CN216064523U - 半导体清洗装置和半导体设备 - Google Patents

Abstract

该实用新型提出了一种半导体清洗装置和半导体设备，所述半导体清洗装置包括：清洗槽，所述清洗槽具有用于容纳晶圆的清洗空间；升降架，所述升降架设在所述清洗空间内以用于承载所述晶圆且沿上下方向可移动；清洗喷嘴，所述清洗喷嘴用于向所述升降架喷射清洗液以对所述升降架进行清洗。根据本实用新型实施例的半导体清洗装置能够提高升降架的清洗效果，减少升降架上附着杂质对晶圆的污染，以提高晶圆的良率和性能。

Description

半导体清洗装置和半导体设备

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体涉及一种半导体清洗装置和半导体设备。

背景技术

相关技术的半导体设备，尤其是对于湿法刻蚀工艺、化学机械研磨工艺等之后产生的聚合物层比较厚的机台，在对晶圆进行湿法刻蚀或清洗时，随着长时间的使用，槽内晶圆清洗液内会残留大量的聚合物杂质，升降架承载晶圆且会沉浸在晶圆清洗液中，这样，上述聚合物杂质则会附着在升降架，即使后续后更换晶圆清洗液，但升降架上的聚合物杂质并不会随旧的晶圆清洗液排出，在该升降架与后续的晶圆接触上时，在接触部位处，附着在升降架上的聚合物则会污染晶圆，在晶圆上形成special map(特殊图案)，极可能对一些关键制程(key layer)的良率和电性造成较大影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种半导体清洗装置，所述半导体清洗装置能够清洗升降架，以减少升降架的杂质附着量，从而有效缓解升降架对晶圆的接触污染，提高晶圆的良率。

根据本实用新型实施例的半导体清洗装置，包括：清洗槽，所述清洗槽具有用于容纳晶圆的清洗空间；升降架，所述升降架设在所述清洗空间内以用于承载所述晶圆且沿上下方向可移动；清洗喷嘴，所述清洗喷嘴用于向所述升降架喷射清洗液以对所述升降架进行清洗。

根据本实用新型的一些实施例，所述半导体清洗装置还包括气体喷嘴，所述气体喷嘴用于向所述升降架喷气对清洗后的所述升降架进行干燥。

根据本实用新型的一些实施例，所述气体喷嘴为多个且形成为多组，多组所述气体喷嘴环绕所述升降架的周向分布，每组所述气体喷嘴为至少两个且沿上下方向间隔开设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述清洗喷嘴和所述气体喷嘴设在所述清洗空间的侧壁上。

根据本实用新型的一些实施例，所述清洗空间的侧壁形成有容纳所述清洗喷嘴和所述气体喷嘴的凹槽，所述清洗喷嘴和所述气体喷嘴朝向所述清洗空间的一侧不超出所述清洗空间的内壁面。

根据本实用新型的一些实施例，所述清洗喷嘴为多个，多个所述清洗喷嘴环绕所述升降架的周向间隔开设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述半导体清洗装置还包括驱动装置，所述驱动装置与所述清洗喷嘴相连，以驱动所述清洗喷嘴环绕所述升降架的周向可移动。

根据本实用新型的一些实施例，所述清洗喷嘴可旋转地设在所述清洗空间内，以在所述升降架沿上下方向移动时能够随所述升降架转动并朝向所述升降架喷射清洗液。

根据本实用新型的一些实施例，所述半导体清洗装置还包括：控制器；所述控制器用于控制所述清洗喷嘴的开关以及所述清洗空间内晶圆清洗液的排放；时间检测器，所述时间检测器用于监测所述清洗空间内晶圆清洗液的排放时间，所述控制器根据所述时间检测器监测的排放时间来控制所述清洗喷嘴来喷射清洗液。

本实用新型还提出了一种半导体设备，包括上述实施例的半导体清洗装置。

由此根据本实用新型实施例的半导体设备和半导体清洗装置，通过设置清洗喷嘴，可定期对升降架进行清洗，从而能够减少升降架上的杂质附着量，以有效缓解升降架上的杂质对晶圆的污染，提高良率。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的半导体清洗装置的一个时间段的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的半导体清洗装置的另一个时间段的结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例的半导体清洗装置的又一个时间段的结构示意图。

附图标记：

100：半导体清洗装置；

1：升降架；

21：清洗喷嘴，22：气体喷嘴；

31：晶圆清洗液，32：升降架的清洗液；

41：清洗槽，42：清洗空间。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的一种半导体清洗装置作进一步详细说明。

下面参见附图描述根据本实用新型实施例的半导体清洗装置100。

如图1-图3所示，根据本实用新型实施例的半导体清洗装置100可以包括清洗槽41、升降架1和清洗喷嘴21。清洗槽41具有用于容纳晶圆的清洗空间42，清洗空间42内可容纳有用于清洗晶圆的晶圆清洗液31，晶圆清洗液31例如为酸性溶液、碱性溶液等，晶圆置于清洗空间42内通过晶圆清洗液31对晶圆进行清洗，需要说明的是，这里的清洗是指晶圆在制备过程中对其产生的残留聚合物的清洗去除，例如在晶圆进行湿法刻蚀工艺后，对晶圆进行清洗以去除刻蚀残留的聚合物。

升降架1设在清洗空间42内以用于承载晶圆且至少沿上下方向可移动，具体地，升降架1至少沿上下方向可移动地设在清洗空间42内，这样在晶圆传输过程中，升降架1向上移动以承接晶圆，然后升降架1承载晶圆并向下移动以使得晶圆沉浸在晶圆清洗液31内，从而便于晶圆的传输和清洗。

由于升降架1用于承载晶圆，升降架1部分结构与晶圆接触，晶圆在进行清洗时，升降架1沉浸在晶圆清洗液31中，晶圆清洗液31中残留的聚合物等杂质会附着在升降架1上，由此升降架1再次承载晶圆时，升降架1与晶圆接触，在接触部位处，附着在升降架1上的聚合物等杂质会对承载的晶圆造成污染且不易被清洗，并在晶圆上形成特殊图案，从而会对晶圆的一些关键制程(key layer)的良率和电性造成较大影响。

清洗喷嘴21用于向升降架1喷射清洗液32以对升降架1进行清洗，具体地，升降架1在使用一定时间后，可通过清洗喷嘴21喷射清洗液32来对升降架1进行清洗，这样通过定期对升降架1进行清洗，从而能够减少升降架1上杂质的附着量，提高升降架1的清洗效果，，从而有效缓解升降架1上杂质对晶圆的污染。需要说明的是，这里的清洗液32指的是用于对升降架1清洗的清洗液32，例如所述清洗液32可以为水，从而能够减少对清洗空间42的污染，也能够减小对清洗空间42内的晶圆清洗液31造成污染。

可选地，对清洗喷嘴21的设置，清洗喷嘴21可设在清洗空间42内，其中在升降架1置于清洗空间42的底部时，清洗喷嘴21位于升降架1的上方，由于升降架1沿上下方向可移动，在对升降架1进行清洗之前，升降架1位于清洗喷嘴21的下方，需要说明的是，这里的下方可以指升降架1位于清洗喷嘴21的正下方或斜下方。清洗喷嘴21对升降架1喷射清洗液32开始对其进行清洗，在清洗过程中，升降架1可缓慢上升，清洗喷嘴21可持续喷射清洗液32来对升降架1进行清洗。

进一步地，清洗空间42内的晶圆清洗液31需要进行定期更换以保证清洗效果，清洗喷嘴21可在晶圆清洗液31进行更换的过程中对升降架1进行清洗，这样不仅不需要半导体清洗装置100停机来对升降架1进行清洗，减少停机时间，提高半导体清洗装置100的工作时间，而且在晶圆清洗液31排出时，也能够将清洗升降架1的清洗液32排出。

由此，根据本实用新型实施例的半导体清洗装置100，通过设置清洗喷嘴21，可定期对升降架1进行清洗，从而提高升降架1的清洗效果，减少升降架1的杂质附着量，有效缓解升降架1上的杂质对晶圆的污染，也能够提高良率和晶圆的性能。

结合图1和图3所示，根据本实用新型实施例的半导体清洗装置100还包括气体喷嘴22，气体喷嘴22用于向升降架1喷气对清洗后的升降架1进行干燥，这样在升降架1清洗后，通过气体喷嘴22喷气可对升降架1进行干燥，不仅能够提高升降架1的干燥速度，避免升降架1上附着有清洗后残留的清洗液32而接触晶圆对晶圆性能造成影响，也能够防止升降架1上残留的清洗液32影响清洗空间42内的晶圆清洗液31的清洗性能，例如避免与晶圆清洗液31发生反应或稀释晶圆清洗液31。

具体地，在对升降架1进行清洗的过程中，在达到一定清洗程度后，可将升降架1移动至气体喷嘴22处进行干燥，例如在对升降架1进行清洗时，升降架1缓慢上升，通过清洗喷嘴21沿上下方向上对升降架1各处进行清洗，在升降架1清洗到一定程度，气体喷嘴22对升降架1进行干燥，或者在升降架1缓慢下降时升降架1进行清洗，然后清洗完成后将升降架1移动至气体喷嘴22处进行干燥；再或者可对升降架1同时进行清洗干燥，即升降架1在上升或下降过程中进行清洗时，已清洗的升降架1的部分移动至气体喷嘴22处进行干燥，同时未清洗的部分在清洗喷嘴21处进行清洗。在如图1所示的示例中，气体喷嘴22设在清洗喷嘴21的上方，这样清洗喷嘴21喷射清洗液32对升降架1进行清洗后，升降架1向上移动，气体喷嘴22可对清洗后的清洗喷嘴21进行干燥，由此随着升降架1的向上运动可对升降架1进行边清洗边干燥，从而能够提高对升降架1的干燥和清洗速率，可选地，气体喷嘴22可用于向升降架1喷射氮气以进行干燥。

在本实用新型的一些实施例中，气体喷嘴22可以为多个，多个气体喷嘴22可环绕升降架1的周向间隔开设置，从而能够环绕升降架1的周向从多个方向向升降架1进行喷气，提高对升降架1的干燥效果。

在本实用新型的另一些实施例中，气体喷嘴22可以为多个且形成为多组，多组气体喷嘴22环绕所述升降架1的周向分布，每组气体喷嘴22为至少两个且沿上下方向间隔开设置，换言之，每组气体喷嘴22可以包括两个或两个以上的气体喷嘴22，每组的多个气体喷嘴22沿上下方向间隔分布，在如图1-图3所示的示例中，每组气体喷嘴22可以为两个，两个气体喷嘴22在上下方向上间隔开设置。多组气体喷嘴22环绕升降架1的周向间隔开设置，这样不仅能够在周向上从多个方向对升降架1喷气以实现对升降架1的多方位干燥，提高干燥效果，在上下方向上也能够提高气体喷嘴22对升降架1的喷气范围和区域，而且在升降架1移动过程中，位于上方的气体喷嘴22可对经过下方气体喷嘴22干燥后的升降架1进行再次喷气干燥，从而能够提高升降架1在移动过程中的干燥效果，且不影响升降架1的升降移动，也能够进一步地实现升降架1的边清洗边干燥，减少升降架1的清洗时间。

对于气体喷嘴22和清洗喷嘴21的设置，气体喷嘴22和清洗喷嘴21只要能够对升降架1进行干燥和清洗即可，在本实用新型的一些实施例，清洗喷嘴21和气体喷嘴22可设在清洗空间42的侧壁上，这样清洗喷嘴21和气体喷嘴22固设在清洗空间42的侧壁上，并通过管道连接气体产生装置和清洗液产生装置，结构简单且方便安装，也便于清洗喷嘴21和气体喷嘴22对升降架1进行清洗干燥。

可选地，清洗空间42的侧壁形成有容纳清洗喷嘴21和气体喷嘴22的凹槽，清洗喷嘴21和气体喷嘴22朝向清洗空间42的一侧不超出清洗空间42的内壁面。这样，一方面便于清洗喷嘴21向升降架1进行喷射清洗液32和气体喷嘴22向升降架1喷气，也能够保护气体喷嘴22和清洗喷嘴21，另一方面也能够防止气体喷嘴22和清洗喷嘴21与清洗的晶圆发碰撞而影响晶圆的性能。

进一步地，清洗喷嘴21和气体喷嘴22可采用防腐蚀材料制成，从而避免晶圆清洗液31对清洗喷嘴21和气体喷嘴22的腐蚀。

在本实用新型的另一些实施例中，清洗喷嘴21和气体喷嘴22可通过其它结构伸入至清洗空间42内且位于升降架1的上方，例如半导体清洗装置100还可以包括支撑手臂，气体喷嘴22和清洗喷嘴21可设在支撑手臂上，在需要对升降架1进行清洗时，支撑手臂可伸入至清洗空间42内，从而避免晶圆清洗液31对气体喷嘴22和清洗喷嘴21造成腐蚀。

在本实用新型的一些实施例中，清洗喷嘴21可以为多个，多个清洗喷嘴21环绕升降架1的周向间隔开设置。这样多个清洗喷嘴21在升降架1的周向上可从多个方向向升降架1喷射清洗液32，从而能够在多个方向上对升降架1进行清洗，以提高清洗效果。

为了进一步对提高对升降架1的清洗效果，清洗喷嘴21可设置为沿升降架1周向可移动，具体地，半导体清洗装置100还可以包括驱动装置，驱动装置与清洗喷嘴21相连，以驱动清洗喷嘴21环绕升降架1的周向可移动，这样清洗喷嘴21沿周向移动并对升降架1喷射清洗液32，从而可在升降架1的周向上实现对升降架1的全方位清洗。可选地，气体喷嘴22也可设为沿升降架1的周向可移动，从而可实现对升降架1的周向的全方位干燥。

在本实用新型的一些具体示例中，清洗喷嘴21可以为多个，多个清洗喷嘴21沿周向可移动且每个清洗喷嘴21环绕升降架1的部分周向移动，每个清洗喷嘴21的移动范围大于等于相邻两个清洗喷嘴21之间的距离范围，从而使得多个清洗喷嘴21的喷射范围能够覆盖升降架1的一周，且不需要每个清洗喷嘴21均能够环绕升降架1的一周移动，也能够简化清洗喷嘴21移动结构和连接结果。

在本实用新型的一些实施例中，清洗喷嘴21可旋转地设在清洗空间42内，以在升降架1沿上下方向移动时能够随升降架1转动并朝向升降架1喷射清洗液32。换言之，清洗喷嘴21沿上下方向可转动，这样在升降架1上下移动时，清洗喷嘴21可随着升降架1移动，以使得清洗喷嘴21喷射的清洗液32能够更多的落在升降架1上，提高清洗效果。

在本实用新型的一些实施例中，半导体清洗装置100还包括控制器和时间检测器，控制器和清洗喷嘴21相连以用于控制清洗喷嘴21的开关以及清洗空间42内晶圆清洗液31的排放，时间检测器用于监测清洗空间42内晶圆清洗液31的排放时间，控制器根据时间检测器监测的排放时间来控制清洗喷嘴21来喷射清洗液32。

具体地，使用过后的晶圆清洗液31一般需要进行回收以减少浪费，在半导体清洗装置100进行更换晶圆清洗液31时，通过时间检测器可以监控晶圆清洗液31的排放时间，当晶圆清洗液31的排放时间达到一定时间后，即晶圆清洗液31需要回收的部分排出后，控制器控制清洗喷嘴21开启对升降架1进行喷射清洗液32，从而避免影响晶圆清洗液31的回收，晶圆清洗液31排放末期的部分为废液，这样在晶圆清洗液31排放末期对升降架1进行清洗，清洗液32可随着末期的晶圆清洗液31排出，不仅能够节省时间，也不需要设置单独的排放结构来排出升降架1的清洗液32。

由此通过设置控制器和时间检测器，能够根据晶圆清洗液31的排放和更换时间来控制清洗喷嘴21的开关，使得晶圆清洗液31的更换时间与清洗升降架1的设置时间相匹配，这样每次更换晶圆清洗液31时，可同时清洗升降架1，以节省时间，减少不必要的停机，也能够避免未清洗的升降架1对新的晶圆清洗液31造成污染，而且能够避免影响晶圆清洗液31的回收

在本实用新型的一些具体示例中，在清洗空间42进行晶圆清洗液31的更换时，使用过的晶圆清洗液31排放的前期一般为废液，可直接排出，晶圆清洗液31排放中期为回收液，此时间段排放的晶圆清洗液31需要进行回收，此时清洗喷嘴21为关闭状态，晶圆清洗液31排放一定时间后进入排放末期，末期排放的晶圆清洗液31为废液直接排出，如图2所示，此时可打开清洗喷嘴21来对升降架1进行清洗，清洗升降架1的清洗液32可与晶圆清洗液31一同排出，从而避免影响晶圆清洗液31的回收，同时在升降架1清洗时如图3所示可同时打开气体喷嘴22对升降架1进行干燥，以去除升降架1表面残留的清洗液32，然后向清洗空间42内注入新的晶圆清洗液31，以避免影响新的晶圆清洗液31的更换。

本实用新型还提出了一种半导体设备。

根据本实用新型实施例的半导体设备包括上述实施例的半导体清洗装置100，通过设置上述半导体清洗装置100，可定期对升降架1进行清洗，从而减少升降架1上杂质的附着量，有效缓解升降架1与晶圆接触部位对晶圆的污染，也能够提高半导体清洗装置100清洗后晶圆的晶圆的良率和性能。

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)

1.一种半导体清洗装置，其特征在于，包括：

清洗槽，所述清洗槽具有用于容纳晶圆的清洗空间；

升降架，所述升降架设在所述清洗空间内以用于承载所述晶圆且至少沿上下方向可移动；

清洗喷嘴，所述清洗喷嘴用于向所述升降架喷射清洗液以对所述升降架进行清洗。

2.根据权利要求1所述的半导体清洗装置，其特征在于，还包括气体喷嘴，所述气体喷嘴用于向所述升降架喷气对清洗后的所述升降架进行干燥。

3.根据权利要求2所述的半导体清洗装置，其特征在于，所述气体喷嘴为多个且形成为多组，多组所述气体喷嘴环绕所述升降架的周向分布，每组所述气体喷嘴为至少两个且沿上下方向间隔开设置。

4.根据权利要求2所述的半导体清洗装置，其特征在于，所述清洗喷嘴和所述气体喷嘴设在所述清洗空间的侧壁上。

5.根据权利要求4所述的半导体清洗装置，其特征在于，所述清洗空间的侧壁形成有容纳所述清洗喷嘴和所述气体喷嘴的凹槽，所述清洗喷嘴和所述气体喷嘴朝向所述清洗空间的一侧不超出所述清洗空间的内壁面。

6.根据权利要求1所述的半导体清洗装置，其特征在于，所述清洗喷嘴为多个，多个所述清洗喷嘴环绕所述升降架的周向间隔开设置。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的半导体清洗装置，其特征在于，还包括驱动装置，所述驱动装置与所述清洗喷嘴相连，以驱动所述清洗喷嘴环绕所述升降架的周向可移动。

8.根据权利要求1所述的半导体清洗装置，其特征在于，所述清洗喷嘴可旋转地设在所述清洗空间内，以在所述升降架沿上下方向移动时能够随所述升降架转动并朝向所述升降架喷射清洗液。

9.根据权利要求1所述的半导体清洗装置，其特征在于，还包括：

控制器；所述控制器用于控制所述清洗喷嘴的开关以及所述清洗空间内晶圆清洗液的排放；

时间检测器，所述时间检测器用于监测所述清洗空间内晶圆清洗液的排放时间，所述控制器根据所述时间检测器监测的排放时间来控制所述清洗喷嘴来喷射清洗液。

10.一种半导体设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的半导体清洗装置。

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