CN218069797U - 清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种清洗装置，用于清洗晶圆，所述清洗装置包括：清洗单元，设置于所述晶圆下方，所述清洗单元包括多个喷嘴，所述喷嘴用于向所述晶圆表面喷水；旋转单元，所述旋转单元与所述清洗单元连接，以使得所述清洗单元旋转。本实用新型的技术方案使得能够在某个喷嘴失效的情况下，还能对晶圆的整个表面进行清洗，从而提高了晶圆的良率，同时也增加了清洗装置的使用寿命。

Description

清洗装置

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种清洗装置。

背景技术

随着半导体制造技术日新月异，化学机械研磨(Chemical MechanicalPolishing，CMP)成为晶圆制造中实现多金属层和互连线的关键技术。在晶圆经研磨过后，晶圆表面会残留研磨液和异物等，因此，晶圆的清洗成为了一道非常重要和要求比较高的工艺。

现在主流的化学机械研磨机台基本都是自带清洗干燥功能；在将晶圆研磨完成后，会将晶圆放置在一个平台等待机械手臂的抓取，由于研磨后的晶圆表面残留有研磨液，在等待期间，为了防止残留的研磨液对晶圆产生不必要的腐蚀，一般会使用固定地点且固定方向的喷嘴对晶圆表面进行喷水清洗。但是，随着长时间的使用，喷嘴会由于老化等因素产生喷力减小甚至堵塞的情况，导致对晶圆表面的清洗力度不足。

参阅图1所示的喷嘴组工作示意图，从图1中可看出，晶圆11位于喷嘴组12上方，喷嘴组12包含多个喷嘴(未图示)，以向晶圆11的表面喷水，进而清洗晶圆11表面残留的研磨液和异物等。其中，喷嘴组12上的每个喷嘴竖直向上喷出水(如图1中的箭头)，且喷出的水会存在轻微散射，从而使得喷嘴组12喷出的水能够覆盖晶圆11的整个表面。但是，由于每个喷嘴喷出的水的散射范围很小，若喷嘴组12上某个喷嘴因老化而失效，会导致失效喷嘴对应的晶圆11表面无法被清洗到。

因此，如何在某个喷嘴失效的情况下，还能对晶圆的整个表面进行清洗是目前亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种清洗装置，使得能够在某个喷嘴失效的情况下，还能对晶圆的整个表面进行清洗，从而提高了晶圆的良率，同时也增加了清洗装置的使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种清洗装置，用于清洗晶圆，所述清洗装置包括：清洗单元，设置于所述晶圆下方，所述清洗单元包括多个喷嘴，所述喷嘴用于向所述晶圆表面喷水；

旋转单元，所述旋转单元与所述清洗单元连接，以使得所述清洗单元旋转。

优选地，所述清洗单元还包括承载台，所述喷嘴设置于所述承载台上。

优选地，所述承载台具有空腔，所述喷嘴具有两端连通的喷水通道，所述喷水通道与所述空腔连通。

优选地，所述喷嘴凸出地设置于所述承载台上。

优选地，所述喷嘴向所述承载台的轴线方向倾斜设置。

优选地，所述喷嘴垂直于所述承载台的顶面。

优选地，所述喷嘴与所述承载台一体成型。

优选地，所述承载台的顶面为圆形。

优选地，所述喷嘴的数量为20个～40个。

优选地，所述旋转单元包括第一驱动滑轮、传动皮带、第二驱动滑轮、变速箱和马达，所述第一驱动滑轮设置于所述承载台的底部，所述传动皮带的两端分别连接所述第一驱动滑轮和所述第二驱动滑轮，所述第二驱动滑轮设置于所述变速箱上，所述变速箱设置于所述马达上。

与现有技术相比，本实用新型提供的清洗装置，包括：清洗单元，设置于所述晶圆下方，所述清洗单元包括多个喷嘴，所述喷嘴用于向所述晶圆表面喷水；旋转单元，所述旋转单元与所述清洗单元连接，以使得所述清洗单元旋转。本实用新型提供的清洗装置能够在某个喷嘴失效的情况下，还能对晶圆的整个表面进行清洗，从而提高了晶圆的良率，同时也增加了清洗装置的使用寿命。

附图说明

图1是一种喷嘴组的工作示意图；

图2是本实用新型一实施例的清洗装置的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例的清洗单元的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例的清洗单元喷水的示意图；

图5是本实用新型一实施例的清洗单元的工作示意图。

其中，附图1～图5的附图标记说明如下：

11-晶圆；12-喷嘴组；21-晶圆；22-清洗单元；221-喷嘴；2211-第一部分；2212-第二部分；222-承载台；2221-出水口；2222-支撑座；2223-空腔；23-旋转单元；231-传动皮带；232-第一驱动滑轮；233-第二驱动滑轮；234-变速箱；235-马达；24-水。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的清洗装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

本实用新型一实施例提供一种清洗装置，包括：清洗单元，设置于所述晶圆下方，所述清洗单元包括多个喷嘴，所述喷嘴用于向所述晶圆表面喷水；旋转单元，所述旋转单元与所述清洗单元连接，以使得所述清洗单元旋转。

下面参阅图2～图5对本实施例提供的清洗装置进行详细介绍。

所述清洗装置包括清洗单元22和旋转单元23。

所述清洗单元22设置于所述晶圆21的下方，所述清洗单元22向上喷水清洗所述晶圆21表面，以去除所述晶圆21表面残留的研磨液和异物等。

其中，所述晶圆21表面可以为所述晶圆21的正面或背面，即残留有研磨液和异物等的表面可以为所述晶圆21的正面或背面。所述晶圆21的正面和背面为相对的面。

所述清洗单元22包括多个喷嘴221，所述喷嘴221用于向所述晶圆21表面喷水。所述清洗单元22还包括一个承载台222，各个所述喷嘴221间隔地设置于所述承载台222上。

优选地，所述喷嘴221与所述承载台222一体成型，即所述喷嘴221与所述承载台222为一体式结构，使得所述喷嘴221与所述承载台222的连接处不存在缝隙，能够在所述喷嘴221喷水的过程中避免导致从所述喷嘴221与所述承载台222的连接处漏水，进而能够避免导致所述喷嘴221的喷力不足。

如图3所示，所述喷嘴221可以包括第一部分2211和第二部分2212，所述第一部分2211与所述第二部分2212一体成型，所述第一部分2211与所述第二部分2212连通，且所述第一部分2211的直径可以小于所述第二部分2212的直径，所述喷嘴221的第二部分2212与所述承载台222连接。

如图3和图4所示，所述承载台222的底部可以设置有一支撑座2222，所述承载台222与所述支撑座2222一体成型，所述承载台222具有空腔2223，且所述空腔2223从所述承载台222中延伸至所述支撑座2222中，所述承载台222的顶面设置有多个出水口2221，所述喷嘴221具有两端连通的喷水通道(未图示)，所述喷水通道通过所述出水口2221与所述空腔2223连通，每个所述喷嘴221对应一个所述出水口2221。需要说明的是，图4中未示意出所述喷嘴221。

如图3所示，优选地，所述喷嘴221以凸出的设计设置于所述承载台222的顶面上，以提高所述喷嘴221所喷出的水对所述晶圆21表面的清洗力度。

如图3所示，优选地，所述喷嘴221向所述承载台222的轴线方向进行倾斜设置。需要说明的是，在其他实施例中，所述喷嘴221可以垂直于所述承载台222的顶面。

所述喷嘴221的数量可以为20个～40个，需要说明的是，所述喷嘴221的数量不仅限于上述的范围，可以根据待清洗的所述晶圆21的直径大小选择合适数量的所述喷嘴221。

优选地，所述承载台222的顶面为圆形，即所述承载台222与所述晶圆21相对的面为圆形，且所述晶圆21的圆心可以位于所述承载台222的顶面中心的正上方，即所述晶圆21的圆心可以位于所述承载台222的轴线上。需要说明的是，在其他实施例中，所述承载台222的顶面也可以为方形等形状。

当所述承载台222的顶面为圆形时，所有的所述喷嘴221可以以所述承载台222的顶面中心为圆心依次向外扩散分布。

如图2所示，所述旋转单元23包括第一驱动滑轮232、传动皮带231、第二驱动滑轮233、变速箱234和马达235，所述第一驱动滑轮232设置于所述承载台222的底部，所述传动皮带231的两端分别连接所述第一驱动滑轮232和所述第二驱动滑轮233，所述第二驱动滑轮233设置于所述变速箱234上，所述变速箱234设置于所述马达235上，所述第二驱动滑轮233也与所述马达235连接。

在采用所述清洗装置清洗所述晶圆21的过程中，所述马达235驱动上方的所述第二驱动滑轮233运转，所述第二驱动滑轮233可以带动所述传动皮带231进行旋转，进而使得所述传动皮带231带动所述第一驱动滑轮232旋转，从而使得所述第一驱动滑轮232带动所述承载台222旋转，所有的所述喷嘴221也能随着所述承载台222一起旋转。并且，在所述承载台222旋转的同时，水24从所述支撑座2222中的空腔2223进入到所述承载台222中的空腔2223，并经出水口2221流入至所有的所述喷嘴221中，通过所述喷嘴221向所述晶圆21表面喷射，以清洗所述晶圆21表面。

此外，所述变速箱234不仅可以用于改变所述第二驱动滑轮233的转动速度，以改变所述承载台222的旋转速度，进而改变所有的所述喷嘴221的旋转速度，所述变速箱234还可以用于改变所述第二驱动滑轮233的转动方向，以改变所述承载台222的旋转方向，进而改变所有的所述喷嘴221的旋转方向。

并且，若所述承载台222的底部设置有所述支撑座2222，则所述第一驱动滑轮232可以带动所述支撑座2222与所述承载台222一起旋转；所述第一驱动滑轮232可以设置于所述承载台222的底部或者设置于所述支撑座2222上。

与图1所示的在清洗晶圆11过程中喷嘴组12处于静止状态相比，在本实施例中，由于在采用所述清洗装置清洗所述晶圆21的过程中，所述承载台222和所述喷嘴221处于旋转状态，使得在旋转的离心力的作用下，每个所述喷嘴221所喷出的水24的喷射角度增大，进而使得每个所述喷嘴221所喷出的水24对所述晶圆21表面清洗的覆盖范围(如图4中的倒三角形)增大，相邻两个所述喷嘴221所喷出的水24对所述晶圆21表面清洗的覆盖范围大部分重合，从而使得所述清洗单元22对所述晶圆21表面的清洗力度更强，进一步确保所述晶圆21表面的残留研磨液和异物等能够被完全去除。

并且，由于相邻两个所述喷嘴221所喷出的水24对所述晶圆21表面清洗的覆盖范围大部分重合，使得当所述承载台222上的某个喷嘴221因老化等问题而失效时，失效的所述喷嘴221所对应清洗的所述晶圆21表面也能够被与失效的所述喷嘴221相邻的未失效的所述喷嘴221所喷射的水所覆盖清洗到，且能确保与失效的所述喷嘴221相邻的未失效的所述喷嘴221向失效的所述喷嘴221所对应清洗的所述晶圆21表面提供足够的清洗力度，进而减少了所述晶圆21的缺陷，提高了所述晶圆21的良率，同时也增加了整个所述清洗装置的使用寿命，避免因某个喷嘴221失效而导致整个所述清洗装置无法继续使用。

并且，如图5所示，由于每个所述喷嘴221所喷出的水对所述晶圆21表面清洗的覆盖范围增大，使得与图1相比，本实施例中的所有的所述喷嘴221所喷出的水(如图5中的箭头)在所述晶圆21表面的整体覆盖范围也增大。

并且，由于在采用所述清洗装置清洗所述晶圆21的过程中，所述承载台222和所述喷嘴221旋转所产生的离心力会使得所述喷嘴221喷出的水向所述晶圆21的外围方向散开，进而可能导致喷出的水对所述晶圆21的圆心及靠近圆心的区域的清洗力度不足，因此，通过将所述喷嘴221向所述承载台222的轴线方向进行倾斜设置，使得能够确保所述喷嘴221向所述晶圆21的圆心及靠近圆心的区域喷射水，进而确保对所述晶圆21的圆心及靠近圆心的区域提供足够的清洗力度。

综上所述，本实用新型提供一种清洗装置，包括：清洗单元，设置于所述晶圆下方，所述清洗单元包括多个喷嘴，所述喷嘴用于向所述晶圆表面喷水；旋转单元，所述旋转单元与所述清洗单元连接，以使得所述清洗单元旋转。本实用新型提供的清洗装置能够在某个喷嘴失效的情况下，还能对晶圆的整个表面进行清洗，从而提高了晶圆的良率，同时也增加了清洗装置的使用寿命。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种清洗装置，用于清洗晶圆，其特征在于，所述清洗装置包括：

清洗单元，设置于所述晶圆下方，所述清洗单元包括多个喷嘴，所述喷嘴用于向所述晶圆表面喷水；

旋转单元，所述旋转单元与所述清洗单元连接，以使得所述清洗单元旋转。

2.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗单元还包括承载台，所述喷嘴设置于所述承载台上。

3.如权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述承载台具有空腔，所述喷嘴具有两端连通的喷水通道，所述喷水通道与所述空腔连通。

4.如权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述喷嘴凸出地设置于所述承载台上。

5.如权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述喷嘴向所述承载台的轴线方向倾斜设置。

6.如权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述喷嘴垂直于所述承载台的顶面。

7.如权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述喷嘴与所述承载台一体成型。

8.如权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述承载台的顶面为圆形。

9.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述喷嘴的数量为20个～40个。

10.如权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述旋转单元包括第一驱动滑轮、传动皮带、第二驱动滑轮、变速箱和马达，所述第一驱动滑轮设置于所述承载台的底部，所述传动皮带的两端分别连接所述第一驱动滑轮和所述第二驱动滑轮，所述第二驱动滑轮设置于所述变速箱上，所述变速箱设置于所述马达上。

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