液体管道20以及液相清洗管道90上均设有用于控制开关的气动阀(图中未示出)。
[0040]本实施例中的气体管道10中的气体优选为N2XO2、压缩空气等，液体管道20以及液相清洗管道90中的液体优选为化学药液或超纯水等，气体和液体可根据实际需要而定。[0041 ] 气液两相雾化摆动喷射清洗装置相应的工作原理如下:晶片50通过夹持件110固定在旋转体120上，在电机130的带动下以一定的速度做旋转运动；通过第一液体流量调节阀80以及气体流量调节阀70设定液体管道20以及气体管道10的流量，以调整气液两相雾化颗粒的尺寸。预先设定摆臂40的运动轨迹、清洗工艺时间、气液两相雾化喷嘴30喷射角度、药液配比、药液温度等相关信息后，开始进行清洗工艺。清洗药液首先由液相清洗管道90流出，在旋转晶片50的表面完全覆盖，形成一薄层液体。预设时间后，液体管道20和气体管道10打开，在气液两相雾化喷嘴30内形成雾化液体颗粒，进而在高速气体的带动下通过雾化颗粒导向管路38喷射出，射入晶片50表面的清洗药液薄层内，增加作用在污染物上的物理作用力，同时带动清洗液薄层的振动，加快污染物向清洗药液流体的传递过程，提高清洗效率，更好的完成清洗工艺。
[0042]请参考图4至图8，图4至图8为气液两相雾化喷嘴30的结构示意图，气液两相雾化喷嘴30包括喷嘴部件液体主管路31、喷嘴部件气体管路32、液体出液孔33以及气体出气孔34;喷嘴部件液体主管路31—端连接液体管道20，另一端具有若干呈发散状且等距离分布的喷嘴部件液体分管路35，喷嘴部件液体分管路35具有与气液两相雾化喷嘴的轴向方向呈预设角度倾斜的端面，端面上具有若干预设直径的液体出液孔33，喷嘴部件气体管路32侧壁上设有气体管路接口 36以连通气体管道10，各喷嘴部件液体分管路35之间具有水平设置的扇形出气网板37，出气网板37上设有若干预设直径的气体出气孔34。
[0043]具体的，本实施例中，端面与气液两相雾化喷嘴30的轴向方向之间的夹角优选为10°?80°，液体出液孔33和气体出气孔34的预设直径为I?300 μm。
[0044]优选方案中，气液两相雾化喷嘴30的下端设有雾化颗粒导向管路38，以去除与气液两相雾化喷嘴30轴向方向不平行的雾化颗粒。雾化颗粒导向管38可以起到一定的过滤作用，只保留运动方向与气液两相雾化喷嘴30轴向方向平行的雾化颗粒，减少雾化颗粒对晶片表面图形结构的横向作用力，防止图形结构的损伤。
[0045]为调节雾化颗粒喷射的角度，气液两相雾化喷嘴30的上方设有喷嘴旋转部件60，以调整气液两相雾化喷嘴30的喷射角度。通过设置喷嘴旋转部件60，可以调整气液两相雾化喷嘴30的喷射角度，更好的与液相清洗管道90喷射的液体配合，有利于将脱离晶片表面的杂质带出晶片表面范围，防止杂质二次污染的发生。
[0046]本实施例中的气液两相雾化喷嘴30形成雾化颗粒的原理如下:液体管道20中的清洗药液沿着喷嘴部件液体主管路31进入呈发散状的喷嘴部件液体分管路35，从液体出液孔33喷出，由于液体出液孔33的总面积小于液体管道20的截面积，清洗药液产生加速，同时被分割成若干个直径在微米量级的液体流，以预设的角度斜向射出。同样的，气体管道10的气体通过喷嘴部件气体管路32中的气体出气孔34射出，形成若干个直径在微米量级的气体流，沿着气液两相雾化喷嘴30的轴向方向射出。气体流与液体流在气体出气孔的下方发生作用，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，向下做加速运动。运动方向与气液两相雾化喷嘴30的轴向方向不平行的超微雾化颗粒会撞击在雾化颗粒导向管路38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管路38出口喷射出的雾化颗粒的运动方向均匀一致。
[0047]本实用新型还提供了一种基于气液两相雾化清洗装置的清洗方法，首先开启液相清洗管道90的气动阀，使得晶圆表面均匀覆盖一层液膜；随后同时开启所述气体管道10以及液体管道20的气动阀，形成雾化颗粒，喷射在晶圆表面的液膜中。
[0048]综上所述，本实用新型通过气液两相雾化喷嘴结构，使高速液体流与高速气体流充分的相互作用，并通过调整气体流速和小流量液体流速，形成颗粒尺寸均一的超微雾化液滴，经过高速气体流加速以后，喷射在晶片表面，完成清洗。由于雾化颗粒的质量小，而且晶片表面存在一层由液相清洗管道喷射形成的液体薄层，减少了对晶片表面结构的冲击力，同时也减少了对晶片表面图形结构的损伤。此外，工艺过程中气流方向与晶片表面相垂直，促进表面图形沟槽中杂质向流体主体的传递，提高清洗的效率，改善清洗效果。同时，有利于节约液相清洗介质。
[0049]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。
【主权项】
1.一种气液两相雾化清洗装置，其特征在于，所述装置包括气体管道、液体管道以及气液两相雾化喷嘴，所述气体管道和液体管道的一端设置在摆臂上，其另一端连通所述气液两相雾化喷嘴以形成雾化颗粒，所述摆臂带动所述气液两相雾化喷嘴在晶片边缘与晶片中心之间做圆弧往复运动；其中， 所述气液两相雾化喷嘴包括喷嘴部件液体主管路、喷嘴部件气体管路、液体出液孔以及气体出气孔；所述喷嘴部件液体主管路一端连接所述液体管道，另一端具有若干呈发散状且等距离分布的喷嘴部件液体分管路，所述喷嘴部件液体分管路具有与所述气液两相雾化喷嘴的轴向方向呈预设角度倾斜的端面，所述端面上具有若干预设直径的液体出液孔，所述喷嘴部件气体管路侧壁上设有气体管路接口以连通所述气体管道，各喷嘴部件液体分管路之间具有水平设置的扇形出气网板，所述出气网板上设有若干预设直径的气体出气孔。2.根据权利要求1所述的气液两相雾化清洗装置，其特征在于，所述端面与所述气液两相雾化喷嘴的轴向方向之间的夹角为10°?80°。3.根据权利要求1所述的气液两相雾化清洗装置，其特征在于，所述气液两相雾化喷嘴的下端设有雾化颗粒导向管路，以去除与所述气液两相雾化喷嘴轴向方向不平行的雾化颗粒。4.根据权利要求1所述的气液两相雾化清洗装置，其特征在于，所述气液两相雾化喷嘴的上方设有喷嘴旋转部件，以调整所述气液两相雾化喷嘴的喷射角度。5.根据权利要求1所述的气液两相雾化清洗装置，其特征在于，所述气体管道上设有用于调节气体流量的气体流量调节阀，和/或所述液体管道上设有用于调节液体流量的第一液体流量调节阀。6.根据权利要求1所述的气液两相雾化清洗装置，其特征在于，所述液体出液孔和气体出气孔的预设直径为I?300 μ m。7.根据权利要求1所述的气液两相雾化清洗装置，其特征在于，所述摆臂上还设有用于向晶片喷射液相流体的液相清洗管道。8.根据权利要求7所述的气液两相雾化清洗装置，其特征在于，所述液相清洗管道上设有用于调节液体流量的第二液体流量调节阀。9.根据权利要求7所述的气液两相雾化清洗装置，其特征在于，所述气体管道、液体管道以及液相清洗管道上均设有用于控制开关的气动阀。
【专利摘要】本实用新型提供了一种气液两相雾化清洗装置，涉及半导体晶片工艺技术领域，包括气体管道、液体管道以及气液两相雾化喷嘴，气体管道和液体管道的一端设置在摆臂上，其另一端连通气液两相雾化喷嘴以形成雾化颗粒，摆臂带动气液两相雾化喷嘴在晶片边缘与晶片中心之间做圆弧往复运动。本实用新型通过气液两相雾化喷嘴结构，使高速液体流与高速气体流充分的相互作用，并通过调整气体流速和小流量液体流速，形成颗粒尺寸均一的超微雾化液滴，经过高速气体流加速以后，喷射在晶片表面，完成清洗，本实用新型促进了沟槽中杂质向流体主体的传递，提高清洗的效率，改善清洗效果，由于雾化颗粒的质量小，减少了对晶片表面图形结构的损伤。
【IPC分类】B08B3/02, B08B13/00
【公开号】CN204746945
【申请号】CN201520330359
【发明人】滕宇, 吴仪
【申请人】北京七星华创电子股份有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月21日