CN215377375U - 湿法处理装置及湿法处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种湿法处理装置和湿法处理设备。湿法处理装置包括：喷淋模块和保护模块。喷淋模块，包括输送部和喷嘴，其中所述喷嘴固定设置于所述输送部的一端；以及设置于所述喷淋模块上的保护模块，包括固定部和保护部，所述固定部固定在所述输送部上，所述保护部可运动的设置在所述固定部上，且所述保护部相对于所述固定部运动以使得所述保护模块具有第一状态或第二状态，其中，在所述第一状态，所述保护部包容所述喷嘴，以及在所述第二状态，所述喷嘴裸露于所述保护部之外。

Description

湿法处理装置及湿法处理设备

技术领域

本实用新型涉及半导体设计及制造领域，更具体地，涉及一种湿法处理装置和湿法处理设备。

背景技术

在半导体器件的制造工艺中，包括大量的湿法处理工艺，例如湿法刻蚀以及湿法清洗等。在湿法处理工艺中，需要将溶液喷淋至待处理物体表面。然而，当处理工艺结束后可能仍会有少量残留的溶液滴落至待处理物体表面，这种现象将会在一定程度上损坏待处理物体。

此外，通常情况下为满足半导体器件的制造工艺需求，往往需要进行多种湿法工艺处理，例如需要进行湿法刻蚀以及湿法清洗等。然而，由于湿法刻蚀以及湿法清洗等工艺中使用的溶液不同，目前的湿法工艺处理机台通常会搭配至少四种以上的化学溶液，如用于刻蚀和清洗的酸性溶液、碱性溶液、异丙醇(IPA)溶液以及去离子水(DIW)等。

然而，由于多种不同特性的溶液不能共用管道，需要将多种溶液分别设置于不同管道中。因此，在实际应用中，机台上的运动机构通常会同时搭载装有不同溶液的多个管道。但是，这样会导致运动机构工作时多个管道会产生联动现象，对多个管道内液柱的稳定性提出了巨大的挑战。例如，当装有氢氟酸刻蚀液的管道的喷嘴在对晶圆进行刻蚀处理时，扫描臂移动带来的抖动就有可能使得装有臭氧清洗液的管道内的液体滴落在晶圆上，进而容易导致晶圆的报废。

实用新型内容

本实用新型提供了一种可至少部分解决现有技术中存在的上述问题的湿法处理装置和湿法处理设备。

本实用新型一方面提供了一种湿法处理装置。所述湿法处理装置包括：喷淋模块，包括输送部和喷嘴，其中所述喷嘴固定设置于所述输送部的一端；以及设置于所述喷淋模块上的保护模块，包括固定部和保护部，所述固定部固定在所述输送部上，所述保护部可运动的设置在所述固定部上，且所述保护部相对于所述固定部运动以使得所述保护模块具有第一状态或第二状态，其中，在所述第一状态，所述保护部包容所述喷嘴，以及在所述第二状态，所述喷嘴裸露于所述保护部之外。

在一个实施方式中，所述固定部设置有容纳腔，其中，在所述第一状态，所述保护部伸出所述容纳腔外；在所述第二状态，所述保护部容纳于所述容纳腔。

在一个实施方式中，所述保护部包括相对的固定端和自由端，所述固定端可转动的设置于所述固定部上，所述自由端靠近所述固定部运动可达所述第二状态，所述自由端远离所述固定部运动可达所述第一状态。

在一个实施方式中，所述装置还包括回吸所述输送部内的处理液的回吸模块，所述回吸模块设置于所述输送部上，且与所述输送部连通。

在一个实施方式中，所述装置还包括用于检测所述保护模块是否存在所述处理液的检测模块，所述检测模块设置在所述保护部上。

在一个实施方式中，所述装置还包括驱动模块和控制模块，其中，所述驱动模块分别与所述控制模块和所述保护部连接；所述控制模块控制所述驱动模块，驱动所述保护部相对于所述固定部的运动。

在一个实施方式中，所述装置包括多个所述喷淋模块，每个所述喷淋模块上设置一个所述保护模块，所述驱动模块的数量为至少一个，所述驱动模块与至少一个所述保护部连接。

本实用新型另一方面提供了一种湿法处理设备。该湿法处理设备包括上述湿法处理装置；以及承载待处理物体的承载装置，喷淋时，所述承载装置位于所述湿法处理装置的下方。

在一个实施方式中，所述承载装置带动所述待处理物体旋转。

在一个实施方式中，所述待处理物体包括半导体器件。

根据本申请提供的湿法处理装置及设备可至少具有以下其中之一的优点：

1)将保护模块设置喷淋模块上，当喷淋模块停止工作后，保护模块的保护部可包容喷嘴，以避免处理液滴落至待处理物体表面，从而可以防止对待处理物体造成损坏；

2)本申请通过在保护部上设置检测模块，可以检测保护模块是否存在处理液，有利于实时反馈保护模块上是否存在处理液，以便于及时检修喷淋模块，如喷淋模块上的回吸模块；

3)本申请提供的保护模块可设置于输送部靠近喷嘴的一端，保护模块不会直接接触处理液以及喷淋模块内部，可以有效避免保护模块带入新的颗粒物杂质至经喷嘴喷出的处理液中，进而减少因颗粒物杂质随处理液一起滴落至晶圆表面而造成晶圆报废的几率；以及

4)将保护模块设置喷淋模块上，当喷淋模块停止工作后，保护模块的保护部可包容喷嘴，可以起到保护喷嘴的作用，当多个喷淋模块中部分喷淋模块工作时，可以防止产生的飞溅液体对未工作的喷淋模块的喷嘴造成污染。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。其中：

图1A和1B分别是根据本申请的示例性实施方式的处于不工作状态和工作状态的湿法处理装置的结构示意图；

图2是根据本申请的另一示例性实施方式的湿法处理装置的结构示意图；

图3是根据本申请的另一示例性实施方式的湿法处理装置的示意性框图；以及

图4是根据本申请的示例性实施方式的湿法处理设备的示意性框图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书中，第一、第二、第三等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制，尤其不表示任何的先后顺序。因此，在不背离本申请的教导的情况下，本申请中讨论的第一状态也可被称作第二状态，第一喷淋模块也可被称作第二喷淋模块，反之亦然。

在附图中，为了便于说明，已稍微调整了部件的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。如在本文中使用的，用语“大致”、“大约”以及类似的用语用作表近似的用语，而不用作表程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差。

此外，在本文中，当描述一个部分位于另一部分“上”时，例如“在……上”、“在……之上”和“在……上方”的含义应以最宽泛的方式来解释，使得“在……上”不仅意味着“直接在某物上”，而且还包括其间具有中间特征或层的“在某物上”的含义，并且“在……之上”或“在……上方”并非绝对表示以重力方向为基准位于之上之意，也不仅意味着“在某物之上”或“在某物上方”的含义，而且还可以包括其间没有中间特征或层的“在某物之上”或“在某物上方”的含义(即，直接在某物上)。

还应理解的是，诸如“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”等表述在本说明书中是开放性而非封闭性的表述，其表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合的存在。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，其修饰整列特征，而非仅仅修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有措辞(包括工程术语和科技术语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，除非本申请中有明确的说明，否则在常用词典中定义的词语应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，而不应以理想化或过于形式化的意义解释。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1A和1B分别是根据本申请的示例性实施方式的处于不工作状态和工作状态的湿法处理装置100的示意图。

湿法处理装置100可包括喷淋模块110和保护模块120。

喷淋模块110可包括输送部111和喷嘴112。喷嘴112固定设置于输送部111的一端。如图1B所示的，湿法处理装置100处于工作状态时，例如在进行湿法处理工艺如湿法刻蚀或湿法清洗时，输送部111输送处理液10(图1B中灰色区域)如湿法刻蚀液或湿法清洗液至喷嘴112，并从喷嘴112喷出至待处理物体11。例如，在晶圆制造过程中，在对晶圆表面进行湿法清洗时，输送部111输送湿法清洗液10至喷嘴112，并从喷嘴112喷出至晶圆表面11。

如图1A和1B所示的，保护模块120可设置于喷淋模块110上。具体地，保护模块120可设置于输送部111上，且可选择性地包容喷嘴112。示例性地，保护模块120可包括固定部121和保护部122，具体地，固定部121可固定在输送部111上，保护部122可运动的设置在固定部121上，且保护部122可相对于固定部121运动以使得保护模块120具有第一状态或第二状态。在第一状态，保护部122可包容喷嘴112；在第二状态，喷嘴112可裸露于保护部122之外。例如，在第一状态，喷淋模块110停止喷淋，保护部122包容喷嘴112。在第二状态，喷嘴112裸露于保护部122之外，并可使处理液10喷出以对待处理物体进行喷淋。应理解，本申请并未具体限定固定部和保护部的结构，固定部和保护部可以是任意合适的通过相互配合可以实现包容或裸露喷嘴的部件。

当喷淋模块110停止喷淋后，由于装置100的反应速度延迟，导致喷嘴112可能还会喷出少量处理液10，因此，本申请提供的湿法处理装置100通过设置保护模块120，以包容不工作状态下的喷嘴112，防止流出的少量处理液滴落至晶圆表面11损坏晶圆。当本申请提供的装置100正常工作时，即进行湿法刻蚀或湿法清洗时，保护部122相对固定部121运动，裸露出喷嘴112，进而可使喷嘴112喷射刻蚀液或清洗液至晶圆表面。

在示例性实施方式中，保护部122可运动的设置在固定部121上，且保护部122可相对于固定部121运动以使得保护模块120具有第一状态或第二状态。在第一状态，保护部122可包容喷嘴112；在第二状态，喷嘴112可裸露于保护部122之外。在实际应用中，保护部122与固定部121的设置形式可以有多种，下面示例性的列举两种，实际上包括但不限于下面两种形式。

在一种示例性实施方式中，固定部121可设置有容纳腔。在第一状态，保护部122可伸出容纳腔外；在第二状态，保护部122容纳于容纳腔。如图1A所示的，在第一状态，保护部122伸出容纳腔的外部以与固定部121形成倒圆锥体形状包容喷嘴112。如图1B所示的，在第二状态，保护部122缩回至容纳腔的内部以裸露喷嘴112。本申请仅是示例性地提供了当保护部伸出容纳腔外后，与固定部形成倒圆锥体的形状包容喷嘴。应理解，本申请并未具体限定保护部和固定部包容喷嘴的方式，在实际应用中，可通过合理设置保护部和固定部的结构以实现包容或裸露喷嘴的功能。

在另一种示例性实施方式中，保护部122可包括相对的固定端和自由端，固定端可转动的设置于固定部121上，保护部122相对固定部121转动，自由端靠近固定部121时可达第二状态；保护部122相对固定部121转动，自由端远离固定部运动可达第一状态。例如，当喷淋模块110处于工作状态，此时，使保护部122相对固定部121转动，自由端靠近固定部121，使喷嘴112裸露出来，保护模块120处于第二状态；当喷淋模块110停止工作，此时，使保护部122相对固定部121转动，自由端远离固定部121，保护部122包容喷嘴112，保护模块120处于第一状态。

在示例性实施方式中，如图2所示的，本申请提供的湿法处理装置还可包括回吸模块130。回吸模块130可设置于输送部111上，且与输送部111连通。回吸模块130可回吸输送部111内的处理液。示例性地，回吸模块130可通过抽出回吸阀内的空气使弹簧变形，从而产生回吸力回吸喷淋模块110内的处理液。回吸模块130可被配置为回吸输送部111内的处理液10，以使处理液10与喷嘴112具有预定距离H。例如，在对晶圆表面进行湿法清洗时，输送部111输送湿法清洗液10至喷嘴112，并从喷嘴112喷出至晶圆表面11。在湿法清洗完成后即喷淋模块110停止喷淋后，回吸模块130开始工作，将湿法清洗液从喷嘴112和输送部111中回吸，以至喷嘴112中不存在处理液10，且输送部111中的处理液10与喷嘴112相距预定距离H。当输送部111中的处理液10与喷嘴112相距预定距离H时，既可以有效防止仍有少量处理液10从喷嘴112中流出；又可以有效避免由于处理液与喷嘴的距离较大，容易使空气进入，导致喷淋模块110再次工作时晶圆表面产生气泡；还可以有效避免由于处理液与喷嘴112的距离较大，导致颗粒杂质进入输送部111，进而造成喷淋模块110再次工作时，喷嘴112将颗粒杂质带入晶圆表面，划伤晶圆表面。

在示例性实施方式中，本申请提供的湿法处理装置还可包括检测模块(未示出)。检测模块可设置在保护部122上，用于检测保护模块120是否存在处理液。例如，检测模块可设置于保护部122上。具体地，检测模块可设置于保护部122处于包裹喷嘴状态时的最底端。检测模块可以是传感器，该传感器可用于检测保护模块120是否存在处理液，进而可判断在如湿法清洗完成后喷嘴112的出口位置是否存在处理液。具体地，在如湿法清洗完成后，若喷嘴112的出口位置存在处理液，则该多余的处理液将滴落至保护模块120上，进而检测模块可检测到滴落至保护模块120上的处理液。示例性地，当完成湿法处理后，保护模块120可呈倒圆锥体形状包容住喷嘴112，此时，若喷嘴112的出口位置存在处理液，处理液将会滴落至保护模块120底部。进而检测模块将感应到的信号传输至装置的警报模块(未示出)，警报模块可发出警报信息，通知工程师检修喷淋模块110以及回收模块130，并及时清洗沾有处理液的保护模块120。应理解，当回吸模块130工作良好，能提供足够的吸力时，回吸模块130可以将处理液从喷嘴112和输送部111中回吸，以至喷嘴112中不存在处理液10，且输送部111中的处理液10与喷嘴112相距预定距离H。此时，检测模块将检测不到处理液，警报模块不会发出警报信息。当回吸模块130工作异常时，提供足够的吸力低到无法避免将处理液回收至输送部一定距离处，即输送部111中的处理液10与喷嘴112相距小于预定距离H。此时，喷嘴112的出口位置很容易出现处理液，进而很容易使处理液滴落至保护模块底部。检测模块将感应到的信号传输至装置的警报模块，警报模块可发出警报信息，通知工程师检修回收模块130，并及时清洗沾有处理液的保护模块120。

在示例性实施方式中，本申请提供的湿法处理装置100还可包括驱动模块(未示出)和控制模块(未示出)。驱动模块可分别与控制模块和保护部122连接。控制模块可控制驱动模块，以驱动保护部122相对于固定部121的运动。换言之，控制模块可用于控制驱动模块驱动保护部122包容或裸露喷嘴112。例如，当不需要喷嘴112喷淋处理液时，输送部111将会停止向喷嘴112输送处理液，此时，控制模块将会接收到包容信号，控制驱动模块驱动保护部122，以包容住喷嘴112，避免喷嘴112内仍有残留处理液滴落至晶圆表面。当需要喷嘴112喷淋处理液时，输送部111将向喷嘴112输送处理液，此时，控制模块将会接收到裸露信号，控制驱动模块驱动保护部122运动，以裸露出喷嘴112，进而使得喷嘴112可正常喷淋处理液。

在示例性实施方式中，本申请提供的湿法处理装置100可包括多个喷淋模块，例如图3所示的，第一喷淋模块210和第二喷淋模块220。每个喷淋模块上可设置一个保护模块。驱动模块可与至少一个保护部连接。例如第一喷淋模块210上可设置第一保护模块230，第二喷淋模块220上可设置第二保护模块240。驱动模块250可与第一保护部232和第二保护部242连接。在本申请中，多个喷淋模块可依次或同时喷淋处理液至待处理物体。当然，也可以多个喷淋模块中的部分喷淋模块依次或同时喷淋处理液至待处理物体。例如，第一喷淋模块210可装有刻蚀液如DHF，可对晶圆表面进行刻蚀。第二喷淋模块220可装有清洗液如DIW，可对晶圆表面进行清洗。当第一喷淋模块210对晶圆表面完成刻蚀后，需使用第二喷淋模块220对晶圆表面进行清洗。

本申请提供的湿法处理装置200可包括至少一个运动模块260。运动模块260可以是扫描臂。示例性地，可将第一喷淋模块210和第二喷淋模块220均与运动模块260连接，以便于对晶圆表面进行处理。运动模块260可带动第一喷淋模块210和第二喷淋模块220移动，以将第一喷淋模块210中的刻蚀液喷淋至待处理物体的特定位置，将第二喷淋模块220中的清洗液喷淋至待处理物体的特定位置。本申请通过在第一喷淋模块210和第二喷淋模块220上均设置保护模块，即使第一喷淋模块210和第二喷淋模块220产生联动后，无需工作的模块如第一喷淋模块210或第二喷淋模块220内的处理液也不会滴落至晶圆表面，同时还可以防止正在对待处理物体进行处理的处理液溅射到未处于工作状态的喷淋模块。虽然本申请仅以一个运动模块的工作状态进行了说明，应理解，本申请并未具体限定运动模块及其带动的喷淋模块的数量。在实际应用中，可以选择任意合适数量的运动模块及其带动的喷淋模块，以实现实际需求。

本申请另一方面提供了一种湿法处理设备300。图4示意性示出了湿法处理设备300的组成部件。处理设备300包括湿法处理装置310和承载装置320。湿法处理装置310可用于处理待处理物体，如可用于刻蚀或清洗晶圆表面。承载装置320可用于承载待处理物体，喷淋时，承载装置320可位于湿法处理装置310的下方。承载装置320可用于承载例如晶圆，避免晶圆晃动，有利于提高湿法处理装置310的工作效率。示例性地，承载装置320可带动待处理物体如晶圆旋转，以满足对晶圆表面不同位置的加工需要。

本申请提供的湿法处理装置及湿法处理设备，将保护模块设置喷淋模块上，当喷淋模块停止工作后，保护模块的保护部可包容喷嘴，以避免处理液滴落至待处理物体表面，从而可以防止对待处理物体造成损坏；本申请通过在保护部上设置检测模块，可以检测保护模块是否存在处理液，有利于实时反馈保护模块上是否存在处理液，以便于及时检修喷淋模块，如喷淋模块上的回吸模块；本申请提供的保护模块可设置于输送部靠近喷嘴的一端，保护模块不会直接接触处理液以及喷淋模块内部，可以有效避免保护模块带入新的颗粒物杂质至经喷嘴喷出的处理液中，进而减少因颗粒物杂质随处理液一起滴落至晶圆表面而造成晶圆报废的几率；将保护模块设置喷淋模块上，当喷淋模块停止工作后，保护模块的保护部可包容喷嘴，可以起到保护喷嘴的作用，当多个喷淋模块中部分喷淋模块工作时，可以防止产生的飞溅液体对未工作的喷淋模块的喷嘴造成污染。

以上描述仅为本申请的实施方式以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的保护范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离技术构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种湿法处理装置，其特征在于，所述装置包括：

喷淋模块，包括输送部和喷嘴，其中所述喷嘴固定设置于所述输送部的一端；以及

设置于所述喷淋模块上的保护模块，包括固定部和保护部，所述固定部固定在所述输送部上，所述保护部可运动的设置在所述固定部上，且所述保护部相对于所述固定部运动以使得所述保护模块具有第一状态或第二状态，其中，在所述第一状态，所述保护部包容所述喷嘴，以及在所述第二状态，所述喷嘴裸露于所述保护部之外。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定部设置有容纳腔，其中，在所述第一状态，所述保护部伸出所述容纳腔外；在所述第二状态，所述保护部容纳于所述容纳腔。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保护部包括相对的固定端和自由端，所述固定端可转动的设置于所述固定部上，所述自由端靠近所述固定部运动可达所述第二状态，所述自由端远离所述固定部运动可达所述第一状态。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括回吸所述输送部内的处理液的回吸模块，所述回吸模块设置于所述输送部上，且与所述输送部连通。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于检测所述保护模块是否存在处理液的检测模块，所述检测模块设置在所述保护部上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括驱动模块和控制模块，其中，所述驱动模块分别与所述控制模块和所述保护部连接；所述控制模块控制所述驱动模块，驱动所述保护部相对于所述固定部的运动。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置包括多个所述喷淋模块，每个所述喷淋模块上设置一个所述保护模块，所述驱动模块的数量为至少一个，所述驱动模块与至少一个所述保护部连接。

8.一种湿法处理设备，其特征在于，包括：

根据权利要求1-7中任一项所述的湿法处理装置；以及

承载待处理物体的承载装置，喷淋时，所述承载装置位于所述湿法处理装置的下方。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述承载装置可带动所述待处理物体旋转。

10.根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于，所述待处理物体包括半导体器件。

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