CN116441218A - 一种硅片清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及晶圆制造领域，公开了一种硅片清洗装置。本发明中的硅片清洗装置，包含一端开口的清洗槽，所述清洗槽用于容纳液体及硅片，在硅片固定位置的下方靠近清洗槽底部方向设置有循环管，所述循环管包括有进水管，以及与进水管连通的第一喷淋管和第二喷淋管，所述第一喷淋管和第二喷淋管相对于硅片的中心轴线对称且平行设置，所述第一喷淋管和第二喷淋管上相对应的设置相同数量的喷水孔，通过在清洗槽底部设置平行且相对于硅片中心轴线对称的喷淋管，喷淋管上设置与和硅片位置交叉分布的喷水孔，喷水孔开口方向朝向硅片间隙的方式来实现在清洗槽中制造稳定水流的功能。

Description

一种硅片清洗装置

技术领域

本发明涉及晶圆制造领域，特别涉及一种硅片清洗装置。

背景技术

随着大规模集成电路的发展，集成度的不断提高，线宽的不断减小，对硅片的质量要求也越来越高，特别是对硅片的表面质量要求越来越严。这主要是因为硅片抛光后表面的颗粒和金属杂质沾污会严重影响器件的质量和成品率，因此，硅片清洗的好坏对器件性能有严重的影响，现有硅片的清洗工序都是在清洗槽内，一般采用带片盒清洗和裸片清洗的方式，在清洗后续的品质检测中发现，同一清洗槽中，不同硅片清洗效果不同，清洗效果明显具有差异，具体表现为，硅片表面颗粒残留检测差异较大，导致有的硅片洗净程度达标，有的硅片洗净程度不达标，严重影响硅片的品质，造成后续硅片的报废。现有清洗槽中，为了满足清洗硅片的效果，采用的是在清洗槽底部放置一根喷淋管，喷淋管上开设有数个间隔分布的喷水孔，喷水孔朝向清洗槽的对应面喷射水流带动清洗液液体循环，由于喷淋管上喷水孔前后压力不一致，导致喷水孔喷出的水流力度大小不一，同时不同喷水孔喷出的水流在清洗槽内的流动线路被硅片阻挡所产生的折射方向也不同，因此，清洗槽内的水流不稳定，各个硅片表面所受到的冲击力不同，导致硅片洗净效果不一致，部分硅片表面颗粒污染超标导致报废，造成成本损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅片清洗装置，使得同一清洗槽中液体流动稳定，不同硅片之间的洗净效果一致，满足硅片的洗净需求，减少因清洗质量不达标造成的成本损失。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种技术方案，如下：

一种硅片清洗装置，包含一端开口的清洗槽，所述清洗槽用于容纳液体及硅片，在硅片固定位置的下方靠近清洗槽底部方向设置有循环管，所述循环管包括有进水管，以及与进水管连通的第一喷淋管和第二喷淋管，所述第一喷淋管和第二喷淋管相对于硅片的中心轴线对称且平行设置，所述第一喷淋管和第二喷淋管上相对应的设置相同数量的喷水孔，所述相对应的喷水孔开口方向所在平面与硅片表面平行，并朝向硅片间隙。

进一步，所述第一喷淋管和第二喷淋管对应的端部分别由第一稳压管和第二稳压管连通，所述进水管的一端与第一稳压管连通，组成一个内部可供液体流通的循环管路。

进一步，所述进水管为一根，进水管的一端连通设置在第一稳压管的中间。

进一步，所述进水管为两根，两根进水管的其中一个端部分别与第一稳压管的一个端部连通。

进一步，所述第一稳压管的端部与第一喷淋管和第二喷淋管之间还设置有第一缓冲管，所述第二稳压管的端部与第一喷淋管和第二喷淋管之间还设置有第二缓冲管。

进一步，所述清洗装置还包括有水泵，水泵的进水口与清洗槽连通，水泵的出水口所述进水管连通。

进一步，所述清洗槽的外围设有缓冲槽，所述清洗槽内的液体能够溢流到缓冲槽内，所述清洗装置还设置有水泵，所述水泵的进水口与缓冲槽连通，所述水泵的出水口与所述进水管连通。

进一步，所述水泵的进水口通过吸水管与清洗槽或缓冲槽连通，所述水泵的出水口通过注水管与进水管连通，所述注水管的通路上还设置有过滤器。

进一步，所述第一喷淋管上喷水孔的间隔距离与硅片间隔距离对应，每一组等距间隔分布的喷水孔数量比对应等距间隔排列的硅片数量多1，以保证硅片的每个表面都受到水流的均匀冲击。

本发明所提供的一种硅片清洗装置，与现有技术相比，通过在清洗槽底部设置平行且相对于硅片中心轴线对称的喷淋管，喷淋管上设置与和硅片位置交叉分布的喷水孔，喷水孔开口方向朝向硅片间隙的方式来实现在清洗槽中制造稳定水流的功能，并通过稳压管的设计，以保证各个喷水孔喷射水流大小，方向及角度的一致性，使清洗槽内的各个硅片能够在均匀稳定的水流下得到一致的清洗效果，降低清洗槽内不同位置硅片清洗不均匀造成硅片表面颗粒污染超标，减少硅片报废损失。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本发明实施例中一种清洗装置结构示意图；

图2是本发明实施例中一种清洗装置结构示意图；

图3是本发明第一实施例中循环管结构示意图；

图4是本发明第二实施例中循环管结构示意图；

图5是本发明第三实施例中循环管结构示意图。

附图标记：1、清洗槽；2、循环管；21，21’、进水管；22、第一喷淋管；23、第二喷淋管；24、第一稳压管；25、第二稳压管；26、第一缓冲管；27、第二缓冲管；3、水泵；31、吸水管；32、注水管；33、过滤器；4、缓冲槽。

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，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

如图1所示，本发明所提供的一种硅片清洗装置，包括有清洗槽1，清洗槽1顶部开口，内部设有可以容纳液体的容置空间，优选的为长方体结构，当然也可以根据需要选择其他形状结构。在清洗槽1的底部设有托料架，托料架的底部与清洗槽1底部之间留有空间，托料架用于放置及固定装有硅片的片盒或者直接放置及固定硅片，所述托料架可以依照现有技术中的常规手段完成，本实施例中所提供的附图中未示出。所述清洗装置还包括有一个水泵3，水泵3的进水口与清洗槽1直接连通，也可以通过吸水管31与清洗槽连通，水泵的出水口与循环管2连通，循环管2包括平行间隔设置的第一喷淋管22和第二喷淋管23，第一喷淋管22和第二喷淋管23的相对应的两端分别由第一稳压管24和第二稳压管25连通，组成一个内部空间连通，可供液体流动的矩形循环管路，所述循环管2还包括将水泵出水口与循环管路连通的进水管21，当然，根据清洗装置安装需求，还可以在水泵的出水口和进水管21之间增设注水管32，所述注水管32的一端与水泵出水口连通，另一端与进水管21连通。第一喷淋管22和第二喷淋管23平行并相对于硅片中心轴线对称的设置在硅片的下方，第一喷淋管22和第二喷淋管23与硅片表面所在虚拟平面垂直相交，所述的第一喷淋管22和第二喷淋管23上相对的设置有数量相等的喷水孔，喷水口位置与相应硅片的位置对应，喷水孔开口朝向硅片的间隙设置，同一根喷淋管上的喷水孔大小及开口方向一致。

所述的硅片为圆形的薄片，一般厚度在400μm-1100μm之间，硅片常见规格有6英寸、8寸和12寸，针对列举以外规格的硅片，也可以适用本发明中所提供的技术方案。

在本发明所提供的第一个实施例中，清洗槽可容纳两盒硅片同时清洗，每盒硅片有25片，每盒25个硅片之间等距设置，两盒硅片之间留有间距，同一清洗槽内硅片的中心轴线相同，所述的第一喷淋管22与每盒硅片对应的设置有26个喷水孔，所述喷水孔的间距与硅片的间距相同，硅片与喷水孔的位置硅片的中心轴线方向交叉分布，即每个硅片的径向位置处于两个喷水孔之间；对应两盒硅片，所述第一喷淋管22上设置有两组喷水孔，每组喷水孔为26个，第二喷淋管23上的喷水孔与第一喷淋管22上喷水孔对应设置；所述喷淋管直径为10MM，喷水孔直径大小为2MM，第一喷淋管22上的喷水孔的开口方向与水平面成30°夹角并朝向硅片，第二喷淋管23喷水孔相对硅片中线轴线与第一喷淋管22上的喷水孔对称设置。如图3所示的循环管2结构示意图，水泵3的出水口通过注水管32与循环管2连通，循环管2包括平行间隔设置的第一喷淋管22和第二喷淋管23，第一喷淋管22和第二喷淋管23的相对应的两端分别由第一稳压管24和第二稳压管25连通，组成一个内部空间连通且可供液体流动的矩形循环管路，所述循环管2还包括进水管21，所述进水管21的一端与注水管32连通，另一端连接于第一稳压管24的中间位置，第一喷淋管22和第二喷淋管23位于托料架的下方，水泵3所产生高压水流经进水管21流入喷淋管，通过第一喷淋管22和第二喷淋管23上的喷水口朝向硅片之间的缝隙喷射，喷水口中水流的喷射方向与硅片表面平行，第一喷淋管22和第二喷淋管23上相对应的喷水口水流喷射方向所对应的虚拟直线位于同一平面且相交，第一喷淋管22和第二喷淋管23上的喷水口喷出的在清洗槽内交汇，形成一定的回旋水流，有利于硅片洗净效果，同时由于第一喷淋管22和第二喷淋管23处于一个循环的通路中，水压接近，在各个喷水口大小相同，角度对应的情况下，喷射水流的强度接近，能够在清洗槽内形成较为稳定的水流，使得各个硅片的清洗效果一致，不会出现不同硅片洗净效果不一致的现象。

当然，喷水孔的开口角度及位置可以根据所述第一喷淋管和第二喷淋管与硅片的相对位置而定，以能够冲刷硅片表面及避开托料架对水流的阻挡为基础进行调整，喷水孔的数量可以根据清洗槽中一次所清洗硅片的数量而进行调整。

在本发明所提供的第二个实施例中，如图4所示的循环管2结构示意图，与第一个实施例的区别在于，进水管的设置不同，循环管中包含进水管21及进水管21’，两根进水管分别设置在第二稳压管25的两端，优选的采用三通接头的将进水管21、第一喷淋管22及第二稳压管25连通，进水管21’、第二喷淋管23及第二稳压管25连通，采用此种结构能够使循环管内压力相同，从而使第一喷淋管22和第二喷淋管23内的水流压力稳定一致。

在本发明所提供的第三个实施例中，如图5所示的循环管2结构示意图，与第二个实施例的区别在于，所述喷淋管与稳压管之间增加了第一缓冲管26和第二缓冲管27，所述第一缓冲管26设置有两根，用于将第一稳压管24的两个端部分别与第一喷淋管22和第二喷淋管23的一端连通，所述第二缓冲管27设置有为两根，用于将第二稳压管25的两个端部分别与第一喷淋管22和第二喷淋管23连通的一端连通。所述缓冲管的设置能够进一步平衡循环管内的水压，使第一喷淋管22和第二喷淋管23内的压力处于相同的状态，保证喷水孔喷射水流的稳定性和均衡性，从而使清洗槽内的水流更加稳定均衡，使各个硅片的清洗效果一致。同时第一缓冲管23和第二缓冲管还用于与清洗槽进行固定连接，保持整个循环管2的稳定性。

优选的，还可以在清洗槽1的外部设有缓冲槽4，缓冲槽4能够收集存放清洗槽1开口边缘溢出的液体，所述缓冲槽4可以固定地连接在清洗槽1的底部外侧或者侧壁的外侧，也可以将缓冲槽4与清洗槽1分离的设置清洗槽1的下方，设置有缓冲槽4的情况下，所述水泵的进水口与缓冲槽4连通，通过水泵吸取缓冲槽4内液体后经进水管21注入循环管2内。

使用时，利用水泵的作用，将清洗槽或者缓冲槽内的液体吸取并通过水泵加压的原理，将高压液体从出水口注入循环管中，液体进而从循环管内的第一喷淋管和第二喷淋管上的喷水口喷出，由于第一喷淋管和第二喷淋管处于同一个连通的管路上，因此其内部压力接近，所述喷水口内喷出的水流力度一致，能够在液体槽内形成相对稳定水流，持续且均匀地冲刷各个硅片的表面，从而达到同一清洗槽内各个硅片表面清洗洁净程度一致的效果，有利于对硅片清洗质量的把控，降低硅片报废的成本损失。

本发明所提供的一种硅片清洗装置，通过设置平行且相对于硅片中心轴线对称的喷淋管，喷淋管上设置与和硅片位置交叉分布的喷水孔，喷水孔开口方向朝向硅片间隙的方式来实现在清洗槽中制造稳定水流的功能，并通过稳压管的设计，以保证各个喷水孔喷射水流大小，方向及角度的一致性，使清洗槽内的各个硅片能够在均匀稳定的水流下得到一致的清洗效果，降低因清洗不均匀造成硅片颗粒污染超标，降低成本报废损失。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种硅片清洗装置，其特征在于，包含一端开口的清洗槽，所述清洗槽用于容纳液体及硅片，在硅片固定位置的下方靠近清洗槽底部方向设置有循环管，所述循环管包括有进水管，以及与进水管连通的第一喷淋管和第二喷淋管，所述第一喷淋管和第二喷淋管相对于硅片的中心轴线对称且平行设置，所述第一喷淋管和第二喷淋管上相对应的设置相同数量的喷水孔，所述相对应的喷水孔开口方向所在平面与硅片表面平行，并朝向硅片间隙。

2.根据权利要求1所述的硅片清洗装置，其特征在于，所述第一喷淋管和第二喷淋管对应的端部分别由第一稳压管和第二稳压管连通，所述进水管的一端与第一稳压管连通，组成一个内部可供液体流通的循环管路。

3.根据权利要求2所述的硅片清洗装置，其特征在于，所述进水管为一根，进水管的一端连通设置在第一稳压管的中间。

4.根据权利要求2所述的硅片清洗装置，其特征在于，所述进水管为两根，两根进水管的其中一个端部分别与第一稳压管的一个端部连通。

5.根据权利要求4所述的硅片清洗装置，其特征在于，所述第一稳压管的端部与第一喷淋管和第二喷淋管之间还设置有第一缓冲管，所述第二稳压管的端部与第一喷淋管和第二喷淋管之间还设置有第二缓冲管。

6.根据权利要求1所述的硅片清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括有水泵，水泵的进水口与清洗槽连通，水泵的出水口所述进水管连通。

7.根据权利要求1所述的硅片清洗装置，其特征在于，所述清洗槽的外围设有缓冲槽，所述清洗槽内的液体能够溢流到缓冲槽内，所述清洗装置还设置有水泵，所述水泵的进水口与缓冲槽连通，所述水泵的出水口与所述进水管连通。

8.根据权利要求6或7所述的硅片清洗装置，其特征在于，所述水泵的进水口通过吸水管与清洗槽或缓冲槽连通，所述水泵的出水口通过注水管与进水管连通，所述注水管的通路上还设置有过滤器。

9.根据权利要求1-7任一项所述的硅片清洗装置，其特征在于，所述第一喷淋管上喷水孔的间隔距离与硅片间隔距离对应，每一组等距间隔分布的喷水孔数量比对应等距间隔排列的硅片数量多1，以保证硅片的每个表面都受到水流的均匀冲击。