TW202128294A - 晶圓表面顆粒清洗噴嘴 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種晶圓表面顆粒清洗噴嘴包括液體輸送管和霧化裝置，上述液體輸送管與上述霧化裝置連接，上述霧化裝置用於將上述液體輸送管輸送的清洗液霧化成液滴，以將液滴直接作用於晶圓表面。上述霧化裝置將上述液體輸送管輸送的清洗液霧化成液滴，以將液滴直接作用於晶圓表面，避免了液滴輸送設備的使用，減少了設備的複雜度，同時減少了液體在傳遞過程中出現相互結合的情況，可以保證液滴的尺寸，並且通過調節上述液體輸送管內的液壓即可調節液滴速度，液滴速度調節準確而便捷。

Description

晶圓表面顆粒清洗噴嘴

本發明涉及晶圓清洗技術領域，尤其涉及一種晶圓表面顆粒清洗噴嘴。

晶圓清洗是晶片製造領域的重要工藝，晶圓清洗效果決定了晶片製造的良率。

在晶片製造領域，90奈米以下的晶片製造良率就開始有所下降，主要原因在於晶圓上的顆粒物難以清洗。隨著半導體工藝從2D走向3D，圖形結構晶圓的清洗難度遠遠大於平坦表面晶圓的清洗。而且隨著線寬的減小，深度比的增加，晶圓的清洗難度大大增加。現有技術中，晶圓清洗噴嘴包括兩種，一種為普通的晶圓清洗噴嘴，這種噴嘴需要配備獨立於噴嘴外的霧化裝置，但液滴在輸送過程中容易相互結合導致液滴尺寸變大，達不到理想的清洗效果；另一種晶圓清洗噴嘴具有液體輸送管和氣體輸送管，由氣體輸送管輸送的惰性氣體將液體輸送管輸送的清洗液霧化，但液滴尺寸不易控制，達不到理想的清洗效果。

因此，有必要提供一種新型的晶圓表面顆粒清洗噴嘴以解決現有技術中存在的上述問題。

本發明的目的在於提供一種晶圓表面顆粒清洗噴嘴，便於液滴的產生和對滴液速度的控制，以保證清洗效果。

為實現上述目的，本發明的上述晶圓表面顆粒清洗噴嘴包括液體輸送管和霧化裝置，上述液體輸送管與上述霧化裝置連接，上述霧化裝置用於將上述液體輸送管輸送的清洗液霧化成液滴，並將液滴直接作用於晶圓表面。

本發明的有益效果在於：上述晶圓表面顆粒清洗噴嘴包括液體輸送管和霧化裝置，上述霧化裝置將上述液體輸送管輸送的清洗液霧化成液滴，以將液滴直接作用於晶圓表面，避免了液滴輸送設備的使用，減少了設備的複雜度，同時減少了液體在傳遞過程中出現相互結合的情況，可以保證液滴的尺寸，並且通過調節上述液體輸送管內的液壓即可調節液滴速度，液滴速度調節準確而便捷。

依據一實施例，上述晶圓表面顆粒清洗噴嘴還包括外殼和密封部，上述外殼和上述密封部連接形成內置空間，上述霧化裝置設置於上述內置空間內，上述液體輸送管設置於上述密封部上。其有益效果在於，上述外殼和上述密封部連接形成內置空間，能起到保護霧化裝置的作用，防止碰撞而損壞。

依據另一實施例，上述內置空間內還設有相互連接的氣液混合導向部和氣液混合部，上述密封部上還設有氣體輸送管，上述氣體輸送管與上述氣體導向部連通，上述氣體導向部與上述氣液混合部連通，上述氣液混合部與上述外殼的外部相通。其有益效果在於：便於通過導入惰性氣體，進一步對液滴的速度進行調節。

依據又一實施例，上述密封部包括內殼和上壓塊，上述上壓塊與上述內殼可拆卸連接。其有益效果在於：上述上壓塊可以對內殼起到固定的作用。

依據又一實施例，上述內殼與上述外殼螺紋連接。其有益效果在於：便於將上述內殼和上述外殼拆分，以對內部進行清洗。

依據又一實施例，上述內殼上設有臨時儲液槽，上述臨時儲液槽連通上述液體輸送管和上述霧化裝置。其有益效果在於：通過上述臨時儲液槽與上述霧化裝置連接，僅需使上述臨時儲液槽與上述霧化裝置相匹配即可，無需使上述液體輸送管與上述霧化裝置的相匹配，可以降低上述液體輸送管的橫截面積，節約空間。

依據又一實施例，上述密封部上還設有迴圈部，上述迴圈部包括相互連接的第一迴圈部和第二迴圈部，上述第一迴圈部的一端上設有管閥，上述第二迴圈部的一端與上述臨時儲液槽連接。其有益效果在於：上述迴圈部便於排出上述臨時儲液槽內因上述霧化裝置產生的泡沫或殘餘的清洗液。

依據又一實施例，上述內殼上還設有液體輸送管管套和氣體輸送管管套，上述液體輸送管管套套於上述液體輸送管外側，上述氣體輸送管管套套於上述氣體輸送管外側。其有益效果在於：便於分別固定上述液體輸送管和上述氣體輸送管，防止上述液體輸送管和上述氣體輸送管在使用過程中晃動。

依據又一實施例，上述氣液混合導向部上設有滴液輸送管道，上述滴液輸送管道連通上述霧化裝置和上述氣液混合部。其有益效果在於：使清洗液進入上述氣液混合部前被霧化成液滴，以便於在上述氣液混合部內對液滴的速度進行調節。

依據又一實施例，上述氣液混合部上設有x個進氣口，上述進氣口與上述氣液混合導向部連通，x為大於0的自然數。其有益效果在於：x個進氣口可以使惰性氣體從多個角度進入上述氣液混合部，減少了上述氣液混合部的內壁對惰性氣體速度的影響。

依據又一實施例，上述霧化裝置包括多孔板，上述多孔板上設有n個通孔，n為大於0的自然數。其有益效果在於：產生的液滴尺寸由上述通孔的大小決定，可以滿足晶圓表面顆粒的清洗需求。

依據又一實施例，上述通孔的尺寸種類為m種，上述m為大於0的自然數。其有益效果在於：可以根據通孔的尺寸產生不同大小的液滴，以對多種大小顆粒的晶圓表面進行清洗。

依據又一實施例，上述通孔的排布方式為環形排布、圓形排布或線性排布中的一種。

依據又一實施例，上述霧化裝置包括弧形板，上述弧形板上設有n個通孔，上述通孔的排布方式為蜂窩排布。

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出進步性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。除非另外定義，此處使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本文中使用的“包括”等類似的詞語意指出現該詞前面的元件或者物件涵蓋出現在該詞後面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

針對現有技術存在的問題，本發明的實施例提供了一種晶圓表面顆粒清洗噴嘴，參照圖1，上述晶圓表面顆粒清洗噴嘴10包括液體輸送管17和霧化裝置14，上述液體輸送管17與上述霧化裝置14連接，上述霧化裝置14用於將上述液體輸送管17輸送的清洗液霧化成液滴，並將液滴直接作用於晶圓表面。

本發明的一些實施例中，參照圖1，上述晶圓表面顆粒清洗噴嘴10還包括外殼11、氣液混合部12、氣液混合導向部13和密封部15，上述外殼11和上述密封部15連接形成內置空間（圖中未標示），上述氣液混合部12、上述氣液混合導向部13和上述霧化裝置14設置於上述內置空間內，上述密封部15上設有液體輸送管16，上述液體輸送管16與上述霧化裝置14連接，上述霧化裝置14與上述氣液混合部12連接，上述氣體輸送管17設置於上述密封部15上，上述氣體輸送管17與上述氣液混合導向部13連接，上述氣液混合導向部13與上述氣液混合部12連接，上述氣液混合部12與上述外殼11的外部相通。

本發明的一些實施例中，參照圖1，上述密封部15包括內殼151和上壓塊152，上述上壓塊152與上述內殼151可拆卸連接。

本發明的一些實施例中，參照圖1，上述密封部15上還設有噴嘴安裝杆18，上述噴嘴安裝杆18用於將上述晶圓表面顆粒清洗噴嘴10根據需求安裝於指定場所。

本發明的一些實施例中，參照圖1，上述氣體輸送管17用於接入惰性氣體，上述惰性氣體通過上述氣體輸送管17進入到上述氣液混合導向部13，然後進入到上述氣液混合部12內，上述液體輸送管16用於接入清洗液，上述清洗液經過上述液體輸送管16進入上述霧化裝置14，經過上述霧化裝置14產生具有一定初始速度的液滴，具有一定初始速度的滴液進入上述氣液混合部12內後與上述惰性氣體混合，上述惰性氣體在注入時也具有一定的速度，兩種速度的惰性氣體和液滴混合後，則會起到調速的作用。

圖2為本發明一些實施例中外殼的剖面結構示意圖。參照圖1和圖2，上述外殼11包括自下而上依次連接的第一安裝部111、第二安裝部112和第三安裝部113，上述第一安裝部111內部呈圓錐狀凹槽，上述第二安裝部112和上述第三安裝部113均呈圓柱狀，且上述圓錐狀凹槽的第一圓錐角（圖中未標示）方向朝下。上述第三安裝部113內部的下側設有外殼密封圈凹口1131，上述外殼密封圈凹口1131內設有外殼密封圈11311，上述第一安裝部111的下側設有外噴射口1111。上述第一安裝部111與上述氣液混合部12固定連接或可拆卸連接；上述第二安裝部112與上述氣液混合導向部13固定連接或可拆卸連接；上述第三安裝部113與上述內殼151螺紋連接。

圖3為本發明一些實施例中氣液混合部的結構示意圖。參照圖2和圖3，上述氣液混合部12包括自下而上依次連接的第一錐形部121、圓柱部122和圓臺部123，上述第一錐形部121呈圓錐形狀，上述圓柱部122呈圓柱形狀，上述圓臺部123呈圓臺形狀。上述第一錐形部121的圓錐角（圖中未標示）方向朝下，上述第一錐形部121安裝於上述第一安裝部111的圓錐狀凹槽內，且上述第一錐形部121的大小與上述圓錐狀凹槽大小相同，且上述圓錐角上設有內噴射口1211，上述內噴射口1211與上述外噴射口1111相通，在液滴的輸送過程中，上述第一錐形部121的橫截面積從上到下越來越小，以便於聚集混合了惰性氣體的液滴，保證液滴的濃度；上述第一錐形部121的圓錐底面（圖中未標示）向上，且上述圓錐底面與上述圓柱部122的圓柱下底面（圖中未標示）的面積相同；上述圓臺部123的圓臺下底面（圖中未標示）朝下，上述圓臺下底面的面積與上述圓柱部122的圓柱上底面（圖中未標示）的面積相同，且上述圓臺部123的圓臺上底面（圖中未標示）的面積小於上述圓臺下底面的面積，上述圓臺部123的橫截面積從上到下越來越大，以防止上述霧化裝置14剛產生的液滴發生相互結合變大，保證液滴的尺寸大小。具體地，上述氣液混合部12內為空腔。

參照圖2和圖3，上述圓臺部123的側壁上均勻的分佈有x個進氣口1231，x為大於0的自然數。上述進氣口1231可以使惰性氣體從多個角度進入上述氣液混合部12內，減少了上述氣液混合部12的內壁對惰性氣體速度的影響，便於通過上述惰性氣體對液滴的速度進行調節。

圖4A為本發明的一些實施例中氣液混合導向部的剖面結構示意圖。參照圖3和圖4A，上述氣液混合導向部13的下側設有圓臺口131，上述圓臺口131的內壁上設有與上述進氣口1231相匹配的出氣口（圖中未標示），上述圓臺口131的大小與上述圓臺部123的大小相匹配，以便於上述圓臺部123安裝於上述圓臺口131內，使上述圓臺部123的側壁與上述圓臺口131的內壁相貼合，並且上述出氣口與上述進氣口1231一一對應。具體地，上述氣液混合導向部13內為空腔。

參照圖1和圖4A，上述氣液混合導向部13的上側設有凸台132，上述凸台132中部設有霧化裝置安裝口133，上述霧化裝置14安裝於上述霧化裝置安裝口133內，上述圓臺口131中部設有滴液輸送管道134，上述滴液輸送管道134連通上述霧化裝置14和上述氣液混合部12。

本發明的一些實施例中，參照圖4A，上述霧化裝置14與上述霧化裝置安裝口133之間安裝有霧化裝置密封墊135，且上述霧化裝置密封墊135成環狀。上述霧化裝置密封墊135為本領域的已知技術，在此不再贅述。

圖4B為圖4A的俯視圖。參照圖4B，上述凸台132、上述滴液輸送管道134和上述霧化裝置14均為圓柱狀。

本發明的一些具體實施例中，上述霧化裝置為超聲波霧化裝置。

本發明的又一些具體實施例中，上述霧化裝置為振動膜片。

本發明的一些實施例中，上述霧化裝置包括多孔板和驅動器，上述驅動器用於驅動上述多孔板震動，上述多孔板為平面結構。具體地，上述多孔板上設有n個通孔，n為大於0的自然數，上述驅動器為壓電陶瓷。產生的液滴尺寸由上述通孔的大小決定，可以滿足晶圓表面顆粒的清洗需求。

本發明的一些實施例中，上述多孔板在上述驅動器的作用下震動頻率為20KHz-5MHz，為了與上述多孔板的震動頻率相適配上述清洗液的注入壓力為0.02Mpa-1Mpa。

本發明的一些實施例中，上述多孔板的材質為不與清洗液發生化學反應的材質。依據又一實施例，上述多孔板的材質為陶瓷。

本發明的一些實施例中，上述通孔的尺寸種類為m種，上述m為大於0的自然數。可以根據通孔的尺寸產生不同大小的液滴，以對多種大小顆粒的晶圓表面進行清洗。

本發明的一些實施例中，上述通孔的排布方式為環形排布、圓形排布或線性排布中的一種。上述環形排布有利於使液滴分散，上述圓形排布有利於使液滴比較集中，上述線性排布有利於使液滴呈線性分佈。

本發明的一些實施例中，上述霧化裝置包括弧形板，上述弧形板上設有n個通孔，上述通孔的排布方式為蜂窩排布，上述弧形板的中部向下凸起，上述通孔分佈於上述凸起上。其中，上述蜂窩排布有利於使液滴更加密集。

本發明的一些實施例中，上述通孔的尺寸為1μm-250μm。

本發明的一些具體實施例中，上述通孔的尺寸種類為1種，即上述多孔板上的n個通孔的尺寸均相同。

圖5為本發明一些實施例中多孔板的結構示意圖。參照圖5，上述通孔141包括第一通孔1412和第二通孔1413，上述第一通孔1412的尺寸小於上述第二通孔1413的尺寸，即上述通孔141的尺寸種類為2種。

圖6為本發明一些實施例中內殼的剖面結構示意圖。參照圖4A和圖6，上述內殼151下側設有臨時儲液槽1511和配合凸台1512，上述臨時儲液槽1511位於上述配合凸台1512的中部，上述配合凸台1512下側設有儲液密封圈凹槽1513，上述儲液密封圈凹槽1513呈環狀且環繞于上述臨時儲液槽1511，上述儲液密封圈凹槽1513內設有儲液密封圈15131，上述儲液密封圈15131環繞於上述臨時儲液槽1511的外側。上述內殼151位於上述氣液混合導向部13的上側，上述配合凸台1512與凸台132對應，以使臨時儲液槽1511連通上述霧化裝置14和上述液體輸送管16。上述臨時儲液槽1511與上述霧化裝置14連接，僅需使上述臨時儲液槽1511與上述霧化裝置14相匹配即可，無需使上述液體輸送管16與上述霧化裝置14相匹配，可以降低上述液體輸送管16的橫截面積，節約空間。

參照圖1和圖6，上述內殼151上還設有液體輸送管管套1514、氣體輸送管管套1515和環形凹槽1516，且上述液體輸送管管套1514位於上述環形凹槽1516的中心處，上述液體輸送管管套1514套於上述液體輸送管16外側，用於固定上述液體輸送管16，上述氣體輸送管管套1515套於上述氣體輸送管17外側，用於固定上述氣體輸送管17。

圖7為本發明一些實施例中上壓部的剖面結構示意圖。參照圖6和圖7，上述上壓部152的下側設有環形內嵌部1521和氣體輸送管管套扣壓部1522，上述環形內嵌部1521中部形成液體輸送管管套扣壓部1523，上述上壓部152安裝於上述內殼151的上側，以使上述環形內嵌部1521內嵌於上述環形凹槽1516內，以使上述液體輸送管管套扣壓部1523壓在上述液體輸送管管套1514上，使上述氣體輸送管管套扣壓部1522壓在上述氣體輸送管管套1515上。

參照圖1、圖6和圖7，上述上壓部152內設有液體輸送管延伸管道1524和氣體輸送管延伸管道1525，上述液體輸送管延伸管道1524與上述液體輸送管管套扣壓部1523連通，且上述液體輸送管16通過上述液體輸送管延伸管道1524延伸到上述上壓部152的外側，上述氣體輸送管延伸管道1525與上述氣體輸送管管套扣壓部1522連通，且上述氣體輸送管17通過上述氣體輸送管延伸管道1525延伸到上述上壓部152的外側。

圖8為本發明的一些實施例中晶圓表面顆粒清洗噴嘴另一個角度的剖面結構示意圖。參照圖8，上述密封部15上還設有迴圈部153，上述迴圈部153包括相互連接的第一迴圈部1531和第二迴圈部1532，上述第一迴圈部1531的一端上設有管閥15311，上述第二迴圈部1532的一端與上述臨時儲液槽1511連接。打開上述管閥15311後，上述臨時儲液槽1511內的壓力就會使因上述霧化裝置14產生的泡沫或殘餘的清洗液經上述迴圈部153排出。

雖然在上文中詳細說明了本發明的實施方式，但是對於本領域的技術人員來說顯而易見的是，能夠對這些實施方式進行各種修改和變化。但是，應理解，這種修改和變化都屬於權利要求書中上述的本發明的範圍和精神之內。而且，在此說明的本發明可有其它的實施方式，並且可通過多種方式實施或實現。

10:晶圓表面顆粒清洗噴嘴 11:外殼 111:第一安裝部 1111:外噴射口 112:第二安裝部 113:第三安裝部 1131:外殼密封圈凹口 11311:外殼密封圈 12:氣液混合部 121:第一錐形部 1211:內噴射口 122:圓柱部 123:圓臺部 1231:進氣口 13:氣液混合導向部 131:圓臺口 132:凸台 133:霧化裝置安裝口 134:滴液輸送管道 135:霧化裝置密封墊 14:霧化裝置 141:通孔 1412:第一通孔 1413:第二通孔 15:密封部 151:內殼 1511:臨時儲液槽 1512:配合凸台 1513:儲液密封圈凹槽 1514:液體輸送管管套 1515:氣體輸送管管套 1516:環形凹槽 152:上壓塊 1521:環形內嵌部 1522:氣體輸送管管套扣壓部 1523:液體輸送管管套扣壓部 1524:液體輸送管延伸管道 1525:氣體輸送管延伸管道 153:迴圈部 1531:第一迴圈部 15311:管閥 1532:第二迴圈部 16:液體輸送管 17:氣體輸送管 18:噴嘴安裝杆

圖1為本發明一實施例的晶圓表面顆粒清洗噴嘴的剖面結構示意圖； 圖2為本發明一實施例的外殼的剖面結構示意圖； 圖3為本發明一實施例的氣液混合部的結構示意圖； 圖4A為本發明一實施例的氣液混合導向部的剖面結構示意圖； 圖4B為圖4A的俯視圖； 圖5為本發明一實施例的多孔板的結構示意圖； 圖6為本發明一實施例的內殼的剖面結構示意圖； 圖7為本發明一實施例的上壓部的剖面結構示意圖； 圖8為本發明一實施例的晶圓表面顆粒清洗噴嘴另一個角度的剖面結構示意圖。

10:晶圓表面顆粒清洗噴嘴

11:外殼

12:氣液混合部

13:氣液混合導向部

14:霧化裝置

15:密封部

151:內殼

152:上壓塊

16:液體輸送管

17:液體輸送管

18:噴嘴安裝杆

Claims (14)

1. 一種晶圓表面顆粒清洗噴嘴，包括液體輸送管和霧化裝置，該液體輸送管與該霧化裝置連接，該霧化裝置用於將該液體輸送管輸送的清洗液霧化成液滴，並將液滴直接作用於晶圓表面。
2. 如請求項1所述的晶圓表面顆粒清洗噴嘴，更包括外殼和密封部，該外殼和該密封部連接形成內置空間，該霧化裝置設置於該內置空間內，該液體輸送管設置於該密封部上。
3. 如請求項2所述的晶圓表面顆粒清洗噴嘴，該內置空間內更設有相互連接的氣液混合導向部和氣液混合部，該密封部上更設有氣體輸送管，該氣體輸送管與該氣體導向部連通，該氣體導向部與該氣液混合部連通，該氣液混合部與該外殼的外部相通。
4. 如請求項2所述的晶圓表面顆粒清洗噴嘴，其中該密封部包括內殼和上壓塊，該上壓塊與該內殼可拆卸連接。
5. 如請求項4所述的晶圓表面顆粒清洗噴嘴，其中該內殼與該外殼螺紋連接。
6. 如請求項4所述的晶圓表面顆粒清洗噴嘴，其中該內殼上設有臨時儲液槽，該臨時儲液槽連通該液體輸送管和該霧化裝置。
7. 如請求項2或6所述的晶圓表面顆粒清洗噴嘴，該密封部上更設有迴圈部，該迴圈部包括相互連接的第一迴圈部和第二迴圈部，該第一迴圈部的一端上設有管閥，該第二迴圈部的一端與該臨時儲液槽連接。
8. 如請求項2或6所述的晶圓表面顆粒清洗噴嘴，該內殼上更設有液體輸送管管套和氣體輸送管管套，該液體輸送管管套套於該液體輸送管外側，該氣體輸送管管套套於該氣體輸送管外側。
9. 如請求項3所述的晶圓表面顆粒清洗噴嘴，其中該氣液混合導向部上設有滴液輸送管道，該滴液輸送管道連通該霧化裝置和該氣液混合部。
10. 如請求項3所述的晶圓表面顆粒清洗噴嘴，其中該氣液混合部上設有x個進氣口，該進氣口與該氣液混合導向部連通，x為大於0的自然數。
11. 如請求項1所述的晶圓表面顆粒清洗噴嘴，其中該霧化裝置包括多孔板，該多孔板上設有n個通孔，n為大於0的自然數。
12. 如請求項11所述的晶圓表面顆粒清洗噴嘴，其中該n個通孔的尺寸種類為m種，m為大於0的自然數。
13. 如請求項11所述的晶圓表面顆粒清洗噴嘴，其中該通孔的排布方式為環形排布、圓形排布或線性排布中的一種。
14. 如請求項1所述的晶圓表面顆粒清洗噴嘴，其中該霧化裝置包括弧形板，該弧形板上設有n個通孔，該通孔的排布方式為蜂窩排布。

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