晶圆湿法清洗装置的制作方法

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆湿法清洗装置。

背景技术：

目前，半导体集成电路(ic)产业已经经历了指数式增长。ic材料和设计中的技术进步已经产生了数代ic，其中，每代ic都比前一代ic具有更小和更复杂的电路。在ic发展的过程中，功能密度(即每一芯片面积上互连器件的数量)已普遍增加，而几何尺寸(即使用制造工艺可以产生的最小部件)却已减小。除了ic部件变得更小和更复杂之外，在其上制造ic的晶圆变得越来越大，这就对晶圆的质量要求越来越高。

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。然而，随着特征尺寸的不断缩小，对晶圆制造过程中湿法清洗工艺的要求越来越高。湿法清洗通常采用化学药液和去离子水作为清洗剂，经过一系列的清洗工艺步骤，以实现对晶圆表面污染物的去除。现有技术中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，而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。

在现有的湿法清洗工艺中，通过喷嘴向晶圆表面喷射清洗药液，喷嘴喷出清洗液的位置、角度和喷射时间，都会导致晶圆表面发生较大的变化。现有技术中通常采用两支喷嘴分别喷射酸性清洗液和水，来达到去除晶圆表面残留颗粒物的目的。但是，在采用两路喷嘴进行喷射的过程中，当第一路喷嘴完成喷射之后，例如完成酸性药液的喷射后，需要所述第一路喷嘴回到初始位置之后，第二路喷嘴才能移动到预设位置进行喷射，例如进行去离子水的喷射。这就降低了晶圆清洗的效率，进而导致设备产能的降低。

因此，如何提高晶圆湿法清洗的效率，进而提高机台产能，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型所提供一种晶圆湿法清洗装置，用于解决现有的晶圆清洗效率较低的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种晶圆湿法清洗装置，包括：

清洗槽，用于容纳待清洗的晶圆；

第一喷嘴，用于向所述晶圆表面喷射第一清洗液；

第二喷嘴，与所述第一喷嘴连接，用于向所述晶圆表面喷射第二清洗液；

在沿所述第一喷嘴的喷射方向上，所述第一喷嘴贯穿所述第二喷嘴。

优选的，所述第一喷嘴包括第一外壳和内管；在沿所述第一喷嘴的喷射方向上，所述内管贯穿所述第一外壳围绕而成的第一腔体，所述第一清洗液经所述内管喷射至所述晶圆表面；

所述第二喷嘴包括第二外壳；在沿所述第一喷嘴的喷射方向上，所述第二外壳连接于所述第一外壳的底端，且所述内管贯穿所述第二外壳围绕而成的第二腔体，所述第二清洗液经所述第二腔体喷射至所述晶圆表面。

优选的，所述内管沿所述第二腔体的轴向方向贯穿所述第二腔体；

所述第二外壳的底端具有多个喷孔，所述第二清洗液经所述喷孔喷射至所述晶圆表面。

优选的，所述喷孔的孔径小于所述内管的管径。

优选的，还包括：

第一管道，与所述内管连通，用于向所述内管传输所述第一清洗液；

第二管道，与所述第二腔体连通，用于自所述第二外壳的顶端向所述第二腔体传输所述第二清洗液。

优选的，还包括：

第三管道，与所述第一腔体连通，用于向所述第一腔体传输分散气体；

所述第一壳体的底端具有多个开口，所述第一腔体经所述开口与所述第二腔体连通，使得所述第二清洗液被所述分散气体分散后自所述喷孔喷出。

优选的，所述内管沿所述第一腔体的轴向方向贯穿所述第一腔体，多个所述开口关于所述第一腔体的轴向方向对称分布。

优选的，所述分散气体为氮气。

优选的，在沿与所述第一喷嘴的喷射方向垂直的方向上，所述第一腔体的宽度小于所述第二腔体。

优选的，所述第一外壳与所述第二外壳的材料均为石英。

本实用新型提供的晶圆湿法清洗装置，通过设置用于喷射第一清洗液的第一喷嘴和用于喷射第二清洗液的第二喷嘴，且使得所述第一喷嘴贯穿所述第二喷嘴，将两个喷嘴合成一体化的结构，使得在完成第一清洗液的喷射之后，能够直接进行第二清洗液的喷射，无需等待第一喷嘴回复至初始位置后再将第二喷嘴移动至喷射位置，减少了晶圆清洗过程各种喷嘴往复运动的时间，提高了晶圆的清洗效率；而且，由于机械运动的减少，晶圆湿法清洗装置的损耗减少，提高了所述晶圆湿法清洗装置的使用寿命。

附图说明

附图1是本实用新型具体实施方式中晶圆湿法清洗装置的整体结构示意图；

附图2是本实用新型具体实施方式中第一喷嘴与第二喷嘴的分解结构示意图；

附图3是本实用新型具体实施方式中第二外壳底端的结构示意图；

附图4是本实用新型具体实施方式中第一外壳底端的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的晶圆湿法清洗装置的具体实施方式做详细说明。

本具体实施方式提供了一种晶圆湿法清洗装置，附图1是本实用新型具体实施方式中晶圆湿法清洗装置的整体结构示意图。如图1所示，本具体实施方式提供的晶圆湿法清洗装置包括：

清洗槽，用于容纳待清洗的晶圆10；

第一喷嘴11，用于向所述晶圆10表面喷射第一清洗液；

第二喷嘴12，与所述第一喷嘴11连接，用于向所述晶圆10表面喷射第二清洗液；

在沿所述第一喷嘴11的喷射方向上，所述第一喷嘴11贯穿所述第二喷嘴12。

所述第一清洗液和所述第二清洗液的具体类型，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。以下以所述第一清洗液为sc-1药液(即由nh4oh、h2o2、h2o_h按照预设比例形成的药液)、所述第二清洗液为溶解有co2气体的去离子水为例进行说明。所述第一喷嘴11的喷射方向为竖直向下的方向(即y轴负方向)，如图1中箭头方向所示。在采用本具体实施方式提供的晶圆湿法清洗装置清洗所述晶圆10时，先将所述晶圆10置于所述晶圆槽内的顶针13上。接着，通过所述第一喷嘴11向所述晶圆10表面喷射第一清洗液，此时，所述第二喷嘴12关闭、不喷射所述第二清洗液。之后，通过所述第二喷嘴12向所述晶圆10表面喷射所述第二清洗液，此时，所述第一喷嘴11关闭、不喷射所述第一清洗液。

本具体实施方式提供的晶圆湿法清洗装置，由于将所述第一喷嘴11与所述第二喷嘴12连接为一个整体，且所述第一喷嘴11贯穿所述第二喷嘴12，在所述第一喷嘴11完成喷射之后，无需进行任何移动即可开始所述第二喷嘴12的喷射，省去了机械手臂来回运动的繁琐步骤，减少了晶圆清洗的时间，提高了晶圆清洗的效率，提高了清洗机台的产能。同时，由于节省了机械手臂的运动，减少了所述晶圆湿法清洗装置的故障发生率，从而提高了所述晶圆湿法清洗装置的使用寿命。

附图2是本实用新型具体实施方式中第一喷嘴与第二喷嘴的分解结构示意图。为了简化所述晶圆湿法清洗装置的整体结构，优选的，如图1、图2所示，所述第一喷嘴11包括第一外壳111和内管112；在沿所述第一喷嘴11的喷射方向上，所述内管112贯穿所述第一外壳111围绕而成的第一腔体201，所述第一清洗液经所述内管112喷射至所述晶圆10表面；

所述第二喷嘴12包括第二外壳121；在沿所述第一喷嘴11的喷射方向上，所述第二外壳121连接于所述第一外壳111的底端212，且所述内管112贯穿所述第二外壳121围绕而成的第二腔体202，所述第二清洗液经所述第二腔体202喷射至所述晶圆10表面。

附图3是本实用新型具体实施方式中第二外壳底端的结构示意图。优选的，如图1-图3所示，所述内管112沿所述第二腔体202的轴向方向贯穿所述第二腔体202；

所述第二外壳121的底端222具有多个喷孔311，所述第二清洗液经所述喷孔311喷射至所述晶圆10表面。

优选的，所述喷孔311的孔径小于所述内管112的管径。

具体来说，所述内管112套设于所述第一外壳111围绕而成的所述第一腔体201内，且沿所述第一喷嘴11的喷射方向(即图2中的y轴方向)依次贯穿所述第一腔体201和所述第二腔体202。所述第二腔体202中具有一沿y轴方向贯穿所述第二腔体202的通孔26，所述内管112沿所述通孔26贯穿所述第二腔体202。所述内管112隔离了所述第一清洗液和位于所述第二腔体202内的所述第二清洗液。所述第一清洗液沿竖直方向(即图2中的y轴方向)自所述内管112喷射至位于其下方的所述晶圆10表面。所述第二清洗液能够自所述第二外壳121的顶端221传输至所述第二腔体202内，并经位于所述第二外壳121的底端222上的所述喷孔311竖直向下喷射至所述晶圆表面。

本领域技术人员可以根据实际需要设置所述喷孔311的尺寸，一般来说，所述喷孔311的尺寸越小，能够使得喷射出的所述第二清洗液的液滴尺寸越小，越有助于改善所述晶圆10的清洗效果，从而提高产品良率。本领域技术人员可以根据实际需要设置所述喷孔311的尺寸，例如根据清洁度的要求。优选的，所述喷孔311的孔径为纳米级。

优选的，所述晶圆湿法清洗装置还包括：

第一管道14，与所述内管112连通，用于向所述内管112传输所述第一清洗液；

第二管道15，与所述第二腔体202连通，用于自所述第二外壳121的顶端221向所述第二腔体202传输所述第二清洗液。

具体来说，所述第一管道14在所述第一外壳111的顶端211通过第一连接件23与所述内管112连通，以向所述内管112传输所述第一清洗液。所述第二管道15在所述第二外壳121的顶端221通过第二连接件25与所述第二腔体202连通，以向所述第二腔体202传输所述第二清洗液。在沿y轴方向上，所述第二腔体202的轴线与所述内管112的轴线重合，所述第二管道15在远离所述第二腔体202的轴线的边缘处与所述第二腔体202连通。

优选的，所述晶圆湿法清洗装置还包括：

第三管道16，与所述第一腔体201连通，用于向所述第一腔体201传输分散气体；

所述第一壳体111的底端212具有多个开口411，所述第一腔体201经所述开口411与所述第二腔体202连通，使得所述第二清洗液被所述分散气体分散后自所述喷孔311喷出。

优选的，所述内管112沿所述第一腔体201的轴向方向贯穿所述第一腔体201，多个所述开口411关于所述第一腔体201的轴向方向对称分布。

优选的，所述分散气体为氮气。

具体来说，所述第一外壳111还包括沿x轴方向分布的左侧面和右侧面，所述第三管道16还通过分别位于所述左侧面和所述右侧面上的两个第三连接件24与所述第一腔体201连通，以向所述第一腔体201传输所述分散气体。所述分散气体经所述开口411进入所述第二腔体202，借助所述分散气体的压力，以将位于所述第二腔体202中的所述第二清洗液分散成小液滴，从而进一步减小自所述喷孔311喷出的所述第二清洗液的液滴尺寸，进一步提高了所述晶圆10的清洗效果，满足了工艺对较高洁净度的要求，从而进一步提升了产品良率。所述第二外壳121的顶端具有环绕所述通孔26设置的连接区27，所述连接区27用于与所述开口411连通。所述连接区27的具体形状，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，例如所述连接区27中也具有与多个所述开口411一一对应的孔。

优选的，在沿与所述第一喷嘴11的喷射方向垂直的方向上，所述第一腔体201的宽度小于所述第二腔体202。

具体来说，在沿x轴方向上，所述第一外壳111的宽度小于所述第二外壳121的宽度，使得所述分散气体能够充分分散所述第二清洗液。

为了保持较高的洁净度，避免清洗过程中对所述晶圆10造成二次污染，优选的，所述第一外壳111与所述第二外壳121的材料均为石英。

本具体实施方式提供的晶圆湿法清洗装置，通过设置用于喷射第一清洗液的第一喷嘴和用于喷射第二清洗液的第二喷嘴，且使得所述第一喷嘴贯穿所述第二喷嘴，将两个喷嘴合成一体化的结构，使得在完成第一清洗液的喷射之后，能够直接进行第二清洗液的喷射，无需等待第一喷嘴回复至初始位置后再将第二喷嘴移动至喷射位置，减少了晶圆清洗过程各种喷嘴往复运动的时间，提高了晶圆的清洗效率；而且，由于机械运动的减少，晶圆湿法清洗装置的损耗减少，提高了所述晶圆湿法清洗装置的使用寿命。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。