实施例中内壳的剖面结构示意图。参照图4a和图6，所述内壳151下侧设有临时储液槽1511和配合凸台1512，所述临时储液槽1511位于所述配合凸台1512的中部，所述配合凸台1512下侧设有储液密封圈凹槽1513，所述储液密封圈凹槽1513呈环状且环绕于所述临时储液槽1511，所述储液密封圈凹槽1513内设有储液密封圈15131，所述储液密封圈15131环绕于所述临时储液槽1511的外侧。所述内壳151位于所述气液混合导向部13的上侧，所述配合凸台1512与凸台132对应，以使临时储液槽1511连通所述雾化装置14和所述液体输送管16。所述临时储液槽1511与所述雾化装置14连接，仅需使所述临时储液槽1511与所述雾化装置14相匹配即可，无需使所述液体输送管16与所述雾化装置14相匹配，可以降低所述液体输送管16的横截面积，节约空间。
参照图1和图6，所述内壳151上还设有液体输送管管套1514、气体输送管管套1515和环形凹槽1516，且所述液体输送管管套1514位于所述环形凹槽1516的中心处，所述液体输送管管套1514套于所述液体输送管16外侧，用于固定所述液体输送管16，所述气体输送管管套1515套于所述气体输送管17外侧，用于固定所述气体输送管17。
图7为本发明一些实施例中上压部的剖面结构示意图。参照图6和图7，所述上压部152的下侧设有环形内嵌部1521和气体输送管管套扣压部1522，所述环形内嵌部1521中部形成液体输送管管套扣压部1523，所述上压部152安装于所述内壳151的上侧，以使所述环形内嵌部1521内嵌于所述环形凹槽1516内，以使所述液体输送管管套扣压部1523压在所述液体输送管管套1514上，使所述气体输送管管套扣压部1522压在所述气体输送管管套1515上。
参照图1、图6和图7，所述上压部152内设有液体输送管延伸管道1524和气体输送管延伸管道1525，所述液体输送管延伸管道1524与所述液体输送管管套扣压部1523连通，且所述液体输送管16通过所述液体输送管延伸管道1524延伸到所述上压部152的外侧，所述气体输送管延伸管道1525与所述气体输送管管套扣压部1522连通，且所述气体输送管17通过所述气体输送管延伸管道1525延伸到所述上压部152的外侧。
图8为本发明的一些实施例中晶圆表面颗粒清洗喷嘴另一个角度的剖面结构示意图。参照图8，所述密封部15上还设有循环部153，所述循环部153包括相互连接的第一循环部1531和第二循环部1532，所述第一循环部1531的一端上设有管阀15311，所述第二循环部1532的一端与所述临时储液槽1511连接。打开所述管阀15311后，所述临时储液槽1511内的压力就会使因所述雾化装置14产生的泡沫或残余的清洗液经所述循环部153排出。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。
Claims (14)
1.一种晶圆表面颗粒清洗喷嘴，其特征在于，包括液体输送管和雾化装置，所述液体输送管与所述雾化装置连接，所述雾化装置用于将所述液体输送管输送的清洗液雾化成液滴，并将液滴直接作用于晶圆表面。
2.根据权利要求1所述的晶圆表面颗粒清洗喷嘴，其特征在于，所述晶圆表面颗粒清洗喷嘴还包括外壳和密封部，所述所述外壳和所述密封部连接形成内置空间，所述雾化装置设置于所述内置空间内，所述液体输送管设置于所述密封部上。
3.根据权利要求2所述的晶圆表面颗粒清洗喷嘴，其特征在于，所述内置空间内还设有相互连接的气液混合导向部和气液混合部，所述密封部上还设有气体输送管，所述气体输送管与所述气体导向部连通，所述气体导向部与所述气液混合部连通，所述气液混合部与所述外壳的外部相通。
4.根据权利要求2所述的晶圆表面颗粒清洗喷嘴，其特征在于，所述密封部包括内壳和上压块，所述上压块与所述内壳可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述的晶圆表面颗粒清洗喷嘴，其特征在于，所述内壳与所述外壳螺纹连接。
6.根据权利要求4所述的晶圆表面颗粒清洗喷嘴，其特征在于，所述内壳上设有临时储液槽，所述临时储液槽连通所述液体输送管和所述雾化装置。
7.根据权利要求2或6所述的晶圆表面颗粒清洗喷嘴，其特征在于，所述密封部上还设有循环部，所述循环部包括相互连接的第一循环部和第二循环部，所述第一循环部的一端上设有管阀，所述第二循环部的一端与所述临时储液槽连接。
8.根据权利要求2或6所述的晶圆表面颗粒清洗喷嘴，其特征在于，所述内壳上还设有液体输送管管套和气体输送管管套，所述液体输送管管套套于所述液体输送管外侧，所述气体输送管管套套于所述气体输送管外侧。
9.根据权利要求3所述的晶圆表面颗粒清洗喷嘴，其特征在于，所述气液混合导向部上设有滴液输送管道，所述滴液输送管道连通所述雾化装置和所述气液混合部。
10.根据权利要求3所述的晶圆表面颗粒清洗喷嘴，其特征在于，所述气液混合部上设有x个进气口，所述进气口与所述气液混合导向部连通，x为大于0的自然数。
11.根据权利要求1所述的晶圆表面颗粒清洗喷嘴，其特征在于，所述雾化装置包括多孔板，所述多孔板上设有n个通孔，n为大于0的自然数。
12.根据权利要求11所述的晶圆表面颗粒清洗喷嘴，其特征在于，所述通孔的尺寸种类为m种，所述m为大于0的自然数。
13.根据权利要求11所述的晶圆表面颗粒清洗喷嘴，其特征在于，所述通孔的排布方式为环形排布、圆形排布或线性排布排布中的一种。
14.根据权利要求1所述的晶圆表面颗粒清洗喷嘴，其特征在于，所述雾化装置包括弧形板，所述弧形板上设有n个通孔，所述通孔的排布方式为蜂窝排布。
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