CN212695125U - 一种清洗装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开一种清洗装置，所述装置包括：清洗腔室及位于所述清洗腔室内的一个或多个承载部件和喷嘴；其中，所述承载部件用于承载晶圆；所述喷嘴与所述承载部件相对设置，用于向所述晶圆喷射清洗流体；所述装置还包括设置在所述喷嘴上的防溅罩，所述防溅罩的下缘与所述承载部件之间的距离可调节。

Description

一种清洗装置

技术领域

本申请实施例涉及半导体制造领域，特别涉及一种清洗装置。

背景技术

为了有效地清除晶圆表面的残余物、微尘、脏污，需要对晶圆表面进行清洗。目前，通过清洗装置对晶圆进行清洗，在清洗晶圆时，将晶圆置于清洗装置的清洗腔室中，快速旋转晶圆并通过喷嘴喷洒清洗流体以清洗晶圆，然而清洗流体喷洒在晶圆上时会四处飞溅，从而溅射到喷嘴及清洗腔室内部，甚至溅射到喷嘴及清洗腔室内部的清流液体在后续工艺过程中会回落到晶圆上。因此，清洗晶圆时容易对喷嘴、清洗腔室和晶圆造成污染。

实用新型内容

本申请实施例为解决现有技术中存在的至少一个问题而提供一种清洗装置。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种清洗装置，所述装置包括：清洗腔室及位于所述清洗腔室内的一个或多个承载部件和喷嘴；其中，

所述承载部件用于承载晶圆；

所述喷嘴与所述承载部件相对设置，用于向所述晶圆喷射清洗流体；

所述装置还包括设置在所述喷嘴上的防溅罩，所述防溅罩的下缘与所述承载部件之间的距离小于所述喷嘴的下缘与所述承载部件之间的距离。

第二方面，本申请实施例提供一种清洗装置，所述装置包括：清洗腔室及位于所述清洗腔室内的一个或多个承载部件和喷嘴；其中，

所述承载部件用于承载晶圆；

所述喷嘴与所述承载部件相对设置，用于向所述晶圆喷射清洗流体；

所述装置还包括设置在所述喷嘴上的防溅罩，所述防溅罩的下缘与所述承载部件之间的距离可调节。

在一种可选的实施方式中，所述防溅罩的侧壁从所述防溅罩的上缘到所述下缘向远离所述喷嘴的方向倾斜，所述防溅罩的侧壁与所述喷嘴的中轴线的夹角可调节。

在一种可选的实施方式中，所述防溅罩的侧壁与所述喷嘴的中轴线的夹角可基于流体参数实时调节。

在一种可选的实施方式中，所述承载部件上包括导流槽，用于回收所述清洗流体。

在一种可选的实施方式中，所述多个承载部件呈中心对称排布。

在一种可选的实施方式中，所述清洗装置还包括：与所述喷嘴连接的清洗管道，所述清洗管道带动所述喷嘴在所述承载部件的中心和所述承载部件的边缘之间往复移动。

在一种可选的实施方式中，所述防溅罩的上缘高于所述喷嘴的下缘。

在一种可选的实施方式中，所述防溅罩通过所述防溅罩的上缘与所述喷嘴连接。

在一种可选的实施方式中，所述防溅罩与所述喷嘴为可拆卸连接。

在一种可选的实施方式中，所述防溅罩的下缘与所述承载部件间的距离的范围为2mm-15mm。

在一种可选的实施方式中，所述防溅罩的轴向截面垂直于所述承载部件的上表面。

在一种可选的实施方式中，所述防溅罩包括导流部，所述导流部用于将所述防溅罩遮挡的清洗流体导流至所述晶圆上。

在一种可选的实施方式中，所述防溅罩还包括遮挡部，所述遮挡部的侧壁从所述遮挡部的上缘到所述遮挡部的下缘向远离所述喷嘴的方向倾斜；

所述遮挡部的下缘与所述导流部的上缘连接，所述导流部的侧壁垂直于所述承载部件的上表面。

在一种可选的实施方式中，所述遮挡部与所述导流部之间的角度可实时调节。

在一种可选的实施方式中，所述承载部件还用于带动晶圆旋转；

所述喷嘴在所述承载部件的中心和所述承载部件的边缘之间往复移动并喷射清洗流体。

本申请实施例所提供的一种清洗装置，所述装置包括：清洗腔室及位于所述清洗腔室内的一个或多个承载部件和喷嘴；其中，所述承载部件用于承载晶圆；所述喷嘴与所述承载部件相对设置，用于向所述晶圆喷射清洗流体；所述装置还包括设置在所述喷嘴上的防溅罩，所述防溅罩的下缘与所述承载部件之间的距离可调节。本申请实施例中通过在喷嘴上设置防溅罩，防止清洗流体溅射至清洗腔室，从而减少了晶圆清洗过程中的污染。

附图说明

图1a为清洗装置的正视图；

图1b为清洗装置的侧视图；

图2为本申请实施例提供的一种清洗装置的正视图；

图3为本申请实施例提供的一种清洗装置的侧视图；

图4为本申请实施例提供的一种清洗装置的俯视图；

图5为本申请实施例提供的另一种清洗装置的正视图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请，而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请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，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述；即，这里不描述实际实施例的全部特征，不详细描述公知的功能和结构。

在附图中，为了清楚，层、区、元件的尺寸以及其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。

应当明白，当元件或层被称为“在……上”、“与……相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在……上”、“与……直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时，并不表明本申请必然存在第一元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在……下”、“在……下面”、“下面的”、“在……之下”、“在……之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在……下面”和“在……下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

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申请的限制。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。

为了能够更加详尽地了解本申请实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本申请实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本申请实施例。

在半导体晶圆加工过程中，为了保证晶圆表面干净，减少工艺缺陷，需要对晶圆进行清洗，现在技术中常用的清洗方式有三种：1)处理仓内批量式浸泡清洗(batch clean)；2)腔室清洗(Chamber clean)；3)气体清洗(Gas clean)。随着半导体工艺技术关键尺寸缩小，传统的批量式浸泡清洗由于设计限制而备受挑战，而气体清洗的应用范围有限，腔室清洗由于更优的晶圆均一性、更高的清洗效率及更好的清洗效果，在清洗工艺中越来越受重视。

图1a为清洗装置的正视图，图1b为清洗装置的侧视图，如图1a和图1b所示，晶圆在清洗过程中通常需要使用到清洗流体，清洗装置在对晶圆进行清洗的过程中，承载部件带动晶圆旋转，并通过喷嘴喷洒清洗流体，清洗流体受到离心力的作用，往四周溅射，从而溅射到喷嘴及清洗腔室内部(如图1a和图1b中的虚线区域所示)，导致清洗腔室内壁被腐蚀。并且，在后续的工艺过程中，溅射到喷嘴及清洗腔室内部的清洗液体甚至可能会回落到晶圆上，最终导致晶圆的良率降低。

为了减少清洗流体溅射对清洗腔室的影响，目前业界常用的解决方法是定期进行自动腔室清洗(Auto Chamber Clean，ACC)，通过对清洗腔室的清洗来减少飞溅液滴的影响。但是这种方法会导致清洗机台产量降低，而且两次ACC间隔中的晶圆还是存在污染风险。

为此，提出了本申请实施例的以下技术方案。

本申请实施例提供一种清洗装置，图2为本申请实施例提供的一种清洗装置的正视图，需要说明的是，本申请实施例以清洗装置包括一个承载部件和喷嘴为例进行说明，如图2所示，所述装置包括：清洗腔室110及位于所述清洗腔室110内的一个或多个承载部件120和喷嘴130；其中，

所述承载部件120用于承载晶圆；

所述喷嘴130与所述承载部件120相对设置，用于向所述晶圆喷射清洗流体；

所述装置还包括设置在所述喷嘴130上的防溅罩140，所述防溅罩140的下缘与所述承载部件120之间的距离可调节。

在一些实施例中，所述防溅罩140的下缘与所述承载部件120之间的距离小于所述喷嘴130的下缘与所述承载部件120之间的距离。

在本申请实施例中，所述防溅罩140的形状包括锥体或圆台。所述防溅罩140的下缘与所述承载部件120间的距离的范围为2mm-15mm。所述防溅罩140的材料包括聚丙烯(polypropylene，PP)、可熔性聚四氟乙烯(Perfluoroalkoxy，PFA)或乙烯三氟氯乙烯共聚物(Ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer，ECTFE)。

如图2所示，所述防溅罩140通过所述防溅罩140的上缘与所述喷嘴130连接，所述防溅罩140的上缘高于所述喷嘴130的下缘，所述喷嘴130位于所述防溅罩140形成的空间中。从而在所述喷嘴130向所述晶圆喷射清洗流体时，所述防溅罩140可以防止清洗流体溅射至清洗腔室110。

在本申请实施例中，所述防溅罩140的侧壁从所述防溅罩140的上缘到所述下缘向远离所述喷嘴130的方向倾斜，所述防溅罩140的侧壁与所述喷嘴130的中轴线的夹角可调节。

在一些实施例中，所述防溅罩140的侧壁与所述喷嘴130的中轴线的夹角的范围为10度-45度。

在本申请实施例中，所述防溅罩140的侧壁与所述喷嘴130的中轴线的夹角可基于流体参数实时调节，且所述防溅罩140的侧壁的长度也可基于流体参数实时调节。所述流体参数包括：流体流速、流体流量、喷嘴与晶圆之间的距离等。例如，所述清洗流体的流速或流量很大时，可以将所述防溅罩140的侧壁与所述喷嘴130的中轴线的夹角调大，并增加所述防溅罩140的侧壁的长度；所述清洗流体的流速或流量较小时，可以将所述防溅罩140的侧壁与所述喷嘴130的中轴线的夹角调小，并减小所述防溅罩140的侧壁的长度。需要说明的是，所述防溅罩140的侧壁的长度受限于所述喷嘴130与晶圆之间的距离，所述防溅罩140的下缘不与晶圆接触。

在本申请实施例中，所述防溅罩140与所述喷嘴130为可拆卸连接。从而在采用不同清洗流体对晶圆进行清洗时，无需对所述防溅罩140进行清洗，可以直接替换所述防溅罩140，从而防止因清洗流体的残留而导致的晶圆污染。

在本申请实施例中，所述防溅罩140的轴向截面垂直于所述承载部件120的上表面。即所述防溅罩140的径向截面平行于所述承载部件120的上表面。所述喷嘴130的出液口131位于所述喷嘴130的下缘，且所述出液口131正朝向所述承载部件120的上表面。所述出液口131(所述喷嘴130的下缘)与所述承载部件120间的距离的范围为5mm-40mm。

图3为本申请实施例提供的一种清洗装置的侧视图，如图3所示，在本申请实施例中，所述承载部件120还用于带动晶圆旋转；所述喷嘴130在所述承载部件120的中心和所述承载部件120的边缘之间往复移动并喷射清洗流体。需要说明的是，在清洗过程中，所述承载部件120带动晶圆旋转的同时，所述喷嘴130在所述承载部件120的中心和所述承载部件120的边缘之间往复移动并喷射清洗流体。

图4为本申请实施例提供的一种清洗装置的俯视图，如图4所示，在本申请实施例中，所述清洗装置还包括：与所述喷嘴130连接的清洗管道150，所述清洗管道150带动所述喷嘴130在所述承载部件120的中心和所述承载部件120的边缘之间往复移动。其中，所述清洗管道150平行于所述承载部件120的上表面。且所述清洗管道150与所述喷嘴130互相垂直。需要说明的是，所述清洗管道150可以带动所述喷嘴130从所述承载部件120的中心往左(所述喷嘴130位于所述承载部件120的中心时，所述清洗管道150到所述喷嘴130的延伸方向的左侧)移动至所述承载部件120的边缘；所述清洗管道150也可以带动所述喷嘴130从所述承载部件120的中心往右(所述喷嘴130位于所述承载部件120的中心时，所述清洗管道150到所述喷嘴130的延伸方向的右侧)移动至所述承载部件120的边缘。需要说明的是，图4仅示意出了所述清洗管道150带动所述喷嘴130在所述承载部件120的中心和所述承载部件120的边缘之间呈扇形的往复移动方式，本申请实施例中所述清洗管道150可以带动所述喷嘴130朝任意方向移动，以使所述喷嘴130的喷淋面可以覆盖整个晶圆。

在本申请实施例中，所述承载部件120上包括导流槽，用于回收所述清洗流体。

在本申请实施例中，所述清洗装置还包括：回收组件160，所述回收组件160包围所述承载部件120而设置，以在清洗过程中阻挡由于离心力而从晶圆的边缘溅射出去的清洗流体，防止晶圆的边缘溅射的清洗流体污染所述清洗腔室110，并回收清洗流体。

在本申请实施例中，所述清洗装置包括多个承载部件和喷嘴时，所述多个承载部件呈中心对称排布。

图5为本申请实施例提供的另一种清洗装置的正视图，如图5所示，所述防溅罩240包括导流部241，所述导流部241用于将所述防溅罩240遮挡的清洗流体导流至所述晶圆上。其中，所述导流部241的形状包括柱体。

在本申请实施例中，所述防溅罩240还包括遮挡部242，所述遮挡部242的侧壁从所述遮挡部242的上缘到所述遮挡部242的下缘向远离所述喷嘴230的方向倾斜；所述遮挡部242的下缘与所述导流部241的上缘连接，所述导流部241的侧壁垂直于所述承载部件220的上表面。其中，所述遮挡部242的形状包括锥体或圆台。在一些实施例中，所述导流部241的侧壁还可以从所述导流部241的上缘到所述导流部241的下缘向靠近所述喷嘴230的方向倾斜。此时，所述导流部241的形状为倒锥体或倒圆台。

如图5所示，所述防溅罩通过所述遮挡部242的上缘与所述喷嘴230连接，所述遮挡部242的下缘与所述导流部241的上缘连接。所述导流部241的下缘与所述承载部件220之间的距离小于所述喷嘴230的下缘与所述承载部件220之间的距离。所述导流部241的下缘与所述承载部件220间的距离的范围为2mm-15mm。

在本申请实施例中，所述遮挡部242的侧壁从所述遮挡部242的上缘到所述遮挡部242的下缘向远离所述喷嘴230的方向倾斜，所述遮挡部242的侧壁与所述喷嘴230的中轴线的夹角的范围为10度-45度。

在本申请实施例中，所述遮挡部242与所述导流部241之间的角度可基于流体参数实时调节。所述流体参数包括：流体流速、流体流量、喷嘴与晶圆之间的距离等。

在本申请实施例中，所述防溅罩240与所述喷嘴230为可拆卸连接。从而在采用不同清洗流体对晶圆进行清洗时，无需对所述防溅罩240进行清洗，可以直接替换所述防溅罩240，从而防止因清洗流体的残留而导致的晶圆污染。

在本申请实施例中，所述防溅罩240的轴向截面垂直于所述承载部件220的上表面。即所述防溅罩240的径向截面平行于所述承载部件220的上表面。所述喷嘴230的出液口231位于所述喷嘴230的下缘，且所述出液口231正朝向所述承载部件220的上表面。所述出液口231(所述喷嘴230的下缘)与所述承载部件220间的距离的范围为5mm-40mm。

本申请实施例所提供的一种清洗装置，所述装置包括：清洗腔室及位于所述清洗腔室内的一个或多个承载部件和喷嘴；其中，所述承载部件用于承载晶圆；所述喷嘴与所述承载部件相对设置，用于向所述晶圆喷射清洗流体；所述装置还包括设置在所述喷嘴上的防溅罩，所述防溅罩的下缘与所述承载部件之间的距离可调节；例如可以基于流体参数实时调节；在一些实施例中，所述防溅罩的下缘与所述承载部件之间的距离小于所述喷嘴的下缘与所述承载部件之间的距离。本申请实施例中通过在喷嘴上设置防溅罩，防止清洗流体溅射至喷嘴及清洗腔室，从而减少了晶圆清洗过程中的污染。

本申请实施例所提供的一种清洗装置，所述装置包括：清洗腔室及位于所述清洗腔室内的承载部件和喷嘴；其中，所述承载部件用于承载晶圆；所述喷嘴与所述承载部件相对设置，用于向所述晶圆喷射清洗流体；所述装置还包括设置在所述喷嘴上的防溅罩，所述防溅罩的下缘与所述承载部件之间的距离小于所述喷嘴的下缘与所述承载部件之间的距离。本申请实施例中通过在喷嘴上设置防溅罩，防止清洗流体溅射至喷嘴及清洗腔室，从而减少了晶圆清洗过程中的污染。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。

本申请所提供的几个设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的设备实施例。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其他的方式实现。以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种清洗装置，其特征在于，所述装置包括：清洗腔室及位于所述清洗腔室内的一个或多个承载部件和喷嘴；其中，

所述承载部件用于承载晶圆；

所述喷嘴与所述承载部件相对设置，用于向所述晶圆喷射清洗流体；

所述装置还包括设置在所述喷嘴上的防溅罩，所述防溅罩的下缘与所述承载部件之间的距离小于所述喷嘴的下缘与所述承载部件之间的距离。

2.一种清洗装置，其特征在于，所述装置包括：清洗腔室及位于所述清洗腔室内的一个或多个承载部件和喷嘴；其中，

所述承载部件用于承载晶圆；

所述喷嘴与所述承载部件相对设置，用于向所述晶圆喷射清洗流体；

所述装置还包括设置在所述喷嘴上的防溅罩，所述防溅罩的下缘与所述承载部件之间的距离可调节。

3.根据权利要求1或2任一项所述的清洗装置，其特征在于，

所述防溅罩的侧壁从所述防溅罩的上缘到所述下缘向远离所述喷嘴的方向倾斜，所述防溅罩的侧壁与所述喷嘴的中轴线的夹角可调节。

4.根据权利要求3所述的清洗装置，其特征在于，

所述防溅罩的侧壁与所述喷嘴的中轴线的夹角可基于流体参数实时调节。

5.根据权利要求1或2任一项所述的清洗装置，其特征在于，

所述承载部件上包括导流槽，用于回收所述清洗流体。

6.根据权利要求1或2任一项所述的清洗装置，其特征在于，

所述多个承载部件呈中心对称排布。

7.根据权利要求1或2任一项所述的清洗装置，其特征在于，

所述清洗装置还包括：与所述喷嘴连接的清洗管道，所述清洗管道带动所述喷嘴在所述承载部件的中心和所述承载部件的边缘之间往复移动。

8.根据权利要求1或2任一项所述的清洗装置，其特征在于，

所述防溅罩的上缘高于所述喷嘴的下缘。

9.根据权利要求1或2任一项所述的清洗装置，其特征在于，

所述防溅罩通过所述防溅罩的上缘与所述喷嘴连接。

10.根据权利要求1或2任一项所述的清洗装置，其特征在于，

所述防溅罩与所述喷嘴为可拆卸连接。

11.根据权利要求1或2任一项所述的清洗装置，其特征在于，

所述防溅罩的下缘与所述承载部件间的距离的范围为2mm-15mm。

12.根据权利要求1或2任一项所述的清洗装置，其特征在于，

所述防溅罩的轴向截面垂直于所述承载部件的上表面。

13.根据权利要求1或2任一项所述的清洗装置，其特征在于，

所述防溅罩包括导流部，所述导流部用于将所述防溅罩遮挡的清洗流体导流至所述晶圆上。

14.根据权利要求13所述的清洗装置，其特征在于，

所述防溅罩还包括遮挡部，所述遮挡部的侧壁从所述遮挡部的上缘到所述遮挡部的下缘向远离所述喷嘴的方向倾斜；

所述遮挡部的下缘与所述导流部的上缘连接，所述导流部的侧壁垂直于所述承载部件的上表面。

15.根据权利要求14所述的清洗装置，其特征在于，

所述遮挡部与所述导流部之间的角度可实时调节。

16.根据权利要求1或2任一项所述的清洗装置，其特征在于，

所述承载部件还用于带动晶圆旋转；

所述喷嘴在所述承载部件的中心和所述承载部件的边缘之间往复移动并喷射清洗流体。

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