用于薄片盘状物的清洗装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于薄片盘状物的清洗装置，属于半导体工艺制造领域，在工艺腔内设置低速收集环和至少一个高速收集环，通过调整高速收集环的高低档位，在工艺腔内划分不同的排液通道，减少清洗介质因交叉污染对硅片清洗工艺带来不利的影响，除此以外，抽气腔保持对工艺腔内的气流进行抽气，抑制化学试剂挥发至工艺腔体的外围，可实现对硅片清洗工艺中的不同清洗介质进行不同的排液处理，同时可实现对不同的工艺过程流场的排气控制，结构简单实用。
【专利说明】用于薄片盘状物的清洗装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于半导体工艺制造领域，涉及一种用于薄片盘状物的清洗装置。
【背景技术】
[0002]在随着集成电路特征尺寸进入到深亚微米阶段，集成电路晶片制造工艺中所要求的晶片表面的洁净度越来越苛刻，为了保证晶片材料表面的洁净度，集成电路的制造工艺中存在数百道清洗工序，清洗工序占了整个制造过程的30 %。
[0003]目前常用的硅片清洗方法以单片湿法化学清洗为主，常用的单片湿法化学清洗的普遍方法为:卡盘夹持硅片旋转，同时使用不同的喷淋臂在硅片表面喷洒不同的工艺介质，使用环状的工艺腔体对工艺介质进行收集，最后借助氮气或其他介质甩干硅片。由于湿法化学清洗的过程用到多种酸碱试剂、有机溶剂、超纯水以及氮气等，喷淋各种清洗介质在同一工艺腔内往往会交叉污染，为减少因交叉污染对硅片清洗工艺带来不利的影响，需要对清洗硅片的不同介质进行分开处理，回收或者直接排放掉，除此以外，工艺过程中工艺腔内需要有较好的气流场抑制化学试剂挥发至工艺腔体的外围。
[0004]因此，本领域技术人员需对现有的薄片盘状物的清洗装置进行改进，减少因交叉污染对硅片清洗工艺带来不利的影响。
实用新型内容
[0005]针对现有技术的不足之处，本实用新型的目的是提供一种用于薄片盘状物的清洗装置，减少因交叉污染对硅片清洗工艺带来不利的影响。
[0006]本实用新型目的通过下述技术方案来实现:
[0007]本实用新型提供一种用于薄片盘状物的清洗装置，包括工艺腔，包括:
[0008]盘状物承载平台，包括卡盘和旋转轴，所述旋转轴安装在所述卡盘下方且与所述卡盘共轴线，所述旋转轴用于带动所述卡盘做自旋转运动；
[0009]第一驱动装置，设于所述旋转轴的下方，驱动所述旋转轴做升降运动或自旋转运动；
[0010]低速收集环，设于所述卡盘下方的圆周方向上，用于收集旋转轴低速旋转时排放的清洗介质，所述低速收集环上设有排液口用于排放清洗介质，所述排液口连接排液通道;
[0011]至少一个高速收集环，设于所述卡盘的外围，用于收集所述旋转轴高速旋转时排放的清洗介质，所述高速收集环下方设有第二驱动装置用于驱动所述高速收集环做升降运动；
[0012]所述工艺腔的腔壁高度大于所述低速收集环的环壁高度，当所述高速收集环下降至低档位时，所述高速收集环和所述低速收集环之间呈闭合状态，同时所述高速收集环和所述工艺腔腔壁之间呈打开状态，当所述高速收集环上升至高档位时，所述高速收集环和所述工艺腔腔壁之间呈闭合状态，同时所述高速收集环和所述低速收集环之间呈打开状态；切换高速收集环的高低档位，使其中任一高速收集环的一侧环壁与相邻的高速收集环、低速收集环或工艺腔腔壁呈打开状态并形成不同的排液通道。
[0013]优选的，所述工艺腔的腔壁外围设有抽气腔，所述工艺腔与所述抽气腔之间形成用于抽气的环形喷嘴，所述抽气腔的腔壁连接设有抽气泵的排气管道。
[0014]优选的，所述排气管道上设有用于调整排气量的气流微调装置。
[0015]优选的，所述抽气腔上方设有防止液体飞溅的遮挡环。
[0016]优选的，所述工艺腔与所述抽气腔之间设有排液通道，所述排液通道用于收集气流冷凝后形成的液滴。
[0017]优选的，所述盘状物承载平台的上方设有用于清洗盘状物的喷液管。
[0018]优选的，所述卡盘上设有至少三个用于夹持盘状物的夹持件。
[0019]本实用新型在工艺腔内设置低速收集环和至少一个高速收集环，通过调整高速收集环的高低档位，在工艺腔内划分不同的排液通道，减少清洗介质因交叉污染对硅片清洗工艺带来不利的影响，除此以外，抽气腔保持对工艺腔内的气流进行抽气，抑制化学试剂挥发至工艺腔体的外围，可实现对硅片清洗工艺中的不同清洗介质进行不同的排液处理，同时可实现对不同的工艺过程流场的排气控制，结构简单实用。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本实用新型中盘状物承载平台处在装载位置时的结构示意图；
[0022]图2为本实用新型通过调整高速收集环的高低档位形成的第一排液通道的结构示意图；
[0023]图3为本实用新型通过调整高速收集环的高低档位形成的第二排液通道的结构示意图；
[0024]图4为本实用新型通过调整高速收集环的高低档位形成的第三排液通道的结构示意图；
[0025]图5为本实用新型中盘状物承载平台处在卸载位置时的结构示意图。
[0026]图中标号说明如下:
[0027]10、工艺腔；20、盘状物承载平台；21、卡盘；22、旋转轴；23、夹持件；30、第一驱动装置；40、低速收集环；41、排液口 ；50、高速收集环；50A、第一高速收集环；50B、第二高速收集环；51、第二驱动装置；60、抽气腔；61、环形喷嘴；62、排气管道；63、气流微调装置；64、遮挡环；65、排液通道；65A、第一排液通道；65B、第二排液通道；65C、第三排液通道；65D、第四排液通道；70、喷液管；80、盘状物。
【具体实施方式】
[0028]以下将配合图式及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，藉此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
[0029]本实用新型提供一种用于薄片盘状物的清洗装置，包括工艺腔10，还包括:盘状物承载平台20，包括卡盘21和旋转轴22，旋转轴22安装在卡盘21下方且与卡盘21共轴线，旋转轴22用于带动卡盘21做自旋转运动；第一驱动装置30，设于旋转轴22的下方，驱动旋转轴22做升降运动或自旋转运动；低速收集环40，设于卡盘21下方的圆周方向上，用于收集旋转轴22低速旋转时排放的清洗介质，低速收集环40上设有排液口 41用于排放清洗介质，排液口 41连接排液通道；至少一个高速收集环50，设于卡盘21的外围，用于收集旋转轴22高速旋转时排放的清洗介质，高速收集环50下方设有第二驱动装置51用于驱动高速收集环50做升降运动；盘状物承载平台20的上方设有用于清洗盘状物80的喷液管70，卡盘21上设有至少三个用于夹持盘状物80的夹持件23。
[0030]所述工艺腔10的腔壁高度大于低速收集环40的环壁高度，当高速收集环50下降至低档位时，高速收集环50和低速收集环40之间呈闭合状态，同时高速收集环50和工艺腔10腔壁之间呈打开状态，当高速收集环50上升至高档位时，高速收集环50和工艺腔10腔壁之间呈闭合状态，同时高速收集环50和低速收集环40之间呈打开状态；切换高速收集环50的高低档位，使其中任一高速收集环50的一侧环壁与相邻的高速收集环50、低速收集环40或工艺腔10腔壁呈打开状态并形成不同的排液通道65。
[0031]为实现对不同的工艺过程中流场的排气控制，工艺腔10的腔壁外围设有抽气腔60，工艺腔10与抽气腔60之间形成用于抽气的环形喷嘴61，抽气腔60的腔壁连接设有抽气泵的排气管道62。较佳的，排气管道62上设有用于调整排气量的气流微调装置63，抽气腔60上方设有防止液体飞溅的遮挡环64。工艺腔10与抽气腔60之间设有第四排液通道65D，第四排液通道6?用于收集气流冷凝后形成的液滴。
[0032]本实用新型还提供一种用于薄片盘状物的清洗方法，包括以下步骤:
[0033]S1、启动第一驱动装置30，驱动所述盘状物承载平台20上升至装载位置，夹持盘状物80后下降至工艺位置；
[0034]S2、第二驱动装置51驱动所述高速收集环50做升降运动，使其中任一高速收集环50的一侧环壁与相邻的高速收集环50、低速收集环40或工艺腔10腔壁呈打开状态并形成排液通道65 ；
[0035]S3、第一驱动装置30驱动所述盘状物承载平台20做自旋转运动，所述喷液管70喷射第一清洗介质对所述盘状物80进行清洗，第一清洗介质通过排液通道65排出，清洗完毕后停止喷射第一清洗介质；
[0036]S4、切换高速收集环50的高低档位，使其中任一高速收集环50的一侧环壁与相邻的高速收集环50、低速收集环40或工艺腔10腔壁呈打开状态并形成区别于步骤S2中的排液通道65 ；
[0037]S5、喷液管70喷射第二清洗介质对所述盘状物80进行清洗，第二清洗介质通过排液通道65排出，清洗完毕后停止喷射第二清洗介质；
[0038]S6、重复步骤S4及S5 —次或多次，停止第一驱动装置30驱动所述盘状物承载平台20做自旋转运动，当其低速旋转时，清洗介质通过所述低速收集环40上的排液口 41排出；
[0039]S7、第一驱动装置30驱动所述盘状物承载平台20上升至卸载位置，取走盘状物80。
[0040]较佳的，清洗过程中，抽气腔60保持对工艺腔10内的气流进行抽气，并由抽气腔60上的排气管道62排出，此外，清洗过程结束后，可改变卡盘21的旋转速度将盘状物80表面的液体甩干。
[0041]实施例一
[0042]本实施例中盘状物80硅片工艺过程预设三种工艺介质:第一清洗介质、第二清洗介质和第三清洗介质，则本实施例提供的用于薄片盘状物的清洗装置包括低速收集环40和两个高速收集环50，低速收集环40用于收集旋转轴22低速旋转时排放的清洗介质，高速收集环50用于收集旋转轴22高速旋转时排放的清洗介质，盘状物80为半导体硅片。
[0043]如图1所示，盘状物承载平台20通过其第一驱动装置30上升至硅片加载的位置，卡盘21上用于夹持硅片的夹持件23打开，并夹持住硅片。
[0044]如图2所示，盘状物承载平台20下降至工艺位置，此时第一高速收集环50A和第二高速收集环50B通过第二驱动装置51上升至高档位，用于喷射第一清洗介质的喷液管70运动至卡盘21上方，夹持硅片的卡盘21通过第一驱动装置30进行自旋转，同时喷液管70开始喷洒第一清洗介质。在第一清洗介质工艺的工程中，第一清洗介质顺着第一高速收集环50A的内壁流至第一排液通道65A内。
[0045]如图3所示，待第一清洗介质喷洒预设时间后，第一高速收集环50A由第二驱动装置51驱动下降至低档位，此时，第一高速收集环50A与低速收集环40呈闭合状态，第一高速收集环50A与第二高速收集环50B呈打开状态并形成第二排液通道65B。
[0046]用于喷射第二清洗介质的喷液管70运动至卡盘21上方，夹持硅片的卡盘21保持自旋转运动或改变成相应的旋转速度，同时喷液管70开始喷洒第二清洗介质。在第二清洗介质工艺的工程中，喷洒的第二清洗介质顺着第二高速收集环50B的内壁流至第二排液通道65B内。
[0047]如图4所示，待第二清洗介质喷洒预设时间后，第二高速收集环50B由第二驱动装置51驱动下降至低档位，此时，第二高速收集环50B与低速收集环40呈闭合状态，第二高速收集环50B与工艺腔10腔壁呈打开状态并形成第三排液通道65C。
[0048]用于喷射第三清洗介质的喷液管70运动至卡盘21上方，夹持硅片的卡盘21保持自旋转运动或改变成相应的旋转速度，同时喷液管70开始喷洒第三清洗介质。在第三清洗介质工艺的工程中，喷洒的第三清洗介质顺着工艺腔10内壁流至第三排液通道65C内。
[0049]如图5所示，盘状物承载平台20通过第一驱动装置30上升至卸载位置，卡盘21的夹持件23松开，取走硅片。
[0050]待第三清洗介质喷洒预设时间后，夹持硅片的卡盘21可改变成相应的旋转速度将硅片表面的液体甩干，在甩干过程中可通入氮气或其他介质。
[0051]此外，清洗过程中，抽气腔60保持对工艺腔10内的气流进行抽气，并由抽气腔60上的排气管道62排出，较佳的，排气管道62上设有用于调整排气量的气流微调装置63，抽气腔60上方设有防止液体飞溅的遮挡环64。工艺腔10与抽气腔60之间设有第四排液通道65D，第四排液通道6?用于收集气流冷凝后形成的液滴。
[0052]本实用新型在工艺腔10内设置低速收集环40和至少一个高速收集环50，通过调整高速收集环50的高低档位，在工艺腔10内划分不同的排液通道65，减少清洗介质因交叉污染对硅片清洗工艺带来不利的影响，除此以外，抽气腔60保持对工艺腔10内的气流进行抽气，抑制化学试剂挥发至工艺腔的外围，可实现对硅片清洗工艺中的不同清洗介质进行不同的排液处理，同时可实现对不同的工艺过程流场的排气控制，结构简单实用。
[0053]上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种用于薄片盘状物的清洗装置，包括工艺腔，其特征在于，包括: 盘状物承载平台，包括卡盘和旋转轴，所述旋转轴安装在所述卡盘下方且与所述卡盘共轴线，所述旋转轴用于带动所述卡盘做自旋转运动； 第一驱动装置，设于所述旋转轴的下方，驱动所述旋转轴做升降运动或自旋转运动； 低速收集环，设于所述卡盘下方的圆周方向上，用于收集旋转轴低速旋转时排放的清洗介质，所述低速收集环上设有排液口用于排放清洗介质，所述排液口连接排液通道； 至少一个高速收集环，设于所述卡盘的外围，用于收集所述旋转轴高速旋转时排放的清洗介质，所述高速收集环下方设有第二驱动装置用于驱动所述高速收集环做升降运动； 所述工艺腔的腔壁高度大于所述低速收集环的环壁高度，当所述高速收集环下降至低档位时，所述高速收集环和所述低速收集环之间呈闭合状态，同时所述高速收集环和所述工艺腔腔壁之间呈打开状态，当所述高速收集环上升至高档位时，所述高速收集环和所述工艺腔腔壁之间呈闭合状态，同时所述高速收集环和所述低速收集环之间呈打开状态；切换高速收集环的高低档位，使其中任一高速收集环的一侧环壁与相邻的高速收集环、低速收集环或工艺腔腔壁呈打开状态并形成不同的排液通道。
2.根据权利要求1所述的用于薄片盘状物的清洗装置，其特征在于，所述工艺腔的腔壁外围设有抽气腔，所述工艺腔与所述抽气腔之间形成用于抽气的环形喷嘴，所述抽气腔的腔壁连接设有抽气泵的排气管道。
3.根据权利要求2所述的用于薄片盘状物的清洗装置，其特征在于，所述排气管道上设有用于调整排气量的气流微调装置。
4.根据权利要求2所述的用于薄片盘状物的清洗装置，其特征在于，所述抽气腔上方设有防止液体飞溅的遮挡环。
5.根据权利要求2所述的用于薄片盘状物的清洗装置，其特征在于，所述工艺腔与所述抽气腔之间设有排液通道，所述排液通道用于收集气流冷凝后形成的液滴。
6.根据权利要求1所述的用于薄片盘状物的清洗装置，其特征在于，所述盘状物承载平台的上方设有用于清洗盘状物的喷液管。
7.根据权利要求1所述的用于薄片盘状物的清洗装置，其特征在于，所述卡盘上设有至少三个用于夹持盘状物的夹持件。
【文档编号】B08B3/08GK204011369SQ201420339793
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】王波雷, 张豹, 朱攀, 王锐廷 申请人:北京七星华创电子股份有限公司