CN218065588U - 一种用于晶圆清洗设备的吹气装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于半导体加工设备技术领域，具体涉及一种晶圆清洗过程中用于晶圆清洗设备的吹气装置。该装置设于清洗机的喷头固定杆下部，包括：设于喷头固定杆下部且与气源连接的接头，贯穿接头圆壁的若干长孔管路，以及设于接头上部外壁的若干小孔，小孔位置近于固定杆下部与载台之间间隙最小处。现有晶圆载台与喷头固定杆之间存在间隙，而晶圆高速离心干燥过程中所形成的负压环境，使得清洗机腔体底部空气通过此孔隙进入附着在晶圆表面，并造成了晶圆清洗质量的不稳定。本申请的吹气装置，通过在喷头固定杆下部形成一个气密性的隔绝环境，从而确保晶圆清洗后离心干燥过程中不再受到外部气体污染，进而可为清洗品质的稳步提升奠定良好的技术基础。

Description

一种用于晶圆清洗设备的吹气装置

技术领域

本申请属于半导体加工设备技术领域，具体涉及一种晶圆清洗过程中用于晶圆清洗设备的吹气装置。

背景技术

晶圆加工制造过程中，晶圆清洗是制备高质量晶圆的必备工序。晶圆清洗目的主要是去除各种加工、尤其是抛光处理后晶圆（Wafer）表面的有机污染（Organic）、颗粒（Particle）、金属（Metal）等杂质。依据一次晶圆清洗数量不同，可将晶圆清洗机分为单片式清洗机和槽体式清洗机。实际清洗过程中，清洗机通常是通过喷淋头喷洒化学液来去除晶圆表面的各种杂质，清洗后晶圆再配合高速旋转离心方式以对晶圆进行干燥。

但是实际加工清洗过程中，晶圆被放入清洗机腔体内部载台后，清洗机按照设定好的顺序：先用化学液清洗，再用纯水清洗，最后高速旋转干燥。但实际作业后研究发现，现有干燥程序主要依赖载台带动晶圆以2000转每分钟的速度高速旋转离心甩干方式来进行干燥。但此过程中，载台及晶圆的高速旋转使其附近空间形成负压微环境，进而使得清洗机腔体底部含有颗粒的空气通过设备内部间隙重新浮着在晶圆表面，进而造成晶圆颗粒增加，无法较好达到产品品质要求。因此，对于清洗机相关结构的进一步改进，对于提高晶圆的清洗品质具有十分重要的技术意义。

发明内容

本申请目的在于提供一种晶圆清洗过程中用于晶圆清洗设备（清洗机）的吹气装置，从而为确保晶圆清洗品质奠定一定技术基础。

本申请所采取的技术方案简述如下。

一种用于晶圆清洗设备的吹气装置，该装置设于清洗机的喷头固定杆下部，包括：

设于喷头固定杆下部且与气源连接的接头，贯穿接头圆壁的若干（例如设计为4个）长孔管路，以及设于接头上部外壁的若干小孔（小孔位置近于固定杆下部与载台之间间隙最小处）；

具体设计制备中，长孔管路用于连通小孔和接头，同时所有小孔内部为贯通状态；

所述小孔，每个小孔为45°斜向下的方向开设，即，开孔方向与长孔管路7呈45°夹角；

所述接头，用于连接清洁用高压、高纯氮气，氮气流量具体参考设计为5LPM（5升/分钟）；

具体规格而言，参考设计为：

长孔管路，长度为49mm、直径3mm；

小孔，直径2mm，小孔共24个、每两个小孔相隔15°。

具体生产应用时，高压高速氮气通过小孔喷出后，在喷头固定杆下部形成一个隔绝的氮气层，从而避免晶圆高速选择离心过程中吸入清洗机下部空气进而污染晶圆表面现象的发生。

本申请中，发明人通过对现有晶圆清洗机腔体结构的深入研究，认为：由于设计问题，现有晶圆清洗机的晶圆载台与喷头固定杆之间必然存在间隙，而晶圆高速离心干燥过程中所形成的负压环境，使得清洗机腔体底部空气通过此孔隙进入附着在晶圆表面，并造成了晶圆清洗质量的不稳定。针对此结构设计，发明人针对性设计了一种吹气装置，通过在喷头固定杆下部形成一个气密性的隔绝环境，从而确保晶圆清洗后离心干燥过程中不再受到外部气体污染，进而可为清洗品质的稳步提升奠定良好的技术基础。

附图说明

图1 为清洗机整体截面结构示意图；

图2 为清洗机中支撑底座结构示意图；

图3 为本申请吹气装置及设计位置结构示意图。

具体实施方式

下面结合现有技术中晶圆清洗机结构，就本申请的设计改进之处具体解释说明如下。

实施例

如图1~图3所示，现有晶圆清洗机，一般包括外部包裹保护用的腔体外壳1、设于外壳1中部的载台6两大部分；其中：

外壳1上部一般设计为中空的圆锥台形（载台6的顶部在此处中空部露出），下部设计为中空圆柱形，中空的内部用于设置电机、清洗管路8等，同时壳体底部设有若干通孔11，用于相关电路、管路的铺设通过。

所述载台6，其上部为圆形平台，下部为中空圆柱状，同时，载台6与外壳1内所设伺服电机电连接，由伺服电机带动载台6实现从低到高的各速度进行离心旋转（旋转过程中，晶圆跟随载台同速进行旋转）；

载台6上部的圆形平台，均匀布设有用于支撑晶圆的若干“三角形”的支撑底座2（本实施例中设计为6个），需要注意的是，各支撑底座高度应当保持一致，这样才能保证放置后晶圆放置处于水平状态，便于后续旋转及清洗；

为确保晶圆在底座上的稳定放置，每个支撑底座上对应设有一个摆夹3（如图2所示）；所述摆夹3，包括：一个可摆动活动的晶圆固定柱、以及设于晶圆固定柱两侧的支撑柱，且支撑柱向中心延伸设计竖向方向的支撑板，支撑板用于具体支撑晶圆；其中晶圆固定柱上部较细且顶部带有“平勾”，下部为较为粗大圆柱，晶圆固定柱由贯穿支撑底座平面的固定轴固定于支撑底座上，可沿固定轴围绕支撑底座平面来回摆动；生产运行中，当载台静止时，重力作用下，摆夹上的晶圆固定柱为竖直状态，晶圆可以正常取放，而当载台高速旋转时，在离心力作用下，晶圆固定柱下部会向向外摆动，进而带动上部向内摆动，进而借助于“平勾”实现对晶圆勾压固定；

载台6中部设计有用于喷施化学清洗液或纯水的清洗喷头4，对应的，用于固定清洗喷头的喷头固定杆5插入载台6下部的中空圆柱形腔体内。

具体作业中，清洗喷头4通过中空的喷头固定杆5内部所设管路8所送入的化学清洗液或纯水从晶圆背面进行清洗，而在晶圆随载台6旋转过程中，由于喷头固定杆5属于固定式设计，无法转动，因此必然使得旋转的载台6与清洗喷头4下方的喷头固定杆5之间存在一定间隙12，进而清洗机下部含有污染颗粒空气可通过此间隙12进入载台上部，进而附着污染晶圆表面。

针对上述情况，本申请改进设计提供了一种吹气装置，该装置设于清洗机的喷头固定杆5下部，包括：

设于固定杆5下部且与气源连接的接头9，贯穿接头9圆壁的若干（本申请具体设计为4个）长孔管路7，以及设于接头9上部外壁的若干小孔10（小孔10位置近于固定杆5下部与载台6之间间隙最小处）；

具体设计制备中，长孔管路7用于连通小孔10和接头9，同时所有小孔10内部为贯通状态；

所述小孔10，每个小孔为45°斜向下的方向开设，即开孔方向与长孔管路7呈45°夹角；

所述接头9，用于连接清洁用高纯氮气；

具体作业中，从接头9所通过的氮气会通过每个小孔向斜向下方吹出，从而对喷头固定杆5下部形成一个气体隔绝层，此时带有颗粒的污染空气即无法再通过间隙12进入载台上部，进而避免对清洗后晶圆的污染。

总体上，本申请通过对晶圆清洗机下部腔体结构研究和改造，可有效阻止晶圆在高速甩干时外部含有污染颗粒的空气通过载台与喷头固定杆之间的间隙进入载台上部，可较好提高了晶圆的清洗良率及品质。因此，本申请所提供的吹气装置在晶圆加工制造、尤其是晶圆清洗工序中具有较好的实用价值和技术改进意义。

Claims (4)

1.一种用于晶圆清洗设备的吹气装置，其特征在于，该装置设于清洗机的喷头固定杆下部，包括：

设于喷头固定杆下部且与气源连接的接头，贯穿接头圆壁的若干长孔管路，以及设于接头上部外壁的若干小孔，小孔位置近于固定杆下部与载台之间间隙最小处；

长孔管路用于连通小孔和接头，同时所有小孔内部为贯通状态；

所述接头，用于连接清洁用高压、高纯氮气。

2.如权利要求1所述用于晶圆清洗设备的吹气装置，其特征在于，所述小孔，每个小孔为45°斜向下的方向开设。

3.如权利要求1所述用于晶圆清洗设备的吹气装置，其特征在于，长孔管路，长度为49mm、直径3mm；小孔，直径2mm，小孔共24个、每两个小孔相隔15°。

4.如权利要求1所述用于晶圆清洗设备的吹气装置，其特征在于，长孔管路设计为4个。

Images