[實用新型]晶圓清洗裝置

有效

• 申請號: 201720219432.0
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN206574674U
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 王通;李銳;任保軍;劉喜華
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（天津）有限公司;中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;B08B3/12
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 屈蘅,李時云

技術領域

本實用新型涉及半導體清洗設備技術領域，具體涉及一種晶圓清洗裝置。

背景技術

在集成電路制程中，晶圓清洗技術及潔凈度是影響晶圓制程良率、品質以及可靠度最重要的因素之一。據統計，在標準的集成電路制造工藝中，僅涉及晶圓清洗和表面預處理的工藝步驟便有幾百步之多，可以說晶圓清洗的好壞直接制約了集成電路加工的水平。

但是，對一些表面具有圖案的晶圓來說，其清洗效果并不理想，無法有效去除晶圓上的污染物，如微塵粒(particle)等雜質，甚至在清洗后還會擴大雜質的分布范圍，增加清洗難度，故而，目前的晶圓清洗技術較大降低了半導體芯片的良率。

因此，有必要設計一種能夠有效清理表面帶有圖案的晶圓的清洗裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種晶圓清洗裝置，以解決一種因晶圓清洗效果差而導致產品良率低的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種晶圓清洗裝置，包括中空的吸頭，所述吸頭至少具有用于向晶圓表面噴射清洗劑的注液腔、以及用于吸走晶圓表面周圍氣體的抽氣腔，所述抽氣腔設置在所述注液腔的外側。

可選的，所述抽氣腔周向圍繞所述注液腔設置。

可選的，所述晶圓清洗裝置還包括用于向所述晶圓表面噴射氣體的充氣腔，所述充氣腔設置在所述抽氣腔遠離所述注液腔的一側，且所述充氣腔周向圍繞所述抽氣腔設置。

可選的，所述充氣腔、抽氣腔和注液腔同心布置。

可選的，所述晶圓清洗裝置還包括與所述吸頭連接的第一驅動單元，所述第一驅動單元用于驅動所述吸頭沿著所述晶圓上圖案的走向移動。

可選的，所述注液腔中設置有用于產生沿著所述清洗劑的噴射方向振動的振動發生單元；一個所述振動發生單元與所述注液腔同軸布置，或者多個所述振動發生單元對稱設置在所述注液腔中。

可選的，所述吸頭包括注液管道、抽氣管道和充氣管道；所述注液管道的內腔形成所述注液腔；所述注液管道插入于所述抽氣管道中并與所述抽氣管道之間存在第一空隙，所述第一空隙形成所述抽氣腔；所述抽氣管道插入于所述充氣管道中并與所述充氣管道之間存在第二空隙，所述第二空隙形成所述充氣腔。

可選的，所述吸頭還包括端蓋，所述注液管道、抽氣管道和充氣管道的一端與所述端蓋固定；所述端蓋上設置有充氣通孔、抽氣通孔和注液通孔，所述充氣通孔與所述充氣腔連通，所述抽氣通孔與所述抽氣腔連通，所述注液通孔與所述注液腔連通；所述充氣通孔和抽氣通孔的數量分別為多個，多個所述充氣通孔和多個所述抽氣通孔均周向均勻布置。

可選的，每個所述充氣通孔連接一根氣體輸送管路，所述氣體輸送管路同時連接一根第一總管，每個所述抽氣通孔連接一根抽氣管路，所述抽氣管路同時連接一根第二總管，所述注液通孔連接一根第三總管。

可選的，所述晶圓清洗裝置還包括第一驅動單元、第二驅動單元、檢測單元、控制單元以及加熱單元；所述第一驅動單元連接所述吸頭，所述第二驅動單元連接所述晶圓，所述第一驅動單元用于驅動所述吸頭沿平行于晶圓表面的方向移動，所述第二驅動單元用于驅動所述晶圓沿平行于晶圓表面的方向移動；所述檢測單元通訊連接所述控制單元，所述檢測單元用于獲取雜質在晶圓上分布的位置信息并發送至所述控制單元，所述控制單元用于確定清洗路徑；所述加熱單元設置于所述注液腔內，所述加熱單元用于加熱所述清洗劑。

可選的，所述吸頭和所述晶圓的移動方向垂直。

綜上所述，本實用新型的晶圓清洗裝置中，利用吸頭上的抽氣腔吸走晶圓表面周圍的氣體，以在晶圓和吸頭之間形成負壓，從而在落入晶圓上的清洗劑周圍形成負壓區，如此一來，通過負壓可以及時吸走嵌入以及未嵌入晶圓上相鄰圖案間的雜質，而且使得圖案上的雜質被負壓及時吸走后不會落到相鄰圖案中而卡住，特別地，負壓吸附還不會造成圖案在平行于晶圓表面方向的刮傷。因此，本實用新型的晶圓清洗裝置的晶圓清洗效果好，不會對晶圓造成損傷，確保了晶圓的良率。

特別地，本實用新型的晶圓清洗裝置中，利用吸頭上的充氣腔向晶圓表面噴射氣體，以在負壓區外圍形成高壓區，阻斷了未被負壓吸附的清洗劑進一步溢出，由此避免了溢出的清洗劑引起雜質的擴散問題。

更特別地，清洗時，本實用新型的吸頭在第一驅動單元的驅動下沿晶圓上圖案的走向移動，降低了雜質嵌入晶圓上相鄰圖案間的風險，由此也降低了清洗難度，而且不容易使雜質被打散而成發射狀分布，另不會造成清洗劑流速過大對圖案的損壞。