一種氣液二相流霧化清洗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體清洗設(shè)備領(lǐng)域，更具體地，涉及一種氣液氣液二相流霧化清洗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)的高速發(fā)展，集成電路芯片的圖形特征尺寸已進(jìn)入到深亞微米階段，導(dǎo)致芯片上超細(xì)微電路失效或損壞的關(guān)鍵沾污物(例如顆粒)的特征尺寸也隨之大為減小。
[0003]在集成電路的制造工藝過程中，半導(dǎo)體晶圓通常都會經(jīng)過諸如薄膜沉積、刻蝕、拋光等多道工藝步驟。而這些工藝步驟就成為沾污物產(chǎn)生的重要場所。為了保持晶圓表面的清潔狀態(tài)，消除在各個工藝步驟中沉積在晶圓表面的沾污物，必須對經(jīng)受了每道工藝步驟后的晶圓表面進(jìn)行清洗處理。因此，清洗工藝成為集成電路制作過程中最普遍的工藝步驟，其目的在于有效地控制各步驟的沾污水平，以實現(xiàn)各工藝步驟的目標(biāo)。
[0004]為了清除晶圓表面的沾污物，在進(jìn)行單片濕法清洗工藝時，晶圓將被放置在清洗設(shè)備的旋轉(zhuǎn)平臺(例如旋轉(zhuǎn)卡盤)上，并按照一定的速度旋轉(zhuǎn)；同時向晶圓的表面噴淋一定流量的清洗藥液，對晶圓表面進(jìn)行清洗。
[0005]在通過清洗達(dá)到去除沾污物目的的同時，最重要的是要保證對晶圓、尤其是對于圖形晶圓表面圖形的無損傷清洗。
[0006]隨著集成電路圖形特征尺寸的縮小，晶圓表面更小尺寸的沾污物的去除難度也在不斷加大。因此，很多新型清洗技術(shù)在清洗設(shè)備上也已得到較廣泛的應(yīng)用。其中，在單片濕法清洗設(shè)備上，利用霧化清洗技術(shù)可以進(jìn)一步改善清洗工藝的效果。在霧化清洗過程中，霧化顆粒會對晶圓表面的液膜產(chǎn)生一個沖擊力，并在液膜中形成快速傳播的沖擊波。沖擊波作用于顆粒污染物上時，一方面可以加快污染物從晶圓表面脫離的過程；另一方面，沖擊波會加速晶圓表面清洗藥液的流動速度，促使顆粒污染物更快地隨著藥液的流動而被帶離晶圓表面。
[0007]然而，目前常見的霧化清洗裝置所產(chǎn)生的霧化顆粒尺寸較大，且霧化顆粒所具有的能量也較高，當(dāng)這些霧化清洗裝置應(yīng)用在65納米及以下技術(shù)代的晶圓清洗工藝中時，很容易造成表面圖形損傷等問題。
[0008]因此，需要通過對霧化裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入設(shè)計，來進(jìn)一步縮小霧化顆粒的尺寸，并減小其所攜帶的能量。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種新的氣液二相流霧化清洗裝置，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及相應(yīng)的工藝參數(shù)調(diào)整，可達(dá)到精細(xì)霧化的效果，實現(xiàn)晶圓表面的無損傷清洗，具有操作簡單、重復(fù)性好的優(yōu)點。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0011]—種氣液二相流霧化清洗裝置，用于對放置在清洗設(shè)備旋轉(zhuǎn)平臺上的晶圓進(jìn)行霧化清洗，所述清洗裝置包括:
[0012]主體，可動懸設(shè)于所述清洗設(shè)備的旋轉(zhuǎn)平臺上方或斜上方；
[0013]第一?第三入口接頭，設(shè)于所述主體上，所述第一入口接頭用于通入清洗藥液，所述第二、第三入口接頭用于分別通入高壓氣體；
[0014]噴嘴，設(shè)于所述主體下方，包括一中央氣體噴嘴和若干霧化噴嘴，各所述霧化噴嘴在所述中央氣體噴嘴下方圍繞其垂直中軸線對稱下傾設(shè)置，各所述霧化噴嘴的中軸線在所述中央氣體噴嘴的中軸線上交匯于一點，每個所述霧化噴嘴通過一個第一 Laval噴管同時連接第一、第二入口接頭，所述中央氣體噴嘴通過一個第二 Laval噴管連接第三入口接頭；
[0015]其中，由所述第一入口接頭通入的清洗藥液和所述第二入口接頭通入的高壓氣體，在各所述第一 Laval噴管的入口處匯聚后形成氣液二相流第一級霧化藥液，并經(jīng)所述第一 Laval噴管加速后從各所述霧化噴嘴噴出，在交匯處產(chǎn)生碰撞后形成第二級霧化藥液，同時，由所述第三入口接頭通入的高壓氣體經(jīng)所述第二 Laval噴管加速后從所述中央氣體噴嘴噴出，在交匯處與第二級霧化藥液產(chǎn)生碰撞后形成第三級霧化藥液，并加速向下運動至晶圓表面，以進(jìn)行移動霧化清洗。
[0016]優(yōu)選地，所述主體內(nèi)設(shè)有第一、第二主腔體，所述第一入口接頭通過所述第一主腔體分別連接至各所述第一 Laval噴管的入口，所述第二入口接頭通過所述第二主腔體分別連接至各所述第一 Laval噴管的入口。
[0017]優(yōu)選地，所述第一主腔體通過第一通道分別連接至各所述第一 Laval噴管的入口，所述第二主腔體通過第二通道分別連接至各所述第一 Laval噴管的入口。
[0018]優(yōu)選地，所述霧化噴嘴的數(shù)量為至少二個，并在水平圓周上均勻分布。
[0019]優(yōu)選地，所述主體的下方設(shè)有導(dǎo)向噴管，用于對形成的第三級霧化藥液進(jìn)行導(dǎo)向。
[0020]優(yōu)選地，所述導(dǎo)向噴管為圓形、方形或長條形。
[0021]優(yōu)選地，所述導(dǎo)向噴管內(nèi)設(shè)有第三Laval噴管。
[0022]優(yōu)選地，所述主體連接所述清洗設(shè)備的噴淋支架。
[0023]優(yōu)選地，所述主體通過固定支架連接所述清洗設(shè)備的噴淋支架。
[0024]優(yōu)選地，所述主體受所述噴淋支架連接的旋轉(zhuǎn)升降電機帶動，在晶圓表面作掃描移動。
[0025]本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0026]1、通過合理設(shè)計二相流霧化噴嘴的結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)多級霧化，有效地減小了霧化藥液顆粒的尺寸，同時也減小了顆粒攜帶的能量，從而可防止對晶圓表面圖形的損傷；
[0027]2、通過中央氣體噴嘴的加速作用和定向作用，使霧化藥液顆粒的運動方向垂直于晶圓表面，防止霧化顆粒具有的能量在水平方向上產(chǎn)生橫向剪切力造成晶圓表面圖形的損傷；
[0028]3、相比于傳統(tǒng)的單片清洗方式，采用二相流霧化清洗在提高了顆粒污染物去除效率的同時，還可減少清洗藥液和去離子水的用量，從而節(jié)約了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型一較佳實施例的一種氣液二相流霧化清洗裝置的外形結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2是本實用新型一較佳實施例的一種氣液二相流霧化清洗裝置的結(jié)構(gòu)仰視示意圖；
[0031]圖3是本實用新型一較佳實施例的一種氣液二相流霧化清洗裝置第一個方向的結(jié)構(gòu)剖視示意圖；
[0032]圖4是本實用新型一較佳實施例的一種氣液二相流霧化清洗裝置第二個方向的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0034]需要說明的是，在下述的【具體實施方式】中，在詳述本實用新型的實施方式時，為了清楚地表示本實用新型的結(jié)構(gòu)以便于說明，特對附圖中的結(jié)構(gòu)不依照一般比例繪圖，并進(jìn)行了局部放大、變形及簡化處理，因此，應(yīng)避免以此作為對本實用新型的限定來加以理解。
[0035]在以下本實用新型的【具體實施方式】中，請參閱圖1，圖1是本實用新型一較佳實施例的一種氣液二相流霧化清洗裝置的外形結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實用新型的一種氣液二相流霧化清洗裝置，可應(yīng)用于例如單片濕法清洗設(shè)備，對放置在旋轉(zhuǎn)平臺上的晶圓進(jìn)行霧化清洗。本實用新型的清洗裝置包括一個主體3，所述主體3以可移動的方式懸設(shè)于所述清洗設(shè)備的旋轉(zhuǎn)平臺(圖略、請參考現(xiàn)有技術(shù)加以理解)上方或斜上方。作為一可選的實施方式，所述主體3可通過一個固定支架1連接至所述清洗設(shè)備的移動噴淋支架(圖略、請參考現(xiàn)有技術(shù)加以理解)。例如，固定支架1可采用例如直角型，其一端可通過固定螺紋孔7采用螺栓與主體3固定安裝在一起；另一端可通過螺接、黏結(jié)或者其它固定方式與噴淋支架固定。噴淋支架連接有旋轉(zhuǎn)升降電機(圖略、請參考現(xiàn)有技術(shù)加以理解)，因此，主體3可以在旋轉(zhuǎn)升降電機的帶動下，在晶圓表面上方作掃描運動，并可通過與晶圓的旋轉(zhuǎn)運動配合，實現(xiàn)對晶圓表面的均勻覆蓋。
[0036]請繼續(xù)參閱圖1。在主體3的上端裝有三個氣/液入口接頭，分別為第一?第三入口接頭2、6、5。其中，第一入口接頭2作為清洗藥液入口接頭，用于通入清洗藥液；第二入口接頭6作為高壓氣體入口接頭，用于通入高壓氣體；第三入口接頭5作為中央氣體入口接頭，位于主體3的上端中部，也用于單獨地通入高壓氣體。
[0037]請參閱圖2并結(jié)合參閱圖1，圖2是本實用新型一較佳實施例的一種氣液二相流霧化清洗裝置的結(jié)構(gòu)仰視示意圖。如圖1、2所示，在主體3的下端裝有若干噴嘴4、8，包括位于主體3下端中部的一個中央氣體噴嘴8，以及位于所述中央氣體噴嘴8周圍的下方、圍繞所述中央氣體噴嘴8垂直中軸線且下傾一定角度對稱設(shè)置的若干霧化噴嘴4。各所述霧化噴嘴4的中軸線在所述中央氣體噴嘴8的中軸線上交匯于一點，也即各所述霧化噴嘴4的中心軸線與中央氣體噴嘴8的中心軸線相交于同一點。為了達(dá)到理想的多級霧化效果，所述霧化噴嘴4的數(shù)量應(yīng)為對稱的至少二個。作為一優(yōu)選實施例，所述霧化噴嘴4的數(shù)量采用了四個，并在水平圓周上均勻分布。
[0038]請參閱圖3和圖4，圖3是本實用新型一較佳實施例的一種氣