清洗装置的制作方法

专利2025-03-07  39


本发明涉及半导体设备,特别是涉及一种清洗装置。


背景技术:

1、随着半导体集成电路制造技术的高速发展,集成电路芯片的图形特征尺寸已进入到深亚微米阶段,导致芯片上超细微电路失效或损坏的关键沾污物(例如颗粒)的特征尺寸也随之减小。在集成电路的制造工艺过程中,半导体晶圆通常都会经过诸如薄膜沉积、刻蚀、抛光等多道工艺步骤。而这些工艺步骤就成为沾污物产生的重要场所。为了保持晶圆表面的清洁状态,消除在各个工艺步骤中沉积在晶圆表面的沾污物,需要在各个工艺步骤后对晶圆表面进行清洗处理。因此,清洗工艺成为集成电路制作过程中最普遍的工艺步骤。

2、其中,晶圆制备的多数工艺步骤需要在对应工艺腔室内进行,例如湿法刻蚀。而部分工艺会使用到较多的化学品,其中,某些挥发性较强的化学品(例如:盐酸、碘化钾等)会在工艺过程中进行挥发,并在工艺腔室内部形成化学品废液结晶,该化学品废液结晶将造成工艺腔室环境的污染,目前常用清洗装置只能清洗工艺腔室的侧壁,无法保证工艺腔室顶板的洁净,工艺腔室的顶板的化学品废液结晶容易在制程过程掉落在晶圆表面上形成晶圆缺陷,进而严重影响良率。


技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种清洗装置,用于解决现有技术中清洗装置只能清洗工艺腔室的侧壁,无法保证工艺腔室顶板的洁净,化学品废液容易在制程过程掉落在晶圆表面上形成晶圆缺陷,进而严重影响良率的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种清洗装置,所述清洗装置包括:驱动机构、清洗臂及设置于所述清洗臂上的管道及若干个喷嘴;

3、所述清洗臂横向置于工艺腔室内部,若干个所述喷嘴设置于所述清洗臂朝向工艺腔室顶板一侧的表面上,所述管道沿横向埋设于所述清洗臂内部并与所有所述喷嘴连通,且所述管道的一端为开口端以使外部介质从该开口端进入所述清洗臂中,所述管道的另一端为封闭端;

4、所述管道包括相互平行且互不连通的进气管道和进液管道,且所有所述管道分别与其对应的所述喷嘴连通,所述喷嘴分为第一喷嘴及第二喷嘴,所述第一喷嘴设置于所述进气管道上方的所述清洗臂表面上,所述第二喷嘴设置于所述进液管道上方的所述清洗臂表面上;

5、其中,所述进液管道设置为双层同轴嵌套的内层管道和外层管道;所述第二喷嘴与所述外层管道连通且所述第二喷嘴设置于所述外层管道上方的所述清洗臂表面上;所述内层管道的一端为开口端以使外部的液体介质进入所述清洗臂中,所述内层管道沿其延伸方向设置有若干个内层管道出液孔,以将所述内层管道中的所述液体介质引流至所述外层管道中;所述进液管道进液一端的所述外层管道与所述内层管道之间的端部封闭,所述进液管道另一端的所述外层管道与所述内层管道均为封闭端;

6、所述驱动机构位于所述工艺腔室外部并与所述清洗臂传动连接,所述驱动机构用于驱动所述清洗臂,以使所述清洗臂以所述驱动机构与所述清洗臂传动连接的传动轴为旋转轴旋转。

7、可选地,所述进气管道进入的介质包括氮气,所述进液管道进入的介质包括去离子水。

8、可选地,所述第一喷嘴沿所述进气管道的延伸方向均匀分布;所述第二喷嘴沿所述进液管道的延伸方向均匀分布。

9、可选地,所述内层管道出液孔设置于所述内层管道下方的表面上。

10、可选地,所述清洗装置还包括固定于所述工艺腔室顶板内侧的清洗臂调节块,所述清洗臂调节块的侧面夹持所述清洗臂,所述清洗臂调节块用于调节所述清洗臂与所述工艺腔室顶板之间的位置关系。

11、进一步地,所述清洗臂调节块包括本体部及调节部,所述本体部固定连接于所述传动轴靠近所述腔体顶板的一端,所述调节部设置于所述本体部的侧面,所述本体部侧面设置凸出的圆柱体形结构的调节轴,所述调节轴嵌入相对应设置在所述调节部的孔洞中,以使所述调节部与所述本体部通过所述调节轴连接,所述调节部夹持所述清洗臂;

12、所述本体部的底部设置有高度调节螺丝及至少一个高度紧固螺丝,所述高度调节螺丝自所述本体部的底部贯穿所述本体部并顶住所述传动轴,所述高度紧固螺丝自所述本体部的底部贯穿所述本体部并连接于所述传动轴,所述高度调节螺丝用于调节所述清洗臂与所述工艺腔室顶板之间的纵向距离,所述高度紧固螺丝用于固定所述清洗臂与所述工艺腔室顶板之间的纵向间距;

13、所述调节部靠近所述清洗臂延伸方向的一侧纵向设置有下摆调节螺丝及上摆调节螺丝,所述调节部的另一侧还设置有摆动紧固螺丝,所述下摆调节螺丝及所述上摆调节螺丝贯穿于所述调节部并顶住所述本体部,所述摆动紧固螺丝贯穿所述调节部并连接于所述本体部,所述下摆调节螺丝及所述上摆调节螺丝用于调节所述清洗臂与所述工艺腔室顶板之间的夹角,所述摆动紧固螺丝用于固定所述清洗臂与所述工艺腔室顶板之间的夹角。

14、可选地,所述驱动机构为气缸驱动机构,所述气缸驱动机构包括旋转气缸及气缸传动组件,所述旋转气缸与所述气缸传动组件传动连接,所述气缸传动组件与所述传动轴传动连接,所述传动轴与所述清洗臂传动连接,所述旋转气缸用于驱动所述气缸传动组件带动所述传动轴转动,进而带动所述清洗臂以所述传动轴为旋转轴旋转。

15、进一步地,所述气缸驱动机构还包括基板、旋转气缸支架、轴承端盖、密封端盖及涨紧块;所述气缸传动组件包括主动轮、从动轮及轴承座;所述基板螺栓连接于所述工艺腔室顶板上,所述旋转气缸支架螺栓连接于所述基板上,所述旋转气缸螺栓连接于所述气缸支架上,所述主动轮螺栓连接于所述旋转气缸上,所述轴承座内部设置有两个支撑轴承,所述传动轴通过轴孔配合固定在所述支承轴承内部,所述从动轮螺栓连接固定于所述传动轴的顶部,所述从动轮和所述主动轮通过同步带连接传递动力,所述轴承端盖螺栓连接于所述轴承座顶部并压紧所述支承轴承,所述密封端盖螺栓连接于所述工艺腔室顶板的下部,所述涨紧块螺栓连接于所述基板上,所述涨紧块上设置有涨紧螺丝,所述涨紧螺丝用于调整所述同步带的松紧,所述旋转气缸用于带动所述主动轮转动,然后通过所述同步带带动所述从动轮转动,同时带动所述轴承座中的所述传动轴转动,进而带动所述清洗臂旋转。

16、进一步地,所述旋转气缸上设置有进气孔,对所述进气孔通气可以使所述旋转气缸旋转。

17、可选地,所述喷嘴为广角式喷嘴,其喷洒的所述介质呈广角状分布。

18、如上所述,本发明提供一种清洗装置,具有以下有益效果:本发明的清洗装置包括驱动机构、清洗臂及设置于清洗臂上的管道及若干个喷嘴;清洗臂横向置于工艺腔室内部,若干个喷嘴设置于清洗臂朝向工艺腔室顶板一侧的表面上,管道沿横向埋设于清洗臂内部并与所有喷嘴连通,且管道的一端为开口端以使外部介质从该开口端进入清洗臂中,管道的另一端为封闭端;所述管道包括相互平行且互不连通的进气管道和进液管道,且所有所述管道分别与其对应的所述喷嘴连通,所述喷嘴分为第一喷嘴及第二喷嘴,所述第一喷嘴设置于所述进气管道上方的所述清洗臂表面上,所述第二喷嘴设置于所述进液管道上方的所述清洗臂表面上;其中,所述进液管道设置为双层同轴嵌套的内层管道和外层管道;所述第二喷嘴与所述外层管道连通且所述第二喷嘴设置于所述外层管道上方的所述清洗臂表面上;所述内层管道的一端为开口端以使外部的液体介质进入所述清洗臂中,所述内层管道沿其延伸方向设置有若干个内层管道出液孔,以将所述内层管道中的所述液体介质引流至所述外层管道中;所述进液管道进液一端的所述外层管道与所述内层管道之间的端部封闭,所述进液管道另一端的所述外层管道与所述内层管道均为封闭端;驱动机构位于工艺腔室外部并与清洗臂传动连接,驱动机构用于驱动清洗臂,以使清洗臂以驱动机构与清洗臂传动连接的传动轴为旋转轴旋转。在对工艺腔室顶板进行清洗时,通过驱动机构驱动清洗臂旋转,并由喷嘴喷出介质实现对工艺腔室顶板的喷淋清洗,降低甚至避免了化学品废液在工艺腔室顶板的附着,进而降低甚至避免了化学品废液在制程过程掉落在晶圆表面上形成缺陷,影响工艺良率。此外,本发明通过双层同轴嵌套的内层管道和外层管道的设置,可以保证液体介质同时且压力均匀地由第二喷嘴喷出,从而实现对工艺腔室顶板的均匀喷淋清洗,避免由于清洗臂的管道过长导致靠近进液管道进液一端先出水且压力大,远离进液管道进液一端后出水且压力小,进而引起对工艺腔室顶板清洗不均匀的问题。


技术特征:

1.一种清洗装置,其特征在于,所述清洗装置包括:驱动机构、清洗臂及设置于所述清洗臂上的管道及若干个喷嘴;

2.根据权利要求1所述的清洗装置,其特征在于:所述进气管道进入的介质包括氮气,所述进液管道进入的介质包括去离子水。

3.根据权利要求1所述的清洗装置,其特征在于:所述第一喷嘴沿所述进气管道的延伸方向均匀分布;所述第二喷嘴沿所述进液管道的延伸方向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的清洗装置,其特征在于:所述内层管道出液孔设置于所述内层管道下方的表面上。

5.根据权利要求1所述的清洗装置,其特征在于:所述清洗装置还包括固定于所述工艺腔室顶板内侧的清洗臂调节块,所述清洗臂调节块的侧面夹持所述清洗臂,所述清洗臂调节块用于调节所述清洗臂与所述工艺腔室顶板之间的位置关系。

6.根据权利要求5所述的清洗装置,其特征在于:

7.根据权利要求1所述的清洗装置,其特征在于:所述驱动机构为气缸驱动机构,所述气缸驱动机构包括旋转气缸及气缸传动组件,所述旋转气缸与所述气缸传动组件传动连接,所述气缸传动组件与所述传动轴传动连接,所述传动轴与所述清洗臂传动连接,所述旋转气缸用于驱动所述气缸传动组件带动所述传动轴转动,进而带动所述清洗臂以所述传动轴为旋转轴旋转。

8.根据权利要求7所述的清洗装置,其特征在于:所述气缸驱动机构还包括基板、旋转气缸支架、轴承端盖、密封端盖及涨紧块;所述气缸传动组件包括主动轮、从动轮及轴承座;所述基板螺栓连接于所述工艺腔室顶板上,所述旋转气缸支架螺栓连接于所述基板上,所述旋转气缸螺栓连接于所述气缸支架上,所述主动轮螺栓连接于所述旋转气缸上,所述轴承座内部设置有两个支撑轴承,所述传动轴通过轴孔配合固定在所述支承轴承内部,所述从动轮螺栓连接固定于所述传动轴的顶部,所述从动轮和所述主动轮通过同步带连接传递动力,所述轴承端盖螺栓连接于所述轴承座顶部并压紧所述支承轴承,所述密封端盖螺栓连接于所述工艺腔室顶板的下部,所述涨紧块螺栓连接于所述基板上,所述涨紧块上设置有涨紧螺丝,所述涨紧螺丝用于调整所述同步带的松紧,所述旋转气缸用于带动所述主动轮转动,然后通过所述同步带带动所述从动轮转动,同时带动所述轴承座中的所述传动轴转动,进而带动所述清洗臂旋转。

9.根据权利要求7所述的清洗装置,其特征在于:所述旋转气缸上设置有进气孔,对所述进气孔通气可以使所述旋转气缸旋转。

10.根据权利要求1所述的清洗装置,其特征在于:所述喷嘴为广角式喷嘴,其喷洒的所述介质呈广角状分布。


技术总结
本发明提供一种清洗装置,包括驱动机构、清洗臂及设置于清洗臂上的管道及若干个喷嘴;清洗臂横向置于工艺腔室内部,若干个喷嘴设置于清洗臂朝向工艺腔室顶板一侧的表面上,管道沿横向埋设于清洗臂内部并与所有喷嘴连通,且管道的一端为开口端以使外部介质从该开口端进入清洗臂中,管道的另一端为封闭端;驱动机构位于工艺腔室外部并与清洗臂传动连接,驱动机构用于驱动清洗臂,以使清洗臂以驱动机构与清洗臂传动连接的传动轴为旋转轴旋转。通过驱动机构驱动清洗臂旋转,并由喷嘴喷出介质实现对工艺腔室顶板的清洗,降低甚至避免了化学品废液在工艺腔室顶板的附着,以免化学品废液在制程过程掉落在晶圆表面上形成缺陷影响工艺良率。

技术研发人员:王蔚成,韩晗,黄允文,严必明
受保护的技术使用者:上海普达特半导体设备有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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