一种晶圆复合清洗设备制造技术

本发明专利技术公开了一种晶圆复合清洗设备，包括设备外壳、设置在设备外壳内的复合腔体结构、以及设置在复合腔体结构内的晶圆支撑结构；所述设备外壳上安装有抽气装置和至少一个喷淋管；所述晶圆支撑结构用于使晶圆悬浮在其上方并向晶圆背面喷射清洗液；复合腔体结构内部设置有多层腔室大小可调的引流腔，复合腔体结构用以使不同工作模式下晶圆表面和背面的清洗液从其相应引流腔流至设备外部。本发明专利技术的洁净能力大大提升，提高了清洗效率和清洗效果，有效地保证了晶圆品质。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆复合清洗设备
本专利技术涉及半导体工艺设备
，尤其涉及一种晶圆复合清洗设备。
技术介绍
化学清洗是利用各种化学试剂或有机溶剂来清除附着在物体表面的杂质的方法。在半导体制造领域，化学清洗是指清除吸附在半导体、金属材料以及用具等物体表面上的各种有害杂质或者油污的工艺过程。晶圆清洗是以整个批次或者单一晶圆，通过化学清洗的方法，藉由化学品的浸泡或者喷洒去除脏污的工艺，其主要目的是清除晶圆表面的污染物，例如微尘颗粒(particle)、有机物(organic)、无机物以及金属离子(metalion)等杂质。目前，通常是通过湿法清洗设备上的喷淋头喷洒化学清洗液来去除晶圆表面的污染物，但目前所有的湿法清洗设备内只设置有一个清洗腔，因此一个湿法清洗设备的清洗腔内通常只使用同一种清洗液，不同类型的化学清洗液无法在同一个湿法清洗设备的清洗腔内进行分段清洗，单片式清洗设备的清洗效率很低。而且，湿法清洗设备上只设置有从上往下喷射清洗液的传统喷淋管，该种传统设计只能对晶圆的上表面进行清洗，且清洗时，在离心力的作用下，清洗下来的颗粒污染物容易堆积在晶圆外围，在受到晶圆底部流场的影响，堆积在晶圆外围的颗粒污染物会粘附在晶圆的背面，这种传统湿法清洗设备的洁净能力很差，无法有效保证晶圆品质。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种晶圆复合清洗设备，用以解决上述
技术介绍
中存在的问题。一种晶圆复合清洗设备，包括设备外壳、设置在设备外壳内的复合腔体结构、以及设置在复合腔体结构内的晶圆支撑结构；所述设备外壳上安装有与复合腔体结构相连通的用以抽出复合腔体结构内废气的抽气装置、一种固定不动的喷淋管和多种可来回摆动的用于向晶圆表面喷射清洗液的喷淋管，其中一种喷淋管为纳米级喷淋管，所述纳米级喷淋管上设置有与液体清洗管道相连的液体清洗喷头、与雾化清洗管道相连的雾化清洗喷头、与氮气供气管道相连的氮气喷头和超声波震荡片，所述雾化清洗喷头连接超声波震荡片，超声波震荡片连接外部电源，所述氮气喷嘴朝向所述雾化清洗喷头；所述晶圆支撑结构用于使晶圆悬浮在其上方并向晶圆背面喷射清洗液；所述复合腔体结构内部设置有多层腔室大小可调的引流腔，复合腔体结构用以使不同工作模式下晶圆表面和背面的清洗液从其相应引流腔流至设备外部。优选地，所述复合腔体结构包括：腔体外壳；与腔体外壳的内侧壁相贴合且其上端部通过卡环与腔体外壳相固定的支撑环圈；设置在支撑环圈上的第二隔离组件；以及与第二隔离组件交叉从而在两者之间形成多层引流腔的第一隔离组件，所述第一隔离组件上安装有可使其上、下移动从而改变各层引流腔的腔室空间大小的顶升元件。优选地，所述第一隔离组件包括第一层隔离环圈和第三层隔离环圈，所述第二隔离组件包括第二层隔离环圈和第四层隔离环圈，所述第一层隔离环圈与第三层隔离环圈相扣合；所述第二层隔离环圈设置在第一层隔离环圈和第三层隔离环圈之间且其底部支撑在所述支撑环圈上，第一层隔离环圈与第二层隔离环圈之间形成第一层引流腔，第二层隔离环圈与第三层隔离环圈之间形成第二层引流腔；所述第三层隔离环圈设置在第四层隔离环圈与支撑环圈之间，第三隔离环圈与第四隔离环圈之间形成第三层引流腔；所述第四层隔离环圈扣合固定在支撑环圈的内边沿上，所述第四层隔离环圈内部设置有第一引流槽道。优选地，所述第一层隔离环圈、第二层隔离环圈、第三层隔离环圈和第四层隔离环圈的下表面均设置有防溅板。优选地，所述第二层隔离环圈、第三层隔离环圈和第四层隔离环圈的内部均开设有导管槽，第二层隔离环圈上的导管槽与第一层引流腔相连通，第三层隔离环圈上的导管槽与第二层引流腔相连通，第四层隔离环圈上的导管槽与第三层引流腔相连通。优选地，所述第二层隔离环圈、第三层隔离环圈和第四层隔离环圈的上表面还设置有覆盖导管槽的喷淋板，喷淋板上开设有若干个阵列排布的喷水孔。优选地，所述晶圆支撑结构包括清洗机构和用以带动清洗机构上下移动和在圆周方向旋转的顶升旋转机构，所述清洗机构包括套设在顶升旋转机构上的晶圆定位组件以及扣合固定在晶圆定位组件上的管件外壳，所述管件外壳内设置有晶圆吸附管和清洗液输送管，所述晶圆吸附管竖直穿过顶升旋转机构，用以喷射使晶圆的上表面与下表面之间形成压力差从而使晶圆悬浮在清洗机构上方的气流；所述清洗液输送管竖直穿过顶升旋转机构并与管件外壳上设置的倾斜喷嘴相连通，清洗液输送管用以输送清洗晶圆下表面污染物的清洗液。优选地，所述晶圆定位组件包括第一晶圆定位器、第二晶圆定位器和第三晶圆定位器，所述第一晶圆定位器和第二晶圆定位器均套设在顶升旋转机构上，第三晶圆定位器分别与第一晶圆定位器和第二晶圆定位器扣合固定，所述第三晶圆定位器的顶部安装有多个支撑座。优选地，所述顶升旋转机构包括电机和升降机构，所述电机固定在升降机构上，所述第一晶圆定位器套设在电机的转轴上，电机的转轴端部套设有转动轴承，第二晶圆定位器套设在转动轴承外侧。优选地，所述管件外壳包括管件下外壳、与管件下外壳相扣合的管件上外壳、以及竖直穿设在管件上外壳内的固定件，晶圆吸附管和清洗液输送管固定在固定件内并竖直穿过顶升旋转机构。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过将晶圆复合清洗设备的清洗腔设置成腔室大小可调的多层引流腔，可以有效地解决了不同类型的化学清洗液无法在同一个晶圆复合清洗设备的清洗腔内分段清洗的问题，有效地提高了晶圆复合清洗设备的清洗效率。2、本专利技术通过在晶圆复合清洗设备的腔体内安装特制的晶圆支撑结构，该结构利用伯努利原理使晶圆悬浮在其上方，可对清洗晶圆下表面的污染物进行彻底清洗，尤其是可将晶圆下表面的清洗盲区清洗干净。3、本专利技术通过在晶圆复合清洗设备的腔体内安装特制的晶圆支撑结构，可有效解决晶圆表面清洗下来的颗粒污染物会在晶圆外围堆积从而粘附在晶圆背面的问题，从而使晶圆复合清洗设备能够同时清洗晶圆的表面和背面，不会造成颗粒污染物在晶圆外围堆积，大大提高了晶圆复合清洗设备的洁净能力，提高了清洗效率和清洗效果，有效地保证了晶圆品质。4、通过在晶圆支撑结构的管件外壳内设置晶圆吸附管和清洗液输送管，晶圆吸附管喷射出的可使晶圆悬浮的气流可夹带走晶圆下表面的部分污染物，清洗液输送管输送到倾斜喷嘴的清洗液可对晶圆下表面进行彻底清洗，不仅提高了清洗效果，提高了清洗效率，也可减少清洗液的消耗，可降低企业的生产成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是复合腔体结构的立体示意图。图2是复合腔体结构的剖视图。图3是图2中A部分的放大图。图4是第一层隔离环圈的立体图。图5是第一层隔离环圈的剖视图。图6是第二层隔离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆复合清洗设备，其特征在于，包括设备外壳、设置在设备外壳内的复合腔体结构、以及设置在复合腔体结构内的晶圆支撑结构；/n所述设备外壳上安装有与复合腔体结构相连通的用以抽出复合腔体结构内废气的抽气装置、一种固定不动的喷淋管和多种可来回摆动的用于向晶圆表面喷射清洗液的喷淋管，其中一种喷淋管为纳米级喷淋管，所述纳米级喷淋管上设置有与液体清洗管道相连的液体清洗喷头、与雾化清洗管道相连的雾化清洗喷头、与氮气供气管道相连的氮气喷头和超声波震荡片，所述雾化清洗喷头连接超声波震荡片，超声波震荡片连接外部电源，所述氮气喷嘴朝向所述雾化清洗喷头；/n所述晶圆支撑结构用于使晶圆悬浮在其上方并向晶圆背面喷射清洗液；/n所述复合腔体结构内部设置有多层腔室大小可调的引流腔，复合腔体结构用以使不同工作模式下晶圆表面和背面的清洗液从其相应引流腔流至设备外部。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆复合清洗设备，其特征在于，包括设备外壳、设置在设备外壳内的复合腔体结构、以及设置在复合腔体结构内的晶圆支撑结构；
所述设备外壳上安装有与复合腔体结构相连通的用以抽出复合腔体结构内废气的抽气装置、一种固定不动的喷淋管和多种可来回摆动的用于向晶圆表面喷射清洗液的喷淋管，其中一种喷淋管为纳米级喷淋管，所述纳米级喷淋管上设置有与液体清洗管道相连的液体清洗喷头、与雾化清洗管道相连的雾化清洗喷头、与氮气供气管道相连的氮气喷头和超声波震荡片，所述雾化清洗喷头连接超声波震荡片，超声波震荡片连接外部电源，所述氮气喷嘴朝向所述雾化清洗喷头；
所述晶圆支撑结构用于使晶圆悬浮在其上方并向晶圆背面喷射清洗液；
所述复合腔体结构内部设置有多层腔室大小可调的引流腔，复合腔体结构用以使不同工作模式下晶圆表面和背面的清洗液从其相应引流腔流至设备外部。


2.根据权利要求1所述的晶圆复合清洗设备，其特征在于，所述复合腔体结构包括：
腔体外壳；
与腔体外壳的内侧壁相贴合且其上端部通过卡环与腔体外壳相固定的支撑环圈；
设置在支撑环圈上的第二隔离组件；
以及与第二隔离组件交叉从而在两者之间形成多层引流腔的第一隔离组件，所述第一隔离组件上安装有可使其上、下移动从而改变各层引流腔的腔室空间大小的顶升元件。


3.根据权利要求2所述的晶圆复合清洗设备，其特征在于，所述第一隔离组件包括第一层隔离环圈和第三层隔离环圈，所述第二隔离组件包括第二层隔离环圈和第四层隔离环圈，
所述第一层隔离环圈与第三层隔离环圈相扣合；
所述第二层隔离环圈设置在第一层隔离环圈和第三层隔离环圈之间且其底部支撑在所述支撑环圈上，第一层隔离环圈与第二层隔离环圈之间形成第一层引流腔，第二层隔离环圈与第三层隔离环圈之间形成第二层引流腔；
所述第三层隔离环圈设置在第四层隔离环圈与支撑环圈之间，第三隔离环圈与第四隔离环圈之间形成第三层引流腔；
所述第四层隔离环圈扣合固定在支撑环圈的内边沿上，所述第四层隔离环圈内部设置有第一引流槽道。


4.根据权利要求3所述的晶圆复合清洗设备，其特征在于，所述第一层隔离环圈、第二层隔离环...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖世保，邓信甫，刘大威，陈丁堃，
申请(专利权)人：至微半导体上海有限公司，江苏启微半导体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31