晶圆水平清洗装置的制作方法

本申请实施例涉及晶圆处理，尤其涉及一种晶圆水平清洗装置。

背景技术：

1、目前，对于晶圆湿法处理工艺(如单片晶圆清洗)，高阶工艺制程中，晶圆的水平清洗、双面清洗工艺的占比越来越多。此清洗工艺通常使用晶圆水平清洗装置，其具体运行方式为：通过动力组件(如电机)来驱动晶圆旋转，在晶圆的旋转过程中通过对晶圆正面喷淋化学药液完成晶圆正面的清洗过程。对于背面清洗工艺，需要从晶圆背面喷射化学药液，为提高机台产能，加速晶圆的甩干过程，通常还会辅以提供高纯氮气的吹扫功能。

2、背面清洗药液的输送由背喷组件来完成，由于背喷组件需要输送清洗药液，这种背喷组件通常为固定状态，即非旋转状态。鉴于背喷组件的机械结构的特殊性(电机需要带动晶圆高速旋转而背喷组件需为固定状态)，通常晶圆背面清洗通过中空轴电机来驱动夹持晶圆的夹持盘转动，同时中空轴电机的中空轴内部嵌入固定状态的背喷组件(亦称喷淋管路)来完成对晶圆背面的清洗工艺过程。

3、针对晶圆的背面清洗，由于动力组件在旋转过程中存在虹吸效应(腔室动静隔离区域存在外部气体向腔室内部流入)，会使得晶圆腔室内存在引入外部污染物的风险。并且对于部分高渗透性的化学药液(如臭氧水)会渗透到晶圆的动力组件处的间隙处，尤其是驱动电机的轴系间隙部分，这会使得晶圆的动力组件受到化学腐蚀。此外，晶圆水平清洗装置的排液能力不足的情况下，虹吸效应会导致晶圆背面附近的液珠凝聚，导致晶背潮湿，影响工艺效果。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供一种晶圆水平清洗装置，将背喷组件设置至动力组件的输出轴内部，并且输出轴的内壁与背喷组件之间具有第一间隙，因此可以在对晶圆的背面喷洒清洁液进行清洗后，清洗废液可以便于通过第一间隙及时排出，有效的防止废液流进其它结构的缝隙导致腐蚀其它结构件，并且可以防止废液堆积导致晶圆背面有液珠凝聚，影响工艺效果。

2、根据本申请实施例提供了一种晶圆水平清洗装置，包括夹持盘、动力组件和背喷组件。夹持盘用于水平夹持晶圆，其中心区域开设有清洗孔；动力组件位于所述夹持盘的下方，所述动力组件的输出轴的端部穿设于所述清洗孔，所述输出轴为中空管件且与所述清洗孔连通；背喷组件设置于所述输出轴的内部，所述背喷组件朝向晶圆的背面中心区域喷洒清洁液，所述背喷组件的外周面与所述输出轴的内壁面之间具有第一间隙，所述第一间隙与所述清洗孔连通，以将清洗废液经由所述第一间隙排出；其中，所述输出轴为耐腐蚀材料制成的输出轴。

3、可选地，所述晶圆水平清洗装置还包括排液组件，其顶部与所述动力组件的底部连接，所述排液组件内具有排液通道，所述排液通道与所述第一间隙连通，以将所述废液由所述第一间隙引导至所述排液通道并排出。

4、可选地，所述背喷组件包括喷射体，所述喷射体的第一端设有喷头，以对晶圆的背面喷射清洁液，所述喷射体的第二端的内部设有进液通道，以在所述进液通道中安装输送清洁液的进液管路；所述喷射体的内部设有输液管，所述输液管的两端分别与所述喷头和进液管路连通，所述进液通道的径向尺寸大于所述输液管的径向尺寸。

5、可选地，所述喷射体的长度大于所述输出轴的长度，所述喷射体的第二端的第二外径小于第一端的第一外径，所述喷射体的第二端伸入所述排液通道。

6、可选地，所述排液组件包括分隔壁，所述分隔壁设置于所述排液通道内，所述分隔壁的内壁与第二端的外壁形成与第一间隙连通的第一排液管路，所述分隔壁的外壁与所述排液组件的内壁形成第二排液管路。

7、可选地，所述第一外径与所述第二外径之间具有倾斜面，所述输出轴的下端具有引导件，所述引导件配置有倾斜引导部，所述倾斜引导部朝向第二端倾斜设置，以将清洗废液经由所述第一间隙引导至所述第一排液管路。

8、可选地，所述倾斜引导部的设置位置与第二排液管路的设置位置相匹配，使得第一排液管路中未及时排出的废液能够经由倾斜引导部与分隔壁之间的间隙进入第二排液管路。

9、可选地，所述第一外径与所述第二外径之间具有台阶面，所述输出轴的下端具有引导件，所述引导件配置有纵向引导部，所述纵向引导部伸入所述第二排液管路内，以将清洗废液经由所述第一间隙引导至第一排液管路和/或第二排液管路中。

10、可选地，晶圆水平清洗装置还包括转接件，其设于所述输出轴的外周面，所述转接件的顶部与所述夹持盘的背面抵接，所述转接件的底部与所述动力组件的顶部连接，所述转接件的外周面设有多个气封槽，多个所述气封槽沿着所述转接件的轴向依次设置且彼此平行。

11、可选地，所述晶圆水平清洗装置还包括气封件，其位于所述夹持盘和所述动力组件之间，且所述气封件外套于所述转接件，且与所述转接件间隙配合，所述气封件能够将气体朝向所述转接件和所述动力组件输送。

12、可选地，所述气封件包括：进气口，其与外部气源连通；气流通道，其设置于所述气封件内部，且与所述进气口连通；第一通气孔，其沿水平方向延伸，且与所述气流通道连通，所述第一通气孔与所述转接件的环形槽相对；第二通气孔，其沿竖直方向延伸，且与所述气流通道连通，所述第二通气孔与动力组件相对。

13、可选地，所述晶圆水平清洗装置还包括内防护件，其外覆于所述动力组件，所述内防护件的中部开设有第一开口，以使所述输出轴和至少部分转接件穿过，所述第一开口的内壁面开设有第二环形槽。

14、可选地，所述晶圆水平清洗装置还包括主体部，其具有安装腔；风机过滤组，其设置至所述主体部外部，以使所述安装腔内与外部进行气体交换；清洗组件，其设置于所述安装腔内，所述清洗组件具有喷嘴，以对所述晶圆的正面喷洒所述清洁液。

15、根据本申请实施例提供的一种晶圆水平清洗装置具有如下有益效果：

16、a、将背喷组件设置至动力组件的输出轴内部，并且输出轴的内壁与背喷组件之间具有第一间隙，因此可以在对晶圆的背面喷洒清洁液进行清洗后，清洗废液可以便于通过第一间隙及时排出，有效的防止废液流进其它结构的缝隙导致腐蚀其它结构件。

17、b、可以防止废液堆积导致晶圆背面有液珠凝聚，影响工艺效果。

18、c、输出轴的端部与清洗孔连接，使清洁液可以及时在第一间隙排出，也避免了高渗透性的化学药液例如臭氧水，由缝隙渗透到晶圆的动力组件处的间隙处，动力组件受到化学腐蚀。

19、d、动力组件的输出轴选用了耐腐蚀性材料制造，可以提升使用寿命。

技术特征：

1.一种晶圆水平清洗装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆水平清洗装置，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的晶圆水平清洗装置，其特征在于，所述背喷组件包括喷射体，所述喷射体的第一端设有喷头，以对晶圆的背面喷射清洁液，所述喷射体的第二端的内部设有进液通道，以在所述进液通道中安装输送清洁液的进液管路；所述喷射体的内部设有输液管，所述输液管的两端分别与所述喷头和进液管路连通，所述进液通道的径向尺寸大于所述输液管的径向尺寸。

4.根据权利要求3所述的晶圆水平清洗装置，其特征在于，所述喷射体的长度大于所述输出轴的长度，所述喷射体的第二端的第二外径小于第一端的第一外径，所述喷射体的第二端伸入所述排液通道。

5.根据权利要求4所述的晶圆水平清洗装置，其特征在于，所述排液组件包括分隔壁，所述分隔壁设置于所述排液通道内，所述分隔壁的内壁与第二端的外壁形成与第一间隙连通的第一排液管路，所述分隔壁的外壁与所述排液组件的内壁形成第二排液管路。

6.根据权利要求5所述的晶圆水平清洗装置，其特征在于，所述第一外径与所述第二外径之间具有倾斜面，所述输出轴的下端具有引导件，所述引导件配置有倾斜引导部，所述倾斜引导部朝向第二端倾斜设置，以将清洗废液经由所述第一间隙引导至所述第一排液管路。

7.根据权利要求6所述的晶圆水平清洗装置，其特征在于，所述倾斜引导部的设置位置与第二排液管路的设置位置相匹配，使得第一排液管路中未及时排出的废液能够经由倾斜引导部与分隔壁之间的间隙进入第二排液管路。

8.根据权利要求5所述的晶圆水平清洗装置，其特征在于，所述第一外径与所述第二外径之间具有台阶面，所述输出轴的下端具有引导件，所述引导件配置有纵向引导部，所述纵向引导部伸入所述第二排液管路内，以将清洗废液经由所述第一间隙引导至第一排液管路和/或第二排液管路中。

9.根据权利要求1所述的晶圆水平清洗装置，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的晶圆水平清洗装置，其特征在于，还包括：

11.根据权利要求10所述的晶圆水平清洗装置，其特征在于，所述气封件包括：

12.根据权利要求1所述的晶圆水平清洗装置，其特征在于，还包括：

13.根据权利要求1所述的晶圆水平清洗装置，其特征在于，还包括：

技术总结
本申请实施例提供了一种晶圆水平清洗装置，包括夹持盘、动力组件和背喷组件，夹持盘用于水平夹持晶圆，夹持盘的中心区域开设有清洗孔；动力组件位于夹持盘的下方，动力组件的输出轴的端部穿设于清洗孔，输出轴为中空管件且与清洗孔连通；背喷组件设置于输出轴的内部，背喷组件朝向晶圆的背面中心区域喷洒清洁液，背喷组件的外周面与输出轴的内壁面之间具有第一间隙，第一间隙与清洗孔连通，以将清洗废液经由第一间隙排出。根据本发明实施例的一种晶圆水平清洗装置，可以将废液通过第一间隙及时排出，有效的防止废液腐蚀其它结构件，并且可以防止废液堆积导致晶圆背面有液珠凝聚，影响工艺效果。

技术研发人员：徐俊成,刘福生,刘丰迪
受保护的技术使用者：华海清科（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6