[發明專利]一種具有氣體保護的二相流霧化噴射清洗裝置及清洗方法

有效

• 申請號: 201510917659.8
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN105513999B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 滕宇;李偉
• 申請（專利權）人: 北京七星華創電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/02
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 陶金龍;張磊

1.一種采用具有氣體保護的二相流霧化噴射清洗裝置的清洗方法，其特征在于，所述清洗裝置包括：

噴嘴主體，其內部設有液體管路，環繞液體管路設有氣體管路，噴嘴主體下端設有氣液導向部件，氣液導向部件以一定對稱關系水平設有連通液體管路的多路液體分流管路，各液體分流管路之間具有連通氣體管路的出氣網板，出氣網板垂直設有密布的多數個氣體導向出口，沿各液體分流管路設有與噴嘴主體軸線呈預設角度下傾的多數個液體導向出口；

進液管路和進氣管路，連接設于一噴淋臂上，并分別連通噴嘴主體內的液體管路、氣體管路，所述噴淋臂帶動噴嘴主體作過晶圓圓心的圓弧往復運動；

霧化顆粒導向出口，圍繞設于氣液導向部件下方，其為拉瓦爾噴管結構或具有豎直的內壁；

氣體保護單元，圍繞設于主體下部，其設有環繞霧化顆粒導向出口并朝向外側下傾設置的保護氣體出口，所述保護氣體出口連通氣體保護單元設有的保護氣體入口；

其中清洗時，由液體導向出口噴出的清洗液體與由氣體導向出口噴出的氣體在氣液導向部件下方相交形成霧化顆粒，并在霧化顆粒導向出口的加速或垂直導向作用下向下噴向晶圓表面進行霧化清洗，同時，由保護氣體出口傾斜噴出的保護氣體在晶圓上方形成氣體保護層，防止晶圓與腔室中的氧氣接觸；干燥時，關閉進液管路，由霧化顆粒導向出口噴出的干燥氣體和由保護氣體出口噴出的保護氣體共同對晶圓整體表面進行快速干燥；

所述清洗方法包括：設定噴淋臂的運動軌跡和清洗工藝菜單，開始清洗工藝，其中

在清洗階段，先啟動晶圓轉動，并打開清洗裝置的液體清洗管路，向晶圓表面大流量噴射清洗液體，以在晶圓表面形成一層均勻分布的清洗液體薄膜，同時打開保護氣體入口，通入一定流量的保護氣體，并由保護氣體出口傾斜噴出，在晶圓上方形成氣體保護層，使晶圓與氧氣隔絕，然后同時打開進液管路和進氣管路，向噴嘴主體內的液體管路通入一定流量的清洗液體、向氣體管路通入一定流量的氣體，使由液體導向出口噴出的清洗液體以預設的角度傾斜射向從氣體導向出口噴出的氣體并發生霧化作用形成超微霧化顆粒，并在霧化顆粒導向出口的加速或垂直導向作用下，射入晶圓表面的清洗液體薄膜層內，以在氣體保護下對晶圓進行移動霧化清洗；

在干燥階段，關閉進液管路，保持進氣管路和保護氣體入口開啟，向氣體管路通入一定流量的干燥氣體，向保護氣體出口通入一定流量的保護氣體，使從霧化顆粒導向出口垂直噴出的干燥氣體和從保護氣體出口傾斜噴出的保護氣體將晶圓的整體表面覆蓋，以共同對晶圓進行快速干燥。

2.根據權利要求1所述的清洗方法，其特征在于，打開液體清洗管路后，間隔3～10s再同時打開進液管路和進氣管路。

3.根據權利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述液體清洗管路和進液管路中通入的清洗液體可以相同、也可以不同。

4.根據權利要求1或3所述的清洗方法，其特征在于，所述清洗液體包括DHF或超純水。

5.根據權利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述進氣管路和保護氣體入口通入的氣體可以相同、也可以不同。

6.根據權利要求5所述的清洗方法，其特征在于，所述進氣管路和保護氣體入口通入的氣體包括氮氣、氬氣或二氧化碳。

7.根據權利要求1所述的清洗方法，其特征在于，使所述保護氣體朝向晶圓邊緣的落點方向噴射。

8.根據權利要求7所述的清洗方法，其特征在于，使所述保護氣體朝向晶圓邊緣1～5cm的落點方向噴射。

9.根據權利要求7或8所述的清洗方法，其特征在于，根據所需清洗的晶圓直徑調整所述保護氣體的噴射角度及流量。

10.根據權利要求1所述的清洗方法，其特征在于，在干燥階段，通過噴淋臂的帶動，將清洗裝置固定在晶圓中心上方或作過晶圓圓心的圓弧往復運動來噴射干燥氣體及保護氣體。