[發明專利]一種氣液兩相霧化清洗裝置及清洗方法

無效

• 申請號: 201210506549.9
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103008299A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 蘇宇佳;吳儀
• 申請（專利權）人: 北京七星華創電子股份有限公司
• 主分類號: B08B7/04
• 分類號: B08B7/04;B05B7/04;B05B7/12
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;張慶敏

技術領域

本發明涉及半導體晶片工藝技術領域，特別涉及一種氣液兩相霧化清洗裝置及清洗方法。

背景技術

隨著集成電路特征尺寸進入到深亞微米階段，集成電路晶片制造工藝中所要求的晶片表面的潔凈度越來越苛刻，為了保證晶片材料表面的潔凈度，集成電路的制造工藝中存在數百道清洗工序，清洗工序占了整個制造過程的30％。

進一步地統計顯示，整個半導體器件制造中超過50％的損失量都是由表面污染、清洗不徹底造成的。在清洗過程中，液相流體由位于晶片上方的噴頭噴射于晶片上，噴射的液相以很高的流量沖擊晶片時，將產生一個物理作用力。晶片表面溝槽中的雜質和污染物被液相流體腐蝕，溶解或懸浮于液相流體中，高速的沖擊力及下方晶片的轉動產生的離心力使液相流體離開晶片表面，同時將雜質和污染物帶走，從而達到清洗效果，但是傳統的工藝中雜質和污染物向液相流體主體的傳遞較差，影響了清洗的效率和效果，改善溝槽中雜質和污染物向液相流體的傳遞可以提高清洗效率和清洗效果。

但是隨著晶片圖形的尺寸越來越小，高速噴射流體對圖形的損害不能忽視。傳統的清洗噴射技術存在大尺寸液滴或是噴射流，對65納米及其以下工藝的晶片表面的圖形的損傷越顯嚴重，同時液相流體的利用率較低，導致資源的極度浪費。

為了減少對圖形的損害，現在都在研究納米噴射技術，即噴射出來的流體是霧狀的，由許許多多的納米級的液滴組成。噴頭噴出的液滴，落在晶片表面，將晶片表面的圖形結構上的雜質和污染物清洗掉。相比大液滴或連續的流體而言，納米噴射技術的確能從一定程度上減小對圖形的損害，但是噴射出來的霧狀納米液滴同樣是以比較高的速度噴射到晶片上，如果這些高速的納米液滴直接與圖形接觸，由于液滴尺寸小，更容易進入晶片特征尺寸的內部，可能會造成更深層次的損傷，并且噴射下來的流體并不都是垂直噴射落到晶片上的，這樣斜入射的流體又會對圖形的側壁和邊角造成更大的損傷。

因此，促進雜質和污染物向液相流體主體的傳遞、減小霧化流體對晶片的破壞是現在亟待解決的問題。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是如何促進雜質和污染物向液相流體主體的傳遞，以提高清洗的效率和效果；如何減小霧化流體對晶片的破壞及節約液相流體。

（二）技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供了一種氣液兩相霧化清洗裝置。

本發明提供的氣液兩相霧化清洗裝置包括氣液兩相霧化噴頭，所述氣液兩相霧化噴頭為雙層夾套結構，包括噴嘴、旋轉臂、氣體導管、液體導管，所述噴嘴與旋轉臂連接，所述氣體導管和液體導管固定在旋轉臂上，且氣體導管和液體導管上均設有氣動閥。

其中，所述噴嘴與旋轉臂是一體的或以螺旋結構、卡套結構方式連接。

其中，所述旋轉臂為中空結構。

其中，所述液體導管位于旋轉臂內部。

液體導管上設有一個氣動閥。

其中，所述氣體導管位于旋轉臂內部。

氣體導管上設有一個氣動閥。

其中，所述噴嘴包括中心管路和外層套管，所述中心管路與液體導管相連或者液體導管出口端固定直接作為中心管路；所述外層套管與氣體導管相連。

其中，所述噴嘴有良好的密封性。

其中，所述中心管路中是液相流體，可以是化學藥液或超純水等。

其中，所述外層套管中是氣相，可以是N₂、CO₂等。

所述氣液兩相霧化清洗裝置還包括液相流體的流量控制裝置，所述液相流體的流量控制裝置與液體導管的進液一端相連，所述液相流體的流量控制裝置為并聯結構，包括供液端管路、第一分支管路、第二分支管路和連接噴頭端，所述供液端管路設置一個針閥,串聯一個氣動閥,之后連接兩個并聯分支管路，在第一分支管路設置一個氣動閥，用于液相工藝的供液；第二分支管路依次串聯一個針閥和一個氣動閥，用于氣液兩相工藝供液，兩分支管路匯合成一條管路,為連接噴頭端，并設置回吸閥。

在保證回吸閥穩定工作的條件下，同時關閉供液端管路上游的控制兩條并聯分支管路的氣動閥，開啟氣體導管上的氣動閥，開啟外層套管中的N₂能夠作為N₂工藝臂。即，可發揮N₂工藝臂的功能，因此，本發明可以省去傳統工藝的N₂工藝臂。

本發明還提供了一種基于所述氣液兩相霧化清洗裝置的清洗方法。