晶圆清洗设备中的清洗喷头、晶圆清洗方法及设备技术

本发明专利技术提供一种晶圆清洗设备中的清洗喷头、晶圆清洗方法及设备，该清洗喷头包括喷头本体，所述喷头本体中设置有混合腔及均与所述混合腔连通的清洗液通道、至少两条气体通道、喷淋通道，所述清洗液通道用于向所述混合腔中通入清洗液，所述至少两条气体通道用于向所述混合腔中通入清洗气体，所述清洗液和所述清洗气体在所述混合腔混合后通过所述喷淋通道喷出；所述喷淋通道的喷淋口位于所述喷头本体的喷淋面上，所述喷淋面为内锥面，所述喷淋口位于所述喷淋面的中心位置。应用本发明专利技术可以将少量清洗液打散成大量小液滴，以小液滴的形式向晶圆进行喷淋，可有效节省清洗液的用量，节约清洗成本。

Cleaning nozzle, wafer cleaning method and equipment in wafer cleaning equipment

【技术实现步骤摘要】
晶圆清洗设备中的清洗喷头、晶圆清洗方法及设备
本专利技术涉及半导体
，具体地，涉及一种晶圆清洗设备中的清洗喷头、晶圆清洗方法及设备。
技术介绍
在半导体工艺制程中，通常采用稀释氟化氢(DHF)去除晶圆表面的氧化层，但是采用DHF去除晶圆表面的氧化层后裸露出的晶圆表面为疏水界面，疏水界面的表面张力大易产生水痕和颗粒。目前，为了防止水痕和颗粒的产生，通常采用具有表面活性剂的溶液清洗去除晶圆表面氧化层后的晶圆。具体地，应用槽式清洗设备，采用异丙醇(IsopropylAlcohol，IPA)雾化干燥机，把IPA液体加热至82.7℃，液体达到该温度后会气化，然后再利用石英缸顶部冷却盘管使它直接落在要清洗的硅片上，使硅片得以清洗干净，再利用设备的提升机构把花篮(或其它晶圆承载装置)中的晶圆提起来。但是，目前的槽式清洗方法由于每槽清洗药液(IPA)用量很大，槽中的清洗药液需要反复利用，这样就造成了后面清洗的晶圆没有前面清洗的晶圆效果好。而如果清洗一批晶圆就更换清洗药液，则会造成化学药液的浪费以及成本的增加；同时槽式清洗本身的微环境控制没有单片清洗好。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种晶圆清洗设备中的清洗喷头、晶圆清洗方法及设备。根据本专利技术的第一方面，提供一种晶圆清洗设备中的清洗喷头，其特征在于，包括喷头本体，所述喷头本体中设置有混合腔及均与所述混合腔连通的清洗液通道、至少两条气体通道、喷淋通道，所述清洗液通道用于向所述混合腔中通入清洗液，所述至少两条气体通道用于向所述混合腔中通入清洗气体，所述清洗液和所述清洗气体在所述混合腔混合后通过所述喷淋通道喷出；所述喷淋通道的喷淋口位于所述喷头本体的喷淋面上，所述喷淋面为内锥面，所述喷淋口位于所述喷淋面的中心位置。可选地，所述喷淋面与所述喷淋口的轴线的夹角的取值范围为50°～70°。可选地，所述喷淋通道与所述混合腔的连接部为曲面，所述喷淋通道与所述喷淋面的连接部为曲面。可选地，所述清洗液通道的直径的取值范围为2～3mm，所述气体通道的直径的取值范围为4～6mm，所述喷淋口的直径的取值范围为2～5mm。可选地，所述混合腔呈锥形，所述清洗液通道及所述气体通道连通至所述锥形的底部，所述喷淋通道连通至所述锥形的顶部。可选地，所述清洗液通道连通至所述锥形底部的中心位置，所述至少两条气体通道围绕所述清洗液通道均匀的分布。可选地，所述清洗液包括：稀释氟化氢DHF或异丙醇IPA，所述清洗气体包括：氮气。根据本专利技术的第二方面，提供一种晶圆清洗方法，采用第一方面提供的清洗喷头，包括：通过清洗液通道向混合腔中通入清洗液，同时通过至少两条气体通道向所述混合腔中通入清洗气体；所述清洗气体和所述清洗液在所述混合腔中混合后通过喷淋通道喷出。可选地，所述清洗液的流量的取值范围为0.1～0.5L/min，所述清洗气体的流量的取值范围为0～200L/min。根据本专利技术的第三方面，提供一种晶圆清洗设备，包括第一方面提供的清洗喷头。本专利技术具有以下有益效果：在本专利技术提供的技术方案中，清洗喷头的喷头本体中设置有混合腔及均与混合腔连通的清洗液通道、至少两条气体通道、喷淋通道，清洗液通道内的清洗液和气体通道内的清洗气体在混合腔混合，清洗气体进入混合腔时具有一定的冲击力，且清洗气体会从多条气体通道多个方向进入混合腔，因此其可以将少量的清洗液打散成大量的小液滴，以小液滴的形式从喷淋通道喷出，向晶圆进行喷淋，在晶圆表面形成清洗液膜，可有效节省清洗液的用量，节约清洗成本；且该喷头本体的喷淋面为内锥面，喷淋通道的喷淋口位于喷淋面的中心位置，使得从中心喷出的清洗液，可以沿靠近喷淋面的方向喷出，从而增大喷淋面积。附图说明图1为本申请实施例提供的喷头本体的结构示意图；图2a为垂直的喷淋通道的喷淋面积示意图；图2b为圆弧状的喷淋通道的喷淋面积示意图；图3为本申请实施例提供的晶圆清洗方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”和“该”也可包括复数形式。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。下面结合附图以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。本实施例提供一种晶圆清洗设备中的清洗喷头，该清洗喷头包括喷头本体100，喷头本体100中设置有混合腔50及均与混合腔50连通的清洗液通道30、至少两条气体通道40、喷淋通道20，清洗液通道30用于向混合腔50中通入清洗液，至少两条气体通道40用于向混合腔50中通入清洗气体，清洗液和清洗气体在混合腔50混合后通过喷淋通道20喷出；喷淋通道20的喷淋口位于喷头本体的喷淋面10上，喷淋面10为内锥面，喷淋口位于喷淋面10的中心位置。如图1所示(图中箭头分别指清洗液或清洗气体的流动方向)，喷头本体100可以为金属材质的类似圆柱的结构，可以沿圆柱的中心轴设置一条清洗液通道30，清洗液通道30的入口可以设置在圆柱的顶面。在清洗液通道30的两侧对称设置两条气体通道40，气体通道40的轴线与清洗液通道30的轴线可以具有50°～70°的夹角，以使清洗气体能很好的将清洗液打散成小液滴，也可以防止夹角过大而将清洗液都打散至清洗液通道30或气体通道40的内壁上，造成清洗液的浪费。还可以防止由于夹角过小，冲击力不足而不能将清洗液完全打散。另外，气体通道40的入口可以设置在圆柱的顶面或侧面，还可以在圆柱侧面设置平台(如图1所示)，将气体通道40的入口设置在该平台上，以便于从侧面通入清洗气体。该清洗气体可以为氮气或其他惰性气体，只要其不与清洗液反应，且能对晶圆进行干燥即可。该喷头本体100的喷淋面10为内锥面，如图1所示，即向喷头本体100内部凹陷的锥面。需要说明的是，本实施了并不限定喷头本体100的具体材质和结构，也不限定清洗液通道30和气体通道40的具体位置及气体通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆清洗设备中的清洗喷头，其特征在于，包括喷头本体，所述喷头本体中设置有混合腔及均与所述混合腔连通的清洗液通道、至少两条气体通道、喷淋通道，所述清洗液通道用于向所述混合腔中通入清洗液，所述至少两条气体通道用于向所述混合腔中通入清洗气体，所述清洗液和所述清洗气体在所述混合腔混合后通过所述喷淋通道喷出；所述喷淋通道的喷淋口位于所述喷头本体的喷淋面上，所述喷淋面为内锥面，所述喷淋口位于所述喷淋面的中心位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆清洗设备中的清洗喷头，其特征在于，包括喷头本体，所述喷头本体中设置有混合腔及均与所述混合腔连通的清洗液通道、至少两条气体通道、喷淋通道，所述清洗液通道用于向所述混合腔中通入清洗液，所述至少两条气体通道用于向所述混合腔中通入清洗气体，所述清洗液和所述清洗气体在所述混合腔混合后通过所述喷淋通道喷出；所述喷淋通道的喷淋口位于所述喷头本体的喷淋面上，所述喷淋面为内锥面，所述喷淋口位于所述喷淋面的中心位置。


2.根据权利要求1所述的清洗喷头，其特征在于，所述喷淋面与所述喷淋口的轴线的夹角的取值范围为50°～70°。


3.根据权利要求1所述的清洗喷头，其特征在于，所述喷淋通道与所述混合腔的连接部为曲面，所述喷淋通道与所述喷淋面的连接部为曲面。


4.根据权利要求1所述的清洗喷头，其特征在于，所述清洗液通道的直径的取值范围为2～3mm，所述气体通道的直径的取值范围为4～6mm，所述喷淋口的直径的取值范围为2～5mm。


5.根据权利要求1-4任一项所述的清洗喷头，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洁，巫双，张凇铭，裴立坤，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11