本发明专利技术公开了一种气液两相雾化清洗装置，涉及半导体晶片工艺技术领域，所述装置包括气液两相雾化喷头，还包括液相流体的流量控制装置。本发明专利技术的气液两相雾化清洗装置在清洗过程中增加了垂直于晶片沟槽的物理力，促进晶片沟槽中杂质和污染物向液相流体主体的传递，提高了清洗的效率和效果；同时本发明专利技术通过液相流体的流量控制装置来降低液相流量，采用雾化流体冲洗晶片表面，减少了对晶片的破坏。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体晶片エ艺
，特别涉及。
技术介绍
随着集成电路特征尺寸进入到深亚微米阶段，集成电路晶片制造エ艺中所要求的晶片表面的洁净度越来越苛刻，为了保证晶片材料表面的洁净度，集成电路的制造エ艺中存在数百道清洗エ序，清洗エ序占了整个制造过程的30 %。·进ー步地统计显示，整个半导体器件制造中超过50%的损失量都是由表面污染、清洗不彻底造成的。在清洗过程中，液相流体由位于晶片上方的喷头喷射于晶片上，喷射的液相以很高的流量冲击晶片时，将产生ー个物理作用力。晶片表面沟槽中的杂质和污染物被液相流体腐蚀，溶解或悬浮于液相流体中，高速的冲击カ及下方晶片的转动产生的离心力使液相流体离开晶片表面，同时将杂质和污染物带走，从而达到清洗效果，但是传统的エ艺中杂质和污染物向液相流体主体的传递较差，影响了清洗的效率和效果，改善沟槽中杂质和污染物向液相流体的传递可以提高清洗效率和清洗效果。但是随着晶片图形的尺寸越来越小，高速喷射流体对图形的损害不能忽视。传统的清洗喷射技术存在大尺寸液滴或是喷射流，对65纳米及其以下エ艺的晶片表面的图形的损伤越显严重，同时液相流体的利用率较低，导致资源的极度浪费。为了减少对图形的损害，现在都在研究纳米喷射技术，即喷射出来的流体是雾状的，由许许多多的纳米级的液滴组成。喷头喷出的液滴，落在晶片表面，将晶片表面的图形结构上的杂质和污染物清洗棹。相比大液滴或连续的流体而言，纳米喷射技术的确能从ー定程度上减小对图形的损害，但是喷射出来的雾状纳米液滴同样是以比较高的速度喷射到晶片上，如果这些高速的纳米液滴直接与图形接触，由于液滴尺寸小，更容易进入晶片特征尺寸的内部，可能会造成更深层次的损伤，并且喷射下来的流体并不都是垂直喷射落到晶片上的，这样斜入射的流体又会对图形的侧壁和边角造成更大的损伤。因此，促进杂质和污染物向液相流体主体的传递、减小雾化流体对晶片的破坏是现在亟待解决的问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是如何促进杂质和污染物向液相流体主体的传递，以提高清洗的效率和效果；如何减小雾化流体对晶片的破坏及节约液相流体。(ニ)技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种气液两相雾化清洗装置。本专利技术提供的气液两相雾化清洗装置包括气液两相雾化喷头，所述气液两相雾化喷头为双层夹套结构，包括喷嘴、旋转臂、气体导管、液体导管，所述喷嘴与旋转臂连接，所述气体导管和液体导管固定在旋转臂上，且气体导管和液体导管上均设有气动阀。其中，所述喷嘴与旋转臂是一体的或以螺旋结构、卡套结构方式连接。其中，所述旋转臂为中空结构。其中，所述液体导管位于旋转臂内部。液体导管上设有ー个气动阀。其中，所述气体导管位于旋转臂内部。气体导管上设有ー个气动阀。其中，所述喷嘴包括中心管路和外层套管，所述中心管路与液体导管相连或者液体导管出ロ端固定直接作为中心管路；所述外层套管与气体导管相连。 其中，所述喷嘴有良好的密封性。其中，所述中心管路中是液相流体，可以是化学药液或超纯水等。其中，所述外层套管中是气相，可以是N2、CO2等。所述气液两相雾化清洗装置还包括液相流体的流量控制装置，所述液相流体的流量控制装置与液体导管的进液一端相连，所述液相流体的流量控制装置为并联结构，包括供液端管路、第一分支管路、第二分支管路和连接喷头端，所述供液端管路设置ー个针阀，串联ー个气动阀，之后连接两个并联分支管路，在第一分支管路设置ー个气动阀，用于液相エ艺的供液；第二分支管路依次串联ー个针阀和ー个气动阀，用于气液两相エ艺供液，两分支管路汇合成一条管路，为连接喷头端，并设置回吸阀。在保证回吸阀稳定工作的条件下，同时关闭供液端管路上游的控制两条并联分支管路的气动阀，开启气体导管上的气动阀，开启外层套管中的N2能够作为N2I艺臂。S卩，可发挥N2エ艺臂的功能，因此，本专利技术可以省去传统エ艺的N2エ艺臂。本专利技术还提供了一种基于所述气液两相雾化清洗装置的清洗方法。本专利技术所述的气液两相雾化清洗装置在清洗过程中，采用气液两相与单液相交替的エ艺，当所述气液两相雾化清洗装置不包括液相流体的流量控制装置吋，采用单液相エ艺时，气液两相雾化喷头的气体导管的气动阀关闭，液体导管的气动阀开启；米用气液两相エ艺吋，同时开启气体导管和液体导管的气动阀。当气液两相同时开启时，所述外层套管中的气相对所述中心管路中的液相产生环向剪切作用，可促使所述中心管路中的液体雾化，动能増大，増加了垂直于晶片沟槽的物理力，加强了对晶片沟槽的冲击，可加快晶片沟槽中杂质和污染物的液相流体的扩散和传递。将液相流体的流量控制在ー个较小值，即能达到减小流体对晶片的冲击和节约液相流体的目的。喷嘴中喷射的雾状流体冲洗晶片表面，形成了ー层晶片表层液面，该过程中増加了垂直于晶片沟槽的物理力，促进晶片沟槽中杂质和污染物向雾状流体的传递，提高了清洗的效率和效果。エ艺过程开始，喷嘴从晶片一端边缘进入，采用单液相エ艺冲洗，直到经过晶片中心，换为气液两相エ艺喷射冲洗，将晶片沟槽中的杂质和污染物赶到晶片边缘，待喷嘴到达晶片另一端边缘，再次换为单液相エ艺冲洗，喷嘴返回晶片中心后，换为气液两相エ艺喷射冲洗，再次到达晶片边缘，换为单液相エ艺冲洗，如此往复进行清洗。但是,气液两相流体冲洗晶片表面,动能增大,对图形结构形成冲击，当所述气液两相雾化清洗装置包括液相流体的流量控制装置时，本专利技术通过液相流体的流量控制装置来降低液相流量，由于雾化流体的质量小，对晶片表面结构的冲击カ小，保护图形结构不被损坏。本专利技术所述的气液两相雾化清洗装置在清洗过程中，采用气液两相与单液相交替的エ艺，其中，液体流量通过前述液相流体的流量控制装置来控制采用单液相エ艺时，所述流量控制装置的第二分支管路气动阀关闭，第一分支管路气动阀开启，流量由供液端管路的针阀控制，所述气液两相雾化喷头的气体导管的气动阀关闭，液体导管的气动阀开启；采用气液两相エ艺时，液相流体的流量降低为适当值，通过控制液相流量来调整雾状流体，所述流量控制装置的第一分支管路的气动阀关闭，第二分支管路气动阀和针阀开启，流量由第二分支管路的针阀控制，同吋，开启所述气液两相雾化喷头气体导管和液体导管的气动阀，即开启外层套管中的％等气相。エ艺过程开始，喷嘴从晶片一端边缘进入，采用单液相エ艺冲洗，直到经过晶片中心，换为气液两相エ艺喷射冲洗，将晶片表面杂质和污染物赶到晶片边缘，待喷嘴到达晶片另一端边缘，再次换为单液相エ艺冲洗，喷嘴返回晶片中心后，换为气液两相エ艺喷射冲洗，再次到达晶片边缘，换为单液相エ艺冲洗，如此往复进行清洗。(三)有益效果(I)本专利技术的气液两相雾化清洗装置包括气液两相雾化喷头，清洗过程中采用气液两相与单液相交替的エ艺，该过程中増加了垂直于晶片沟槽的物理力，促进晶片沟槽中杂质和污染物向液相流体主体的传递，提高了清洗的效率和效果，同时，有利于节约液相流体。(2)本专利技术通过液相流体的流量控制装置来降低液相流量，采用雾化流体冲洗晶片表面，由于雾化流体的质量小，对晶片表面结构的冲击カ小，减少了对晶片的破坏。(3)本专利技术中高动能的气液两相流体由晶片中心推向边缘，有利于将杂质和污染物带出晶片表面，同时可以減少因液滴溅射带来的污染。(4)本专利技术的气液两相雾化清洗装置在清洗过程中采用液相与气液两相本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气液两相雾化清洗装置，其特征在于，所述装置包括气液两相雾化喷头，所述气液两相雾化喷头为双层夹套结构，包括喷嘴、旋转臂、气体导管、液体导管，所述喷嘴与旋转臂连接，所述气体导管和液体导管固定在旋转臂上，且气体导管和液体导管上均设有气动阀。
【技术特征摘要】
1.一种气液两相雾化清洗装置，其特征在于，所述装置包括气液两相雾化喷头，所述气液两相雾化喷头为双层夹套结构，包括喷嘴、旋转臂、气体导管、液体导管，所述喷嘴与旋转臂连接，所述气体导管和液体导管固定在旋转臂上，且气体导管和液体导管上均设有气动阀。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷嘴与旋转臂是一体的或以螺旋结构、卡套结构方式连接。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述旋转臂为中空结构。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述液体导管位于旋转臂内部。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体导管位于旋转臂内部。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述喷嘴包括中心管路和外层套管，所述中心管路与液体导管相连或者液体导管出口端固定直接作为中心管路；所述外层套管与气体导管相连。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述中心管路中是液相流体，所述外层套管中是气相。8.根据权利要求1至7任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括液相流体的流量控制装置，所述液相流体的流量控制装置与液体导管的进液一端相连，所述液相流体的流量控制装置为并联结构，包括供液端管路、第一分支管...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏宇佳，吴仪，
申请(专利权)人：北京七星华创电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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