CN116013804A - 清洗装置及其清洗方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种清洗装置及其清洗方法，清洗装置包括：清洗腔室、气体发生器、固定组件、冷却组件和回收组件，清洗腔室内设有间隔设置的冷却区域、清洗区域和加热区域；气体发生器用于对加热区域升温并生成清洗气体；固定组件用于将半导体结构固定于清洗区域中，半导体结构的第二面上图形区，第二面朝向加热区域的方向；冷却组件与冷却区域连通，用于对半导体结构的第一面执行冷却制程，使进入图形区的清洗气体冷凝为清洗液体；回收组件与清洗腔室连通，用于回收再次汽化的清洗液体。本公开的清洗装置通过清洗气体的状态变化对半导体结构的图形区进行清洗，有效减少清洗过程中表面毛细张力对图形区的影响，提高清洗质量。

Description

清洗装置及其清洗方法

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种清洗装置及其清洗方法。

背景技术

在整个半导体结构的制造过程中，为了保证半导体结构表面的清洁，经常需要对半导体结构进行清洗处理。而随着半导体技术的高速发展，半导体结构的制造工艺日益复杂，具有高深宽比结构的半导体结构愈发重要。

相关技术中，在对高深宽比结构的半导体结构在清洗过程中，半导体结构极易产生侧向弯曲或者尺寸变化等问题，降低了半导体结构的性能和良率。

发明内容

以下是对本公开详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本公开提供一种清洗装置及其清洗方法。

本公开实施例的第一方面，提供了一种清洗装置，包括：

清洗腔室，所述清洗腔室内构造成依次间隔设置的冷却区域、清洗区域和加热区域，所述冷却区域位于所述加热区域的上方；

气体发生器，用于对所述加热区域升温并生成清洗气体；

固定组件，用于将半导体结构固定于所述清洗区域中，所述半导体结构具有相对设置的第一面和第二面，所述第二面上具有预设深宽比的图形区，其中，所述第二面朝向所述加热区域的方向；

与所述冷却区域连通的冷却组件，用于对所述第一面执行冷却制程，使进入所述图形区的所述清洗气体冷凝为清洗液体；

回收组件，与所述清洗腔室连通，用于回收再次汽化后的所述清洗液体。

根据本公开的一些实施例，所述气体发生器包括具有容纳腔的壳体和加热组件，所述容纳腔用于盛放清洗剂；

所述加热组件用于对所述加热区域升温，并对所述清洗剂加热以生成所述清洗气体。

根据本公开的一些实施例，所述壳体包括具有开口的壳本体以及盖设在所述开口上的罩体；

所述壳本体上设有分别与所述容纳腔相连通的清洁气体管路和供液管路，所述清洁气体管路和所述供液管路位于所述壳本体的不同侧，其中，所述清洁气体管路用于清洗后对所述清洗腔室进行干燥处理，所述供液管路用于输送所述清洗剂；

所述罩体设置有气体出口，所述清洗气体由所述气体出口向外输出。

根据本公开的一些实施例，所述罩体在纵截面上的投影形状包括圆锥型、半椭圆形和凹型中的一种。

根据本公开的一些实施例，所述气体出口的个数为多个，且均匀布设于所述罩体上。

根据本公开的一些实施例，所述加热组件包括第一卡盘和第一加热器，所述第一卡盘设置于所述壳体内；

所述第一加热器设置在所述壳体上，并与所述第一卡盘连接，用于对所述第一卡盘进行加热。

根据本公开的一些实施例，所述清洗腔室上设有第一驱动件，所述第一驱动件的输出轴端与所述气体发生器连接，所述第一驱动件用于调节所述气体发生器与所述固定组件之间的相对间距。

根据本公开的一些实施例，所述固定组件包括固定架和固定杆；

所述固定杆设置在所述固定架朝向所述气体发生器的一侧，所述固定杆的个数为多个，每个所述固定杆的底端均设有用于承载所述半导体结构的固定部，多个所述固定部与所述固定架之间围合成容置空间；

其中，所述第一面朝向所述固定架设置。

根据本公开的一些实施例，所述冷却组件包括第二卡盘以及设在所述第二卡盘上的冷却管路，所述第二卡盘通过第二驱动件与所述清洗腔室连接，所述第二驱动件用于驱动所述第二卡盘抵接在所述第一面上。

根据本公开的一些实施例，所述冷却管路包括冷却环路和冷却支路；

所述冷却环路的个数为多个且同心设置，所述冷却环路上设有冷却进口和冷却出口，其中，所述冷却进口和所述冷却出口位于不同的所述冷却环路上；

所述冷却支路用于连接相邻的所述冷却环路，相邻的所述冷却环路之间的所述冷却支路的个数不同。

根据本公开的一些实施例，所述回收组件包括真空泵和回收管路，所述真空泵与所述回收管路连通，所述回收管路与所述清洗腔室连通，所述回收管路上设有第一截止阀。

根据本公开的一些实施例，所述回收组件还包括净化管路，所述净化管路分别与所述气体发生器和所述回收管路连通，所述净化管路上设有第二截止阀。

根据本公开的一些实施例，所述清洗装置还包括第二加热器，所述第二加热器与所述清洗腔室连通，用于对所述清洗腔室进行干燥处理。

根据本公开的一些实施例，所述预设深宽比大于或等于5。

本公开实施例的第二方面，提供了一种清洗装置的清洗方法，应用于如第一方面所述的清洗装置，所述清洗方法包括：

将半导体结构放置于清洗腔室内的固定组件中，使所述半导体结构上具有预设深宽比的图形区的第二面朝向气体发生器设置；

利用所述气体发生器对加热区域进行第一次升温处理，使所述气体发生器内的液态清洗剂转化为气态的清洗气体，以对所述第二面进行清洗；

利用冷却组件对清洗后的所述半导体结构的第一面执行冷却制程，使所述清洗气体冷凝为清洗液体；

通过所述气体发生器对所述加热区域进行第二次升温处理，同时调整所述清洗腔室内的压力，使所述清洗液体再次汽化；

利用回收组件将汽化后的所述清洗液体排出。

根据本公开的一些实施例，所述清洗方法还包括：

将清洗后的半导体结构自所述清洗腔室中移出，并对所述清洗腔室进行清洗。

本公开实施例的清洗装置及其清洗方法中，利用气体发生器升温并生成清洗气体，清洗气体对半导体结构上具有图形区的第二面进行清洗，在清洗过程中，通过冷却组件对半导体结构的第一面进行冷却，使清洗气体冷凝为清洗液体，而后再通过回收组件对再次汽化后的清洗液体进行回收，从而通过清洗气体的状态变化对半导体结构的图形区进行高效清洗，有效减少清洗过程中表面毛细张力对半导体结构图形区的影响，提高清洗质量。

本公开的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其它特征和优点将从说明书，附图以及权利要求书变得明显。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与描述一起用于解释本公开实施例的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本公开的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的清洗装置的示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的清洗装置中放置半导体结构的示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的清洗装置中第二卡盘抵接在半导体结构上的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的清洗装置中对半导体结构的第二面进行清洗的示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的清洗装置中对颗粒杂质进行清洗的示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的清洗装置中颗粒杂质排出过程的示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的清洗装置中对半导体结构进行干燥处理的示意图。

图8是根据一示例性实施例示出的清洗装置中半导体结构移出后的示意图。

图9是根据一示例性实施例示出的清洗装置中罩体的三种结构的示意图。

图10是根据一示例性实施例示出的清洗装置中冷却组件的示意图。

图11是根据一示例性实施例示出的清洗装置中第一距离、位移距离和初始距离的示意图。

图12是根据一示例性实施例示出的清洗装置的清洗方法的流程图。

附图标记：

1、清洗腔室；2、气体发生器；

3、固定组件；4、冷却组件；

5、回收组件；6、半导体结构；

7、清洁气体管路；8、供液管路；

9、第一驱动件；10、第二驱动件；

11、冷却区域；12、清洗区域；

13、加热区域；21、壳体；

22、加热组件；31、固定架；

32、固定杆；33、容置空间

41、第二卡盘；42、冷却管路；

51、真空泵；52、回收管路；

53、第一截止阀；54、净化管路；

55、第二截止阀；61、第一面；

62、第二面；63、图形区；

81、第一储液罐；110、第二加热器；

211、壳本体；212、罩体；

221、第一卡盘；222、第一加热器；

321、固定部；421、冷却环路；

422、冷却支路；423、冷却进口；

424、冷却出口；425、第二储液罐；

2121、气体出口；L1、第一距离；

L2、位移距离；L3、初始距离；

P、颗粒杂质。

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中的附图，对公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在整个半导体结构的制造过程中，为了保证半导体结构表面的清洁，经常需要对半导体结构进行清洗处理。而随着半导体技术的高速发展，半导体结构的制造工艺日益复杂，具有高深宽比结构的半导体结构愈发重要。

但具有高深宽比结构的半导体结构在清洗过程中，由于清洗液中掺杂的化学药剂等的毛细张力在半导体结构干燥过程中会释放较大的作用力，从而使半导体结构中的高深宽比结构极易产生侧向弯曲或者尺寸变化等问题，降低了半导体结构的性能和良率。

本公开实施例的清洗装置及其清洗方法中，利用气体发生器升温并生成清洗气体，清洗气体对半导体结构上具有图形区的第二面进行清洗，在清洗过程中，通过冷却组件对半导体结构的第一面进行冷却，使清洗气体冷凝为清洗液体，而后再通过回收组件对再次汽化后的清洗液体进行回收，从而通过清洗气体的状态变化对半导体结构的图形区进行高效清洗，有效减少清洗过程中表面毛细张力对半导体结构图形区的影响，提高清洗质量。

本公开示例性的实施例中提供一种清洗装置，如图1所示，图1示出了根据本公开一示例性的实施例提供的清洗装置的示意图，下面结合图2-图11对清洗装置进行介绍。

如图1所示，本公开一示例性的实施例提供了一种清洗装置，包括清洗腔室1。该清洗腔室1内部构造成依次间隔设置的冷却区域11、清洗区域12和加热区域13，冷却区域11位于加热区域13的上方。

冷却区域11位于清洗腔室1内的最上方位置处，冷却区域11内可以设置有冷却组件4。清洗区域12位于冷却区域11和加热区域13之间，在清洗区域12中可以设置有待清洗的半导体结构6，半导体结构6包括但不限于晶圆。加热区域13位于清洗腔室1内的最下方位置处。

继续参照图1，清洗装置中还包括气体发生器2。气体发生器2可以是设置在加热区域13内；也可以是设置在清洗腔室1外，并通过导热管道等与加热区域13连通。该气体发生器2用于对加热区域13升温，并生成清洗气体，例如水、酸、碱、有机溶剂蒸汽等。其中，清洗气体产生后会沿着朝向清洗区域12的方向移动，并对位于清洗区域12内的半导体结构进行初步清洗。

继续参照图1、图5和图7，清洗装置还包括固定组件3。固定组件3用于将半导体结构6固定于清洗区域12内。在一些实施例中，半导体结构6包括相对设置的第一面61和第二面62。在半导体结构6的第二面62上具有预设深宽比的图形区63，在一些实施例中，本公开的清洗装置可以良好地清洗预设深宽比的半导体结构6，例如预设深宽比可以大于或等于5。需要说明的是，参照图5所示，半导体结构6在半导体各个工艺制程中，通常都会经过诸如薄膜沉积、刻蚀、抛光等多道工艺步骤，从而在半导体结构6的功能面比如第二面62上形成有图形区63，而上述工艺步骤中可能会使图形区63内聚集有各种颗粒杂质P等。在本实施例中，将半导体结构6的第二面62朝向加热区域13的方向设置，并通过气体发生器2所产生的清洗气体对图形区63中的颗粒杂质P进行清洗。

参照图1和图10，清洗装置还包括冷却组件4。该冷却组件4用于对半导体结构6的第一面61执行冷却制程，使进入图形区63的清洗气体冷凝为清洗液体。需要说明的是，当图形区63中存在颗粒杂质P时，冷凝后的清洗液体将包裹有颗粒杂质P，此时，由于半导体结构6的第二面62是沿垂直朝下方向设置的，包裹有颗粒杂质P的清洗液体因重力作用会沿着图形区63的侧壁向下流动。清洗液体在下降过程中，会因清洗腔室1内的压力以及气体发生器2的升温作用下重新转化为气态形式的清洗液体。

参照图1和图6，清洗装置还包括回收组件5。回收组件5与清洗腔室1连通，用于回收再次汽化后的清洗液体，从而将聚集在图形区63中的颗粒杂质排至清洗腔室1外。

本实施例的清洗装置中，通过气体发生器2对加热区域13升温并产生清洗气体，然后清洗气体对对半导体结构6上具有图形区63的第二面62进行清洗，在清洗过程中，通过冷却组件4对半导体结构6的第一面61进行冷却，使清洗气体冷凝为清洗液体，清洗液体包裹住图形区63内的颗粒杂质P并通过重力作用向下流动，在流动过程中，包裹有颗粒杂质P的清洗液体会被再次汽化转化为气态形式的清洗液体，最后通过回收组件5对再次汽化后的清洗液体进行回收，从而将颗粒杂质P排出至清洗腔室1外。本公开实施例中利用清洗气体的状态变化对半导体结构6的图形区63进行高效清洗，有效减少清洗过程中表面毛细张力对半导体结构6的图形区63的影响，从而提高清洗质量。

如图1所示，在一些实施例中，气体发生器2包括壳体21和加热组件22。其中，壳体21内具有容纳腔，该容纳腔用于盛放清洗剂，例如去离子水、酸液、碱液，以及一些合适的有机溶剂等，例如包括但不限于乙醇、丙醇、异丙醇等。需要说明的是，壳体21的顶端朝向清洗区域12设置，并且可以直接与半导体结构6的第二面62的图形区63正对。加热组件22可以是设置在壳体21内，或者是设置在清洗腔室1外，用于对加热区域13升温，并对容纳腔内的清洗剂加热，从而使清洗剂生成清洗气体。生成的清洗气体在上升过程中会进入图形区63内，并充斥在颗粒杂质P的周围，然后通过冷却组件4对半导体结构6的第一面61进行冷却，清洗气体冷凝为清洗液体，清洗液体包裹住颗粒杂质P，并通过重力作用下降，从而将颗粒杂质P清理至图形区63外。

如图3所示，在一些实施例中，壳体21包括具有开口的壳本体211以及盖设在开口上的罩体212。其中，壳本体211可以包括U型槽，该U型槽的内部构造成容纳腔，开口(图中未示出)设置在壳本体211的顶面上。

如图1所示，在壳本体211上设置与容纳腔相连通的清洁气体管路7。其中，当半导体结构6完成清洗工序后，参照图7所示，在清洁气体管路7中通入清洁气体，以对半导体结构6的第一面61、第二面62以及图形区63进行干燥处理。半导体结构6的干燥处理完成后，停止输送清洁气体。而后，通过机械手等半导体设备将该半导体结构6移出清洗腔室1。在一些实施例中，还可以继续向清洁气体管路7内通入清洁气体，同时，加热组件22继续加热并使清洗剂生成清洗气体，在清洁气体和清洗气体的共同作用下，对清洗腔室1的内部进行自清洗过程。在一些实施例中，清洁气体包括惰性气体。

继续参照图1，在壳本体211上还设置有供液管路8。供液管路8的一端与容纳腔连通，供液管路8的另一端可以与储存有清洗剂的第一储液罐81连通，用于输送清洗剂，进一步地，在一些实施例中，供液管路8还可以包括进气装置(图中未示出)，进气装置连通第一储液罐81，从而可以向第一储液罐81中通入气体，例如二氧化碳气体，第一储液罐81中存储有去离子水时，通入二氧化碳可以减少水分子的表面张力，从而提高清洗半导体结构6表面时的清洗效果，当然，通入的气体并不限定于此，还可以使用惰性气体、以及一些无腐蚀性、无毒的气体等。其中，清洁气体管路7与供液管路8位于壳本体211的不同侧，以合理布置清洗装置的各个部件。

参照图1和图6，在罩体212上设置有气体出口2121。气体出口2121可以设置在罩体212的顶端并与半导体结构6的图形区63相对设置。其中，由清洁气体管路7通入的清洁气体以及由加热组件22对清洗剂加热所生成的清洗气体均由气体出口2121向外输出。

在本实施例中，在清洗腔室1内设置清洁气体管路7和供液管路8，配合设置有气体出口2121的罩体212和加热组件3，可有效提高清洗效率，同时也可以快速实现对清洗后的半导体结构6的干燥处理、以及后续清洗腔室1的自清洗过程。

在一些实施例中，如图1和图9所示，以罩体212的纵截面为投影面，罩体212在该投影面上的投影形状包括圆锥型、半椭圆形和凹型中的一种。在本实施例中，罩体212上的气体出口2121的个数为多个，且均匀布设于罩体212上。需要说明的是，多个气体出口2121可以是呈圆周阵列排布，或者呈矩形阵列排布，或者是间隔设置的，便于清洗气体和/或清洁气体均匀的输送至半导体结构6的图形区63中，减少半导体结构6的第二面62上各个区域的图形区63接触到的清洗气体和/或清洁气体的时间差，从而降低对半导体结构6的清洗和干燥处理的时间成本。

如图1和图2所示，在一些实施例中，加热组件22包括第一卡盘221和第一加热器222。需要说明的是，在壳本体211内可以具有液体流动管路，第一卡盘221可以设置在壳本体211内，并位于液体流动管路的下方，用于对流动液体管路内的清洗液进行加热。在本实施例中，第一卡盘211可以是与壳本体211和液体流动管路一体成型。其中，第一卡盘221可以包括静电卡盘。而在另一实施例中，也可以是将第一卡盘221设置在壳本体211外侧的底面上，壳本体211内部的底面上设置有液体流动管路，即第一卡盘221与壳本体211之间为分体结构设计。

第一加热器222设置在壳本体211上，并与第一卡盘221连接，用于对第一卡盘221进行加热。其中，第一加热器222可以固定于壳体21的底部，第一加热器222可以采用电加热形式的加热管。

本实施例中通过第一加热器222对第一卡盘221进行快速加热，能使清洗剂快速转化为气态形式的清洗气体，能有效减少对半导体结构6的清洗周期。

继续参照图1所示，在清洗腔室1上设置有第一驱动件9。该第一驱动件的输出轴端与气体发生器2连接，用于调节气体发生器2与固定组件3之间的相对间距。其中，第一驱动件9是与气体发生器2中的壳体21连接的，并可带动壳体21沿垂直方向进行上下移动。从而调节壳体21与半导体结构6之间的相对间距。在一些实施例中，第一驱动件9包括第一驱动电机，该第一驱动电机能够实现壳体21与半导体结构6之间的第一距离L1的调节，参照图11所示，该第一距离L1的长度范围为20mm-50mm，例如，20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm。当清洗腔室1内的温度上升至预定温度时，可以通过第一驱动件调整壳体21与半导体结构6之间的相对间距，使得半导体结构6靠近气体发生器2，从而对半导体结构6的图形区63表层的温度进行微调，以进一步提高半导体结构6的清洗质量以及干燥处理的质量。

如图1至图5所示，固定组件3包括固定架31和固定杆32，其中，半导体结构6的第一面61朝向固定架31设置。

固定杆32的个数为多个，多个固定杆32均匀间隔设置在固定架31上，且固定杆32的一端朝向气体发生器2设置。在每个固定杆32的底端均设有用于承载半导体结构6的固定部321。参照图8所示，多个固定部321与固定架31之间围合成容置空间33。其中，半导体结构6被设置在容置空间33内，并且半导体结构6的边缘搭接在固定部321上。

在一些实施例中，固定杆32的个数至少为三个。当固定杆32的个数为三个时，三个固定部321所形成的三角形为等腰三角形或者等边三角形，以使半导体结构6能够稳定的放置在容置空间33内。需要说明的是，半导体结构6可以通过半导体设备中的机械手放置在容置空间33内。

本实施例中，通过设置多个固定杆32，并利用固定杆32底端的固定部321使半导体结构6的放置更加稳定，避免在清洗过程中半导体结构6的位置发生偏移，以进一步提高半导体结构6的清洗质量。

参照图1所示，在一些实施例中，冷却组件4包括第二卡盘41以及设在第二卡盘41上的冷却管路42。第二卡盘41通过第二驱动件10与清洗腔室1连接，其中，第二卡盘41包括静电卡盘，第二驱动件10包括第二驱动电机，该第二驱动电机设置在清洗腔室1的顶部，第二驱动电机的输出轴端向下依次穿过清洗腔室1的顶部和固定架31后与第二卡盘41连接。第二驱动件10用于驱动第二卡盘41抵接在半导体结构6的第一面61上。在本实施例中，通过可上下移动的第二卡盘41配合多个固定部321，可以将半导体结构6稳定的固定在容置空间内，避免在清洗时半导体结构6的位置发生偏移，以进一步提高半导体结构6的清洗质量。

参照图1和图11所示，其中，第二驱动件10可以带动第二卡盘41上下移动，该第二卡盘41的位移距离L2范围为15mm-30mm，例如，15mm、18mm、20mm、25mm、30mm，以便于半导体结构6被放置于容置空间33中，或者便于半导体结构6从容置空间33中取出。

参照图11所示，需要说明的是，在一些实施例中，第一卡盘221和第二卡盘41之间具有初始距离L3，而该初始距离L3的长度范围为80mm-120mm，以保证在升温过程中，半导体结构6的第二面62的各个区域温度上升的均匀性，从而方便后续对半导体结构6进行清洗。

参照图1和图10所示，在一些实施例中，冷却管路42包括冷却环路421和冷却支路422。冷却环路421的个数为多个，并且多个冷却环路421同心设置。其中，多个冷却环路421可以是设置在第二卡盘41的上表面、下表面，或者是设置在第二卡盘41的内部。其中之一的冷却环路421上设置有冷却进口423，该冷却进口423可以通过连接管路与储存有冷却液的第二储液罐连通425。其中另一的冷却环路421上设置有冷却出口424，该冷却出口424可以通过连接管路与储存有冷却液的第二储液罐425连通。

相邻的冷却环路421之间通过多个间隔设置的冷却支路422连通。其中，沿第二卡盘41的边缘至其中心延伸的方向，第一位置中相邻的冷却环路421之间的冷却支路422的个数与第二位置中相邻的冷却环路421之间的冷却支路422的个数不同。

在本实施例中，通过多个同心设置的冷却环路421配合冷却支路422、冷却进口423和冷却出口424，在第二卡盘41上形成一个完整的冷却循环通路，以提高对半导体结构6的第一面61的冷却速度和冷却效果，提高对图形区63中清洁气体的冷凝速度，减少半导体结构6清洗的周期。

参照图1和图6所示，在一些实施例中，回收组件5包括真空泵51和回收管路52。真空泵51与回收管路52连通，回收管路52与清洗腔室1连通，回收管路52上设有第一截止阀53。其中，回收管路52中温度大于等于清洗液体的沸点，例如可以大于100℃，从而保证包裹有颗粒杂质P的清洗液体始终呈气体，进而经真空泵51抽走，以进行回收。真空泵51用于使清洗腔室1内形成真空，以及将包裹有颗粒杂质P的且再次汽化后的清洗液体通过回收管路52排出至清洗腔室1外。需要说明的是，在清洗腔室1内的回收管路52可以包括多个分支管路，多个分支管路均匀间隔在清洗腔室1的内壁的内侧，以将清洗腔室1内汽化后的清洗液体均匀的排至清洗腔室1外。

在本实施例中，利用真空泵51、回收管路52和第一截止阀53，能够使包裹有颗粒杂质P的且再次汽化后的清洗液体快速的排出至清洗腔室1外，便于操作，能够有效降低半导体结构6的清洗周期。

参照图1所示，在一些实施例中，回收组件5还可以包括净化管路54。该净化管路54的两端分别与气体发生器2中的壳体21和回收管路52连通。需要说明的是，部分包裹有颗粒杂质的清洗液体在下降过程可能存不会被再次汽化，而是通过罩体212上的气体出口2121进入容纳腔中。在本实施中，通过净化管路，可以将沉积在壳体21中的那部分包裹有颗粒杂质P的清洗液体排出至清洗腔室1外，提高半导体结构的清洗质量。

参照图1所示，其中，为了便于控制净化管路54的导通状态，在净化管路54上设置有第二截止阀55。

在一些实施例中，如图1所示，清洗装置还包括第二加热器110，第二加热器110与清洗腔室1连通，当半导体结构6完成清洗，并被转移处清洗腔室1后，利用第二加热器110对清洗腔室1内进行干燥处理，以便于后续半导体结构6的清洗处理。

如图12所示，本公开以示例性的实施例提供了一种清洗装置的清洗方法，该清洗方法包括：

步骤S100：将半导体结构放置于清洗腔室内的固定组件中，使半导体结构上具有预设深宽比的图形区的第二面朝向气体发生器设置。

步骤S200：利用气体发生器对加热区域进行第一次升温处理，使气体发生器内的液态清洗剂转化为气态的清洗气体，以对第二面进行清洗。

步骤S300：利用冷却组件对清洗后的半导体结构的第一面执行冷却制程，使清洗气体冷凝为清洗液体。

步骤S400：通过气体发生器对加热区域进行第二次升温处理，同时调整清洗腔室内的压力，使清洗液体再次汽化。

步骤S500：利用回收组件将汽化后的清洗液体排出。

示例性地，在步骤S100中，半导体结构6经过多种制程工艺步骤之后，在半导体结构6的第二面62(即顶面)上形成有预定深宽比的图形区63。其中，半导体结构6在进入清洗腔室1之前，可以通过机械手等半导体设备将该半导体结构6翻转180度，使半导体结构6的第二面62朝下设置。

然后通过机械手将半导体结构6送至固定组件3中，第二驱动件10带动第二卡盘41向下移动，配合多个固定杆32的固定部321将半导体结构6牢固的固定在容置空间33内，使图形区63朝向气体发生器2设置。

在步骤S200中，利用气体发生器2对加热区域13进行第一次升温处理，使壳体21中的液态清洗液转为气态的清洗液，以生产清洗气体，清洗气体通过罩体212的气体出口2121排出，该清洗气体在上升过程中进入图形区63中，并充斥在图形区63的颗粒杂质P周围。

在步骤S300中，利用冷却管路42对第二卡盘41进行降温处理，使得半导体结构6的第一面61的表面温度下降，从而在半导体结构6的第一面61和第二面62之间形成温度差，同时，控制清洗腔室1内的压力，将图形区63内的清洗气体冷凝为液体形式的清洗液体，其中，清洗液体中包裹有颗粒杂质P。而后，通过重力作用，清洗液体沿着图形区63中具有预设深宽比结构的侧壁流出。

在步骤S400中，通过气体发生器2对加热区域进行第二次升温处理，同时调节清洗腔室1内的压力。由于清洗腔室1内的压力和第一卡盘221的高温，使得包裹有颗粒杂质P的清洗液体在下降过程会再次转化为气态形式的清洗液体。

在步骤S500中，降低清洗腔室1内的压力，利用回收组件5中的真空泵51将汽化后的清洗液体排出至清洗腔室1。

需要说明的是，在该步骤S500中，还包括：待半导体结构6清洗完成后，对第二卡盘41加热，同时通过清洁气体管路7通入惰性气体，对清洗之后的半导体结构6进行干燥处理。

干燥处理制程结束后，通过真空泵51对清洗腔室1抽真空，保持清洗腔室1内的真空状态，而后第二驱动件10带动第二卡盘41向上移动，解除半导体结构6的固定状态，利用机械手将半导体结构6从清洗腔室1中转出。

当半导体结构6自清洗腔室1中移出后，对第二卡盘41加热。而后经清洁气体管路7通入清洁气体，同时利用气体发生器2对清洗剂加热生成清洗气体，并调高清洗腔室1内的压力，对清洗腔室1进行自清洗。

本实施例的清洗装置的清洗方法，利用气体发生器2升温并生成清洗气体，清洗气体对半导体结构6上具有图形区63的第二面62进行清洗，在清洗过程中，通过冷却组件4对半导体结构6的第一面61进行冷却，使清洗气体冷凝为包裹有颗粒杂质P的清洗液体，而后通过回收组件5对再次汽化后的清洗液体进行回收，通过清洗气体的状态变化对半导体结构6的图形区63进行高效清洗，有效减少清洗过程中表面毛细张力对半导体结构6的图形区63的影响，提高清洗质量。

本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例性的实施例”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施方式或示例中。

在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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公开和简化描述，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公开的限制。

可以理解的是，本公开所使用的术语“第一”、“第二”等可在本公开中用于描述各种结构，但这些结构不受这些术语的限制。这些术语仅用于将第一个结构与另一个结构区分。

在一个或多个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的多个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的结构。在下文中描述了本公开的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本公开。但正如本领域技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本公开。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种清洗装置，其特征在于，包括：

清洗腔室，所述清洗腔室内构造成依次间隔设置的冷却区域、清洗区域和加热区域，所述冷却区域位于所述加热区域的上方；

气体发生器，用于对所述加热区域升温并生成清洗气体；

固定组件，用于将半导体结构固定于所述清洗区域中，所述半导体结构具有相对设置的第一面和第二面，所述第二面上具有预设深宽比的图形区，其中，所述第二面朝向所述加热区域的方向；

与所述冷却区域连通的冷却组件，用于对所述第一面执行冷却制程，使进入所述图形区的所述清洗气体冷凝为清洗液体；

回收组件，与所述清洗腔室连通，用于回收再次汽化后的所述清洗液体。

2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述气体发生器包括具有容纳腔的壳体和加热组件，所述容纳腔用于盛放清洗剂；

所述加热组件用于对所述加热区域升温，并对所述清洗剂加热以生成所述清洗气体。

3.根据权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述壳体包括具有开口的壳本体以及盖设在所述开口上的罩体；

所述壳本体上设有分别与所述容纳腔相连通的清洁气体管路和供液管路，所述清洁气体管路和所述供液管路位于所述壳本体的不同侧，其中，所述清洁气体管路用于清洗后对所述清洗腔室进行干燥处理，所述供液管路用于输送所述清洗剂；

所述罩体设置有气体出口，所述清洗气体由所述气体出口向外输出。

4.根据权利要求3所述的清洗装置，其特征在于，所述罩体在纵截面上的投影形状包括圆锥型、半椭圆形和凹型中的一种。

5.根据权利要求3所述的清洗装置，其特征在于，所述气体出口的个数为多个，且布设于所述罩体上。

6.根据权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述加热组件包括第一卡盘和第一加热器，所述第一卡盘设置于所述壳体内；

所述第一加热器设置在所述壳体上，并与所述第一卡盘连接，用于对所述第一卡盘进行加热。

7.根据权利要求1所述清洗装置，其特征在于，所述清洗腔室上设有第一驱动件，所述第一驱动件的输出轴端与所述气体发生器连接，所述第一驱动件用于调节所述气体发生器与所述固定组件之间的相对间距。

8.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述固定组件包括固定架和固定杆；

所述固定杆设置在所述固定架朝向所述气体发生器的一侧，所述固定杆的个数为多个，每个所述固定杆的底端均设有用于承载所述半导体结构的固定部，多个所述固定部与所述固定架之间围合成容置空间；

其中，所述第一面朝向所述固定架设置。

9.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述冷却组件包括第二卡盘以及设在所述第二卡盘上的冷却管路，所述第二卡盘通过第二驱动件与所述清洗腔室连接，所述第二驱动件用于驱动所述第二卡盘抵接在所述第一面上。

10.根据权利要求9所述的清洗装置，其特征在于，所述冷却管路包括冷却环路和冷却支路；

所述冷却环路的个数为多个且同心设置，所述冷却环路上设有冷却进口和冷却出口，其中，所述冷却进口和所述冷却出口位于不同的所述冷却环路上；

所述冷却支路用于连接相邻的所述冷却环路，相邻的所述冷却环路之间的所述冷却支路的个数不同。

11.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述回收组件包括真空泵和回收管路，所述真空泵与所述回收管路连通，所述回收管路与所述清洗腔室连通，所述回收管路上设有第一截止阀。

12.根据权利要求11所述的清洗装置，其特征在于，所述回收组件还包括净化管路，所述净化管路分别与所述气体发生器和所述回收管路连通，所述净化管路上设有第二截止阀。

13.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括第二加热器，所述第二加热器与所述清洗腔室连通，用于对所述清洗腔室进行干燥处理。

14.根据权利要求1-13任一项所述的清洗装置，其特征在于，所述预设深宽比大于或等于5。

15.一种清洗装置的清洗方法，其特征在于，应用于如权利要求1-14任一项所述的清洗装置，所述清洗方法包括：

将半导体结构放置于清洗腔室内的固定组件中，使所述半导体结构上具有预设深宽比的图形区的第二面朝向气体发生器设置；

利用所述气体发生器对加热区域进行第一次升温处理，使所述气体发生器内的液态清洗剂转化为气态的清洗气体，以对所述第二面进行清洗；

利用冷却组件对清洗后的所述半导体结构的第一面执行冷却制程，使所述清洗气体冷凝为清洗液体；

通过所述气体发生器对所述加热区域进行第二次升温处理，同时调整所述清洗腔室内的压力，使所述清洗液体再次汽化；

利用回收组件将汽化后的所述清洗液体排出。

16.根据权利要求15所述的清洗装置的清洗方法，其特征在于，所述清洗方法还包括：

将清洗后的半导体结构自所述清洗腔室中移出，并对所述清洗腔室进行清洗。

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