CN219648207U - 晶圆清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种晶圆清洗装置，包括清洗仓、排气管路、进液管路和排液管路，所述清洗仓用于提供清洗晶圆的操作空间；所述排气管路在所述清洗仓的下方与所述清洗仓连接，所述排气管路用于排出所述清洗仓内的气体；所述排气管路分别与所述进液管路和所述排液管路连接，所述进液管路用于向所述排气管路中注入溶解物质，以使所述排气管路内的固体物溶解，所述排液管路用于排出所述固体物溶解形成的非固体物。所述晶圆清洗装置可通过定期向排气管路内注入溶解物质，以使排气管路内的固体物溶解并排出，从而可改善排气管路内固体物堆积的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体设备技术领域，特别涉及一种晶圆清洗装置。
背景技术
在集成电路制造工艺中，湿法清洗是获得高质量产品的关键工艺之一。湿法清洗采用清洗液溶解晶圆表面污染物、有机物及金属离子污染物。湿法清洗中的RCA标准清洗法依靠溶剂、酸、表面活性剂和水，在不破坏晶圆表面特征的情况下通过喷射、净化、氧化、蚀刻和溶解处理晶圆表面污染物、有机物和金属离子污染物。常用的清洗液包括SC1清洗液和SPM清洗液，其中，SC1清洗液的配方为NH4OH:H2O2:H2O，其以氧化和微蚀刻来底切和去除晶圆表面颗粒、轻微有机污染物和金属污染物；SPM清洗液的配方为H2SO4:H2O，其是典型用于去除有机污染物的清洗液。
目前的晶圆清洗装置通常使用高温的SPM清洗液和SCI清洗液来清洗晶圆，高温清洗液冷却后较易产生结晶，结晶通常堆积在排气管路的拐角处难以清理，结晶堆积量过多会堵塞排气管路而造成排气压力的降低，如此会延长晶圆清洗装置的清洗时长，并影响晶圆的加工质量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种晶圆清洗装置，通过定期向排气管路内注入溶解物质，以改善排气管路内固体物堆积的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供一种晶圆清洗装置，包括清洗仓、排气管路、进液管路和排液管路；所述清洗仓用于提供清洗晶圆的操作空间；所述排气管路在所述清洗仓的下方与所述清洗仓连接，所述排气管路用于排出所述清洗仓内的气体；所述排气管路分别与所述进液管路和所述排液管路连接，所述进液管路用于向所述排气管路中注入溶解物质，以使所述排气管路内的固体物溶解，所述排液管路用于排出所述固体物溶解形成的非固体物。
可选的，所述排气管路具有弯折形成的至少两个区段，所述固体物位于相邻所述两个区段的弯折处；所述进液管路设置在所述固体物的上方，以使所述进液管路中的溶解物质能够流动至所述固体物的位置。
可选的，所述排气管路具有弯折后依次形成的第一区段、第二区段和第三区段，所述第一区段与所述清洗仓连接；所述第一区段朝下方弯折形成所述第二区段，所述第二区段朝水平方向弯折形成所述第三区段，所述进液管路与所述第二区段连接，所述排液管路与所述第三区段连接。
可选的，所述排液管路设置在所述固体物的位置和所述排气管路的出口之间。
可选的，所述排液管路设置在所述固体物相对应的位置。
可选的，所述进液管路和/或所述排液管路上设置有阀门。
可选的，所述的晶圆清洗装置还包括清洗喷嘴，所述清洗喷嘴设置在所述清洗仓内，并位于所述晶圆的上方，所述清洗喷嘴用于向所述晶圆喷洒清洗液，所述固体物由所述清洗液在所述排气管路内冷却后形成。
可选的，所述的晶圆清洗装置还包括排液装置，所述排液装置包括气液分离箱和所述排气管路，所述气液分离箱设置在所述清洗仓的下方，并分别与所述清洗仓和所述排气管路的入口连接，所述气液分离箱用于分离所述清洗仓排出的气体和液体。
可选的，所述排液装置还包括酸碱分离箱，所述酸碱分离箱与所述排气管路的出口连接。
可选的，所述的晶圆清洗装置还包括晶圆承载台，所述晶圆承载台设置于所述清洗仓内，并用于放置所述晶圆。
本实用新型提供一种晶圆清洗装置，其包括清洗仓、排气管路、进液管路和排液管路，所述清洗仓用于提供清洗晶圆的操作空间；所述排气管路在所述清洗仓的下方与所述清洗仓连接，所述排气管路用于排出所述清洗仓内的气体；所述排气管路分别与所述进液管路和所述排液管路连接，所述进液管路用于向所述排气管路中注入溶解物质，以使所述排气管路内的固体物溶解，所述排液管路用于排出所述固体物溶解形成的非固体物。所述晶圆清洗装置通过定期向排气管路内注入溶解物质，使排气管路内的固体物溶解并从排液管路中排出，以改善排气管路内固体物堆积的问题，如此可避免固体物堵塞排气管路而导致排气压力的下降，保证了晶圆清洗装置的正常清洗时长，确保了晶圆的加工质量，并提升了产品良率。
附图说明
图1为本实用新型一优选实施例中晶圆清洗装置的结构示意图；
图2为本实用新型另一优选实施例中晶圆清洗装置的结构示意图
图3为本实用新型优选实施例中晶圆清洗装置使用时测得的不同日期下的排气管路中气体压力的曲线图。
[附图标记说明如下]：
晶圆10；清洗仓1；排气管路2；固体物21；第一区段22；第二区段23；第三区段24；进液管路3；进液阀门31；排液管路4；排液阀门41；清洗喷嘴51；清洗液管路52；气液分离箱6；酸碱分离箱7；晶圆承载台8。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。根据下面说明，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。
术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图和优选实施例对本实用新型作详细的说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互补充或相互组合。
参照图1所示，本实用新型实施例提供一种晶圆清洗装置，用于对晶圆10进行湿法清洗。所述晶圆清洗装置包括清洗仓1，清洗仓1用于提供清洗晶圆10的操作空间。实际清洗时，将晶圆10放置在清洗仓1内，并在晶圆10表面喷洒清洗液，以完成晶圆10的清洗工作。所用清洗液包括但不限于SPM清洗液、SC1清洗液。由于晶圆10在清洗过程中可能会与清洗液发生反应而生成反应物(包括气体反应物和液体反应物)，晶圆10清洗完成后，需要对清洗仓1内的残余物质(包括残余清洗液和反应物中的气体和液体)进行收集和处理。
继续参见图1，所述晶圆清洗装置还包括排液装置(未标号)，所述排液装置用于接收清洗仓1内的残余物质。所述排液装置包括排气管路2，排气管路2在清洗仓1的下方与清洗仓1连接，排气管路2用于排出清洗仓1内的气体，即清洗仓1内的气体可通过排气管路2排出。应理解，在本申请中，清洗仓1的下方是指清洗仓1中安装晶圆10的一侧，清洗仓1的上方是指清洗仓1的下方的相对侧。
进一步地，所述晶圆清洗装置还包括进液管路3和排液管路4，排气管路2分别与进液管路3和排液管路4连接，进液管路3用于向排气管路2中注入溶解物质，以使排气管路2内的固体物21溶解，排液管路4用于排出固体物21溶解形成的非固体物(未标号)。由于排气管路2中的气体在排气管路2中急速冷却而较易在排气管路2的拐角处形成固体物21。本申请提供的晶圆清洗装置能够通过定期向排气管路2内注入溶解物质，使排气管路2内的固体物21溶解并从排液管路4中排出，以改善排气管路2内固体物21堆积的问题，如此可避免固体物21堵塞排气管路2而导致排气压力的下降，保证了晶圆清洗装置的正常清洗时长，确保了晶圆10的加工质量，并提升了产品良率。
应理解，上述固体物21是指排气管路2中的气体在拐角处形成的固体物质，固体物21一般为结晶，但是也不排除固定物不是结晶的情况。上述非固体物是指固体物21溶解而形成的物质，可包括液体或气体，一般为液体。
还应理解，所述溶解物质是指能够溶解所述固体物21的任意物质，本申请对溶解物质不限定，溶解物质应根据固体物21来设定。一般来讲，溶解物质为液体，例如当排气管路2中形成硫酸结晶时，所述溶解物质为去离子水。
需要说明的是，本申请中的晶圆清洗装置仅适用于排气管路2的入口设置在清洗仓1下方的情况，对于排气管路2的入口设置在清洗仓1上方的情况不适宜采用本申请中的晶圆清洗装置对排气管路2内的固体物21进行溶解和排出。
在一优选实施方式中，排气管路2具有弯折形成的至少两个区段，相邻两个区段的弯折处具有固体物21，固体物21位于相邻所述两个区段的弯折处。进液管路3设置在固体物21的上方，也就是说，排气管路2的进液口(未标号)位于固体物21所在位置的上方，如此可使所述溶解物质能够在重力的作用下流动至固体物21的位置，以方便对固体物21进行溶解。应理解，排气管路2的进液口即为排气管路2和进液管路3的连接位置。
在一具体示例中，进液管路3可设置在排气管路2的入口和固体物21的位置之间，此时进液管路3中溶解物质的流动方向与排气管路2中气体的流动方向一致，以便于溶解物质在排气管路2中的流动。
参照图1和图2所示，在本实施例中，排气管路2具有弯折后依次形成的第一区段22、第二区段23和第三区段24，第一区段22与清洗仓1连接。第一区段22朝下方弯折形成第二区段23，第二区段23朝水平方向弯折形成第三区段24，进液管路3与第二区段23连接，排液管路4与第三区段24连接。由于固体物21较易形成在第二区段23和第三区段24的连接处，如此可便于进液管路3中的溶解物质溶解固体物21，同时也便于固体物21溶解后从排液管路4中排出。
本申请对排气管路2弯折后形成的区段数量不作限定，排气管路2形成的区段数量还可为4段、5段或更多段。
本申请对排液管路4在排气管路2上的设置位置不作限定。参照图1，在一具体实施例中，排液管路4可设置在固体物21相对应的位置，也就是说，排气管路2的排液口设置在固体物21所在的位置，此时固体物21溶解后能够较容易地进入排液管路4中，如此可增大固体物21的排出效率，并可降低溶解物质对排气管路2中气体压力的影响。应理解，排气管路2的排液口即为排气管路2和排液管路4的连接位置。
参照图2，在另一具体实施例中，排液管路4还可设置在固体物21的位置和排气管路2的出口之间，此时固体物21溶解后的非固体物能够在气体和溶解物质的带动下流动至排液管路4中，如此可确保固体物21溶解后的非固体物能够充分从排液管路4中排出。
优选的，进液管路3和/或排液管路4上设置有阀门，以方便控制进液管路3和/或排液管路4的通断。参见图1，在本实施例中，进液管路3上设置有进液阀门31，排液管路4上设置排液阀门41。
参见图1，在本实施例中，所述晶圆清洗装置还包括清洗喷嘴51，清洗喷嘴51设置于清洗仓1内，并位于晶圆10的上方，清洗喷嘴51用于向晶圆10喷洒清洗液，所述清洗液在排气管路2内冷却后形成固体物21，例如SPM中的硫酸气体可在排气管路2内冷却后形成硫酸结晶。
更详细地，所述晶圆清洗装置还包括清洗液管路52，清洗液管路52与清洗喷嘴51连接，并用于向清洗喷嘴51内提供清洗液。
在本实施例中，清洗喷嘴51的数量为两个，两个清洗喷嘴51可分别向晶圆10表面喷洒SPM清洗液和SC1清洗液，每个清洗喷嘴51可与对应的一个清洗液管路52连接，以通过清洗液管路52提供所需的一种清洗液。
进一步地，所述排液装置还包括气液分离箱6，气液分离箱6设置在清洗仓1的下方，并分别与清洗仓1和排气管路2的入口连接。气液分离箱6用于接收并分离清洗仓1排出的气体和液体，从清洗仓1内排出的气体可进入与气液分离箱6连接的排气管路2内。
由于排气管路2内的气体为酸碱混合气体，所述排液装置4还包括酸碱分离箱7，酸碱分离箱7与排气管路2的出口连接，并用于将所述酸碱混合气体分离形成酸性气体和碱性气体。酸碱分离箱7还分别与两个废气处理管路连接，以便将分离形成的酸性气体和碱性气体分别导入至相应的废气处理管路中。
继续参照图1和图2，所述晶圆清洗装置还包括晶圆承载台8，晶圆承载台8设置于清洗仓1内，并用于放置晶圆10。
所述晶圆清洗装置中气体的处理过程为：先将清洗仓1内的残余物质(包括气体和液体)导入清洗仓1下方的气液分离箱6中，气液分离箱6将残余物质分离，并使分离后的气体导入排气管路2，排气管路2将气体导入至酸碱分离箱7，酸碱分离箱7将气体分离为酸性气体和碱性气体后分别导入至废气处理管路中。当需要去除排气管路2内的固体物21时，打开进液管路3的进液阀门31，使进液管路3中的溶解物质注入排气管路2内，溶解物质能够使排气管路2拐角处的固体物21溶解并从排液管路4中排出，以增大排气管路2中的气体压力。
图3为本实施例提供的晶圆清洗装置使用时测得的不同日期下的排气管路中气体压力的曲线图。其中横坐标为日期(day)，2、4、……、60分别表示第2天、第4天、……、第60天，纵坐标为排气管路2中的气体压力(Mpa)。
如图3所示，本实施例提供的晶圆清洗装置(例如DNS SU3100机台)使用过程中，第1天～第40天为晶圆清洗装置中具有固体物21且固体物21未被溶解时排气管路2中的气体压力曲线，如图所示，固体物21未溶解前，排气管路2中的气体压力约在200Mpa～240Mpa之间；第40天～第60天为晶圆清洗装置中固体物21已被溶解排出后排气管路2中的气体压力曲线，如图所示，固体物21被溶解排出后，排气管路2中的气体压力约为260Mpa～300Mpa。由此可见，固体物21未被溶解前，因排气管路2被固体物21堵塞，致使排气管路2中的气体压力普遍偏低，且随着天数的增加，排气管路2中的气体压力呈逐渐下降的趋势。而在打开进液管路3和排液管路4而将固体物21溶解排出后，排气管路2中的气体压力显著增加，由此表明所述晶圆清洗装置能够充分地溶解固体物21以增大排气管路2中的气体压力。
综上，本实用新型提供的晶圆清洗装置能够通过定期向排气管路2内注入溶解物质，使排气管路2内的固体物21溶解并从排液管路4中排出，以改善排气管路2内固体物21堆积的问题，如此可避免固体物21堵塞排气管路2而导致排气压力的下降，保证了晶圆清洗装置的正常清洗时长，确保了晶圆10的加工质量，并提升了产品良率。
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，包括清洗仓、排气管路、进液管路和排液管路；所述清洗仓用于提供清洗晶圆的操作空间；所述排气管路在所述清洗仓的下方与所述清洗仓连接，所述排气管路用于排出所述清洗仓内的气体；所述排气管路分别与所述进液管路和所述排液管路连接，所述进液管路用于向所述排气管路中注入溶解物质，以使所述排气管路内的固体物溶解，所述排液管路用于排出所述固体物溶解形成的非固体物。
2.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述排气管路具有弯折形成的至少两个区段，所述固体物位于相邻所述两个区段的弯折处；所述进液管路设置在所述固体物的上方，以使所述进液管路中的溶解物质能够流动至所述固体物的位置。
3.如权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述排气管路具有弯折后依次形成的第一区段、第二区段和第三区段，所述第一区段与所述清洗仓连接；所述第一区段朝下方弯折形成所述第二区段，所述第二区段朝水平方向弯折形成所述第三区段，所述进液管路与所述第二区段连接，所述排液管路与所述第三区段连接。
4.如权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述排液管路设置在所述固体物的位置和所述排气管路的出口之间。
5.如权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述排液管路设置在所述固体物相对应的位置。
6.如权利要求2-5中任一项所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述进液管路和/或所述排液管路上设置有阀门。
7.如权利要求2-5中任一项所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括清洗喷嘴，所述清洗喷嘴设置在所述清洗仓内，并位于所述晶圆的上方，所述清洗喷嘴用于向所述晶圆喷洒清洗液，所述固体物由所述清洗液在所述排气管路内冷却后形成。
8.如权利要求2-5中任一项所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括排液装置，所述排液装置包括气液分离箱和所述排气管路，所述气液分离箱设置在所述清洗仓的下方，并分别与所述清洗仓和所述排气管路的入口连接，所述气液分离箱用于分离所述清洗仓排出的气体和液体。
9.如权利要求8所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述排液装置还包括酸碱分离箱，所述酸碱分离箱与所述排气管路的出口连接。
10.如权利要求2-5中任一项所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括晶圆承载台，所述晶圆承载台设置于所述清洗仓内，并用于放置所述晶圆。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |