一种单片式晶圆清洗装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种单片式晶圆清洗装置，包括承载台及喷头，喷头位于承载台上方，包括清洗液供给单元、清洗液回收单元及收容腔，清洗液供给孔位于收容腔的底面，多个清洗液回收孔位于收容腔的边缘且位于清洗液供给孔的外侧，承载台的表面宽度小于收容腔的开口宽度，收容腔容置晶圆，且晶圆与收容腔之间具有间距并构成浸渍空间。本发明专利技术的单片式晶圆清洗装置，通过清洗液供给单元供给清洗液，通过清洗液回收单元回收清洗液，且结合收容腔，使得收容腔与晶圆之间构成浸渍空间，从而喷头可同时兼具对清洗液的喷淋与回收的任务，且可为晶圆提供浸渍氛围，从而在不影响工艺标准的前提下，有助于减少清洗液的用量，降低成本，减少排放。减少排放。减少排放。

【技术实现步骤摘要】
一种单片式晶圆清洗装置


[0001]本专利技术属于半导体设备领域，涉及一种单片式晶圆清洗装置。

技术介绍

[0002]在晶圆加工过程中，需根据需要去除晶圆表面残留的有机物、颗粒、金属杂质、自然氧化层、石英、塑料等污染物，且不破坏晶圆的表面特性。为此，在晶圆的制造过程中需要经过多次清洗步骤。
[0003]现有的晶圆湿法清洗分为槽式清洗和单片式清洗，随着对晶圆表面洁净度的要求越来越高，因单片式清洗可以降低清洗过程中的交叉污染、提高成品率，因此，现有的湿法清洗逐渐由传统的槽式清洗向单片式清洗过渡。如附图1，现有的单片式晶圆清洗装置主要包括承载台10、喷头20及收容杯30，置于承载台10上的晶圆40在腔室内进行清洗工艺时，清洗液自喷头20喷淋到晶圆40的表面，清洗液会随着晶圆40的转动甩到收容杯30内，然后流至下排口，进行排放。
[0004]在现代半导体工厂中，尤其是在对40nm以下的晶圆制程中，晶圆清洗是不可缺少的主流技术，且在晶圆清洗工艺中，硫酸是使用范围最广的清洗液之一。如在使用硫酸清洗晶圆时，通常是将硫酸和双氧水以一定的比例混合构成SPM清洗液，而后通过喷头喷射到高速旋转的晶圆上，以对晶圆进行清洗流程，但由于晶圆在清洗过程中的高速旋转，在清洗晶圆的过程中，大量的硫酸未能及时充分参与晶圆的清洗过程，而就被甩到收容杯中，并被排走，因此，在晶圆的清洗过程中，会有相当程度的清洗液被浪费。
[0005]目前，基于单片式晶圆清洗装置的结构特性，一片晶圆在单道工序中，清洗液以硫酸为例，消耗的硫酸大约为0.6～1L/片，以整个工艺流程来看，涉及到硫酸的工序约有20道以上，也就是说，一片晶圆的累计消耗硫酸量为15～20L。以月产1万片的工厂为例，每月消耗的硫酸量就可能达到300吨以上，消耗成本约240万/每月(以硫酸价格约为8000元/吨为例)，因此，年消耗成本将近3000万元人民币，从而节约硫酸用量对降低成本具有重要意义，且减少硫排放也已成为目前环保的重要课题之一。
[0006]因此，在不影响工艺标准的前提下，减少清洗液的用量及排放，是一个需要长期研究的项目。

技术实现思路

[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种单片式晶圆清洗装置，用于解决现有技术中在对晶圆进行清洗时造成清洗液浪费的问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种单片式晶圆清洗装置，所述单片式晶圆清洗装置包括：
[0009]承载台，所述承载台用以承载晶圆；
[0010]喷头，所述喷头位于所述承载台上方，包括清洗液供给单元、清洗液回收单元及收容腔，其中，所述清洗液供给单元包括清洗液供给孔，所述清洗液供给孔位于所述收容腔的
底面，用以向所述晶圆表面供给清洗液；所述清洗液回收单元包括清洗液回收孔，所述清洗液回收孔位于所述收容腔的边缘，且位于所述清洗液供给孔的外侧，用以回收所述清洗液；所述承载台的表面宽度小于所述收容腔的开口宽度，所述收容腔容置位于所述承载台上的所述晶圆，且所述晶圆与所述收容腔之间具有间距构成浸渍空间。
[0011]可选地，位于所述收容腔内的所述晶圆的上表面与所述收容腔的底面之间的间距取值范围为0.5cm～1cm。
[0012]可选地，所述收容腔的底面宽度大于所述收容腔的开口宽度，以构成倒梯形收容腔。
[0013]可选地，所述清洗液供给孔、所述承载台及所述清洗液回收孔共轴设置，且所述清洗液回收孔设置于所述清洗液供给孔及所述承载台外围。
[0014]可选地，多个所述清洗液回收孔呈环状且等间距分布。
[0015]可选地，所述清洗液供给单元包括与所述清洗液供给孔相连通的清洗液供给管，所述清洗液回收单元包括清洗液第一回收管及清洗液第二回收管，所述清洗液第一回收管与多个所述清洗液回收孔一一对应连通设置，所述清洗液第二回收管与多个所述清洗液第一回收管相连通。
[0016]可选地，所述清洗液第二回收管的管径分别大于所述清洗液第一回收管及所述清洗液供给管的管径，且所述清洗液第二回收管的流量分别大于所述清洗液第一回收管及所述清洗液供给管的流量。
[0017]可选地，所述清洗液供给单元包括SPM清洗液供给单元、I P A清洗液供给单元及去离子水清洗液供给单元中的一种或组合。
[0018]可选地，所述单片式晶圆清洗装置还包括设置于所述喷头上的干燥气体供给单元，所述干燥气体供给单元包括氮气供给单元或惰性气体供给单元，用以干燥所述晶圆。
[0019]可选地，所述干燥气体供给单元包括多个干燥气体供给孔，多个所述干燥气体供给孔位于所述清洗液供给孔的外围，并与所述清洗液供给孔共轴且呈环状等间距分布。
[0020]如上所述，本专利技术的所述单片式晶圆清洗装置，包括承载台及喷头，所述承载台用以承载晶圆，所述喷头位于所述承载台上方，包括清洗液供给单元、清洗液回收单元及收容腔，其中，所述清洗液供给单元包括清洗液供给孔，所述清洗液供给孔位于所述收容腔的底面，用以向所述晶圆表面供给清洗液；所述清洗液回收单元包括清洗液回收孔，所述清洗液回收孔位于所述收容腔的边缘，且位于所述清洗液供给孔的外侧，用以回收所述清洗液；所述承载台的表面宽度小于所述收容腔的开口宽度，所述收容腔容置位于所述承载台上的所述晶圆，且所述晶圆与所述收容腔之间具有间距构成浸渍空间。
[0021]本专利技术的所述单片式晶圆清洗装置，通过所述清洗液供给单元供给所述清洗液，通过所述清洗液回收单元回收所述清洗液，且结合所述收容腔，可使得所述收容腔与所述晶圆之间构成浸渍空间，从而所述喷头可同时兼具对所述清洗液的喷淋与回收的任务，且可为所述晶圆提供浸渍氛围，从而在不影响工艺标准的前提下，有助于减少所述清洗液的用量，从而实现降低成本，并减少清洗液的排放量。
附图说明
[0022]图1显示为现有技术中单片式晶圆清洗装置的结构示意图。
[0023]图2显示为本专利技术实施例中单片式晶圆清洗装置的结构示意图。
[0024]图3显示为本专利技术实施例中喷头的底部结构示意图。
[0025]图4显示为本专利技术实施例中清洗液供给单元及清洗液回收单元的管路结构示意图。
[0026]元件标号说明
[0027]10
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承载台
[0028]20
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喷头
[0029]30
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收容杯
[0030]40
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晶圆
[0031]100
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承载台
[0032]200
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喷头
[0033]201
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收容腔
[0034]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单片式晶圆清洗装置，其特征在于，所述单片式晶圆清洗装置包括：承载台，所述承载台用以承载晶圆；喷头，所述喷头位于所述承载台上方，包括清洗液供给单元、清洗液回收单元及收容腔，其中，所述清洗液供给单元包括清洗液供给孔，所述清洗液供给孔位于所述收容腔的底面，用以向所述晶圆表面供给清洗液；所述清洗液回收单元包括清洗液回收孔，所述清洗液回收孔位于所述收容腔的边缘，且位于所述清洗液供给孔的外侧，用以回收所述清洗液；所述承载台的表面宽度小于所述收容腔的开口宽度，所述收容腔容置位于所述承载台上的所述晶圆，且所述晶圆与所述收容腔之间具有间距构成浸渍空间。2.根据权利要求1所述的单片式晶圆清洗装置，其特征在于：位于所述收容腔内的所述晶圆的上表面与所述收容腔的底面之间的间距取值范围为0.5cm～1cm。3.根据权利要求1所述的单片式晶圆清洗装置，其特征在于：所述收容腔的底面宽度大于所述收容腔的开口宽度，以构成倒梯形收容腔。4.根据权利要求1所述的单片式晶圆清洗装置，其特征在于：所述清洗液供给孔、所述承载台及所述清洗液回收孔共轴设置，且所述清洗液回收孔设置于所述清洗液供给孔及所述承载台外围。5.根据权利要求1所述的单片式晶圆清洗装置，其特征在于：多个所述清洗液回收孔呈环状且等间距...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘枫，刘二壮，黄允文，刘涛，蔡斌，
申请(专利权)人：上海普达特半导体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：