[實用新型]一種氣液二相流霧化清洗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520382346.2
• 申請日: 2015-06-04
• 公開（公告）號: CN205084908U
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 滕宇
• 申請（專利權(quán)）人: 北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司
• 主分類號: B05B7/08
• 分類號: B05B7/08;B08B3/02
• 代理公司: 上海天辰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 陶金龍;張磊

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及半導(dǎo)體清洗設(shè)備領(lǐng)域，更具體地，涉及一種氣液氣液二相流霧化清洗裝置。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)的高速發(fā)展，集成電路芯片的圖形特征尺寸已進(jìn)入到深亞微米階段，導(dǎo)致芯片上超細(xì)微電路失效或損壞的關(guān)鍵沾污物(例如顆粒)的特征尺寸也隨之大為減小。

在集成電路的制造工藝過程中，半導(dǎo)體晶圓通常都會經(jīng)過諸如薄膜沉積、刻蝕、拋光等多道工藝步驟。而這些工藝步驟就成為沾污物產(chǎn)生的重要場所。為了保持晶圓表面的清潔狀態(tài)，消除在各個工藝步驟中沉積在晶圓表面的沾污物，必須對經(jīng)受了每道工藝步驟后的晶圓表面進(jìn)行清洗處理。因此，清洗工藝成為集成電路制作過程中最普遍的工藝步驟，其目的在于有效地控制各步驟的沾污水平，以實現(xiàn)各工藝步驟的目標(biāo)。

為了清除晶圓表面的沾污物，在進(jìn)行單片濕法清洗工藝時，晶圓將被放置在清洗設(shè)備的旋轉(zhuǎn)平臺(例如旋轉(zhuǎn)卡盤)上，并按照一定的速度旋轉(zhuǎn)；同時向晶圓的表面噴淋一定流量的清洗藥液，對晶圓表面進(jìn)行清洗。

在通過清洗達(dá)到去除沾污物目的的同時，最重要的是要保證對晶圓、尤其是對于圖形晶圓表面圖形的無損傷清洗。

隨著集成電路圖形特征尺寸的縮小，晶圓表面更小尺寸的沾污物的去除難度也在不斷加大。因此，很多新型清洗技術(shù)在清洗設(shè)備上也已得到較廣泛的應(yīng)用。其中，在單片濕法清洗設(shè)備上，利用霧化清洗技術(shù)可以進(jìn)一步改善清洗工藝的效果。在霧化清洗過程中，霧化顆粒會對晶圓表面的液膜產(chǎn)生一個沖擊力，并在液膜中形成快速傳播的沖擊波。沖擊波作用于顆粒污染物上時，一方面可以加快污染物從晶圓表面脫離的過程；另一方面，沖擊波會加速晶圓表面清洗藥液的流動速度，促使顆粒污染物更快地隨著藥液的流動而被帶離晶圓表面。

然而，目前常見的霧化清洗裝置所產(chǎn)生的霧化顆粒尺寸較大，且霧化顆粒所具有的能量也較高，當(dāng)這些霧化清洗裝置應(yīng)用在65納米及以下技術(shù)代的晶圓清洗工藝中時，很容易造成表面圖形損傷等問題。

因此，需要通過對霧化裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入設(shè)計，來進(jìn)一步縮小霧化顆粒的尺寸，并減小其所攜帶的能量。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種新的氣液二相流霧化清洗裝置，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及相應(yīng)的工藝參數(shù)調(diào)整，可達(dá)到精細(xì)霧化的效果，實現(xiàn)晶圓表面的無損傷清洗，具有操作簡單、重復(fù)性好的優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種氣液二相流霧化清洗裝置，用于對放置在清洗設(shè)備旋轉(zhuǎn)平臺上的晶圓進(jìn)行霧化清洗，所述清洗裝置包括：

主體，可動懸設(shè)于所述清洗設(shè)備的旋轉(zhuǎn)平臺上方或斜上方；

第一～第三入口接頭，設(shè)于所述主體上，所述第一入口接頭用于通入清洗藥液，所述第二、第三入口接頭用于分別通入高壓氣體；

噴嘴，設(shè)于所述主體下方，包括一中央氣體噴嘴和若干霧化噴嘴，各所述霧化噴嘴在所述中央氣體噴嘴下方圍繞其垂直中軸線對稱下傾設(shè)置，各所述霧化噴嘴的中軸線在所述中央氣體噴嘴的中軸線上交匯于一點，每個所述霧化噴嘴通過一個第一Laval噴管同時連接第一、第二入口接頭，所述中央氣體噴嘴通過一個第二Laval噴管連接第三入口接頭；

其中，由所述第一入口接頭通入的清洗藥液和所述第二入口接頭通入的高壓氣體，在各所述第一Laval噴管的入口處匯聚后形成氣液二相流第一級霧化藥液，并經(jīng)所述第一Laval噴管加速后從各所述霧化噴嘴噴出，在交匯處產(chǎn)生碰撞后形成第二級霧化藥液，同時，由所述第三入口接頭通入的高壓氣體經(jīng)所述第二Laval噴管加速后從所述中央氣體噴嘴噴出，在交匯處與第二級霧化藥液產(chǎn)生碰撞后形成第三級霧化藥液，并加速向下運動至晶圓表面，以進(jìn)行移動霧化清洗。

優(yōu)選地，所述主體內(nèi)設(shè)有第一、第二主腔體，所述第一入口接頭通過所述第一主腔體分別連接至各所述第一Laval噴管的入口，所述第二入口接頭通過所述第二主腔體分別連接至各所述第一Laval噴管的入口。

優(yōu)選地，所述第一主腔體通過第一通道分別連接至各所述第一Laval噴管的入口，所述第二主腔體通過第二通道分別連接至各所述第一Laval噴管的入口。

優(yōu)選地，所述霧化噴嘴的數(shù)量為至少二個，并在水平圓周上均勻分布。

優(yōu)選地，所述主體的下方設(shè)有導(dǎo)向噴管，用于對形成的第三級霧化藥液進(jìn)行導(dǎo)向。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)向噴管為圓形、方形或長條形。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)向噴管內(nèi)設(shè)有第三Laval噴管。

優(yōu)選地，所述主體連接所述清洗設(shè)備的噴淋支架。