CN115121550A - 一种晶圆清洗装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆清洗装置及其方法,其装置包括计算机;储液箱;微泵;高压静电发生器;电流表;相机;喷嘴;电极环;绝缘稳压组件;固定台架底座;光源;洁净卡扣;摆动组件;万向支撑板;废液池;支架;洁净腔体。本发明提出的晶圆清洗方法及装置采用静电喷雾的方式对晶圆表面进行清洗,并对静电微喷雾清洗情况进行实时监测和调控,结构简单,成本较低,晶圆清洗效率和良率较传统的晶圆清洗方法更高,提高晶圆清洗效率和清洗质量,降低清洗工艺成本,提高清洗过程安全性,为IC制造工艺提供了新途径。
Description
技术领域
本发明属于半导体制造技术领域,具体涉及一种晶圆清洗装置及其方法。
背景技术
芯片产业属于社会发展和国民经济中的高精尖科技领域,对国家的经济发展起着重要的作用。作为芯片的前身,晶圆是制作硅半导体电路的基本原料,在高端制造业中占有重要位置,其品质显著影响半导体集成电路的质量。晶圆的原始材料是硅,将晶硅溶解并掺入籽晶后拉伸成单晶硅棒,硅晶棒经过切片、研磨、倒角、抛光等步骤后形成硅晶片,即晶圆。在处理过程中,晶圆不可避免地与各种有机物、粒子及金属接触,导致表面产生污染物质。目前,通常采用物理、化学或机械清洗的方法对吸附在晶圆表面的污染物解吸,从而清洁晶圆表面。随着集成电路工艺技术的快速发展和关键尺寸的不断缩小,集成电路制造过程中晶圆清洗质量的高低已成为影响先进电子器件的性能、可靠性与稳定性的关键因素。
湿法清洗是较为常用的晶圆清洗方法,即利用化学溶剂和去离子水对晶圆表面的污染物、有机物及金属离子等进行氧化、蚀刻和溶解,从而清洁晶圆表面。具体步骤是先用清洗剂冲洗掉较大尺寸的残留物再用大量去离子水去除清洗剂,最后对晶圆表面进行干燥。但湿法清洗方法在清洗过程中存在诸多问题,如难以去除细小残留物,强烈冲击作用会造成晶圆表面缺陷且清洗范围不均匀等。因此,亟需一种高效可控的新型晶圆清洗方法以满足集成电路制造工艺需求。
发明内容
针对上述技术问题,本发明的一个方式的目的之一提供一种晶圆清洗装置,通过对清洗液荷电使静电微喷雾产生带有电荷的液滴,荷电液滴能够利用静电力有效吸附传统清洗方式难以处理的黏附于晶圆表面的较小尺寸的污染颗粒,能够进一步提高晶圆表面的洁净度。
本发明的一个方式的目的之一是将清洗液通过静电微喷雾的方式形成微尺度液滴,大大减小了液滴粒径,避免了大尺寸液滴对晶圆表面的撞击伤害,有利于保护晶圆表面,提高了晶圆清洗质量。
本发明的一个方式的目的之一是利用电场产生静电微喷雾使清洗液形成大量小液滴,在同等清洗液用量下增加了晶圆表面清洗液滴的数量,避免了清洗液的浪费,提高了清洗液使用效率,能够显著降低清洗液使用量,节约晶圆清洗成本。
本发明的一个方式的目的之一是采用静电微喷雾形成喷雾锥角较大的清洗喷雾,可增加液滴群对晶圆表面的清洗覆盖范围,进一步提高了晶圆清洗效率和清洗液使用效率。
本发明的一个方式的目的之一是采用静电微喷雾形成粒径分布较为均匀的喷雾液滴群,提高了清洗液对晶圆表面清洗的均匀性。
本发明的一个方式的目的之一是采用相机结合背景光源可实现对清洗液喷雾情况的实时监测,静电喷雾质量通过电脑动态显示,便于及时调整静电喷雾系统的清洗参数。
本发明的一个方式的目的之一是利用高压静电发生器和泵可实现对清洗液喷雾效果的调控,通过调节静电喷雾系统的电压和流量参数达到最佳晶圆清洗效果,有利于提高晶圆清洗效率和质量。
本发明的一个方式的目的之一是利用可旋转组件在清洗过程中能够改变晶圆的倾斜角度,既能去除晶圆表面的残留清洗液也能对晶圆的正反面进行同步清洗,进一步提升晶圆清洗效率。
本发明的一个方式的目的之一是通过电流表对静电喷雾系统的电流进行动态监测,有助于控制静电喷雾参数,提高了晶圆清洗安全性。
本发明的一个方式的目的之一是提一种所述供晶圆清洗装置的清洁方法,将清洗液经由喷嘴产生具有可控荷电量、喷雾锥角、液滴粒径等的静电喷雾,达到高效脱除晶圆表面污染物的目的,所述装置结构简单,成本较低,方法操作简单,且晶圆清洗效率和良率较传统的晶圆清洗方法更高。
本发明的一个方式的目的之一是将晶圆清洗置于腔体体内,避免了外部环境对晶圆表面的污染,有利于提高晶圆清洗质量。
注意,这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
本发明的技术方案是:一种晶圆清洗装置,包括储液箱、泵、高压静电发生器、喷嘴、电极环、绝缘稳压组件、台架底座、支架和腔体;
所述支架安装在腔体内的上部两侧;
所述绝缘稳压组件两端分别与支架连接,泵的进液口与储液箱连接,出液口与绝缘稳压组件连接,绝缘稳压组件与喷嘴的进液口连接,喷嘴与高压静电发生器连接;
所述电极环设置在喷嘴出液口下方;
所述台架底座包括第一固定台架底座和第二固定台架底座,第一固定台架底座和第二固定台架底座设置在电极环的下方,第一固定台架底座和第二固定台架底座用于放置待清洗的晶圆工件。
上述方案中,还包括计算机、相机和光源;
所述计算机分别与相机和光源连接,所述相机和光源安装在腔体内,且相机和光源分别位于喷嘴的两侧。
进一步的,所述支架上设有滑轨,绝缘稳压组件的两端设有与所述滑轨连接的滑块,所述绝缘稳压组件与第一驱动机构连接,第一驱动机构与计算机连接,第一驱动机构用于驱动绝缘稳压组件沿支架移动。
上述方案中,还包括卡扣、万向支撑板和摆动组件;
所述万向支撑板位于第一固定台架底座和第二固定台架底座之间;
所述第一固定台架底座和第二固定台架底座上分别安装卡扣,卡扣的一端用于固定晶圆,另一端与第二驱动机构连接,第二驱动机构用于驱动卡扣带动晶圆沿其轴线往复摆动。
上述方案中,还包括电流表,所述电流表分别与喷嘴和计算机连接。
上述方案中,还包括废液池;所述废液池位于腔体内的底部。
一种晶圆清洗装置的清洗方法,包括如下步骤:
将待清洗的晶圆放入腔体中并通过卡扣安装在台架底座和万向支撑板上;
将清洗液储存在储液箱中,启动泵后,清洗液经绝缘管道输送进入喷嘴内;
启动高压静电发生器,喷嘴与高压静电发生器连接而带电,当清洗液经过喷嘴管道时会进行接触荷电,清洗液从喷嘴出口流出时会在喷嘴与电极环间形成静电微喷雾,对晶圆进行清洗。
上述方案中,还包括如下步骤:
启动摆动组件,使晶圆能够在万向支撑板及台架底座上进行往复摆动,改变晶圆的倾斜角度。
上述方案中,还包括如下步骤:
在晶圆清洗过程中,同步开启相机、光源、计算机,对静电喷雾及晶圆的清洗状态进行动态监测;
启动所述电流表,实时监测喷嘴产生的电流情况。
上述方案中,还包括如下步骤:
根据清洗的状态通过计算机控制第一驱动机构驱动绝缘稳压组件沿支架移动,调节清洗的位置;
根据清洗的状态通过计算机对高压静电发生器和泵进行动态调节,改变荷电电压和喷雾流量。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
根据本发明的一个方式,通过对清洗液荷电使静电微喷雾产生带有电荷的液滴,荷电液滴能够利用静电力有效吸附传统清洗方式难以处理的黏附于晶圆表面的较小尺寸的污染颗粒,能够进一步提高晶圆表面的洁净度。
根据本发明的一个方式,将清洗液通过静电微喷雾的方式形成微尺度液滴,大大减小了液滴粒径,避免了大尺寸液滴对晶圆表面的撞击伤害,有利于保护晶圆表面,提高了晶圆清洗质量。
根据本发明的一个方式,利用电场产生静电微喷雾使清洗液形成大量小液滴,在同等清洗液用量下增加了晶圆表面清洗液滴的数量,避免了清洗液的浪费,提高了清洗液使用效率,能够显著降低清洗液使用量,节约晶圆清洗成本。
根据本发明的一个方式,采用静电微喷雾形成喷雾锥角较大的清洗喷雾,可增加液滴群对晶圆表面的清洗覆盖范围,进一步提高了晶圆清洗效率和清洗液使用效率。
根据本发明的一个方式,采用静电微喷雾形成粒径分布较为均匀的喷雾液滴群,提高了清洗液对晶圆表面清洗的均匀性。
根据本发明的一个方式,采用相机结合背景光源可实现对清洗液喷雾情况的实时监测,静电喷雾质量通过计算机动态显示,便于及时调整静电喷雾系统的清洗参数。
根据本发明的一个方式,利用高压静电发生器和泵可实现对清洗液喷雾效果的调控,通过调节静电喷雾系统的电压和流量参数达到最佳晶圆清洗效果,有利于提高晶圆清洗效率和质量。
根据本发明的一个方式,利用可旋转组件在清洗过程中能够改变晶圆的倾斜角度,既能去除晶圆表面的残留清洗液也能对晶圆的正反面进行清洗,进一步提升晶圆清洗效率。
根据本发明的一个方式,通过电流表对静电喷雾系统的电流进行动态监测,有助于控制静电喷雾参数,提高了晶圆清洗安全性。
根据本发明的一个方式,将晶圆清洗置于腔体体内,避免了外部环境对晶圆表面的污染,有利于提高晶圆清洗质量。
根据本发明的一个方式,通过所述供晶圆清洗装置的清洁方法,将清洗液经由喷嘴产生具有可控荷电量、喷雾锥角、液滴粒径等的静电喷雾,达到高效脱除晶圆表面污染物的目的,所述装置结构简单,成本较低,方法操作简单,且晶圆清洗效率和良率较传统的晶圆清洗方法更高。
注意,这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式并不一定必须具有所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书等的记载显而易见地看出并抽出上述以外的效果。
附图说明
图1是本发明一实施方式的晶圆清洗装置的结构正视图示意图。
图2是本发明一实施方式的晶圆清洗装置的结构侧视图示意图。
图3是无荷电状态的液滴示意图。
图4是本发明一实施方式的荷电液滴吸附小尺寸颗粒示意图。
图5是本发明一实施方式的荷电喷雾清洗示意图。
图6是本发明一实施方式的喷嘴出口的荷电喷雾图。
图7是本发明一实施方式的荷电喷雾与常规机械喷雾对比示意图,其中图7(a)为荷电喷雾,图7(b)为常规机械喷雾。
图中:1.计算机;2.储液箱;3.泵;4.高压静电发生器;5.电流表;6.相机;7.喷嘴;8.电极环;9.绝缘稳压组件;10.晶圆;111.第一固定台架底座;112.第二固定台架底座;12.光源;13.卡扣;14.摆动组件;15.万向支撑板;16.废液池;17.支架;18.腔体。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1所示为所述晶圆清洗装置的一种较佳实施方式,包括储液箱2、泵3、高压静电发生器4、喷嘴7、电极环8、绝缘稳压组件9、台架底座、支架17和腔体18;
所述支架17安装在腔体18内的上部两侧;
所述绝缘稳压组件9两端分别与支架17连接,泵3的进液口与储液箱2连接,出液口与绝缘稳压组件9连接,绝缘稳压组件9与喷嘴7的进液口连接,喷嘴7与高压静电发生器4连接;
所述电极环8设置在喷嘴7出液口下方,优选的,电极环8的直径大于喷嘴7的外部直径;
所述台架底座包括第一固定台架底座111和第二固定台架底座112,第一固定台架底座111和第二固定台架底座112设置在电极环8的下方,第一固定台架底座111和第二固定台架底座112用于放置待清洗的晶圆工件,图中给出一个晶圆10安装的示意图,晶圆10可进行阵列安装。
所述晶圆清洗装置在进行晶圆10清洗时,通过泵3抽取储液箱2中的清洗剂,然后通过管道进入稳压组件9向喷嘴7提供具有一定压力的清洗剂。清洗剂在喷嘴7内被高压静电发生器4荷电,经过喷嘴7与环形电极8后形成如图6所示的静电微喷雾,喷雾产生如图4所示微尺度荷电的液滴撞击在晶圆10表面对晶圆10进行清洗,荷电喷雾清洗过程如图5所示,荷电液滴能通过静电力吸附极小尺寸的颗粒,有效提高晶圆表面清洗质量,如图4所示,而无荷电状态的液滴如图3所示,不能吸附极小尺寸的颗粒。
优选的,还包括计算机1、相机6和光源12;所述计算机1分别与相机6和光源12连接,所述相机6和光源12安装在腔体18内,且相机6和光源12分别位于喷嘴7的两侧,相机6正对面安装光源12,以照亮整个喷雾清洗过程,相机6拍摄的静电雾化清洗过程通过传输线在计算机1上动态显示,达到静电喷雾清洗过程的实时监控效果;
如图2所示,所述支架17上设有滑轨,绝缘稳压组件9的两端设有与所述滑轨连接的滑块,所述绝缘稳压组件9与第一驱动机构连接,第一驱动机构与计算机1连接,第一驱动机构用于驱动绝缘稳压组件9沿支架17移动。
优选的,还包括卡扣13、万向支撑板15和摆动组件14;
所述万向支撑板15位于第一固定台架底座111和第二固定台架底座112之间,万向支撑板15与晶圆10接触并接地,以维持晶圆电中性避免静电黏附的影响;晶圆10中心下方由万向支撑板15支撑,以维持晶圆10在摆动过程中的受力均匀和表面平整;
所述第一固定台架底座111和第二固定台架底座112上分别安装卡扣13;卡扣13的一端用于固定晶圆10,另一端与第二驱动机构连接,第二驱动机构用于驱动卡扣13带动晶圆10沿其轴线往复摆动。
优选的,还包括废液池16;所述废液池16位于腔体18内的底部。
在晶圆10的正面清洗过程中,通过旋转组件14将晶圆10先缓慢顺时针旋转摆动倾斜,对晶圆10的反面清洗,也可将清洗废液排入废液池16中。当晶圆10顺时针旋转摆动倾斜至一定角度后,通过旋转组件14将晶圆10缓慢逆时针旋转倾斜至一定角度,以对晶圆10的正面清洗,也同步将清洗废液排入废液池16中。实现晶圆10的正反面的清洁。优选的,还包括电流表5,所述电流表5分别与喷嘴7和计算机1连接,以实时获取静电喷雾清洗过程中产生的电流,保持整个静电喷雾清洗系统的稳定运行;
根据静电喷雾实时情况,利用高压静电发生器4和微泵3调节荷电电压和喷雾压力,控制静电喷雾的雾化锥角,雾化锥角的大小影响晶圆清洗均匀性,调节喷雾液滴的尺寸以控制液滴对晶圆10壁面的撞击影响,以获得理想的静电微喷雾质量。
优选的,所述泵3为微泵。
优选的,喷嘴7与电极环8垂直布置,两者间距一般设置在0-60mm之间,电极环8下方30-200mm安放晶圆10,在这个距离范围内可以调节清洗的喷雾锥角、液滴的粒径和带电量使得清洗达到最佳的效果。
所述晶圆10和万向支撑板15需接地。所述电流表5分别与喷嘴7和地极连接。电极环8通过导线接地,高压静电发生器4和电流表5的接地端均通过导线接地。
一种根据所述晶圆清洗装置的清洗方法,包括如下步骤:
将待清洗的晶圆10放入腔体18中并通过卡扣13安装在台架底座和万向支撑板15上;
将清洗液储存在储液箱2中,启动泵3后,清洗液经绝缘管道输送进入喷嘴7内;
启动高压静电发生器4,喷嘴7与高压静电发生器4连接而带电,当清洗液经过喷嘴7管道时会进行接触荷电,清洗液从喷嘴7出口流出时会在喷嘴7与电极环8间形成静电微喷雾,对晶圆10进行清洗。
优选的,还包括如下步骤:
启动摆动组件14,使晶圆10能够在万向支撑板15及台架底座上进行往复摆动,改变晶圆10的倾斜角度。
优选的,还包括如下步骤:
在晶圆10清洗过程中,同步开启相机6、光源12、计算机1,喷嘴7产生的静电微喷雾被光源12提供的背景光照亮并由相机6记录,实时显示在计算机1上,对静电喷雾及晶圆10的清洗状态进行动态监测;
启动所述电流表5,实时监测喷嘴7产生的电流情况,防止高压静电发生器4击穿或过载等异常情况,维持整个静电喷雾晶圆清洗系统的安全高效运行。
优选的,还包括如下步骤:
根据清洗的状态通过计算机1控制第一驱动机构驱动绝缘稳压组件9沿支架17移动,调节清洗的位置;
根据清洗的状态通过计算机1对高压静电发生器4和泵3进行动态调节,改变荷电电压和喷雾流量,以达到理想清洗效果。
具体工作原理:
预先将待清洗晶圆10放入腔体18中并通过卡扣13固定在固定台架底座和万向支撑板15上。将清洗液储存在储液箱2中,启动泵3后,清洗液经绝缘管道输送进入喷嘴7内。在雾化喷嘴7入口段装有绝缘稳压组件9以保证喷嘴7具有稳定的雾化压力,进而保证雾化喷雾具有稳定的流量,如图6所示。启动高压静电发生器4后,喷嘴7与高压静电发生器4连接而带电,当清洗液经过喷嘴7管道时会进行接触荷电,清洗液从喷嘴7出口流出时会在喷嘴7与电极环8间形成静电微喷雾,静电喷雾形成锥形喷雾液滴群并产生大量如图4所示的微尺度荷电液滴,能够覆盖整个晶圆10表面,荷电微液滴与晶圆10表面接触后对晶圆10进行清洗,如图5所示,同时荷电液滴能够通过静电力吸附较小尺寸的污染物,如图4所示,提高晶圆10清洗效果。启动旋转组件14,使晶圆10能够在万向支撑板15及台架底座上沿其水平轴线进行往复摆动,在对晶圆10正、反面进行清洗,进一步提高晶圆清洗效率。在晶圆10清洗过程中,同步开启相机6、光源12和电流表5,对高压静电发生器及其对晶圆10的清洗状态进行动态监测,以实现静电喷雾清洗过程的动态调节。静电喷雾清洗过程通过相机6被实时传输到计算机1中,以获得静电喷雾清洗状态,并根据静电喷雾清洗情况,对高压静电发生器4和泵3进行动态调节,改变荷电电压和喷雾流量,以达到理想清洗效果。同时,高压静电发生器4产生的微电流由电流表5实时显示,防止在对高压静电发生器4进行调节时出现击穿或过载等异常情况,维持整个静电喷雾晶圆清洗系统的安全高效运行。
根据晶圆10的不同清洗状态,喷嘴7可以采用不同类型的喷嘴或不锈钢管,且清洗液的输送供给方式不局限于泵3,也可以采取其他形式。但无论何种清洗液的供给方式与雾化喷嘴7,清洗液均会在电场作用下产生荷电雾滴群,并且荷电后的微液滴与晶圆10接触,进行晶圆10清洗。在晶圆10清洗过程中,静电喷雾不仅能通过喷雾液滴群对晶圆10表面进行清洗,荷电液滴和外加电场所产生的附加电场力/库伦力能够有效吸附微小尺寸的晶圆10表面污染物,有利于提高晶圆清洗雾滴对晶圆表面的清洗能力,提高其清洗效率。
本装置可以清洗晶圆10表面的污染物,还可以利用相同的原理对表面洁净度要求较高的其他物体进行静电喷雾清洗,按照相同的步骤同样可以除去表面的大颗粒污染物和小尺寸杂质等,达到清洁壁面的目的,如图7所示,根据图7(a)、图7(b)对比可见荷电喷雾范围更广、均匀性更好比常规机械喷雾优势明显。
本发明提出的高效安全晶圆清洗方法及装置采用静电喷雾的方式对晶圆表面进行清洗,并对静电微喷雾清洗情况进行实时监测和调控,提高晶圆清洗效率和清洗质量,降低清洗工艺成本,提高清洗过程安全性,为IC清洗工艺提供了新途径。
应当理解,虽然本说明书是按照各个实施例描述的,但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种晶圆清洗装置,其特征在于,包括储液箱(2)、泵(3)、高压静电发生器(4)、喷嘴(7)、电极环(8)、绝缘稳压组件(9)、台架底座、支架(17)和腔体(18);
所述支架(17)安装在腔体(18)内的上部两侧;
所述绝缘稳压组件(9)两端分别与支架(17)连接,泵(3)的进液口与储液箱(2)连接,出液口与绝缘稳压组件(9)连接,绝缘稳压组件(9)与喷嘴(7)的进液口连接,喷嘴(7)与高压静电发生器(4)连接;
所述电极环(8)设置在喷嘴(7)出液口下方;
所述台架底座包括第一固定台架底座(111)和第二固定台架底座(112),第一固定台架底座(111)和第二固定台架底座(112)设置在电极环(8)的下方,第一固定台架底座(111)和第二固定台架底座(112)用于放置待清洗的晶圆(10)。
2.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置,其特征在于,还包括计算机(1)、相机(6)和光源(12);
所述计算机(1)分别与相机(6)和光源(12)连接,所述相机(6)和光源(12)安装在腔体(18)内,且相机(6)和光源(12)分别位于喷嘴(7)的两侧。
3.根据权利要求2所述的晶圆清洗装置,其特征在于,所述支架(17)上设有滑轨,绝缘稳压组件(9)的两端设有与所述滑轨连接的滑块,所述绝缘稳压组件(9)与第一驱动机构连接,第一驱动机构与计算机(1)连接,第一驱动机构用于驱动绝缘稳压组件(9)沿支架(17)移动。
4.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置,其特征在于,还包括卡扣(13)、万向支撑板(15)和摆动组件(14);
所述万向支撑板(15)位于第一固定台架底座(111)和第二固定台架底座(112)之间;
所述第一固定台架底座(111)和第二固定台架底座(112)上分别安装卡扣(13),卡扣(13)的一端用于固定晶圆(10),另一端与第二驱动机构连接,第二驱动机构用于驱动卡扣(13)带动晶圆(10)沿其轴线往复摆动。
5.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置,其特征在于,还包括电流表(5),所述电流表(5)分别与喷嘴(7)和计算机(1)连接。
6.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置,其特征在于,还包括废液池(16);所述废液池(16)位于腔体(18)内的底部。
7.一种根据权利要求1-6任意一项所述晶圆清洗装置的清洗方法,其特征在于,包括如下步骤:
将待清洗的晶圆(10)放入腔体(18)中并通过卡扣(13)安装在台架底座和万向支撑板(15)上;
将清洗液储存在储液箱(2)中,启动泵(3)后,清洗液经绝缘管道输送进入喷嘴(7)内;
启动高压静电发生器(4),喷嘴(7)与高压静电发生器(4)连接而带电,当清洗液经过喷嘴(7)管道时会进行接触荷电,清洗液从喷嘴(7)出口流出时会在喷嘴(7)与电极环(8)间形成静电微喷雾,对晶圆(10)进行清洗。
8.根据权利要求7所述晶圆清洗装置的清洗方法,其特征在于,还包括如下步骤:
启动摆动组件(14),使晶圆能够在万向支撑板(15)及台架底座上进行往复摆动,改变晶圆(10)的倾斜角度。
9.根据权利要求7所述晶圆清洗装置的清洗方法,其特征在于,还包括如下步骤:
在晶圆(10)清洗过程中,同步开启相机(6)、光源(12)、计算机(1),对静电喷雾及晶圆(10)的清洗状态进行动态监测;
启动所述电流表(5),实时监测喷嘴(7)产生的电流情况。
10.根据权利要求7所述晶圆清洗装置的清洗方法,其特征在于,还包括如下步骤:
根据清洗的状态通过计算机(1)控制第一驱动机构驱动绝缘稳压组件(9)沿支架(17)移动,调节清洗的位置;
根据清洗的状态通过计算机(1)对高压静电发生器(4)和泵(3)进行动态调节,改变荷电电压和喷雾流量。
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Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5796111A (en) * | 1995-10-30 | 1998-08-18 | Phrasor Scientific, Inc. | Apparatus for cleaning contaminated surfaces using energetic cluster beams |
US20060118132A1 (en) * | 2004-12-06 | 2006-06-08 | Bergman Eric J | Cleaning with electrically charged aerosols |
CN101063609A (zh) * | 2006-04-28 | 2007-10-31 | 佳能株式会社 | 检查装置和检查方法 |
CN101962884A (zh) * | 2010-09-20 | 2011-02-02 | 江苏大学 | 阵列式静电喷雾系统及其染整方法和设备 |
CN104748263A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-01 | 西安交通大学 | 一种采用空调冷凝水进行雾化加湿与空气净化的装置 |
CN107015444A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-08-04 | 武汉华星光电技术有限公司 | 显影工艺中的玻璃基板的水洗装置及方法 |
CN107262437A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-10-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种清洗装置 |
CN109604771A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-04-12 | 西安石油大学 | 一种双面交替toptig冷丝增材制造系统及制造方法 |
CN209035072U (zh) * | 2018-09-30 | 2019-06-28 | 河南天扬光电科技有限公司 | 玻璃基板表面异物检查清洗台车 |
CN110752263A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-04 | 晶海洋半导体材料(东海)有限公司 | 一种单晶制绒的提拉方法及装置 |
CN111211064A (zh) * | 2018-11-21 | 2020-05-29 | 沈阳芯源微电子设备股份有限公司 | 一种低接触晶圆对中、翻转系统 |
CN112133671A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-12-25 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 晶圆翻转机构和晶圆清洗设备 |
CN112439573A (zh) * | 2019-09-02 | 2021-03-05 | 细美事有限公司 | 喷嘴,包括该喷嘴的基板处理装置以及基板处理方法 |
CN112509946A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-16 | 宁波瑞曼特新材料有限公司 | 一种多功能晶片腐蚀和清洗装置及使用方法 |
CN215613584U (zh) * | 2021-09-17 | 2022-01-25 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种晶圆清洗台及晶圆清洗装置 |
CN114597140A (zh) * | 2020-12-07 | 2022-06-07 | 天津市环智新能源技术有限公司 | 一种可调慢提拉清洗系统及干燥方法 |
-
2022
- 2022-06-27 CN CN202210736294.9A patent/CN115121550A/zh active Pending
Patent Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5796111A (en) * | 1995-10-30 | 1998-08-18 | Phrasor Scientific, Inc. | Apparatus for cleaning contaminated surfaces using energetic cluster beams |
US20060118132A1 (en) * | 2004-12-06 | 2006-06-08 | Bergman Eric J | Cleaning with electrically charged aerosols |
WO2006062923A2 (en) * | 2004-12-06 | 2006-06-15 | Semitool, Inc. | Cleaning with electrically charged aerosols |
TW200626242A (en) * | 2004-12-06 | 2006-08-01 | Semitool Inc | Cleaning with electrically charged aerosols |
CN101063609A (zh) * | 2006-04-28 | 2007-10-31 | 佳能株式会社 | 检查装置和检查方法 |
CN101962884A (zh) * | 2010-09-20 | 2011-02-02 | 江苏大学 | 阵列式静电喷雾系统及其染整方法和设备 |
CN104748263A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-01 | 西安交通大学 | 一种采用空调冷凝水进行雾化加湿与空气净化的装置 |
CN107015444A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-08-04 | 武汉华星光电技术有限公司 | 显影工艺中的玻璃基板的水洗装置及方法 |
CN107262437A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-10-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种清洗装置 |
CN209035072U (zh) * | 2018-09-30 | 2019-06-28 | 河南天扬光电科技有限公司 | 玻璃基板表面异物检查清洗台车 |
CN111211064A (zh) * | 2018-11-21 | 2020-05-29 | 沈阳芯源微电子设备股份有限公司 | 一种低接触晶圆对中、翻转系统 |
CN109604771A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-04-12 | 西安石油大学 | 一种双面交替toptig冷丝增材制造系统及制造方法 |
CN112439573A (zh) * | 2019-09-02 | 2021-03-05 | 细美事有限公司 | 喷嘴,包括该喷嘴的基板处理装置以及基板处理方法 |
CN110752263A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-04 | 晶海洋半导体材料(东海)有限公司 | 一种单晶制绒的提拉方法及装置 |
CN112133671A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-12-25 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 晶圆翻转机构和晶圆清洗设备 |
CN112509946A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-16 | 宁波瑞曼特新材料有限公司 | 一种多功能晶片腐蚀和清洗装置及使用方法 |
CN114597140A (zh) * | 2020-12-07 | 2022-06-07 | 天津市环智新能源技术有限公司 | 一种可调慢提拉清洗系统及干燥方法 |
CN215613584U (zh) * | 2021-09-17 | 2022-01-25 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 一种晶圆清洗台及晶圆清洗装置 |
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