CN210523204U - 一种晶圆清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种晶圆清洗装置，包括承载盘，用于承载晶圆并带动所述晶圆旋转；以及喷嘴，用于向所述晶圆表面提供清洗液，以清洗所述晶圆，所述喷嘴在所述晶圆所在平面的正投影位于所述晶圆外部。所述喷嘴停止喷洒后喷嘴上存留的清洗液在滴落时不会滴落到所述晶圆的表面，即防止了“偷滴”现象的发生，提高了晶圆的良率，降低了生产成本。

Description

一种晶圆清洗装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，更详细地说，本实用新型涉及一种晶圆清洗装置。

背景技术

对晶圆湿法清洗通常采用化学药液和去离子水等一系列工艺步骤去除晶圆表面上的污染，参考图1，现有的晶圆清洗装置100通常采用可旋转的承载盘1带动晶圆2旋转，并通过悬置于晶圆2正上方的喷嘴5向晶圆2表面喷洒各种化学药液或去离子水以对晶圆2进行清洗，在清洗过程中通过承载盘1的旋转使化学药液或去离子水覆盖晶圆2表面并不断甩出，在清洗结束后停止喷嘴5的喷洒并保持承载盘1的旋转以将晶圆2表面的化学药液或去离子水甩净，现有技术中，喷嘴5停止喷洒后喷嘴5上仍会存留有少量化学药液或去离子水的残液，残液在清洗结束后容易在重力作用下滴落到晶圆2表面产生“偷滴”现象，污染晶圆2。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即提供一种可防止残液在清洗结束后在重力作用下滴落到晶圆表面的晶圆清洗装置。

本实用新型所提供的晶圆清洗装置包括承载盘，用于承载晶圆并带动晶圆旋转；以及喷嘴，用于向晶圆表面提供清洗液，以清洗晶圆，喷嘴在晶圆所在平面的正投影位于晶圆外部。

本实用新型中，将喷嘴的位置设置为：喷嘴在晶圆所在平面的正投影位于晶圆的外部，如此设置，喷嘴停止喷洒后喷嘴上存留的清洗液在滴落时不会滴落到晶圆的表面，即防止了“偷滴”现象的发生，提高了晶圆的良率，降低了生产成本。

另外，当喷嘴设于晶圆的正上方时，经重力加速后的清洗液沿垂直于晶圆表面方向进行喷洒会对晶圆表面产生较大的冲击力，在晶圆表面容易产生缺陷，且清洗液与晶圆撞击后容易四处飞溅，不利于清洗液的收集且容易污染腔壁，本实用新型中，通过将喷嘴的设置位置从正上方调整为晶圆的侧面，从侧面向晶圆喷淋的清洗液具有朝向晶圆侧面的速度分量，避免清洗液对于晶圆正向的直接撞击，有利于清洗液在晶圆表面形成平整而流动的水幕而被收集。

另外，当喷嘴设于晶圆的正上方时，经重力加速后的清洗液沿垂直于晶圆表面方向进行喷洒会对晶圆表面产生较大的冲击力，在晶圆表面容易产生缺陷，且清洗液与晶圆撞击后容易四处飞溅，不利于清洗液的收集且容易污染晶圆清洗装置的外壳的腔壁，本实用新型的较优技术方案中，通过将喷嘴的设置位置从晶圆的正上方调整为晶圆的侧面，从侧面向晶圆喷淋的清洗液具有朝向晶圆侧面的速度分量，避免清洗液对于晶圆正向的直接撞击，有利于清洗液在晶圆表面形成平整而流动的水幕而被收集。

在本实用新型的较优技术方案中，晶圆清洗装置还包括环形挡板，沿晶圆的周向环绕于承载盘外部，用于承接由承载盘带动旋转的晶圆甩出的清洗液，喷嘴设置于环形挡板顶部。

环形挡板用于承接由承载盘带动旋转的晶圆甩出的清洗液，由于清洗液可能为具有一定腐蚀性的化学药液，环形挡板的设置可避免晶圆清洗装置腔室的内壁被化学药液腐蚀。

在本实用新型的本较优技术方案中，环形挡板能够沿承载盘的轴向升降。

环形挡板能够沿轴向升降，使得其可以在晶圆清洗时移动至可以收集化学药液的位置，而在晶圆表面的清洗液甩净后回到初始工位。

在本实用新型的本较优技术方案中，环形挡板的数量为多个且相互嵌套设置，喷嘴设于最外侧的环形挡板的顶部。

环形挡板的数量为多个且相互嵌套设置，可在使用不同种类清洗液时对应升起不同的环形挡板，以实现对不同种类清洗液的承接，如此设置，应用一台晶圆清洗装置可以对每种清洗液进行独立的清洗和收集，提高了生产效率的同时降低了生产成本，需要说明的是，喷嘴设于最外侧的环形挡板的顶部，这样设置,只要保持设于最外侧的环形挡板处于常升起状态，并在使用不同种类清洗液时对应升降其他环形挡板，即可实现多种清洗功能共用同一喷嘴而无需在每一环形挡板上设置一喷嘴，共用同一喷嘴可以使得用户仅需针对单独一个喷嘴位置设定喷出角度和喷出速度等参数，即可获得不同清洗液的优化清洗参数条件，改善了用户体验且装置更加简单。

在本实用新型的较优技术方案中，晶圆清洗装置还包括支架，固定于环形挡板；以及导管，用于将清洗液导入喷嘴。

在本实用新型的较优技术方案中，喷嘴与支架转动连接且具有角度可调的第一状态和固定于支架的第二状态。

喷嘴的角度可调，如此设置，可以调节清洗液在晶圆表面的落点，以确保清洗液均匀清洗晶圆的表面。

在本实用新型的较优技术方案中，喷嘴具有用于喷洒清洗液的喷洒部和用于安装至支架的安装部，支架包括底座和间隔设置于底座的一对安装板，一对安装板上设有一对贯通设置的安装孔，安装部上设有与安装孔位置相对应的通孔，至少一个安装孔为螺孔，喷嘴由穿过安装孔和通孔的螺纹紧固件安装于支架上。

在本实用新型的本较优技术方案中，安装部的宽度与一对安装板的间隔距离相适配，以使：

当螺纹紧固件调松时，喷嘴处于第一状态；

当螺纹紧固件紧固时，喷嘴处于第二状态。

在本实用新型的较优技术方案中，环形挡板的上端面具有朝向其轴心延伸以将环形挡板的上部开口部分封闭的延伸部，支架固定于延伸部。

支架固定于延伸部，其固定关系更为简易和稳固。

在本实用新型的较优技术方案中，喷嘴喷洒的清洗液在晶圆表面的落点距离晶圆的圆心2-4mm，如此设置，既保证了清洗液可以均匀洗到晶圆的表面，又避免了清洗液撞击晶圆表面后弹起，造成被甩出时不能被环形挡板接住而无法被环形挡板收集到的问题发生。

附图说明

图1是现有晶圆清洗装置的结构示意图；

图2是本实用新型一个较优技术方案中晶圆清洗装置的结构示意图；

图3是图2中支架和喷嘴的分解结构示意图；

图4是图2中支架和喷嘴在另一角度下的装配结构示意图；

图5是图2中的晶圆清洗装置沿AA′的截面示意图；

图6是图2中的晶圆清洗装置的环形挡板数量为三个时沿AA′的截面示意图。

附图说明：100-现有晶圆清洗装置，200-本实施例提供的晶圆清洗装置；1-承载盘，2-晶圆，3-环形挡板，4-清洗液，5-喷嘴，6-支架，7-螺纹紧固件，8-延伸部；31-第一环形挡板，32-第二环形挡板，33-第三环形挡板，51-喷洒部，52-安装部，53-通孔，61-底座，62-安装板，63-安装孔。

具体技术方案

下面参照附图来描述本实用新型的优选技术方案。本领域技术人员应当理解的是，这些技术方案仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其做出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本实用新型的优选实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或组成部分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实用新型的限制。

本实施例提供了一种晶圆清洗装置。

图2给出了本实施例中晶圆清洗装置200的结构示意图，包括承载盘1，用于承载晶圆2并带动晶圆2旋转，晶圆2的固定承载盘1上并随承载盘1旋转，其与承载盘1的固定方式可为吸附固定、卡接固定、吸附固定和卡接固定的结合或其它固定方式；晶圆清洗装置200还包括环形挡板3，沿晶圆2的周向环绕于承载盘1外部，用于承接由承载盘1带动旋转的晶圆2甩出的清洗液4，甩出的清洗液4经环形挡板3导流至晶圆清洗装置200下部后可以通过再回收或直接排出的方式导出至晶圆清洗装置200的外部；以及喷嘴5，喷嘴5设置于环形挡板3顶部，用于向晶圆2表面提供清洗液4，以清洗晶圆2，喷嘴5在晶圆2所在平面的正投影位于晶圆2外部。

将喷嘴5的位置设置为：喷嘴5在晶圆2所在平面的正投影位于晶圆2的外部，如此设置，喷嘴5停止喷洒后喷嘴上存留的清洗液4在滴落时不会滴落到晶圆2的表面，即防止了“偷滴”现象的发生，提高了晶圆2的良率，降低了生产成本。

另外，当喷嘴5如图1所示设于晶圆2的正上方时，经重力加速后的清洗液4沿垂直于晶圆2表面方向进行喷洒会对晶圆2表面产生较大的冲击力，在晶圆2表面容易产生缺陷，且清洗液4与晶圆2撞击后容易四处飞溅，不利于清洗液4的收集且容易污染晶圆清洗装置200的外壳(未图示)的腔壁，本实用新型的较优技术方案中，通过将喷嘴5的设置位置从晶圆2的正上方调整为晶圆2的侧面，从侧面向晶圆2喷淋的清洗液4具有朝向晶圆2侧面的速度分量，避免清洗液4对于晶圆2正向的直接撞击，有利于清洗液4在晶圆2表面形成平整而流动的水幕而被收集。

需要说明的是，虽然在本实施例的较优实施方式中喷嘴5设置于环形挡板3上，但是根据本实施例给出的技术启示，本领域技术人员容易想到，喷嘴5也可设置于晶圆清洗装置200的其它位置，例如，晶圆清洗装置200的外壳，只要满足喷嘴5在晶圆2所在平面的正投影位于晶圆2的外部即可。

环形挡板3用于承接由承载盘1带动旋转的晶圆2甩出的清洗液4，由于清洗液4可能为具有一定腐蚀性的化学药液，环形挡板3的设置可避免晶圆清洗装置的外壳的内壁被清洗液4腐蚀。

优选的，晶圆清洗装置200还包括支架6，固定于环形挡板3；以及导管7，用于将清洗液4导入喷嘴5。

优选的，喷嘴5与支架6转动连接且具有角度可调的第一状态和固定于支架6的第二状态。

如图2中虚线线框所示，喷嘴5的角度可调，如此设置，可以调节清洗液4在晶圆2表面的落点，以确保清洗液4均匀清洗晶圆2的表面，而如图1所示的现有的晶圆清洗装置100，其喷嘴5的位置是不能调整的，为了保证对晶圆2的充分清洗，现有的晶圆清洗装置100的喷嘴5一般将位置设置为对准晶圆2的正中心，当承载盘1和晶圆2相对固定时产生位置偏移或在高速旋转过程中晶圆2发生位置偏移时，可能会发生清洗不均而影响晶圆2品质的问题，本实施例的优选实施方式中，喷嘴5的位置可调节，可以通过喷嘴5的位置变化修正承载盘1和晶圆2相对固定时的位置偏移以及在高速旋转过程中晶圆2可能发生的位置偏移。

优选的，喷嘴5喷洒的清洗液4在晶圆2表面的落点距离晶圆的圆心2-4mm，如此设置，既保证了清洗液4可以均匀洗到晶圆2的表面，又避免了清洗液4撞击晶圆2表面后弹起，造成被甩出时不能被环形挡板3接住而无法被环形挡板3收集到的问题发生。

图3和图4给出了喷嘴5和支架6的具体装配方式，喷嘴5具有用于喷洒清洗液4的喷洒部51和用于安装至支架6的安装部52，支架6包括底座61和间隔设置于底座61的一对安装板62，一对安装板62上设有一对贯通设置的安装孔63，安装部52上设有与安装孔63位置相对应的通孔53，至少一个安装孔63为螺孔，喷嘴5由穿过安装孔63和通孔53的螺纹紧固件7安装于支架6上。

本实施例的优选实施方式中，一对安装孔63均为螺孔，以实现喷嘴5和支架6之间更为稳定的固定关系，但是从实现功能角度，仅将其中一个安装孔63设为螺孔即可实现喷嘴5和支架6的相对固定。

优选的，安装部52的宽度与一对安装板62的间隔距离相适配，以使：

当螺纹紧固件7调松时，喷嘴5处于第一状态；

当螺纹紧固件7紧固时，喷嘴5处于第二状态。

具体地，安装部52的宽度等于或略大于一对安装板62的间隔距离，当安装部52的宽度略大于一对安装板62的间隔距离时，安装部52和安装板62过盈配合，当螺纹紧固件7紧固时，喷嘴5易于保持在当前角度且不易松动。

优选的，环形挡板3能够沿承载盘1的轴向升降。

环形挡板3能够沿轴向升降，使得其可以在晶圆2清洗时移动至可以收集化学药液的位置，而在晶圆2表面的清洗液4甩净后回到初始工位，环形挡板3的可升降设置为多个环形挡板3的切换使用提供了条件。

具体地，晶圆2清洗时移动至可以收集化学药液的位置时，环形挡板3的上沿高于晶圆2的上表面，以保证清洗液4被充分收集。

优选的，如图5所示，环形挡板3的上端面具有朝向其轴心延伸以将环形挡板3的上部开口部分封闭的延伸部8，支架6固定于延伸部8。

支架6固定于延伸部8，其可采用螺接、粘贴或其他方式固定，本实施例中不做具体限定，另外延伸部8的设置有效避免了被甩出的所述清洗液4触及环形挡板3时飞溅到环形挡板3的外部。

优选的，环形挡板3的数量为多个且相互嵌套设置，喷嘴5设于最外侧的环形挡板3的顶部。

图6给出了当环形挡板3的数量为多个时晶圆清洗装置200的结构示意图，具体地，环形挡板3的数量为三个且相互嵌套设置，以从外向内的顺序分别为第一环形挡板31、第二环形挡板32以及第三环形挡板33，且喷嘴5设置于第一环形挡板31的顶部，例如，当清洗液4为去离子水时，使用第一环形挡板31进行承接，此时，第一环形挡板31上升，第二环形挡板32和第三环形挡板33下降；当清洗液4为酸性化学药液时，使用第二环形挡板32进行承接，此时，第一环形挡板31和第二环形挡板32上升，第三环形挡板33下降；如此设置，应用一台晶圆清洗装置200实现多种清洗功能，提高了生产效率的同时降低了生产成本，需要说明的是，喷嘴5设于最外侧的第三环形挡板33的顶部，这样设置,只要保持设于第三环形挡板33处于常升起状态，并在使用不同种类清洗液4时对应升降其他环形挡板3，即可实现多种清洗功能共用同一喷嘴5而无需在每一环形挡板3上设置一喷嘴5，共用同一喷嘴可以使得用户仅需针对单独一个喷嘴位置设定喷出角度和喷出速度等参数，即可获得不同清洗液的优化清洗参数条件，改善了用户体验且装置更加简单。

本实施例的优选实施方式中，给出了环形挡板3的数量为一个或三个时的具体技术方案，根据本方案的技术启示，本领域技术人员容易想到根据使用需求相应添加/减少环形挡板3的数量而衍生的其他技术方案。

至此，已经结合附图描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体技术方案。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆清洗装置，其特征在于，包括：

承载盘，用于承载晶圆并带动所述晶圆旋转；以及

喷嘴，用于向所述晶圆表面提供清洗液，以清洗所述晶圆，所述喷嘴在所述晶圆所在平面的正投影位于所述晶圆外部。

2.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括：

环形挡板，沿所述晶圆的周向环绕于所述承载盘外部，用于承接由所述承载盘带动旋转的所述晶圆甩出的所述清洗液，所述喷嘴设置于所述环形挡板顶部。

3.如权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述环形挡板能够沿所述承载盘的轴向升降。

4.如权利要求2或3所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述环形挡板的数量为多个且相互嵌套设置，所述喷嘴设于最外侧的所述环形挡板的顶部。

5.如权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括:

支架，固定于所述环形挡板；以及

导管，用于将所述清洗液导入所述喷嘴。

6.如权利要求5所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述喷嘴与所述支架转动连接且具有角度可调的第一状态和固定于所述支架的第二状态。

7.如权利要求5所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述喷嘴具有用于喷射清洗液的喷射部和用于安装至所述支架的安装部，所述支架包括底座和间隔设置于所述底座的一对安装板，一对所述安装板上设有一对贯通设置的安装孔，所述安装部上设有与所述安装孔位置相对应的通孔，至少一个所述安装孔为螺孔，所述喷嘴由穿过所述安装孔和所述通孔的螺纹紧固件安装于所述支架上。

8.如权利要求7所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述安装部的宽度与一对所述安装板的间隔距离相适配，以使：

当所述螺纹紧固件调松时，所述喷嘴处于第一状态；

当所述螺纹紧固件紧固时，所述喷嘴处于第二状态。

9.如权利要求5所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述环形挡板的上端面具有朝向其轴心延伸以将所述环形挡板的上部开口部分封闭的延伸部，所述支架固定于所述延伸部。

10.如权利要求5所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述喷嘴喷射的清洗液在所述晶圆表面的落点距离所述晶圆的圆心2-4mm。

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