一種氣液二相流霧化清洗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體清洗設備領域，更具體地，涉及一種氣液氣液二相流霧化清洗裝置。
【背景技術】
[0002]隨著半導體集成電路制造技術的高速發展，集成電路芯片的圖形特征尺寸已進入到深亞微米階段，導致芯片上超細微電路失效或損壞的關鍵沾污物(例如顆粒)的特征尺寸也隨之大為減小。
[0003]在集成電路的制造工藝過程中，半導體晶圓通常都會經過諸如薄膜沉積、刻蝕、拋光等多道工藝步驟。而這些工藝步驟就成為沾污物產生的重要場所。為了保持晶圓表面的清潔狀態，消除在各個工藝步驟中沉積在晶圓表面的沾污物，必須對經受了每道工藝步驟后的晶圓表面進行清洗處理。因此，清洗工藝成為集成電路制作過程中最普遍的工藝步驟，其目的在于有效地控制各步驟的沾污水平，以實現各工藝步驟的目標。
[0004]為了清除晶圓表面的沾污物，在進行單片濕法清洗工藝時，晶圓將被放置在清洗設備的旋轉平臺(例如旋轉卡盤)上，并按照一定的速度旋轉；同時向晶圓的表面噴淋一定流量的清洗藥液，對晶圓表面進行清洗。
[0005]在通過清洗達到去除沾污物目的的同時，最重要的是要保證對晶圓、尤其是對于圖形晶圓表面圖形的無損傷清洗。
[0006]隨著集成電路圖形特征尺寸的縮小，晶圓表面更小尺寸的沾污物的去除難度也在不斷加大。因此，很多新型清洗技術在清洗設備上也已得到較廣泛的應用。其中，在單片濕法清洗設備上，利用霧化清洗技術可以進一步改善清洗工藝的效果。在霧化清洗過程中，霧化顆粒會對晶圓表面的液膜產生一個沖擊力，并在液膜中形成快速傳播的沖擊波。沖擊波作用于顆粒污染物上時，一方面可以加快污染物從晶圓表面脫離的過程；另一方面，沖擊波會加速晶圓表面清洗藥液的流動速度，促使顆粒污染物更快地隨著藥液的流動而被帶離晶圓表面。
[0007]然而，目前常見的霧化清洗裝置所產生的霧化顆粒尺寸較大，且霧化顆粒所具有的能量也較高，當這些霧化清洗裝置應用在65納米及以下技術代的晶圓清洗工藝中時，很容易造成表面圖形損傷等問題。
[0008]因此，需要通過對霧化裝置的結構進行深入設計，來進一步縮小霧化顆粒的尺寸，并減小其所攜帶的能量。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種新的氣液二相流霧化清洗裝置，通過合理的結構設計，以及相應的工藝參數調整，可達到精細霧化的效果，實現晶圓表面的無損傷清洗，具有操作簡單、重復性好的優點。
[0010]為實現上述目的，本實用新型的技術方案如下:
[0011]—種氣液二相流霧化清洗裝置，用于對放置在清洗設備旋轉平臺上的晶圓進行霧化清洗，所述清洗裝置包括:
[0012]主體，可動懸設于所述清洗設備的旋轉平臺上方或斜上方；
[0013]第一?第三入口接頭，設于所述主體上，所述第一入口接頭用于通入清洗藥液，所述第二、第三入口接頭用于分別通入高壓氣體；
[0014]噴嘴，設于所述主體下方，包括一中央氣體噴嘴和若干霧化噴嘴，各所述霧化噴嘴在所述中央氣體噴嘴下方圍繞其垂直中軸線對稱下傾設置，各所述霧化噴嘴的中軸線在所述中央氣體噴嘴的中軸線上交匯于一點，每個所述霧化噴嘴通過一個第一 Laval噴管同時連接第一、第二入口接頭，所述中央氣體噴嘴通過一個第二 Laval噴管連接第三入口接頭；
[0015]其中，由所述第一入口接頭通入的清洗藥液和所述第二入口接頭通入的高壓氣體，在各所述第一 Laval噴管的入口處匯聚后形成氣液二相流第一級霧化藥液，并經所述第一 Laval噴管加速后從各所述霧化噴嘴噴出，在交匯處產生碰撞后形成第二級霧化藥液，同時，由所述第三入口接頭通入的高壓氣體經所述第二 Laval噴管加速后從所述中央氣體噴嘴噴出，在交匯處與第二級霧化藥液產生碰撞后形成第三級霧化藥液，并加速向下運動至晶圓表面，以進行移動霧化清洗。
[0016]優選地，所述主體內設有第一、第二主腔體，所述第一入口接頭通過所述第一主腔體分別連接至各所述第一 Laval噴管的入口，所述第二入口接頭通過所述第二主腔體分別連接至各所述第一 Laval噴管的入口。
[0017]優選地，所述第一主腔體通過第一通道分別連接至各所述第一 Laval噴管的入口，所述第二主腔體通過第二通道分別連接至各所述第一 Laval噴管的入口。
[0018]優選地，所述霧化噴嘴的數量為至少二個，并在水平圓周上均勻分布。
[0019]優選地，所述主體的下方設有導向噴管，用于對形成的第三級霧化藥液進行導向。
[0020]優選地，所述導向噴管為圓形、方形或長條形。
[0021]優選地，所述導向噴管內設有第三Laval噴管。
[0022]優選地，所述主體連接所述清洗設備的噴淋支架。
[0023]優選地，所述主體通過固定支架連接所述清洗設備的噴淋支架。
[0024]優選地，所述主體受所述噴淋支架連接的旋轉升降電機帶動，在晶圓表面作掃描移動。
[0025]本實用新型具有以下優點:
[0026]1、通過合理設計二相流霧化噴嘴的結構，可實現多級霧化，有效地減小了霧化藥液顆粒的尺寸，同時也減小了顆粒攜帶的能量，從而可防止對晶圓表面圖形的損傷；
[0027]2、通過中央氣體噴嘴的加速作用和定向作用，使霧化藥液顆粒的運動方向垂直于晶圓表面，防止霧化顆粒具有的能量在水平方向上產生橫向剪切力造成晶圓表面圖形的損傷；
[0028]3、相比于傳統的單片清洗方式，采用二相流霧化清洗在提高了顆粒污染物去除效率的同時，還可減少清洗藥液和去離子水的用量，從而節約了生產成本。
【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型一較佳實施例的一種氣液二相流霧化清洗裝置的外形結構示意圖；
[0030]圖2是本實用新型一較佳實施例的一種氣液二相流霧化清洗裝置的結構仰視示意圖；
[0031]圖3是本實用新型一較佳實施例的一種氣液二相流霧化清洗裝置第一個方向的結構剖視示意圖；
[0032]圖4是本實用新型一較佳實施例的一種氣液二相流霧化清洗裝置第二個方向的結構剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0034]需要說明的是，在下述的【具體實施方式】中，在詳述本實用新型的實施方式時，為了清楚地表示本實用新型的結構以便于說明，特對附圖中的結構不依照一般比例繪圖，并進行了局部放大、變形及簡化處理，因此，應避免以此作為對本實用新型的限定來加以理解。
[0035]在以下本實用新型的【具體實施方式】中，請參閱圖1，圖1是本實用新型一較佳實施例的一種氣液二相流霧化清洗裝置的外形結構示意圖。如圖1所示，本實用新型的一種氣液二相流霧化清洗裝置，可應用于例如單片濕法清洗設備，對放置在旋轉平臺上的晶圓進行霧化清洗。本實用新型的清洗裝置包括一個主體3，所述主體3以可移動的方式懸設于所述清洗設備的旋轉平臺(圖略、請參考現有技術加以理解)上方或斜上方。作為一可選的實施方式，所述主體3可通過一個固定支架1連接至所述清洗設備的移動噴淋支架(圖略、請參考現有技術加以理解)。例如，固定支架1可采用例如直角型，其一端可通過固定螺紋孔7采用螺栓與主體3固定安裝在一起；另一端可通過螺接、黏結或者其它固定方式與噴淋支架固定。噴淋支架連接有旋轉升降電機(圖略、請參考現有技術加以理解)，因此，主體3可以在旋轉升降電機的帶動下，在晶圓表面上方作掃描運動，并可通過與晶圓的旋轉運動配合，實現對晶圓表面的均勻覆蓋。
[0036]請繼續參閱圖1。在主體3的上端裝有三個氣/液入口接頭，分別為第一?第三入口接頭2、6、5。其中，第一入口接頭2作為清洗藥液入口接頭，用于通入清洗藥液；第二入口接頭6作為高壓氣體入口接頭，用于通入高壓氣體；第三入口接頭5作為中央氣體入口接頭，位于主體3的上端中部，也用于單獨地通入高壓氣體。
[0037]請參閱圖2并結合參閱圖1，圖2是本實用新型一較佳實施例的一種氣液二相流霧化清洗裝置的結構仰視示意圖。如圖1、2所示，在主體3的下端裝有若干噴嘴4、8，包括位于主體3下端中部的一個中央氣體噴嘴8，以及位于所述中央氣體噴嘴8周圍的下方、圍繞所述中央氣體噴嘴8垂直中軸線且下傾一定角度對稱設置的若干霧化噴嘴4。各所述霧化噴嘴4的中軸線在所述中央氣體噴嘴8的中軸線上交匯于一點，也即各所述霧化噴嘴4的中心軸線與中央氣體噴嘴8的中心軸線相交于同一點。為了達到理想的多級霧化效果，所述霧化噴嘴4的數量應為對稱的至少二個。作為一優選實施例，所述霧化噴嘴4的數量采用了四個，并在水平圓周上均勻分布。
[0038]請參閱圖3和圖4，圖3是本實用新型一較佳實施例的一種氣