CN116884879A - 一种晶圆清洗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆清洗设备,包括:清洗槽,所述清洗槽内包括清洗液,用于清洗晶圆;抽风口档板,设置在所述清洗槽上方的抽风口处,以避免所述抽风口直接对着晶圆抽气;槽区挡板,围绕所述清洗槽的槽口设置,以避免所述清洗槽上方的气体串流。根据本发明提供的晶圆清洗设备,通过在清洗槽上方的抽风口处设置抽风口挡板,避免抽风口直接对着晶圆抽气,从而避免了晶圆快速风干表面形成局部氧化,通过围绕清洗槽的槽口设置槽区挡板,避免了不同类型的酸气在槽区之间横向串流,通过共同设置抽风口挡板和槽区挡板改变了晶圆清洗设备槽区内循环风场环境,提高了产品良率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,具体而言涉及一种晶圆清洗设备。
背景技术
晶圆是用于制作硅半导体集成电路的硅晶片。因为晶圆表面的清洁度会极大影响的最终产品的成品率和性能,因此在晶圆的加工处理过程中,需要保证晶圆表面非常干净。现有技术中,一般采取的做法是将若干待清洗的晶圆放置于收纳盒中,然后将收纳盒浸泡在清洗槽内,通过浸泡、移动、喷淋、冲洗等步骤,完成晶圆的清洗。
然而,当晶圆升出清洗槽后,清洗设备的抽风口直接对着晶圆抽气,使得靠近抽风口位置的晶圆快速风干,在晶圆表面形成局部氧化。此外,不同类型的酸气在槽区之间横向串流,也会使晶圆的表面受到影响,导致晶圆的良率降低。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本发明提供了一种晶圆清洗设备,包括:
清洗槽,所述清洗槽内包括清洗液,用于清洗晶圆;
抽风口档板,设置在所述清洗槽上方的抽风口处,以避免所述抽风口直接对着晶圆抽气;
槽区挡板,围绕所述清洗槽的槽口设置,以避免所述清洗槽上方的气体串流。
示例性地,所述抽风口挡板至少包括抽风口主挡板,所述抽风口主挡板与所述抽风口对应设置。
示例性地,所述抽风口主挡板在所述抽风口所在平面的投影覆盖所述抽风口,并且投影面积大于或等于所述抽风口的面积。
示例性地,所述抽风口主挡板与所述抽风口之间的距离范围包括0.5cm~5cm。
示例性地,所述抽风口挡板还包括一个或多个抽风口侧部挡板,在所述一个或多个抽风口侧部挡板上设置至少一个引风口,所述引风口的面积小于或等于其所在抽风口侧部挡板的面积。
示例性地,所述槽区挡板包括一个或多个槽区侧部挡板,所述槽区侧部挡板的底端不高于所述清洗槽的上表面。
示例性地,所述槽区挡板还包括槽区顶部挡板。
示例性地,所述的晶圆清洗设备还包括:机架,所述清洗槽与所述抽风口均设置在所述机架上,所述机架与所述槽区挡板共同构成所述清洗槽的防风罩。
示例性地,所述的晶圆清洗设备还包括:晶圆承载装置,用于承载晶圆,当晶圆清洗时,所述晶圆承载装置与所述晶圆一起浸入所述清洗液中,当晶圆清洗毕,所述晶圆承载装置与所述晶圆从所述清洗液中升起并停留在所述清洗槽的上方。
示例性地,所述槽区挡板的顶端不低于所述晶圆承载装置与所述晶圆的停留位置。
根据本发明提供的晶圆清洗设备,通过在清洗槽上方的抽风口处设置抽风口挡板,避免抽风口直接对着晶圆抽气,从而避免了晶圆快速风干表面形成局部氧化,通过围绕清洗槽的槽口设置槽区挡板,避免了不同类型的酸气在槽区之间横向串流,通过共同设置抽风口挡板和槽区挡板改变了晶圆清洗设备槽区内循环风场环境,提高了产品良率。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述,用来解释本发明的原理。
附图中:
图1为根据本发明实施例的晶圆清洗设备的示意图;
图2为根据本发明实施例的抽风口的示意图;
图3为根据本发明实施例的抽风口挡板的示意图。
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是,本发明能够以不同形式实施,而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地,提供这些实施例将使公开彻底和完全,并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中,为了清楚,层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本发明,将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构,以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本发明还可以具有其他实施方式。
本发明提供了一种晶圆清洗设备,如图1所示,包括:
清洗槽110,所述清洗槽110内包括清洗液,用于清洗晶圆120;
抽风口档板130,设置在所述清洗槽110上方的抽风口140处,以避免所述抽风口140直接对着晶圆120抽气;
槽区挡板150,围绕所述清洗槽110的槽口设置,以避免所述清洗槽110上方的气体串流。
示例性地,所述晶圆清洗设备还包括机架160,所述清洗槽110与所述抽风口140均设置在所述机架160上。
示例性地,晶圆清洗设备的清洗槽110采用双槽设计,包括加热酸槽和快排快冲槽。
在一个实施例中,在晶圆清洗工艺中,有些化学试剂在处理晶圆时,需要进行加热,如SC1、SC2等清洗液需要升温至70℃~80℃。因此,加热酸槽通常选用石英等耐热耐腐蚀材质制成。加热酸槽一般由石英槽体、加热器、液位保护装置、温度检测装置、排放装置及电气控制装置等主要部分组成。其中,加热器为内置式,因此加热器也需选用耐酸耐高温材料,并且不能对清洗液造成污染。由于加热器位于槽体底部,液位保护装置尤为重要。液位保护装置主要用于检测清洗槽内是否有清洗液,防止加热器在没有清洗液的情况下工作而发生危险。温度检测装置主要用于检测清洗槽内清洗液的温度,将检测的温度信号反馈给温度器,由温控器实现温度控制。对于废酸的排放,可由底部气动阀门控制,或者由射流器稀释排放。
在一个实施例中,快排快冲槽主要用于去除晶圆表面微粒杂质和残留化学药液,使晶圆表面洁净。快排快冲是晶圆湿法清洗中最重要的一个清洗工艺模块,是清洗工艺中不可缺少的一道工艺,直接影响到晶圆的最终清洗效果。快排快冲槽由内外槽、上喷淋管路、下喷淋管路、快速排放阀及控制部分组成。上喷淋管路共有两路,形成相互交叉喷淋,但去离子水不宜直接喷淋冲洗晶圆表面,因晶圆在水蚀作用下直接喷淋晶圆表面,易产生微粒污泥而污染晶圆表面,因此,在去离子水的喷淋过程中,需要对冲洗水压、水量、方向和角度作出调整测试,以达到微粒污染少的最佳效果。上喷淋同时,下喷淋管路由底部两侧不断进水,而后由内槽上沿四周溢出,这样,每个晶圆片缝、各处边角的去离子水都能连续得到更新。同时,纯净氮气由下喷淋管路进入槽体。氮气鼓泡有以下几个作用:(1)增加了去离子水的冲刷力,对槽体本身有很好的自清洗作用;(2)晶圆在水流中颤动,气泡不能沾附其上,提高了冲洗效果;(3)减少去离子水中的含氧量,避免在晶圆表面生成氧化物。控制装置主要用于控制喷淋注满水时间和排水时间,这是因为晶圆表面暴露在空气中会接触空气中的氧分子或水汽,在常温下,即会生长一层很薄的氧化层,这层自然氧化物的厚度与暴露在空气中的时间长短有关,排水的时间越短,排水流速就会越大,有利于去离子水带走晶圆表面上的微粒杂质。因此,通过时间控制装置控制喷淋注满水时间和排水时间,实现快冲快排,不仅可以提高清洁效率,还可以提高晶圆的良品率。
示例性地,晶圆清洗设备还包括晶圆承载装置(未示出),其用于承载晶圆,当晶圆清洗时,所述晶圆承载装置与所述晶圆一起浸入所述清洗液中,当晶圆清洗毕,所述晶圆承载装置与所述晶圆从所述清洗液中升起并停留在所述清洗槽的上方。
从图2中可以看出,晶圆停留的位置几乎正对抽风口的位置,因此,抽风口直接对着晶圆抽气,使得靠近抽风口位置的晶圆快速失去液膜保护,晶圆裸露并在表面形成局部氧化,特别在经过DHF等清洗液处理过的晶圆表面形成疏水性后,情况会更严重。
因此,参照图1和图3所示,本发明的晶圆清洗设备在抽风口140处设置了抽风口挡板130,以避免抽风口130直接对着晶圆120抽气。
示例性地,所述抽风口挡板至少包括抽风口主挡板,所述抽风口主挡板与所述抽风口对应设置;所述抽风口主挡板在所述抽风口所在平面的投影覆盖所述抽风口,并且投影面积大于或等于所述抽风口的面积;所述抽风口主挡板与所述抽风口之间的距离范围包括0.5cm~5cm。
在一个实施例中,抽风口挡板130仅包括抽风口主挡板,抽风口主挡板采用平板结构,并且抽风口主挡板与抽风口平行布置。所述抽风口主挡板通过连接结构固定在机架160上,所述连接结构可以是固定连接结构,也可以是可拆卸的连接结构,例如,通过螺栓-螺母将抽风口主挡板固定在抽风口的正前方,以覆盖所述抽风口,并且抽风口主挡板与抽风口之间的距离设置为2cm~3cm,这样,进入抽风口的气体从抽风口140的上、下、左、右方向流入,而不再从抽风口的前方流入,从而避免了抽风口140直接对着晶圆120抽气,避免了靠近抽风口的晶圆被快速风干。
需要说明的是,抽风口主挡板还可以采用半球形、伞形等结构,本发明对此不作限制。
示例性地,所述抽风口挡板还包括一个或多个抽风口侧部挡板,在所述一个或多个抽风口侧部挡板上设置至少一个引风口,所述引风口的面积小于或等于其所在抽风口侧部挡板的面积。
在一个实施例中,抽风口挡板130包括抽风口主挡板和一个侧部挡板。当抽风口140的位置高于晶圆120停留的位置时,抽风口挡板130包括抽风口主挡板和抽风口下侧挡板,这样,进入抽风口的气体从抽风口140的上、左、右方向流入,而不再从抽风口的下方流入,从而避免了对位于抽风口140下方的晶圆120周围气体的扰动。
在一个实施例中,抽风口挡板130包括抽风口主挡板和一个侧部挡板。当抽风口140的位置低于晶圆120停留的位置时,抽风口挡板130包括抽风口主挡板和抽风口上侧挡板,这样,进入抽风口的气体从抽风口140的下、左、右方向流入,而不再从抽风口的上方流入,从而避免了对位于抽风口140上方的晶圆120周围气体的扰动,避免了靠近抽风口的晶圆被快速风干。
在一个实施例中,抽风口挡板130包括抽风口主挡板和两个侧部挡板。根据抽风口140与晶圆120的相对位置关系,可以在抽风口上侧挡板、抽风口下侧挡板、抽风口左侧挡板、抽风口右侧挡板中择二,并以另外两侧作为引风口,此处不再赘述。
在一个实施例中,抽风口挡板130包括抽风口主挡板和三个侧部挡板。根据抽风口140与晶圆120的相对位置关系,可以在抽风口上侧挡板、抽风口下侧挡板、抽风口左侧挡板、抽风口右侧挡板中择三,并以另外一侧作为引风口,此处不再赘述。
在一个实施例中,抽风口挡板130包括抽风口主挡板和四个侧部挡板,并在四个侧部挡板上开设一个或多个引风口,通过引风口的开设位置控制气体流入的方向,并且通过引风口的大小控制气流的大小。
示例性地,晶圆清洗设备还包括槽区挡板150,所述槽区挡板150围绕所述清洗槽的槽口设置,以避免所述清洗槽上方的气体串流。
示例性地,所述槽区挡板150包括一个或多个槽区侧部挡板,所述槽区侧部挡板的底端不高于所述清洗槽的上表面,所述槽区挡板的顶端不低于所述晶圆承载装置与所述晶圆的停留位置。可选地,所述槽区挡板还包括槽区顶部挡板。
在一个实施例中,一个或多个槽区侧部挡板可以根据需要进行布置,例如当清洗槽上方只有一个方向的气流较为明显时,槽区挡板150可以只包括该方向的槽区侧部挡板。
在一个实施例中,槽区挡板150包括四个方向的槽区侧部挡板和槽区顶部挡板,并且,槽区侧部挡板的底端与清洗槽上表面的台面固定连接,槽区侧部挡板的顶端距离所述清洗槽上表面1m~2m,这样,槽区挡板150在清洗槽的上方构成密封罩,以避免清洗槽上方酸气的横向串流。其中,至少一个方向的槽区侧部挡板采用透明材料制成。
示例性地,所述机架160与所述槽区挡板150共同构成所述清洗槽110的防风罩。
在一个实施例中,如图1和图2中所示,抽风口140所在的机架平面已经遮挡了清洗槽上方一个方向的气流,因此,只需要在另外三个方向上设置槽区侧部挡板,就可以构成清洗槽的防风罩。或者,可以将抽风口140所在的机架平面视为槽区挡板150的一部分。
根据本发明提供的晶圆清洗设备,通过在清洗槽上方的抽风口处设置抽风口挡板,避免抽风口直接对着晶圆抽气,从而避免了晶圆快速风干表面形成局部氧化,通过围绕清洗槽的槽口设置槽区挡板,避免了不同类型的酸气在槽区之间横向串流,通过共同设置抽风口挡板和槽区挡板改变了晶圆清洗设备槽区内循环风场环境,提高了产品良率。
本发明已经通过上述实施例进行了说明,但应当理解的是,上述实施例只是用于举例和说明的目的,而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是,本发明并不局限于上述实施例,根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
Claims (10)
1.一种晶圆清洗设备,其特征在于,包括:
清洗槽,所述清洗槽内包括清洗液,用于清洗晶圆;
抽风口档板,设置在所述清洗槽上方的抽风口处,以避免所述抽风口直接对着晶圆抽气;
槽区挡板,围绕所述清洗槽的槽口设置,以避免所述清洗槽上方的气体串流。
2.如权利要求1所述的晶圆清洗设备,其特征在于,所述抽风口挡板至少包括抽风口主挡板,所述抽风口主挡板与所述抽风口对应设置。
3.如权利要求2所述的晶圆清洗设备,其特征在于,所述抽风口主挡板在所述抽风口所在平面的投影覆盖所述抽风口,并且投影面积大于或等于所述抽风口的面积。
4.如权利要求2所述的晶圆清洗设备,其特征在于,所述抽风口主挡板与所述抽风口之间的距离范围包括0.5cm~5cm。
5.如权利要求2所述的晶圆清洗设备,其特征在于,所述抽风口挡板还包括一个或多个抽风口侧部挡板,在所述一个或多个抽风口侧部挡板上设置至少一个引风口,所述引风口的面积小于或等于其所在抽风口侧部挡板的面积。
6.如权利要求1所述的晶圆清洗设备,其特征在于,所述槽区挡板包括一个或多个槽区侧部挡板,所述槽区侧部挡板的底端不高于所述清洗槽的上表面。
7.如权利要求6所述的晶圆清洗设备,其特征在于,所述槽区挡板还包括槽区顶部挡板。
8.如权利要求7所述的晶圆清洗设备,其特征在于,还包括:
机架,所述清洗槽与所述抽风口均设置在所述机架上,所述机架与所述槽区挡板共同构成所述清洗槽的防风罩。
9.如权利要求1所述的晶圆清洗设备,其特征在于,还包括:
晶圆承载装置,用于承载晶圆,当晶圆清洗时,所述晶圆承载装置与所述晶圆一起浸入所述清洗液中,当晶圆清洗毕,所述晶圆承载装置与所述晶圆从所述清洗液中升起并停留在所述清洗槽的上方。
10.如权利要求9所述的晶圆清洗设备,其特征在于,所述槽区挡板的顶端不低于所述晶圆承载装置与所述晶圆的停留位置。
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- 2023-07-18 CN CN202310886685.3A patent/CN116884879B/zh active Active
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