CN114308822B - 一种二流体喷嘴及清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种二流体喷嘴及清洗装置，所述二流体喷嘴包括：外壳，其包括液体注入口、气体注入口和液体出口；及容置于所述外壳内的内筒，所述内筒与所述外壳之间形成外腔室，所述内筒的内部腔室形成为内腔室；其中，所述内腔室的一端与所述液体注入口连通，另一端与所述液体出口连通；所述外腔室的一端与所述气体注入口连通，另一端封闭；所述内筒的侧壁上分布有贯通所述内腔室和所述外腔室的多个孔洞。本公开实施例提供的二流体喷嘴及清洗装置，能够有效改善气体和液体混合不均匀的问题，提升清洗效果。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种二流体喷嘴及清洗装置。
背景技术
在硅片加工过程中，清洗工序至关重要，它关系到硅片最终的微粒水平。
清洗过程需要很多专门应对微粒的清洗单元。M-Jet就是其中之一。M-Jet的工作原理是：将特定气体(例如CO2、CDA)等气体和水混合后喷射于硅片表面，利用气体在水中的不规则运动和气泡破裂，达到进一步清洗硅片的目的。
传统的二流体喷嘴未作特殊设计。进入喷嘴之前，直接将气体和液体混合，然后注入喷嘴内，混合效果差，清洗效果差。目前的半导体行业普遍使用这种传统的二流体喷嘴结构。因此存在气体和液体混合差，硅片清洗效果差的问题。
发明内容
本公开实施例提供了一种二流体喷嘴及清洗装置，能够有效改善气体和液体混合不均匀的问题，提升清洗效果。
本公开实施例所提供的技术方案如下：
一种二流体喷嘴，包括：
外壳，其包括液体注入口、气体注入口和液体出口；及
容置于所述外壳内的内筒，所述内筒与所述外壳之间形成外腔室，所述内筒的内部腔室形成为内腔室；其中，
所述内腔室的一端与所述液体注入口连通，另一端与所述液体出口连通；
所述外腔室的一端与所述气体注入口连通，另一端封闭；
所述内筒的侧壁上分布有贯通所述内腔室和所述外腔室的多个孔洞。
示例性的，所述多个孔洞呈蜂窝状孔洞分布。
示例性的，所述蜂窝状孔洞中各孔洞呈M行N列矩阵式排布，其中M为大于或等于5的正整数，所述N为大于或等于5的正整数。
示例性的，M等于8，N等于8。
示例性的，所述孔洞的形状为圆形、菱形或方形。
示例性的，所述孔洞的最大孔径为1000±50μm。
示例性的，所述内筒的材质选用不锈钢、特氟龙或聚偏氟乙烯。
示例性的，所述孔洞从所述外腔室一侧向所述内腔室一侧内径逐渐缩小。
示例性的，所述液体出口处设有喷射嘴部件，所述喷射嘴部件具有液体通道，所述液体通道包括与所述液体出口连通的入口和与所述入口相对的喷射口，其中所述液体通道从所述入口至所述喷射口内径逐渐增大。
一种清洗装置，包括如上所述的二流体喷嘴。
本公开实施例所带来的有益效果如下：
本公开实施例所提供的二流体喷嘴及清洗装置，二流体喷嘴采用双腔结构，其外腔室与气体注入口连通，可注入气体，内腔室与液体注入口连通，可注入液体，而内、外腔室之间通过内筒上的多个孔洞连通，且在外壳上仅设有液体出口，而无气体出口，当外腔室被气体充满之后，由于气体持续供给，外腔室压力提升，从而气体会通过内筒上的孔洞持续地充入到内腔室，而与液体混合，这样，可以有效提升气体和液体的混合均匀性。该二流体喷嘴应用于硅片清洗工艺中时，在二流体混合的过程中，气体通过孔洞均匀注入液体中，可大幅度提升M-Jet清洗所需的二流体混合程度，提升清洗能力，改善清洗效果，提升产品品质。
附图说明
图1表示本公开实施例中提供的二流体喷嘴的结构示意图。
图中，各部件标记如下：
外壳100；液体注入口110；气体注入口120；液体出口130；内筒200；孔洞210；外腔室A；内腔室B；喷射嘴部件300；液体通道310。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”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。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
图1所示为本公开实施例所提供的二流体喷嘴的结构示意图。
如图1所示，本公开实施例所提供的二流体喷嘴包括外壳100和内筒200。
所述外壳100具有内腔，且所述外壳100上设有液体注入口110、气体注入口120和液体出口130。示例性的，所述液体注入口110和所述气体注入口120位于该外壳100的一端，所述液体出口130位于该外壳100的另一端。
所述内筒200容置于所述外壳100内，所述内筒200与所述外壳100之间形成外腔室A，所述内筒200的内部腔室形成为内腔室B。其中，所述内腔室B的一端与所述液体注入口110连通，另一端与所述液体出口130连通；所述外腔室A的一端与所述气体注入口120连通，另一端封闭；所述内筒200的侧壁上分布有贯通所述内腔室B和所述外腔室A的多个孔洞210。
上述方案，二流体喷嘴采用双腔结构，其外腔室A与气体注入口120连通，可注入气体，内腔室B与液体注入口110连通，可注入液体，而内、外腔室A之间通过内筒200上的多个孔洞210连通，且在外壳100上仅设有液体出口130，而无气体出口，当外腔室A被气体充满之后，由于气体持续供给，外腔室A压力提升，从而气体会通过内筒200上的孔洞210持续地充入到内腔室B，而与液体混合，这样，可以有效提升气体和液体的混合均匀性。该二流体喷嘴应用于硅片清洗工艺中时，在二流体混合的过程中，气体通过孔洞210均匀注入液体中，可大幅度提升M-Jet清洗所需的二流体混合程度，提升清洗能力，改善清洗效果，提升产品品质。
在一些示例性的实施例中，如图1所示，所述多个孔洞210呈蜂窝状孔洞分布。这样的设置，更有利于气体与液体混合均匀。当然可以理解的是，在其他实施例中，多个孔洞210的排布方式可不限于蜂窝状，例如，可以沿内筒200轴向排列多排等。
此外，示例性的，所述蜂窝状孔洞中各孔洞210呈M行N列矩阵式排布，其中M为大于或等于5的正整数，所述N为大于或等于5的正整数。
采用上述方案，蜂窝状孔洞中多个孔洞210呈矩阵式排列，从而气体可以从外腔室A沿内筒200周向和轴向均匀地混合入内腔室B的液体中，进一步提升混合均匀性。示例性的，M等于8，N等于8。当孔洞210呈8*8阵列分布时均匀性更好。当然可以理解的是，在实际应用中，可合理选择孔洞210的排布方式。
此外，内筒200上孔洞210的布局可根据需求使用规则排布，按照具体的喷嘴尺寸来选定。作为一种示例性的实施例，所述孔洞210的形状包括但不限于圆形、菱形或方形。所述孔洞210的最大孔径为1000±50μm。
此外，所述内筒200的材质可选用不锈钢、特氟龙或聚偏氟乙烯等任意合适的材质，具体选材取决于气液混流的气体。例如，气液混流的气体如选用CDA/N2等惰性气体时，内筒200的选材可选用不锈钢，例如SUS316等。若气液混流的气体如选用O3等活泼气体时，则所述内筒200的选材可使用特氟龙或聚偏氟乙烯等材质。
此外，如图1所示，在一些示例性的实施例中，所述孔洞210从所述外腔室A一侧向所述内腔室B一侧内径逐渐缩小。也就是说，所述孔洞210呈锥形状。这样，更有利于外腔室A内产生压力，使得气体更容易通过孔洞210进入内腔室B，且进入液体的气泡尺寸更小，压力更大，气泡破裂时压力更大，可达到进一步清洗硅片的目的。当然可以理解的是，在实际应用中，所述孔洞210也可以是直筒状。
在一些示例性的实施例中，如图1所示，所述液体出口130处设有喷射嘴部件300，所述喷射嘴部件300具有液体通道310，所述液体通道310包括与所述液体出口130连通的入口和与所述入口相对的喷射口，其中所述液体通道从所述入口至所述喷射口内径逐渐增大。采用上述方案，所述喷射嘴部件可喷洒出倒三角锥状水雾。
本公开实施例还提供了一种清洗装置，其包括本公开实施例所提供的二流体喷嘴。显然，本公开实施例所提供的清洗装置也能够带来本公开实施例提供的二流体喷嘴所带来的有益效果，在此不再赘述。
有以下几点需要说明：
(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”或者可以存在中间元件。
(3)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种二流体喷嘴，其特征在于，包括：
外壳，其包括液体注入口、气体注入口和液体出口；及
容置于所述外壳内的内筒，所述内筒与所述外壳之间形成外腔室，所述内筒的内部腔室形成为内腔室；其中，
所述内腔室的一端与所述液体注入口连通，另一端与所述液体出口连通；
所述外腔室的一端与所述气体注入口连通，另一端封闭；
所述内筒和所述外壳均被构造为直筒状，且所述内腔室和所述外腔室共轴设置；
所述气体注入口与所述液体出口分别位于所述外壳沿轴向相对的两端；
所述内筒的侧壁上分布有贯通所述内腔室和所述外腔室的多个孔洞；所述气体注入口与所述孔洞的轴向相互垂直；所述多个孔洞沿轴向均匀分布且呈蜂窝状孔洞，所述蜂窝状孔洞中各孔洞呈M行N列矩阵式排布，气体从外腔室沿内筒周向和轴向均匀地混合入内腔室的液体中，所述孔洞呈锥形状，从所述外腔室一侧向所述内腔室一侧内径逐渐缩小。
2.根据权利要求1所述的二流体喷嘴，其特征在于，M为大于或等于5的正整数，所述N为大于或等于5的正整数。
3.根据权利要求2所述的二流体喷嘴，其特征在于，M等于8，N等于8。
4.根据权利要求1所述的二流体喷嘴，其特征在于，所述孔洞的形状为圆形、菱形或方形。
5.根据权利要求1所述的二流体喷嘴，其特征在于，所述孔洞的最大孔径为1000±50μm。
6.根据权利要求1所述的二流体喷嘴，其特征在于，所述内筒的材质选用不锈钢、特氟龙或聚偏氟乙烯。
7.根据权利要求1所述的二流体喷嘴，其特征在于，所述液体出口处设有喷射嘴部件，所述喷射嘴部件具有液体通道，所述液体通道包括与所述液体出口连通的入口和与所述入口相对的喷射口，其中所述液体通道从所述入口至所述喷射口内径逐渐增大。
8.一种清洗装置，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的二流体喷嘴。
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