本发明专利技术公开了一种用于清洗晶圆的喷射装置，包括喷嘴架及喷嘴主体。喷嘴主体具有分别沿上下方向延伸的第一流体通道与第二流体通道，第二流体通道环设于第一流体通道的周部，两者之间通过环形壁间隔开。喷嘴主体还具有位于下端部的第一出口与第二出口，第一出口与第一流体通道相连通，第二出口与第二流体通道相连通，第二出口环设于第一出口的周部。喷射装置还包括一端部与第一流体通道相连通的第一流体管、一端部与第二流体通道相连通第二流体管、一端部与第一流体通道和/或第二流体通道相连通的第三流体管。该喷射装置集成了气液清洗功能，同时具备喷射液体、气体或气液混合体等多种清洗模式，有助于缩短清洗时间，提升工业产能。业产能。业产能。
【技术实现步骤摘要】
一种用于清洗晶圆的喷射装置
[0001]本专利技术涉及半导体加工
，尤其涉及一种用于清洗晶圆的喷射装置。
技术介绍
[0002]晶圆清洗是半导体湿法工艺过程中必不可少的工序，在蚀刻、电镀、显影等几乎每一道工序前后，均需要对晶圆进行清洗，以去除晶圆表面可能附着残留的有机、无机或颗粒物等杂质，确保达到后续工艺的精度要求，并使得不同工序之间不会互相影响。现有的晶圆清洗技术中，雾滴喷射技术是较为高效的一种，其利用微纳米级的液滴喷射到晶圆表面的液膜上，引起液膜的扰动实现颗粒的去除。而对于一些难溶性杂质，还需要辅以化学药剂清洗，通过化学反应将杂质去除。因此目前实践中较为通用而有效的晶圆清洗方法包括化学药剂清洗、清水清洗、Nano清洗及氮气干燥等至少四个步骤，其中Nano清洗指微纳米气泡清洗，一般为利用氮气与超纯水混合后再经微纳米气泡发生器产生气液二相流进行清洗。
[0003]现有技术中，为了执行上述四个步骤，通常需要在晶圆清洗腔周边配置四个不同的喷射装置，分别喷射不同的流体，每个喷射装置具有其单独的驱动机构及控制单元。这就导致喷射装置数量多、占用空间大、成本高、运行控制复杂，且不同喷射装置之间容易相互碰撞、干涉。为了减少喷射装置数量，一些喷射装置上会同时搭载有多条管路，例如图1所示，该喷射装置10上并排设有化学药剂管路11、清水管路12及Nano混合管路13。当该喷射装置10执行某一步骤时，对应管路的出口开启，其他管路闭合，从而实现单种流体喷射。但该喷射装置10在运行时，每条管路相互独立，依然需要设置单独的程序进行控制，导致软件控制逻辑复杂，容错率低，容易出故障，清洗时间也较长。此外，该喷射装置10不同管路的出口邻近，喷射的液体容易飞溅沾染到其他出口上，尤其是化学药剂容易污染到其他管路，而Nano液滴的流速较大，也容易飞溅，导致交叉污染。并且该喷射装置10的宽度较宽，严重限制了其在晶圆清洗腔中的行程，容易导致晶圆的边缘清洗不净。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够集成多种气液清洗功能，清洗效率高、控制方法简单的用于清洗晶圆的喷射装置。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于清洗晶圆的喷射装置，所述喷射装置包括喷嘴架及固设于所述喷嘴架上的喷嘴主体，所述喷嘴主体具有第一流体通道与第二流体通道，所述第一流体通道与所述第二流体通道分别沿上下方向延伸，且所述第二流体通道环设于所述第一流体通道的周部，所述第一流体通道与所述第二流体通道之间通过环形壁间隔开；所述喷嘴主体具有第一出口与第二出口，所述第一出口与所述第一流体通道相连通，所述第二出口与所述第二流体通道相连通，所述第一出口与所述第二出口均位于所述喷嘴主体的下端部，所述第二出口环设于所述第一出口的周部；所述喷射装置还包括：
第一流体管，所述第一流体管与所述第一流体通道相连通；第二流体管，所述第二流体管与所述第二流体通道相连通；第三流体管，所述第三流体管与所述第一流体通道相连通，或，所述第三流体管与所述第一流体通道和所述第二流体通道均连通。
[0006]在一些实施方式中，所述第一流体管用于传输水，所述第二流体管用于传输水，所述第三流体管用于传输氮气。三组流体管分别用于传输特定的流体，相互之间不会形成干涉与交叉污染。
[0007]在一些实施方式中，沿所述喷嘴主体的径向上，所述第二出口自上而下逐渐向外倾斜延伸。从而在惯性的作用下，从第二出口喷射的流体能够在第一出口的周向上形成锥形的气罩或液罩，防止第一出口中喷射的流体向外飞溅造成污染。并且第二出口喷射的锥形流体具有更大的服务面积，有助于在预湿或一次清洗等步骤中提高清洗效率。
[0008]在一些实施方式中，沿所述喷嘴主体的径向上，所述第二出口的内侧壁位于第一虚拟圆锥面内，所述第二出口的外侧壁位于第二虚拟圆锥面内，所述第一虚拟圆锥面的轴心线与所述第二虚拟圆锥面的轴心线共线延伸。同心圆锥形的侧壁使得第二出口中喷射的流体受到的阻力更小，喷射路径更稳定，流体罩的防护效果也更好。
[0009]在一些实施方式中，所述第一出口的轴心线与所述第二出口的轴心线共线延伸。从而当第一出口与第二出口同时喷射流体时，两股流体之间的干涉小，第二出口中喷射的流体能够更好地起到流体罩的功能。
[0010]在一些实施方式中，所述第二出口位于所述第一出口的上方。从而能够进一步减少第一出口与第二出口喷射流体之间的干涉，且第二出口距离晶圆更远，喷射的流体压力相对分散、投影面积更大，适用于预湿或一次清洗；第一出口距离晶圆更近，喷射的流体压力更集中，适用于二次清洗或深度清洗。
[0011]在一些实施方式中，所述喷嘴主体具有第一入口、第二入口及第三入口，其中：所述第一入口位于所述喷嘴主体的上端部，所述第一入口与所述第一流体通道相连通；所述第二入口位于所述喷嘴主体周向上的一侧部，所述第二入口与所述第二流体通道相连通；所述第三入口位于所述喷嘴主体周向上的另一侧部，且所述第三入口与所述第二入口分设于所述喷嘴主体的宽度方向的相异两侧，所述第三入口与所述第一流体通道相连通。三组入口分设于喷嘴主体的上方及左右两侧，优化了喷嘴主体的空间布局，不同管路之间不易相互缠绕，且不同入口之间不易交叉污染。
[0012]在一些实施方式中，所述喷嘴主体具有过渡腔，所述过渡腔环设于所述第一流体通道的周部，所述第三入口与所述过渡腔相连通，所述过渡腔与所述第一流体通道相连通，所述过渡腔与所述第二流体通道之间设有隔板。过渡腔的设置使得第一流体通道与第二流体通道之间的配合方式更为灵活，为该喷射装置的使用方式提供了更多的可能性。
[0013]在一些实施方式中，所述过渡腔与所述第二流体通道之间通过所述隔板隔开。此时第三入口中通入的流体仅能够进入第一流体通道，可以与第一入口中通入的流体相混合形成气液二相流，实现气液混合清洗。
[0014]在一些实施方式中，所述隔板上开设有分配孔，所述分配孔中设有压力传感器，所
述压力传感器用于控制所述过渡腔中的流体进入所述第二流体通道中的流量。此时第三入口中进入的流体可以同时通入第一流体通道与第二流体通道，该流体在第一流体通道中与另一种流体混合并从第一出口喷出形成气液二相流，同时可以从第二出口喷射形成流体罩。并且由于压力传感器的设置，流体罩的流量恒定，达到稳定的屏障效果；而气液二相流的流量及气液比例可控，能够根据晶圆表面的不同污染状况进行有效清洗。
[0015]在一些实施方式中，所述喷射装置还包括流量阀，所述流量阀设置在所述第二流体管上。流量阀可用于控制第二流体管通入的流体流量，使得该喷射装置能够根据实际情况灵活调节。
[0016]在一些实施方式中，所述喷射装置还包括第四流体管，所述喷嘴主体具有第二入口与第四入口，所述第二入口与所述第四入口分设于所述喷嘴主体的宽度方向的相异两侧部，所述第二流体管通过所述第二入口与所述第二流体通道相连通，所述第四流体管通过所述第四入口与所述第二流体通道相连通。一些晶圆清洗的过程中还需要使用化学药剂清洗，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于清洗晶圆的喷射装置，所述喷射装置包括喷嘴架及固设于所述喷嘴架上的喷嘴主体，其特征在于：所述喷嘴主体具有第一流体通道与第二流体通道，所述第一流体通道与所述第二流体通道分别沿上下方向延伸，且所述第二流体通道环设于所述第一流体通道的周部，所述第一流体通道与所述第二流体通道之间通过环形壁间隔开；所述喷嘴主体具有第一出口与第二出口，所述第一出口与所述第一流体通道相连通，所述第二出口与所述第二流体通道相连通，所述第一出口与所述第二出口均位于所述喷嘴主体的下端部，所述第二出口环设于所述第一出口的周部；所述喷射装置还包括：第一流体管，所述第一流体管与所述第一流体通道相连通；第二流体管，所述第二流体管与所述第二流体通道相连通；第三流体管，所述第三流体管与所述第一流体通道相连通，或，所述第三流体管与所述第一流体通道和所述第二流体通道均连通。2.根据权利要求1所述的用于清洗晶圆的喷射装置，其特征在于：所述第一流体管用于传输水，所述第二流体管用于传输水，所述第三流体管用于传输氮气。3.根据权利要求1所述的用于清洗晶圆的喷射装置，其特征在于：沿所述喷嘴主体的径向上，所述第二出口自上而下逐渐向外倾斜延伸。4.根据权利要求3所述的用于清洗晶圆的喷射装置，其特征在于：沿所述喷嘴主体的径向上，所述第二出口的内侧壁位于第一虚拟圆锥面内，所述第二出口的外侧壁位于第二虚拟圆锥面内，所述第一虚拟圆锥面的轴心线与所述第二虚拟圆锥面的轴心线共线延伸。5.根据权利要求1所述的用于清洗晶圆的喷射装置，其特征在于：所述第一出口的轴心线与所述第二出口的轴心线共线延伸。6.根据权利要求1所述的用于清洗晶圆的喷射装置，其特征在于：所述第二出口位于所述第一出口的上方。7.根据权利要求1所述的用于清洗晶圆的喷射装置，其特征在于，所述喷嘴主体具有第一入...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖周芳，邵树宝，夏晓红，蒋超伟，
申请(专利权)人：江苏芯梦半导体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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