的上端面中部进入喷嘴主体内连通液体管路，所述进气管路I对应由喷嘴主体3的上端侧部进入喷嘴主体内连通气体管路;气体保护单元8为近似桶形，也具有圆形的横截面，并围绕设于主体3下部，其上端与主体密合连接，下端为开口。作为不同的实施方式，图示本实施例中的所述保护气体出口 8-2也可为一圈连续的气隙。
[0061]请继续参阅图4。所述气体保护单元8还设有保护气体入口8-1，保护气体入口 8-1由气体保护单元8的侧面通入，用于连通所述保护气体出口8-2。可通过保护气体入口8-1向保护气体出口 8-2通入保护气体。
[0062]请继续参阅图1或图3。所述气体保护单元8还设有环绕雾化颗粒导向出口7的保护气体缓冲腔8-3，保护气体缓冲腔8-3的一端连通保护气体出口 8-2，另一端连通保护气体入口 8-1。保护气体缓冲腔8-3用于对从保护气体入口 8-1通入的保护气体进行缓冲，使保护气体进入缓冲腔后可在整个圆周范围内均匀分布，并可以相同的压力从保护气体出口8-2喷出。保护气体入口 8-1可以在气体保护单元8的侧面设置一个，也可以均匀地设置多个，以实现保护气体沿圆周方向的均匀分布。
[0063]作为一优选的实施方式，所述保护气体出口8-2可朝向晶圆边缘的落点方向倾斜设置。作为进一步优选，保护气体出口 8-2还可朝向距晶圆边缘I?5cm的落点方向倾斜设置。可以根据所需清洗的晶圆直径，来调整所述保护气体出口 8-2的倾斜角度设置。
[0064]请参阅图5-图6，图5-图6是本发明较佳实施例四中的一种具有气体保护的二相流雾化喷射清洗装置位于清洗腔内时的结构示意图。如图5所示，在清洗腔15内装有旋转平台14，旋转平台上设有夹持单元11，用于固定晶圆16;旋转平台通过电机13驱动可实现旋转。在清洗腔下方设有废液回收单元，可通过腔体底部的废液回收出口 12排出清洗过程中的废液。本发明清洗装置的喷嘴主体3悬设在清洗腔内，并可在旋转平台的上方充分移动。喷嘴主体可通过进液管路2和进气管路I连接至喷淋臂9上并固定。气体保护单元8的保护气体入口 8-1的管路也可以延伸连接至喷淋臂9上并固定。
[0065]请参阅图5。本发明的一种具有气体保护的二相流雾化喷射清洗装置还包括一液体清洗管路10，设于清洗腔内，并可位于旋转平台14的斜上方，例如，可设置在清洗腔15的内壁侧上方，其出口朝向旋转平台14的中心设置。
[0066]当进行二相流雾化清洗工艺时，除了在雾化喷嘴内部通过进液管路、液体管路引入的一路清洗液体外，还额外需要一个大流量的液体清洗管路10，其作用是在晶圆16表面形成一层完全覆盖、均匀分布的清洗液体薄膜。单独依靠二相流雾化喷嘴产生的液体雾化颗粒可能不足以覆盖整个晶圆的面积，同时也无法形成最佳的清洗效果。当从二相流雾化颗粒导向出口喷出的高速雾化颗粒撞击在晶圆表面的清洗液体薄膜中时，会产生一个冲击力，并在液膜中形成快速传播的冲击波。该冲击波作用于颗粒污染物上时，一方面可以加快污染物从晶圆表面脱离的过程;另一方面，冲击波会加速晶圆表面清洗药液的流动速度，促使颗粒污染物更快地随着药液的流动而被带离晶圆表面。
[0067]在进行清洗时，所述喷淋臂9可如图7所示的运动轨迹，带动喷嘴主体3作过晶圆16圆心的圆弧往复运动，对旋转平台14上的晶圆16进行移动雾化清洗。
[0068]请继续参阅图5ο大流量液体从液体清洗管路的大流量液体入口 10-2进入，从大流量液体出口喷出，其喷射角度可通过大流量液体喷射角度调整单元10-1进行相应调整，使大流量液体能够喷射到晶圆的中心位置。工艺过程中，大流量液体清洗管路先开启，喷射清洗药液，直到清洗药液完全覆盖晶圆表面，此时开启二相流雾化喷嘴并开始清洗。二相流雾化喷嘴清洗过程中，大流量液体管路可以保持开启、或者关闭、或者间歇性开启，取决于进液管路流量、大流量液体流量、晶圆转速等工艺参数。
[0069]请参阅图6。还可以采用将液体清洗管路10连接安装在喷淋臂9上的方式，使液体清洗管路10的大流量液体出口位于所述喷嘴主体3的一侧，并垂直向下设置。与图5所示结构的区别在于，大流量液体清洗管路10固定在喷淋臂9上后，可随着喷嘴主体3的摆动而同步进行圆弧摆动。
[0070]此外，作为进一步的优化设计，还可以在所述进气管路1、保护气体入口8-1的管路上设置用于调节气体流量的气体流量调节阀；还可进一步在所述进液管路2上设置用于调节液体流量的液体流量调节阀;还可以在大流量的液体清洗管路10上设置用于调节液体流量的大流量液体流量调节阀；还可以在所述进气管路1、进液管路2、保护气体入口 8-1的管路以及大流量的液体清洗管路10上设置用于控制开关的气动阀。
[0071]上述本发明的具有气体保护的二相流雾化喷射清洗装置的雾化喷嘴形成雾化颗粒的原理如下:进液管路中的清洗液体沿着喷嘴主体内的液体管路进入呈发散状的液体分流管路，并从液体导向出口喷出；由于液体导向出口的总面积小于进液管路和液体管路的截面积，使得清洗液体产生加速，同时被分割成若干个直径在微米量级的液体流，并以预设的角度斜向射出。同样的，进气管路的气体通过喷嘴主体内的气体管路底部的气体导向出口射出，形成若干个直径在微米量级的气体流，并沿着喷嘴主体的垂直轴向方向射出。气体流与液体流在气体导向出口的下方发生作用，液体流被打散形成超微雾化颗粒。超微雾化颗粒形成以后，在气体流的作用下，向下作加速运动。对于具有竖直管壁结构的雾化颗粒导向出口，运动方向与喷嘴主体的垂直轴向方向不平行的超微雾化颗粒会撞击在雾化颗粒导向出口的侧壁上，重新汇聚成为大的液滴，通过管壁流下，以此保证从雾化颗粒导向出口喷射出的雾化颗粒的运动方向均匀一致。
[0072]下面通过【具体实施方式】，对本发明的一种采用上述的具有气体保护的二相流雾化喷射清洗装置的清洗方法进行详细的说明。
[0073]本发明的采用上述的具有气体保护的二相流雾化喷射清洗装置的清洗方法，可包括:
[0074]首先，设定喷淋臂9的运动轨迹和清洗工艺菜单，然后开始清洗工艺，包括:
[0075]在清洗阶段，先将晶圆16通过晶圆固定装置(例如图5、6中的夹持单元11)固定在旋转平台14上，并在电机13的带动下以一定的速度作旋转运动。
[0076]接着，打开液体清洗管路10并调节好流量，向晶圆16表面大流量喷射清洗液体，以在晶圆表面形成一层均匀分布的清洗液体薄膜。同时打开保护气体入口 8-1，通入一定流量的保护气体，并由保护气体出口8-2倾斜喷出，在晶圆上方形成气体保护层，使晶圆与氧气隔绝。
[0077]然后，在一定时间以后，优选在3s?1s之间，同时打开进液管路2和进气管路I，并调节好液体和气体流量，向喷嘴主体3内的液体管路4通入清洗液体、向气体管路5通入气体，使从液体导向出口 6-3喷出的清洗液体以预设的角度倾斜射向从气体导向出口 6-4喷出的气体并发生雾化作用形成超微雾化颗粒，并在雾化颗粒导向出口 7竖直内壁7-4的垂直导向或拉瓦尔喷管结构7-1至7-3的加速作用下，射入晶圆表面的清洗液体薄膜层内，实现在气体保护下对晶圆进行移动雾化清洗。可通过调节进液管路和进气管路的流量，来调整雾化液体颗粒的尺寸。
[0078]在后续的干燥阶段，将进液管路2关闭，并保持进气管路I和保护气体入口8-1开启，然后向气体管路5通入一定流量的干燥气体，向保护气体缓冲腔8-3、保护气体出口8-2通入一定流量的保护气体，使从雾化颗粒导向出口 7垂直喷出的干燥气体和从保护气体出口 8-2倾斜喷出的保护气体将晶圆的整体表面覆盖，实现共同对晶圆表面进行快速干燥。
[0079]作为一优选的实施方式，可通过调节管路设置的流量调节阀，将所述液体清洗管路10的清洗液体流量控制为100?2000ml/min，将所述进液管路2的清洗液体流量控制为10?500ml/min，以及将所述进气管路I的气体流量控制为10?150L/min，以便形成尺寸均一的超微雾化颗粒。
[0080]作为可选的实施方式，本发明的液体清洗管路10和进液管路2中通入的清洗液体可包括化学药液例如DHF或超纯水，进气管路I和保护气体入口 8-1中通入的气体可包括氮气、氩气或二氧化碳。特别的，所述液体清洗管路10和进液管路2中通入的清洗液体可以相同、也可以不同；并且所述进气管路I和保护气体入口8-1通入的气体可以相同、也可以不同。具体采用哪种气体和液体，可根据实际需要而定。
[0081]此外，作为其他优选的实施方式，在上述的清洗和干燥阶段，可使所述保护气体朝向晶圆边缘的落点方向喷射，优选可使所述保护气体朝向晶圆边缘I?5cm的落点方向喷射。并可根据所需清洗的晶圆直径大小，来调整所述保护气体的喷射角度及流量。
[0082]在干燥阶段，还可