CN214588757U - 晶圆清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆清洗装置。所述晶圆清洗装置包括：支撑台，用于承载晶圆；喷射结构，用于沿第一方向向位于所述支撑台上的所述晶圆喷射清洗液，所述第一方向相对于所述支撑台用于承载所述晶圆的表面倾斜预设角度；阻挡结构，位于所述支撑台外部，所述阻挡结构朝向所述喷射结构的端部在沿第二方向上的投影至少能够与所述晶圆的边缘接触，所述第二方向垂直于所述第一方向。本实用新型避免了清洗液进入所述喷射结构与所述阻挡结构之间的间隙区域，从而避免了清洗液结晶残留的所述晶圆清洗装置内部。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆清洗装置。
背景技术
随着平面型闪存存储器的发展，半导体的生产工艺取得了巨大的进步。但是最近几年，平面型闪存的发展遇到了各种挑战：物理极限、现有显影技术极限以及存储电子密度极限等。在此背景下，为解决平面闪存遇到的困难以及追求更低的单位存储单元的生产成本，各种不同的三维(3D)闪存存储器结构应运而生，例如3D NOR(3D或非)闪存和3D NAND(3D与非)闪存。
其中，3D NAND存储器以其小体积、大容量为出发点，将储存单元采用三维模式层层堆叠的高度集成为设计理念，生产出高单位面积存储密度，高效存储单元性能的存储器，已经成为新兴存储器设计和生产的主流工艺。
在3D NAND存储器的制造工艺中，为了避免边缘缺陷，经常需要对晶圆边缘部分进行清洗。当前，业界主要采用单片式湿法清洗装置(WET single tool)来对位于晶圆边缘的斜面进行清洗。但是，当前的清洗过程，极易造成清洗液在湿法清洗装置内部的残留，残留的清洗液易形成结晶，从而影响湿法清洗装置的使用寿命，甚至对湿法清洗装置性能的稳定性以及湿法清洗工艺的正常进行造成的影响。
因此，如何减少清洗液在晶圆清洗装置内部的残留，以减少晶圆清洗装置内部的清洗液结晶，提高晶圆清洗装置的使用寿命，确保半导体清洗制程的顺利进行，是当前亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种晶圆清洗装置，用于解决现有的晶圆清洗装置容易造成清洗液在其内部残留的问题，以减少晶圆清洗装置内部清洗液结晶，提高晶圆清洗装置的使用寿命，确保半导体清洗制程的顺利进行。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种晶圆清洗装置，包括：
支撑台，用于承载晶圆；
喷射结构，用于沿第一方向向位于所述支撑台上的所述晶圆喷射清洗液，所述第一方向相对于所述支撑台用于承载所述晶圆的表面倾斜预设角度；
阻挡结构，位于所述支撑台外部，所述阻挡结构朝向所述喷射结构的端部在沿第二方向上的投影至少能够与所述晶圆的边缘接触，所述第二方向垂直于所述第一方向。
可选的，所述喷射结构包括：
支架，位于所述支撑台上方；
喷头，位于所述支架朝向所述支撑台的端部；
喷嘴，位于所述喷头中，用于沿所述第一方向向位于所述支撑台上的所述晶圆的边缘喷射清洗液。
可选的，所述预设角度为大于或等于30度且小于或等于60度。
可选的，所述阻挡结构包括：
阻挡罩，环绕所述支撑台的外部设置，用于隔离所述晶圆与外界环境，所述阻挡罩朝向所述喷头的端部在沿第二方向上的投影至少能够与所述晶圆的边缘接触；
通道，位于所述阻挡罩内部，用于接收自所述晶圆表面流下的清洗液。
可选的，所述阻挡罩朝向所述喷头的端部在沿第二方向上的投影覆盖所述晶圆待清洗的边缘区域。
可选的，所述阻挡罩朝向所述喷头的端部与所述喷头接触。
可选的，所述阻挡罩朝向所述喷头的端部相对于所述支撑台用于承载所述晶圆的表面倾斜设置。
可选的，所述阻挡罩朝向所述喷头的端部的延伸方向与所述第一方向平行。
可选的，还包括：
顶圈，位于所述支架与所述阻挡罩之间的间隙内，用于隔离所述晶圆与外界环境；
所述阻挡罩在所述间隙内的投影完全覆盖所述顶圈。
可选的，所述通道的内壁设置有疏水层，所述疏水层用于减少所述清洗液在所述通道内部的粘附。
本实用新型提供的晶圆清洗装置，通过设置用于沿第一方向向晶圆倾斜喷射清洗液的喷射结构，并在用于承载晶圆的支撑台的外部设置阻挡结构，且限定所述阻挡结构朝向所述喷射结构的端部在沿第二方向上的投影至少能够与所述晶圆的边缘接触，使得自所述晶圆表面溅射的清洗液能够被所述阻挡结构阻挡，避免了清洗液进入所述喷射结构与所述阻挡结构之间的间隙区域，从而避免了清洗液结晶残留的所述晶圆清洗装置内部，提高了晶圆清洗装置的使用寿命；也避免了清洗液溅射至所述阻挡结构外部，避免污染外界环境。
附图说明
附图1是本实用新型具体实施方式中晶圆清洗装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型提供的晶圆清洗装置的具体实施方式做详细说明。
在3D NAND存储器的制造工艺中，为了提高集成度，薄膜堆叠层数越来越高，复杂的薄膜结构及较大的薄膜厚度使得薄膜堆叠层在芯片工艺中易产生边缘剥离问题。例如，对于一个300mm直径的硅片来说，处于边缘宽度为20mm范围内的区域中包含有大约25％的芯片，因此，硅片的边缘缺陷将直接影响到整个硅片的良率。为了解决这一问题，晶圆边缘斜面清洗在3D NAND存储器的生产过程中应用十分广泛。对于3D NAND存储器这类薄膜堆叠层数比较高的边缘斜面清洗工艺，业界当前一般采用单片式湿法清洗装置来实施。常用的单片式湿法清洗装置在对晶圆的边缘斜面进行清洗的过程中，由于既要使用酸性清洗液(例如HF)清洗氧化物薄膜，又要使用碱性清洗液(例如SC1(NH3·H2O、H2O2和H2O的混合溶液))清洗金属薄膜(例如钨膜)，因此，会存在酸碱混合运行导致湿法清洗装置内部的清洗腔室、阻挡罩、喷嘴等部件上有结晶产生，影响相应部件的使用寿命，严重时甚至对机台和工艺的稳定性造成影响。
为了减少清洗液在晶圆清洗装置内部的残留，提高晶圆清洗装置的使用寿命，确保晶圆清洗制程稳定进行，本具体实施方式提供了一种晶圆清洗装置，附图1是本实用新型具体实施方式中晶圆清洗装置的结构示意图。如图1所示，所述晶圆清洗装置，包括：
支撑台10，用于承载晶圆11；
喷射结构，用于沿第一方向D1向位于所述支撑台10上的所述晶圆11喷射清洗液，所述第一方向D1相对于所述支撑台10用于承载所述晶圆11的表面倾斜预设角度；
阻挡结构，位于所述支撑台10外部，所述阻挡结构朝向所述喷射结构的端部18在沿第二方向上的投影至少能够与所述晶圆11的边缘接触，所述第二方向D2垂直于所述第一方向D1。
图1中的箭头方向表示所述喷射结构向所述晶圆11表面喷射所述清洗液的方向。具体来说，如图1所述，在清洗所述晶圆11的过程中，所述晶圆11被置于所述支撑台10的所述承载面(即所述支撑台10朝向所述晶圆11的表面)上，例如所述晶圆11可以通过卡盘等结构固定于所述支撑台10的所述承载面。所述喷射结构沿所述第一方向D1向所述晶圆11的边缘倾斜喷射所述清洗液，以实现对所述晶圆11边缘斜面区域的清洗。所述阻挡结构可以环绕所述支撑台10的外周设置，从而形成一容纳所述晶圆11的清洗腔室。所述阻挡结构用于隔离所述清洗腔室和外界环境，既能避免外界环境中的杂质对晶圆清洗制程的影响，又能避免清洗腔室中的所述清洗液溅射(图1中标号19表示自所述晶圆11表面溅射的所述清洗液)至所述清洗腔室外部。在沿垂直于所述支撑台10的方向上，所述喷射结构位于所述支撑台10上方，所述阻挡结构的高度大于所述支撑台10。
本具体实施方式中所述的清洗液可以是酸性清洗液，例如HF；也可以是碱性清洗液，例如SC1；还可以是中性清洗液。
本具体实施方式通过限定所述阻挡结构朝向所述喷射结构的端部18在沿第二方向D2上的投影至少能够与所述晶圆11的边缘接触，使得自所述晶圆11表面溅射出来的所述清洗液能够被所述阻挡结构挡住，避免溅射至所述阻挡结构外部，减少甚至是避免了清洗液残留在晶圆清洗装置的夹缝中，提高了晶圆清洗装置的使用寿命，确保了晶圆清洗制程持续、稳定的进行。
可选的，所述预设角度为大于或等于30度且小于或等于60度。例如，所述预设角度为45度。
可选的，所述喷射结构包括：
支架131，位于所述支撑台10上方；
喷头132，位于所述支架131朝向所述支撑台10的端部；
喷嘴133，位于所述喷头132中，用于沿所述第一方向D1向位于所述支撑台10上的所述晶圆11的边缘喷射清洗液。
具体来说，如图1所示，所述喷射结构包括支架131以及位于所述支架131端部的所述喷头132，所述支架131在驱动器的驱动下带动所述喷头在三维空间内运行，从而调整所述喷嘴133与待清洗的所述晶圆11之间的相对位置关系。所述喷嘴133用于沿所述第一方向D1向位于所述支撑台10上的所述晶圆11的边缘喷射清洗液，以实现对所述晶圆11边缘斜面的清洗。
可选的，所述阻挡结构包括：
阻挡罩12，环绕所述支撑台10的外部设置，用于隔离所述晶圆11与外界环境，所述阻挡罩12朝向所述喷头132的端部在沿第二方向D2上的投影至少能够与所述晶圆11的边缘接触；
通道16，位于所述阻挡罩12内部，用于接收自所述晶圆11表面流下的清洗液。
具体来说，所述阻挡罩12可以呈环状环绕所述支撑台10的外周设置。所述阻挡罩12靠近所述喷头132的端部具有一延伸部18，所述延伸部18在沿第二方向D2上的投影至少能够与所述晶圆11的边缘接触，从而使得自所述晶圆11表面溅射的所述清洗液被所述延伸部18阻挡，避免所述清洗液进入所述喷射结构与所述阻挡结构之间的间隙14，从而减少甚至是完全避免了所述清洗液在所述间隙14中的残留。在对所述晶圆11进行清洗的过程中，所述晶圆11表面待清洗的边缘区域可以放置于所述通道16的开口处，使得在清洗过程中自所述晶圆11表面流下的清洗液能够直接被所述通道16接收，避免了清洗液的四溅。所述通道16的具体形状，本具体实施方式对此不作限定，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，例如所述通道16可以为具有若干个拐角的凹槽。
可选的，所述阻挡罩12朝向所述喷头132的端部在沿第二方向D2上的投影覆盖所述晶圆11待清洗的边缘区域。
为了进一步提高所述阻挡罩12阻挡所述清洗液的效果，可选的，所述阻挡罩12朝向所述喷头132的端部与所述喷头132接触。
可选的，所述阻挡罩12朝向所述喷头132的端部相对于所述支撑台10用于承载所述晶圆11的表面倾斜设置。
具体来说，通过将所述阻挡罩12朝向所述喷头132的端部相对于所述支撑台10用于承载所述晶圆11的表面倾斜设置，即将所述延伸部18倾斜设置，还能对自所述晶圆11表面溅射的所述清洗液起到引流的作用，将所述清洗液导至所述通道16内。
可选的，所述阻挡罩12朝向所述喷头132的端部的延伸方向与所述第一方向D1平行。
可选的，所述晶圆清洗装置还包括：
顶圈15，位于所述支架131与所述阻挡罩12之间的间隙14内，用于隔离所述晶圆11与外界环境；
所述阻挡罩12在所述间隙14内的投影完全覆盖所述顶圈15。
具体来说，所述阻挡罩12在所述间隙14内的投影完全覆盖所述顶圈15，从而能够有效避免所述清洗液溅射至所述顶圈15表面，减少了清洗液在所述顶圈15上的残留，从而相应提高了所述顶圈15的使用寿命。
可选的，所述通道16的内壁17设置有疏水层，所述疏水层用于减少所述清洗液在所述通道16内部的粘附。
具体来说，由于在清洗所述晶圆11的过程中所使用的清洗液通常是亲水性清洗液，通过在所述通道16的内壁17上设置疏水层，从而使得所述晶圆11清洗过程中溅射的所述清洗液不易粘附在所述通道16的所述内壁17上，从而减小了对阻挡罩12的腐蚀；并防止了清洗液结晶的产生，避免了清洗液结晶对阻挡罩的挤压，延长了阻挡罩12的使用寿命，并保证机台和工艺的稳定性。同时，减少了在喷嘴附近产生清洗液结晶，防止清洗液结晶与颗粒物反应而污染喷嘴，进而避免对清洗制程中的晶圆造成损伤。
本具体实施方式提供的晶圆清洗装置，通过设置用于沿第一方向向晶圆倾斜喷射清洗液的喷射结构，并在用于承载晶圆的支撑台的外部设置阻挡结构，且限定所述阻挡结构朝向所述喷射结构的端部在沿第二方向上的投影至少能够与所述晶圆的边缘接触，使得自所述晶圆表面溅射的清洗液能够被所述阻挡结构阻挡，避免了清洗液进入所述喷射结构与所述阻挡结构之间的间隙区域，从而避免了清洗液结晶残留的所述晶圆清洗装置内部，提高了晶圆清洗装置的使用寿命；也避免了清洗液溅射至所述阻挡结构外部，避免污染外界环境。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种晶圆清洗装置，其特征在于，包括：
支撑台，用于承载晶圆；
喷射结构，用于沿第一方向向位于所述支撑台上的所述晶圆喷射清洗液，所述第一方向相对于所述支撑台用于承载所述晶圆的表面倾斜预设角度；
阻挡结构，位于所述支撑台外部，所述阻挡结构朝向所述喷射结构的端部在沿第二方向上的投影至少能够与所述晶圆的边缘接触，所述第二方向垂直于所述第一方向。
2.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述喷射结构包括：支架，位于所述支撑台上方；
喷头，位于所述支架朝向所述支撑台的端部；
喷嘴，位于所述喷头中，用于沿所述第一方向向位于所述支撑台上的所述晶圆的边缘喷射清洗液。
3.根据权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述预设角度为大于或等于30度且小于或等于60度。
4.根据权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述阻挡结构包括：
阻挡罩，环绕所述支撑台的外部设置，用于隔离所述晶圆与外界环境，所述阻挡罩朝向所述喷头的端部在沿第二方向上的投影至少能够与所述晶圆的边缘接触；
通道，位于所述阻挡罩内部，用于接收自所述晶圆表面流下的清洗液。
5.根据权利要求4所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述阻挡罩朝向所述喷头的端部在沿第二方向上的投影覆盖所述晶圆待清洗的边缘区域。
6.根据权利要求4所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述阻挡罩朝向所述喷头的端部与所述喷头接触。
7.根据权利要求4所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述阻挡罩朝向所述喷头的端部相对于所述支撑台用于承载所述晶圆的表面倾斜设置。
8.根据权利要求7所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述阻挡罩朝向所述喷头的端部的延伸方向与所述第一方向平行。
9.根据权利要求7所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括：
顶圈，位于所述支架与所述阻挡罩之间的间隙内，用于隔离所述晶圆与外界环境；
所述阻挡罩在所述间隙内的投影完全覆盖所述顶圈。
10.根据权利要求4所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述通道的内壁设置有疏水层，所述疏水层用于减少所述清洗液在所述通道内部的粘附。
Priority Applications (1)
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| CN202120571397.5U CN214588757U (zh) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | 晶圆清洗装置 |
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| CN202120571397.5U CN214588757U (zh) | 2021-03-19 | 2021-03-19 | 晶圆清洗装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117148666A (zh) * | 2023-10-31 | 2023-12-01 | 睿晶半导体(宁波)有限公司 | 光罩清洗装置及光罩清洗方法 |
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- 2021-03-19 CN CN202120571397.5U patent/CN214588757U/zh active Active
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| CN117148666A (zh) * | 2023-10-31 | 2023-12-01 | 睿晶半导体(宁波)有限公司 | 光罩清洗装置及光罩清洗方法 |
| CN117148666B (zh) * | 2023-10-31 | 2024-02-09 | 睿晶半导体(宁波)有限公司 | 光罩清洗装置及光罩清洗方法 |
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