通过喷淋臂的带动，将清洗装置(主体)固定在晶圆中心上方，以静止状态喷射干燥气体及保护气体;或者还可以使清洗装置(主体)在喷淋臂的带动下，作过晶圆圆心的圆弧往复运动来喷射干燥气体及保护气体。
[0083]综上所述，本发明具有以下显著特点:
[0084]1、通过由液体导向出口和气体导向出口形成的雾化喷嘴结构，使其喷射的高速液体流与高速气体流产生充分地相互作用，并可通过调整管路流量，来形成颗粒尺寸均一、可调的超微雾化液滴，可大大缩小雾化颗粒尺寸，减小其具有的能量，避免对晶圆表面图形结构造成损伤；当雾化颗粒导向出口具有拉瓦尔喷管结构时，可在进气管路和进液管路保持流量不变的情况下，使从装置末端出口射出的雾化颗粒具有更高的速度，以提高清洗效率。
[0085]2、当雾化颗粒导向出口具有竖直内壁结构时，通过雾化颗粒导向出口产生的垂直导向作用，在工艺过程中可使气流方向与晶圆表面相垂直，促进表面沟槽图形中的杂质向流体主体的传递，提高清洗的效率，改善清洗效果，并可减少雾化颗粒对晶圆表面图形结构的横向剪切力，防止晶圆表面图形结构的损伤;同时，有利于节约清洗液体。
[0086]3、可形成尺寸均一、可调的雾化颗粒冲洗晶圆表面，由于雾化颗粒的质量小，而且还可使晶圆表面预先存在一层由液体清洗管路以大流量喷射形成的清洗液体薄膜，从而可减少对晶圆表面结构的冲击力，并可减少对晶圆表面图形结构的损伤；同时，可利用雾化颗粒撞击清洗液体薄膜时产生的冲击波作用于颗粒污染物上，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。
[0087]4、在进行二相流雾化喷射清洗过程中，保护气体从保护气体出口倾斜喷出，在晶圆上方形成气体保护，可防止晶圆与腔室空气中的氧气反应;在干燥过程中，二相流雾化喷嘴的进液管路关闭，进气管路和保护气体出口保持开启，起到了对晶圆中心及边缘整体表面快速进行干燥的目的，可代替单独喷射干燥气体进行干燥的现有喷淋臂形式，使清洗设备腔室结构得以简单化。
[0088]以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种具有气体保护的二相流雾化喷射清洗装置，用于对放置在清洗腔内旋转平台上的晶圆进行清洗及干燥，其特征在于，所述清洗装置包括: 喷嘴主体，其内部设有液体管路，环绕液体管路设有气体管路，喷嘴主体下端设有气液导向部件，气液导向部件以一定对称关系水平设有连通液体管路的多路液体分流管路，各液体分流管路之间具有连通气体管路的出气网板，出气网板垂直设有密布的多数个气体导向出口，沿各液体分流管路设有与喷嘴主体轴线呈预设角度下倾的多数个液体导向出口 ； 进液管路和进气管路，连接设于一喷淋臂上，并分别连通喷嘴主体内的液体管路、气体管路，所述喷淋臂带动喷嘴主体作过晶圆圆心的圆弧往复运动； 雾化颗粒导向出口，围绕设于气液导向部件下方，其为拉瓦尔喷管结构或具有竖直的内壁； 气体保护单元，围绕设于主体下部，其设有环绕雾化颗粒导向出口并朝向外侧下倾设置的保护气体出口，所述保护气体出口连通气体保护单元设有的保护气体入口 ； 其中清洗时，由液体导向出口喷出的清洗液体与由气体导向出口喷出的气体在气液导向部件下方相交形成雾化颗粒，并在雾化颗粒导向出口的加速或垂直导向作用下向下喷向晶圆表面进行雾化清洗，同时，由保护气体出口倾斜喷出的保护气体在晶圆上方形成气体保护层，防止晶圆与腔室中的氧气接触;干燥时，关闭进液管路，由雾化颗粒导向出口喷出的干燥气体和由保护气体出口喷出的保护气体共同对晶圆整体表面进行快速干燥。2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述气体保护单元环绕雾化颗粒导向出口设有保护气体缓冲腔，其分别连通保护气体出口和保护气体入口。3.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其特征在于，所述保护气体出口为一圈连续的气隙或一圈均匀设置的气孔。4.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其特征在于，所述保护气体入口在气体保护单元设置一至若干个。5.根据权利要求1或2所述的清洗装置，其特征在于，所述保护气体出口朝向晶圆边缘的落点方向倾斜设置。6.根据权利要求5所述的清洗装置，其特征在于，所述保护气体出口朝向距晶圆边缘I?5cm的落点方向倾斜设置。7.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述雾化颗粒导向出口的拉瓦尔喷管结构自上而下依次包括收缩管、窄喉和扩张管。8.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述气液导向部件的多路液体分流管路以液体管路下端为共同连通点，并按均匀的辐条状设置，相邻液体分流管路之间形成近似扇形的出气网板，各液体分流管路的液体导向出口位于出气网板下方，并朝向其对应一侧出气网板的气体导向出口方向向下倾斜设置。9.根据权利要求8所述的清洗装置，其特征在于，所述液体分流管路具有与喷嘴主体的垂直轴线呈预设角度下倾的一端面，所述液体导向出口由该端面垂直引出。10.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，还包括一液体清洗管路，设于清洗腔内，其位于旋转平台的斜上方、出口朝向旋转平台的中心设置;或者，液体清洗管路连接设于喷淋臂上，其出口位于所述喷嘴主体一侧，并垂直向下设置。11.一种采用权利要求1-10任意一项所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，其特征在于，包括:设定喷淋臂的运动轨迹和清洗工艺菜单，开始清洗工艺，其中 在清洗阶段，先启动晶圆转动，并打开清洗装置的液体清洗管路，向晶圆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，通入一定流量的保护气体，并由保护气体出口倾斜喷出，在晶圆上方形成气体保护层，使晶圆与氧气隔绝，然后同时打开进液管路和进气管路，向喷嘴主体内的液体管路通入一定流量的清洗液体、向气体管路通入一定流量的气体，使由液体导向出口喷出的清洗液体以预设的角度倾斜射向从气体导向出口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的加速或垂直导向作用下，射入晶圆表面的清洗液体薄膜层内，以在气体保护下对晶圆进行移动雾化清洗； 在干燥阶段，关闭进液管路，保持进气管路和保护气体入口开启，向气体管路通入一定流量的干燥气体，向保护气体出口通入一定流量的保护气体，使从雾化颗粒导向出口垂直喷出的干燥气体和从保护气体出口倾斜喷出的保护气体将晶圆的整体表面覆盖，以共同对晶圆进行快速干燥。12.根据权利要求11所述的清洗方法，其特征在于，打开液体清洗管路后，间隔3?1s再同时打开进液管路和进气管路。13.根据权利要求11所述的清洗方法，其特征在于，所述液体清洗管路和进液管路中通入的清洗液体可以相同、也可以不同。14.根据权利要求11或13所述的清洗方法，其特征在于，所述清洗液体包括DHF或超纯水。15.根据权利要求11所述的清洗方法，其特征在于，所述进气管路和保护气体入口通入的气体可以相同、也可以不同。16.根据权利要求11或15所述的清洗方法，其特征在于，所述气体包括氮气、氩气或二氧化碳。17.根据权利要求11所述的清洗方法，其特征在于，使所述保护气体朝向晶圆边缘的落点方向喷射。18.根据权利要求17所述的清洗方法，其特征在于，使所述保护气体朝向晶圆边缘I?5cm的落点方向喷射。19.根据权利要求17或18所述的清洗方法，其特征在于，根据所需清洗的晶圆直径调整所述保护气体的喷射角度及流量。20.根据权利要求11所述的清洗方法，其特征在于，在干燥阶段，通过喷淋臂的带动，将清洗装置固定在晶圆中心上方或作过晶圆圆心的圆弧往复运动来喷射干燥气体及保护气体。
【专利摘要】本发明公开了一种具有气体保护的二相流雾化喷射清洗装置及清洗方法，在喷嘴主体内设置带有预设角度的液体导向出口的多路液体分流管路，以及带有垂直气体导向出口的出气网板，使喷射出的高速液体流与高速气体流产生充分地相互作用，形成颗粒尺寸均一、可调的超微雾化液滴，并在雾化颗粒导向出口的加速及导向作用下向下喷向晶圆表面，同时环绕雾化颗粒导向出口并朝向外侧下倾设有保护气体出口喷射保护气体，可在气体保护下对晶圆进行移动雾化清洗，本发明可大大缩小雾化颗粒尺寸，减小其具有的能量，从而可避免对晶圆表面图形结构造成损伤，并可控制清洗工艺过程中清洗腔室内的氧气含量，减少水痕缺陷产生的可能，从而提高清洗质量和效率。
【IPC分类】H01L21/67, H01L21/02
【公开号】CN105513999
【申请号】CN201510917659
【发明人】滕宇, 李伟
【申请人】北京七星华创电子股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月10日