CN114420626A - 一种能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置及其工作方法，其中，装置包括：承载台；旋转机构，旋转机构与承载台连接；摆动机构，摆动机构设置于承载台的上方；摆动架，摆动架与摆动机构连接；第一喷嘴，第一喷嘴安装于摆动架上，第一喷嘴用于向晶圆片上喷洒化学清洗液；第二喷嘴，第二喷嘴安装于摆动架上，第二喷嘴用于向晶圆片上喷洒纯净水；第三喷嘴，第三喷嘴安装于摆动架上，第三喷嘴用于向晶圆片上喷洒超纯水；第四喷嘴，第四喷嘴安装于摆动架上，第四喷嘴用于向晶圆片上吹送氮气。通过对本发明的应用，实现了对晶圆表面的清洗工作的质量提升，使得晶圆表面便于化学清洗液的覆盖，能够实现对晶圆表面的水膜覆盖能力的增强。

Description

一种能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及晶圆清洗技术领域，尤其涉及一种能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置及其工作方法。
背景技术
随着技术的发展，对晶圆表面的清洗工作的质量要求也越来越高，一般情况下都是通过相应的晶圆清洗设备对晶圆进行单片的清洗，且在清洗过程中会保持对晶圆的旋转驱动，以使得清洗液在晶圆片的表面均匀扩散。然而，在实际的清洗过程中，刚刚完成生产工序的晶圆的表面往往不容易被化学药液所披覆，使得对晶圆的清洗工作容易出现达不到预期的情况，同时在后续的清洗过程中覆盖于晶圆表面上的水膜容易被吹离破坏。
发明内容
有鉴于此，为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置，包括：
承载台，所述承载台上放置有晶圆片；
旋转机构，所述旋转机构与所述承载台连接，所述旋转机构用于驱动所述承载台的转动；
摆动机构，所述摆动机构设置于所述承载台的上方；
摆动架，所述摆动架的一端与所述摆动机构的输出端连接，所述摆动机构用于驱动所述摆动架的另一端在水平面上做摆动；
第一喷嘴，所述第一喷嘴安装于所述摆动架的另一端上，所述第一喷嘴用于向所述晶圆片上喷洒化学清洗液；
第二喷嘴，所述第二喷嘴安装于所述摆动架的另一端上，所述第二喷嘴用于向所述晶圆片上喷洒纯净水；
第三喷嘴，所述第三喷嘴安装于所述摆动架的另一端上，所述第三喷嘴用于向所述晶圆片上喷洒超纯水；
第四喷嘴，所述第四喷嘴安装于所述摆动架的另一端上，所述第四喷嘴用于向所述晶圆片上吹送氮气。
在另一个优选的实施例中，还包括：喷嘴安装件，所述喷嘴安装件设置于所述摆动架的另一端上，所述第一喷嘴、所述第二喷嘴、所述第三喷嘴和所述第四喷嘴均嵌设于所述喷嘴安装件上。
在另一个优选的实施例中，还包括：化学清洗液供给装置、纯净水供给装置、超纯水供给装置和氮气供给装置，所述化学清洗液供给装置通过管路与所述第一喷嘴连接，所述纯净水供给装置通过管路与所述第二喷嘴连接，所述超纯水供给装置与所述第三喷嘴连接，所述氮气供给装置与所述第四喷嘴连接。
在另一个优选的实施例中，所述化学清洗液包括：RCA清洗液、SPM清洗液、SC1清洗液、SCI清洗液和EKC清洗液中的一种或多种。
在另一个优选的实施例中，还包括：清洗腔，所述承载台设置于所述清洗腔内，所述摆动机构的固定端设置于所述清洗腔外。
在另一个优选的实施例中，还包括：挡板，所述挡板设置于所述清洗腔的上部的外侧，所述环形挡板沿所述清洗腔的外壁设置，所述挡板与所述清洗腔之间形成有一回收槽。
在另一个优选的实施例中，还包括：废液回收罐，所述废液回收罐通过管路与所述回收槽的底部连接。
本发明的目的还在于一种能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置的工作方法，包括上述中任意一项所述的能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置，包括如下步骤：
步骤S1，将晶圆片放置于所述承载台上；
步骤S2，控制所述旋转机构驱动所述承载台以一标准转速做转动；
步骤S3，对晶圆片的表面喷洒纯净水；
步骤S4，对晶圆片的表面喷洒化学清洗液；
步骤S5，控制所述摆动机构以一标准周期做摆动，并对晶圆片的表面同时喷洒氮气和超纯水。
在本方法的另一个优选的实施例中，所述标准转速为200rpm～2000rpm。
在本方法的另一个优选的实施例中，当所述标准转速为Xrpm时，所述摆动机构每分钟做1/10X～X次摆动。
本发明由于采用了上述技术方案，使之与现有技术相比具有的积极效果是：通过对本发明的应用，实现了对晶圆表面的清洗工作的质量提升，通过预先喷洒纯净水来使得晶圆表面保持一湿润状态从而便于化学清洗液的覆盖，并且通过对旋转机构的驱动承载台转动的控制，配合一定频率摆动的摆动机构，能够实现对晶圆表面的水膜覆盖能力的增强，从而防止水膜被吹离破坏。
附图说明
图1为本发明的一种能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置的示意图。
附图中：
1、承载台；2、晶圆片；3、旋转机构；4、摆动机构；5、摆动架；6、第一喷嘴；7、第二喷嘴；8、第三喷嘴；9、第四喷嘴；10、喷嘴安装件；11、化学清洗液供给装置；12、纯净水供给装置；13、超纯水供给装置；14、氮气供给装置；15、清洗腔；16、挡板；17、废液回收罐。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1所示，示出一种较佳实施例的能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置，包括：承载台1，承载台1上放置有晶圆片2；旋转机构3，旋转机构3与承载台1连接，旋转机构3用于驱动承载台1的转动；摆动机构4，摆动机构4设置于承载台1的上方；摆动架5，摆动架5的一端与摆动机构4的输出端连接，摆动机构4用于驱动摆动架5的另一端在水平面上做摆动；第一喷嘴6，第一喷嘴6安装于摆动架5的另一端上，第一喷嘴6用于向晶圆片2上喷洒化学清洗液；第二喷嘴7，第二喷嘴7安装于摆动架5的另一端上，第二喷嘴7用于向晶圆片2上喷洒纯净水；第三喷嘴8，第三喷嘴8安装于摆动架5的另一端上，第三喷嘴8用于向晶圆片2上喷洒超纯水；第四喷嘴9，第四喷嘴9安装于摆动架5的另一端上，第四喷嘴9用于向晶圆片2上吹送氮气。进一步地，通过旋转机构3驱动承载台1并带动晶圆片2进行转动，在进行化学清洗液的喷洒前通过第二喷嘴7先喷洒纯净水从而预先对晶圆的表面进行湿润处理，从而使得晶圆的表面形成有一易于喷淋的接收界面，后续喷洒化学清洗液时更容易披覆扩散于晶圆的表面上，而后再通过第四喷嘴9和第三喷嘴8的配合，在摆动机构4的驱动下进行周期性的往复摆动，使得晶圆表面形成一稳定的水膜，且不易被破坏。
进一步，作为一种较佳的实施例，第一喷嘴6、第二喷嘴7、第三喷嘴8和第四喷嘴9均竖直向下设置。
进一步，作为一种较佳的实施例，摆动架5沿水平方向设置。
进一步，作为一种较佳的实施例，旋转机构3内至少具有一旋转电机，旋转电机的输出轴与承载台1传动连接。
进一步，作为一种较佳的实施例，摆动机构4内至少具有一摆动电机，摆动电机的输出轴与摆动架5传动连接。
进一步，作为一种较佳的实施例，还包括：喷嘴安装件10，喷嘴安装件10设置于摆动架5的另一端上，第一喷嘴6、第二喷嘴7、第三喷嘴8和第四喷嘴9均嵌设于喷嘴安装件10上。进一步地，将第一喷嘴6、第二喷嘴7、第三喷嘴8和第四喷嘴9紧密集成于同一安装位置，便于摆动机构4的驱动，也避免了结构上产生额外的干涉。
进一步，作为一种较佳的实施例，还包括：化学清洗液供给装置11、纯净水供给装置12、超纯水供给装置13和氮气供给装置14，化学清洗液供给装置11通过管路与第一喷嘴6连接，纯净水供给装置12通过管路与第二喷嘴7连接，超纯水供给装置13与第三喷嘴8连接，氮气供给装置14与第四喷嘴9连接。
进一步，作为一种较佳的实施例，化学清洗液包括：RCA清洗液、SPM清洗液、SC1清洗液、SCI清洗液和EKC清洗液中的一种或多种。
进一步，作为一种较佳的实施例，还包括：清洗腔15，承载台1设置于清洗腔15内，摆动机构4的固定端设置于清洗腔15外。
进一步，作为一种较佳的实施例，还包括：挡板16，挡板16设置于清洗腔15的上部的外侧，环形挡板16沿清洗腔15的外壁设置，挡板16与清洗腔15之间形成有一回收槽。
进一步，作为一种较佳的实施例，挡板16设置于清洗腔15的外壁的一侧的上端，且挡板16的下缘与清洗腔15的外壁紧密连接，挡板16的上缘向上且向外凸出延伸设置。进一步地，图1中的挡板16的位置仅为示意，挡板16的具体安装位置取决于实际工作过程中当摆动机构4朝向远离清洗腔15的方向移动后停靠的位置处，从而防止摆动机构4在上述的远离移动的过程中将各个喷嘴上残留的液体甩出。
进一步，作为一种较佳的实施例，挡板16的下缘呈一U字型结构设置。
进一步，作为一种较佳的实施例，还包括：废液回收罐17，废液回收罐17通过管路与回收槽的底部连接。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
本发明提供了一种能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置的工作方法，包括上述中任意一项的能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置，包括如下步骤：
步骤S1，将晶圆片2放置于承载台1上；
步骤S2，控制旋转机构3驱动承载台1以一标准转速做转动；
步骤S3，对晶圆片2的表面喷洒纯净水；
步骤S4，对晶圆片2的表面喷洒化学清洗液；
步骤S5，控制摆动机构4以一标准周期做摆动，并对晶圆片2的表面同时喷洒氮气和超纯水。
本发明的进一步实施例中，标准转速为200rpm～2000rpm。
本发明的进一步实施例中，标准转速具体可为200rpm或300rpm或500rpm或1000rpm或1500rpm或2000rpm。
本发明的进一步实施例中，当标准转速为Xrpm时，摆动机构4每分钟做1/10X～X次摆动。进一步地，上述的标准周期为摆动机构4驱动摆动架5执行往复运动一次的时间，距离来说当标准转速为200rpm时，摆动机构4每分钟做20次～200次的往复运动。
当标准转速为Xrpm时，摆动机构4每分钟具体做1/10X或1/5X或1/2X或X次摆动。
本发明的进一步实施例中，上述的往复运动为摆动机构4驱动喷嘴安装件10带动各个喷嘴由晶圆片2的边缘处的上方向晶圆片2的中心位置处的上方进行移动，再由晶圆片2的中心位置的上方移动至晶圆片2的边缘处的上方。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置，其特征在于，包括：
承载台，所述承载台上放置有晶圆片；
旋转机构，所述旋转机构与所述承载台连接，所述旋转机构用于驱动所述承载台的转动；
摆动机构，所述摆动机构设置于所述承载台的上方；
摆动架，所述摆动架的一端与所述摆动机构的输出端连接，所述摆动机构用于驱动所述摆动架的另一端在水平面上做摆动；
第一喷嘴，所述第一喷嘴安装于所述摆动架的另一端上，所述第一喷嘴用于向所述晶圆片上喷洒化学清洗液；
第二喷嘴，所述第二喷嘴安装于所述摆动架的另一端上，所述第二喷嘴用于向所述晶圆片上喷洒纯净水；
第三喷嘴，所述第三喷嘴安装于所述摆动架的另一端上，所述第三喷嘴用于向所述晶圆片上喷洒超纯水；
第四喷嘴，所述第四喷嘴安装于所述摆动架的另一端上，所述第四喷嘴用于向所述晶圆片上吹送氮气。
2.根据权利要求1所述的能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括：喷嘴安装件，所述喷嘴安装件设置于所述摆动架的另一端上，所述第一喷嘴、所述第二喷嘴、所述第三喷嘴和所述第四喷嘴均嵌设于所述喷嘴安装件上。
3.根据权利要求1所述的能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括：化学清洗液供给装置、纯净水供给装置、超纯水供给装置和氮气供给装置，所述化学清洗液供给装置通过管路与所述第一喷嘴连接，所述纯净水供给装置通过管路与所述第二喷嘴连接，所述超纯水供给装置与所述第三喷嘴连接，所述氮气供给装置与所述第四喷嘴连接。
4.根据权利要求1所述的能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置，其特征在于，所述化学清洗液包括：RCA清洗液、SPM清洗液、SC1清洗液、SCI清洗液和EKC清洗液中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括：清洗腔，所述承载台设置于所述清洗腔内，所述摆动机构的固定端设置于所述清洗腔外。
6.根据权利要求1所述的能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括：挡板，所述挡板设置于所述清洗腔的上部的外侧，所述环形挡板沿所述清洗腔的外壁设置，所述挡板与所述清洗腔之间形成有一回收槽。
7.根据权利要求6所述的能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括：废液回收罐，所述废液回收罐通过管路与所述回收槽的底部连接。
8.一种能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置的工作方法，包括上述权利要求1至7中任意一项所述的能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，将晶圆片放置于所述承载台上；
步骤S2，控制所述旋转机构驱动所述承载台以一标准转速做转动；
步骤S3，对晶圆片的表面喷洒纯净水；
步骤S4，对晶圆片的表面喷洒化学清洗液；
步骤S5，控制所述摆动机构以一标准周期做摆动，并对晶圆片的表面同时喷洒氮气和超纯水。
9.根据权利要求8所述的能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置的工作方法，其特征在于，所述标准转速为200rpm～2000rpm。
10.根据权利要求8所述的能改善水膜覆盖的晶圆清洗装置的工作方法，其特征在于，当所述标准转速为Xrpm时，所述摆动机构每分钟做1/10X～X次摆动。
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