提高晶圆清洁度的清洗甩干设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种提高晶圆清洁度的清洗甩干设备，在放置晶圆的水平清洗台的上方装有第一机械臂和与所述第一机械臂转动连接的第二机械臂，所述第二机械臂装有清洗喷头，所述清洗喷头的出液方向倾斜于所述水平清洗台的垂直轴线方向；所述第一机械臂可带动所述第二机械臂在所述清洗台的上方作水平直线移动,所述第二机械臂可围绕与所述第一机械臂的转动连接点水平转动。本实用新型的喷头在清洗腔内转动角度进行清洗的方式，相较于现有技术的喷头在晶圆上固定不动或再进出一次清洗腔进行清洗的方式，提高了晶圆的清洁度，并节省了工艺时间，提高了清洗效率。
【专利说明】提高晶圆清洁度的清洗甩干设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种集成电路制造中应用于清洗晶圆的清洗甩干设备，更具体地，涉及一种能够提高晶圆清洁度的清洗甩干设备。
【背景技术】
[0002]在集成电路的制造过程中，晶圆表面的洁净度及表面状态对高质量的硅器件工艺是至关重要的。如果表面质量达不到要求，无论其他工艺步骤控制得多么优秀，也是不可能获得高质量的半导体器件的。
[0003]到目前为止，清洗方法有许多种，主要有物理清洗和化学清洗。其中化学清洗方法较为常用，其原理是通过清洗甩干设备的清洗喷头向旋转的晶圆喷射清洗液，进行晶圆清洗。但在清洗后的甩干中，有时会有少许液体残留，影响晶圆表面的洁净度。
[0004]图1为现有技术的一种晶圆清洗甩干设备的局部结构示意图，如图1所示，这是现有技术中常见的一种晶圆清洗甩干设备，晶圆I放置于清洗台上(图略)，清洗喷头2垂直固定设置于晶圆I的圆心上方。在清洗过程中，晶圆I自身旋转，清洗喷头2喷出清洗液至晶圆I表面上，晶圆I通过自身旋转将液体带至晶圆其他位置。这种清洗方法能够保证晶圆表面均被液体浸泡清洗，但是，由于清洗喷头固定于晶圆的圆心上方，导致在晶圆其它位置的清洗效果不好，颗粒去除不彻底。并且，由于喷头固定在晶圆的圆心上方，还存在一个问题，即晶圆圆心处清洗液分布最多，而在晶圆的圆心处的离心力却最低，引起晶圆表面尤其是圆心处的液体残留杂质无法彻底清除的问题，进而影响晶圆的清洁度、成品率和可靠性。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种能够提高晶圆清洁度的清洗甩干设备，通过将清洗甩干设备的机械臂设计成转动连接的二段机械臂，使二段机械臂既可在清洗甩干设备的清洗台上方联动作水平直线移动，又可使其中一段机械臂绕另一段转动，从而带动机械臂上安装的出液方向具有一定角度的清洗喷头能够在被清洗的晶圆上方移动和转动进行清洗，以在清洗过程中，增加水平方向的清洗力度，使清洗液的分布更加均匀，避免晶圆上同一位置的残留清洗液残留过多，并避免由于圆心处的离心力最低而导致甩干时晶圆圆心处有液体残留，从而提高了晶圆的清洁度。
[0006]为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0007]一种提高晶圆清洁度的清洗甩干设备，包括放置晶圆的水平清洗台、设置在所述清洗台上方的机械臂，以及安装在所述机械臂上的清洗喷头，所述清洗喷头通过供液管路与厂务供液端连通；所述机械臂包括第一机械臂和与所述第一机械臂转动连接的第二机械臂，所述第二机械臂装有清洗喷头，所述清洗喷头的出液方向倾斜于所述水平清洗台的垂直轴线方向；其中，所述第一机械臂可带动所述第二机械臂在所述清洗台的上方作水平直线移动，所述第二机械臂可围绕与所述第一机械臂的转动连接点水平转动。本实用新型的清洗甩干设备，通过将清洗喷头的出液方向设计成倾斜于所述水平清洗台的垂直轴线方向，即倾斜于被清洗的晶圆的垂直轴线方向，以在晶圆的清洗过程中，增加水平方向的清洗力度，从而提高晶圆的清洁度；同时，机械臂上的清洗喷头在喷出清洗液时既可以水平移动，又可以进行水平转动，使清洗液的分布更加均匀，避免晶圆上同一位置的残留清洗液残留过多，并避免了现有技术存在的由于圆心处的离心力最低导致甩干时晶圆圆心处有液体残留的缺陷。本实用新型的清洗甩干设备，可根据被清洗的晶圆尺寸和清洗需要，设定机械臂的多种运动路径，以获得最佳的晶圆清洗效果。
[0008]进一步地，所述第二机械臂转动连接在所述第一机械臂的下方。
[0009]进一步地，所述第二机械臂转动连接在所述第一机械臂的上方。
[0010]进一步地，所述第二机械臂可围绕与所述第一机械臂的转动连接点水平顺时针转动。
[0011]进一步地，所述第二机械臂可围绕与所述第一机械臂的转动连接点水平逆时针转动。
[0012]进一步地，所述第一机械臂可带动所述第二机械臂在所述清洗台的上方作经过所述水平清洗台中心的水平直线移动，这样可以保证清洗喷头能够到达被清洗的晶圆圆心位置，确保清洗液的一定的喷洒覆盖面。
[0013]进一步地，所述第二机械臂与所述第一机械臂之间的可转动角为0-90°，可保证第二机械臂上安装的清洗喷头在清洗时的转动过程中，所喷洒的清洗液能均匀覆盖在旋转的被清洗晶圆的表面 。
[0014]进一步地，所述第二机械臂的可转动前端装有清洗喷头，所述清洗喷头的出液方向可以调整，以配合试验找寻最佳的出液角度。
[0015]进一步地，所述清洗喷头的出液方向与所述水平清洗台的垂直轴线方向的夹角为3^10°，以在清洗过程中，增加水平方向的清洗力度，从而提高晶圆的清洁度。
[0016]进一步地，所述清洗喷头的出液方向朝向所述晶圆清洗时的转动方向设置，以形成良好的冲刷效果。
[0017]从上述技术方案可以看出，本实用新型通过设置所述清洗喷头的出液方向倾斜于所述水平清洗台的垂直轴线方向，以在清洗过程中，增加水平方向的清洗力度，从而提高晶圆的清洁度；同时，二个机械臂可带动清洗喷头在清洗时既可作水平移动清洗，又可作转动一定角度进行清洗，使清洗液的分布更加均匀，可避免晶圆上同一位置的残留清洗液残留过多，并避免了现有技术存在的由于圆心处的离心力最低导致甩干时晶圆圆心处有液体残留的缺陷。实验证明，本实用新型能够明显降低清洗后晶圆表面残留杂质的颗粒数。本实用新型设备的改进简单易行，成本低廉；在提高晶圆产品的性能、成品率和可靠性的同时节约了工艺成本；且对于300mm及更大面积的晶圆，运用本实用新型的喷头在清洗腔内转动角度进行清洗的方式，相较于现有技术的喷头在晶圆上固定不动或再进出一次清洗腔进行清洗的方式，节省了工艺时间，变相提高了清洗效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为现有技术的一种晶圆清洗甩干设备的局部结构示意图；
[0019]图2为本实用新型提高晶圆清洁度的清洗甩干设备的结构示意图；
[0020]图3为图2中机械臂的侧视结构示意图；[0021]图4为图2中机械臂的工作状态变化示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0023]在本实施例中，请参阅图2，图2为本实用新型提高晶圆清洁度的清洗甩干设备的结构示意图。如图所示，本实用新型的清洗甩干设备，包括放置晶圆I的水平清洗台，清洗台设置有晶圆固定装置(图略)，用于固定晶圆I并带动晶圆转动。被清洗的晶圆I放置在清洗台上，可作离心式旋转清洗。在清洗台上方装有机械臂，包括第一机械臂2和第二机械臂5。第二机械臂通过转轴3与第一机械臂2转动连接，第二机械臂5可围绕转轴3作水平顺时针或逆时针转动。在第二机械臂5的前端装有清洗喷头4。第一机械臂2可带动第二机械臂5在清洗台的上方作经过晶圆I圆心的水平直线移动(如图中箭头指示)，这样可以保证清洗喷头能够到达被清洗的晶圆圆心位置，确保清洗液的一定的喷洒覆盖面。清洗喷头通过供液管路与厂务供液端连通。
[0024]请参阅图3，图3为图2中机械臂的侧视结构示意图。如图所示，第二机械臂5通过转轴3安装连接在第一机械臂2的下方，第二机械臂5的前端装有清洗喷头4。清洗喷头4的出液方向与清洗台的垂直轴线方向的夹角为3~10°，以在清洗过程中，增加水平方向的清洗力度，从而提高晶圆的清洁度。为此，在:1~10°的角度范围内，可通过调整清洗喷头的安装角度，来控制出液方向的最佳角度，以达到最好的清洗效果。清洗喷头的出液方向朝向晶圆清洗时的转动方向设置，以形成良好的冲刷效果。
[0025]请参阅图4，图4为图2中机械臂的工作状态变化示意图。如图所示，本实用新型的提高晶圆清洁度的清洗甩干设备在使用时，将晶圆I水平放置于所述清洗台上，第一机械臂2带动第二机械臂5向 晶圆I中心移动，将清洗喷头4设置于所述晶圆I的圆心上方。晶圆I启动水平自转，开始清洗过程。机械臂上的清洗喷头4喷出清洗液至晶圆I表面，清洗喷头4沿晶圆I直径方向水平移动，并在第二机械臂5的带动下转动(本实施例中为顺时针转动)，对晶圆I进行不断变换清洗液喷洒位置的移动清洗。第二机械臂5的可转动角为0-90°，可保证第二机械臂5上安装的清洗喷头4在清洗时的转动过程中，所喷洒的清洗液能均匀覆盖在旋转的被清洗晶圆I的表面。清洗喷头4的出液方向与晶圆I的轴线具有3^10°的夹角，能够使清洗液具有一个水平方向的冲力，从而降低在晶圆表面的残留，并提高对晶圆表面的清洗能力。并且，清洗喷头4的出液方向朝向晶圆I清洗时的转动方向设置，以形成良好的冲刷效果。至清洗结束时，第二机械臂5回复原位置，并在第一机械臂2带动下向清洗台外侧退出。此时，清洗喷头4停止供应清洗液，所述晶圆I继续水平自转，以甩干晶圆表面的清洗液。
[0026]本实用新型的清洗甩干设备，通过将清洗喷头的出液方向设计成倾斜于所述水平清洗台的垂直轴线方向，即倾斜于被清洗的晶圆的垂直轴线方向，以在晶圆的清洗过程中，增加水平方向的清洗力度，从而提高晶圆的清洁度；同时，机械臂上的清洗喷头在喷出清洗液时既可以水平移动，又可以进行水平转动，使清洗液的分布更加均匀，避免晶圆上同一位置的残留清洗液残留过多，并避免了现有技术存在的由于圆心处的离心力最低导致甩干时晶圆圆心处有液体残留的缺陷。
[0027]需要说明的是，本实用新型的清洗甩干设备，可根据被清洗的晶圆尺寸和清洗需要，设定机械臂的多种运动路径，以获得最佳的晶圆清洗效果。例如，本实用新型清洗甩干设备的机械臂可以带动清洗喷头可以匀速曲线运动、匀速折线运动或变速曲线运动、变速直线运动等运动方式，以及其他能够实现的清洗喷头的运动方式进行移动清洗，都在本发明的思想范围之内。此外，所述清洗甩干设备的清洗喷头可以与所述供液管路固定连接，则所述清洗喷头的出液方向可以通过供液管路控制；或所述清洗喷头与所述供液管路活动连接，所述清洗喷头的出液方向可以通过调节清洗喷头控制。所述清洗喷头与所述供液管路的连接方式以及清洗喷头的出液方向的调节方式不被上述实施例限制。
[0028]以上所述的仅为本实用新型的优选实施例，所述实施例并非用以限制本实用新型的专利保护范围，因此凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种提高晶圆清洁度的清洗甩干设备，包括放置晶圆的水平清洗台、设置在所述清洗台上方的机械臂，以及安装在所述机械臂上的清洗喷头，所述清洗喷头通过供液管路与厂务供液端连通，其特征在于，所述机械臂包括第一机械臂和与所述第一机械臂转动连接的第二机械臂，所述第二机械臂装有清洗喷头，所述清洗喷头的出液方向倾斜于所述水平清洗台的垂直轴线方向；其中，所述第一机械臂可带动所述第二机械臂在所述清洗台的上方作水平直线移动，所述第二机械臂可围绕与所述第一机械臂的转动连接点水平转动。
2.如权利要求1所述的清洗甩干设备，其特征在于，所述第二机械臂转动连接在所述第一机械臂的下方。
3.如权利要求1所述的清洗甩干设备，其特征在于，所述第二机械臂转动连接在所述第一机械臂的上方。
4.如权利要求1、2或3所述的清洗甩干设备，其特征在于，所述第二机械臂可围绕与所述第一机械臂的转动连接点水平顺时针转动。
5.如权利要求1、2或3所述的清洗甩干设备，其特征在于，所述第二机械臂可围绕与所述第一机械臂的转动连接点水平逆时针转动。
6.如权利要求1、2或3所述的清洗甩干设备，其特征在于，所述第一机械臂可带动所述第二机械臂在所述清洗台的上方作经过所述水平清洗台中心的水平直线移动。
7.如权利要求1、2或3所述的清洗甩干设备，其特征在于，所述第二机械臂与所述第一机械臂之间的可转动角为0-90°。
8.如权利要求1所述的清洗甩干设备，其特征在于，所述第二机械臂的可转动前端装有清洗喷头，所述清洗喷头的出液方向可以调整。
9.如权利要求1或8所述的清洗甩干设备，其特征在于，所述清洗喷头的出液方向与所述水平清洗台的垂直轴线方向的夹角为:1-10°。
10.如权利要求1或8所述的清洗甩干设备，其特征在于，所述清洗喷头的出液方向朝向所述晶圆清洗时的转动方向设置。
【文档编号】B08B3/02GK203800023SQ201420195578
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】王毅博, 黄仁东 申请人:上海集成电路研发中心有限公司