專利名稱：晶片表面清洗裝置及清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶片工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種晶片表面清洗裝置及清洗方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路特征尺寸進(jìn)入到深亞微米階段，集成電路晶片制造工藝中所要求的硅片表面的潔凈度越來越苛刻，清洗工藝也逐漸發(fā)展為單片式清洗。在單片式清洗過程中， 清洗液由位于晶片上方的噴頭噴射于晶片上，高速的沖擊力及下方晶片的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力使清洗液離開晶片表面，同時(shí)將一些顆粒等污染物帶走，從而達(dá)到清洗效果。但是隨著晶片圖形的尺寸越來越小，高速噴射流體對圖形的損害不能忽視。為了減少對圖形的損害，現(xiàn)在都在研究納米噴射技術(shù)，即噴射出來的流體是霧狀的，由許許多多的納米級的液滴組成。 如圖1所示，噴頭1噴出的液滴，落在晶片表面，將晶片表面的圖案結(jié)構(gòu)2上的污染物3清洗掉。相比大液滴或連續(xù)的流體而言，納米噴射技術(shù)的確能從一定程度上減小對圖形的損害， 但是噴射出來的霧狀納米液滴同樣是以比較高的速度噴射到晶片上，如果這些高速的納米液滴直接與圖形接觸，由于液滴尺寸小，更容易進(jìn)入晶片特征尺寸的內(nèi)部，可能會(huì)造成更深層次的損傷。并且噴射下來的流體并不都是垂直噴射落到晶片上的，這樣斜入射的流體又會(huì)對圖形的側(cè)壁和邊角造成更大的損傷。因此，減小入射流體對晶片表面的損傷是現(xiàn)在亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是在清洗晶片的過程中，如何減小高速的納米級液滴對晶片的損傷。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種晶片表面清洗裝置，包括平臺、設(shè)置在所述平臺上的至少一個(gè)主噴頭，還包括至少一個(gè)設(shè)置在所述平臺上的輔助噴頭，用于向待清洗的晶片表面噴液，使形成一層覆蓋所述晶片表面的液體緩沖層。其中，所述主噴頭和輔助噴頭均包括旋轉(zhuǎn)臂、噴嘴、液體導(dǎo)管，所述噴嘴固定在所述液體導(dǎo)管的一端，所述液體導(dǎo)管固定在旋轉(zhuǎn)臂上，所述旋轉(zhuǎn)臂一端可旋轉(zhuǎn)地固定在所述平臺上。其中，所述旋轉(zhuǎn)臂為中空結(jié)構(gòu)，所述液體導(dǎo)管位于旋轉(zhuǎn)臂內(nèi)部。其中，所述旋轉(zhuǎn)臂為實(shí)心結(jié)構(gòu)，所述液體導(dǎo)管固定在旋轉(zhuǎn)臂外部。其中，所述主噴頭和輔助噴頭各自的旋轉(zhuǎn)臂在平臺上相對于晶片所在的圓周均勻分布。本發(fā)明還提供了一種晶片表面清洗方法，在主噴頭向待清洗晶片表面噴灑清洗液前及清洗過程中，采用輔助噴頭向待清洗的晶片表面噴液，使形成一層覆蓋所述待清洗晶片表面的液體緩沖層。其中，在主噴頭向所述待清洗晶片表面噴灑清洗液的過程中，在保證液體緩沖層完全覆蓋待清洗晶片表面的情況下，輔助噴頭間隔地噴灑液體。其中，在清洗過程中，所述主噴頭和輔助噴頭之一或都在所述待清洗晶片上方的區(qū)域范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。其中，若有主噴頭和輔助噴頭在所述待清洗晶片上方的區(qū)域范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，至少有一個(gè)主噴頭和輔助噴頭運(yùn)動(dòng)方向相反。其中，所述輔助噴頭噴出的液體包括水或與所述清洗液。(三)有益效果本發(fā)明通過在輔助噴頭噴灑液體，使形成及保持一層完全覆蓋待清洗晶片表面的液體緩沖層，避免高速的納米級液滴直接沖擊晶片上的圖案，從而減小了對晶片的損傷。


圖1是現(xiàn)有的清洗裝置清洗晶片時(shí)的示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的一種晶片表面清洗裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的裝置的側(cè)面示意圖；圖4是采用圖2中裝置清洗前形成液體緩沖層后的晶片表面示意圖；圖5是采用圖2中裝置清洗時(shí)的晶片表面示意圖；圖6是采用圖2中裝置在清洗過程中主噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)輔助噴頭不轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖；圖7是采用圖2中裝置在清洗過程中主噴頭與輔助噴頭都轉(zhuǎn)動(dòng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如圖2、3和4所示，本發(fā)明的晶片表面清洗裝置，包括平臺11、固定在平臺11上的至少一個(gè)主噴頭5、至少一個(gè)輔助噴頭8，圖2中示出了一個(gè)主噴頭和一個(gè)輔助噴頭的情況。主噴頭5用于噴灑清洗液，輔助噴頭8向待清洗的晶片6表面噴液，使形成一層覆蓋晶片6表面的液體緩沖層4。優(yōu)選地，主噴頭5和輔助噴頭8均包括旋轉(zhuǎn)臂、噴嘴、液體導(dǎo)管，旋轉(zhuǎn)臂一端可旋轉(zhuǎn)地固定在平臺11上，噴嘴固定在液體導(dǎo)管的一端，液體導(dǎo)管和噴嘴通過相互配合的螺旋或卡套結(jié)構(gòu)連接(不限于這兩種連接方式)。液體導(dǎo)管固定在旋轉(zhuǎn)臂上，可隨旋轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)， 從而使得噴嘴在晶片6上方移動(dòng)，使得噴液到更大的范圍。旋轉(zhuǎn)臂可以為中空結(jié)構(gòu)，液體導(dǎo)管位于旋轉(zhuǎn)臂內(nèi)部；液體導(dǎo)管還可以位于旋轉(zhuǎn)臂外部。優(yōu)選地，為了保持均勻地噴灑清洗，主噴頭5和輔助噴頭8的各自的旋轉(zhuǎn)臂在平臺 11上相對于晶片6所在的圓周均勻分布，且可以是間隔分布，對于只有一個(gè)主噴頭5和一個(gè)輔助噴頭8的情況，兩個(gè)噴頭的旋轉(zhuǎn)臂與晶片6的轉(zhuǎn)軸7在同一平面上，分別位于晶片6的轉(zhuǎn)軸7兩側(cè)。由于在晶片6的表面形成了一層液體緩沖層4，從主噴頭5噴出的高速納米級的液滴不會(huì)直接沖擊晶片6的圖案表面，如圖5所示，而是落在液體緩沖層4上，同時(shí)晶片6本身還隨著轉(zhuǎn)軸7轉(zhuǎn)動(dòng)，從而引起液體緩沖層4震蕩，利用這個(gè)震蕩的機(jī)械作用和化學(xué)清洗液的化學(xué)作用一起將晶片6上的污染物去除，同時(shí)達(dá)到了不損壞晶片6表面圖案的目的。優(yōu)選地，為了更全面地清洗晶片6，如圖6所示，在清洗時(shí)，主噴頭5可繞著自身的旋轉(zhuǎn)臂在晶片6上方運(yùn)動(dòng)，圖中主噴頭5沿軌跡9運(yùn)動(dòng)。同時(shí)也避免了長時(shí)間停留在一處， 使該處的沖擊力積累，該處難以形成液體緩沖層4。優(yōu)選地，為保證液體緩沖層4能夠完全覆蓋晶片6的表面，輔助噴頭8在旋轉(zhuǎn)臂的作用下在自身能夠覆蓋的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，如圖7所示，輔助噴頭8沿軌跡10運(yùn)動(dòng)，同時(shí)主噴頭 5也沿軌跡9運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，為保證液體緩沖層4能夠完全覆蓋晶片6的表面，根據(jù)晶片的大小在晶片上方安裝多個(gè)主噴頭5、輔助噴頭8同時(shí)噴液，同時(shí)多個(gè)主噴頭5、輔助噴頭8還可以在旋轉(zhuǎn)臂的作用下在自身能夠覆蓋的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明還提供了一種晶片表面清洗方法，在清洗前，輔助噴頭提前一段時(shí)間以較低的速率向晶片噴射液體，使晶片表面濕潤，當(dāng)主噴頭噴射液體時(shí)晶片表面有一層液體緩沖層，從而防止晶片圖形結(jié)構(gòu)直接受高速流體的沖擊。在清洗過程中，輔助噴頭也以一定的速率向晶片噴液，其噴液的速率要與主噴頭的噴液速率向配合，使得能夠保持形成完全覆蓋晶片表面的液體緩沖層。在主噴頭向待清洗晶片表面噴灑清洗液的過程中，在保證液體緩沖層完全覆蓋待清洗晶片表面的情況下，輔助噴頭間隔地噴灑液體，以避免不必要的液體浪費(fèi)。優(yōu)選地，為保證液體緩沖層能夠完全覆蓋晶片的表面，且能夠更好地清洗。在清洗過程中，所述主噴頭和輔助噴頭之一或都在所述待清洗晶片上方的區(qū)域范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。如圖 6所示，主噴頭5沿軌跡9運(yùn)動(dòng)。如圖7所示，以兩個(gè)噴頭的旋轉(zhuǎn)臂與晶片轉(zhuǎn)軸在同一平面上，且分別晶片轉(zhuǎn)軸位于兩側(cè)的情況為例，主噴頭5從位置a開始旋轉(zhuǎn)，到位置b結(jié)束(圖中位于c處)，在主噴頭5開始旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，輔助噴頭8從位置a’開始旋轉(zhuǎn)，到位置b’結(jié)束 (圖中位于C’處)。兩個(gè)噴頭轉(zhuǎn)速保持一致，也就是說，當(dāng)主噴頭5與兩噴頭轉(zhuǎn)軸中心點(diǎn)連線成α角時(shí)，輔助噴頭8與兩噴頭轉(zhuǎn)軸中心點(diǎn)連線成β角，α角與β角相同。在清洗過程中，主噴頭5和輔助噴頭8噴灑出的液體相對于待清洗晶片表面的入射角度大于0°小于等于90°。輔助噴頭噴出的液體包括水、與主噴頭一樣的清洗液或其它不和清洗液反應(yīng)的液體。上述晶片表面清洗方法可以用上述晶片表面清洗裝置或結(jié)構(gòu)類似的裝置來實(shí)現(xiàn)。以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種晶片表面清洗裝置，包括平臺、設(shè)置在所述平臺上的至少一個(gè)主噴頭，其特征在于，還包括至少一個(gè)設(shè)置在所述平臺上的輔助噴頭，用于向待清洗的晶片表面噴液，使形成一層覆蓋所述晶片表面的液體緩沖層。
2.如權(quán)利要求1所述的晶片表面清洗裝置，其特征在于，所述主噴頭和輔助噴頭均包括旋轉(zhuǎn)臂、噴嘴、液體導(dǎo)管，所述噴嘴固定在所述液體導(dǎo)管的一端，所述液體導(dǎo)管固定在旋轉(zhuǎn)臂上，所述旋轉(zhuǎn)臂一端可旋轉(zhuǎn)地固定在所述平臺上。
3.如權(quán)利要求2所述的晶片表面清洗裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)臂為中空結(jié)構(gòu)，所述液體導(dǎo)管位于旋轉(zhuǎn)臂內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求2所述的晶片表面清洗裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)臂為實(shí)心結(jié)構(gòu)，所述液體導(dǎo)管固定在旋轉(zhuǎn)臂外部。
5.如權(quán)利要求2 4中任一項(xiàng)所述的晶片表面清洗裝置，其特征在于，所述主噴頭和輔助噴頭各自的旋轉(zhuǎn)臂在平臺上相對于晶片所在的圓周均勻分布。
6.一種晶片表面清洗方法，其特征在于，在主噴頭向待清洗晶片表面噴灑清洗液前及清洗過程中，采用輔助噴頭向待清洗的晶片表面噴液，使形成一層覆蓋所述待清洗晶片表面的液體緩沖層。
7.如權(quán)利要求6所述的晶片表面清洗方法，其特征在于，在主噴頭向所述待清洗晶片表面噴灑清洗液的過程中，在保證液體緩沖層完全覆蓋待清洗晶片表面的情況下，輔助噴頭間隔地噴灑液體。
8.如權(quán)利要求6所述的晶片表面清洗方法，其特征在于，在清洗過程中，所述主噴頭和輔助噴頭之一或都在所述待清洗晶片上方的區(qū)域范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求8所述的晶片表面清洗方法，其特征在于，若有主噴頭和輔助噴頭在所述待清洗晶片上方的區(qū)域范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，至少有一個(gè)主噴頭和輔助噴頭運(yùn)動(dòng)方向相反。
10.如權(quán)利要求6 9中任一項(xiàng)所述的晶片表面清洗方法，其特征在于，所述輔助噴頭噴出的液體包括水或與所述清洗液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶片表面清洗裝置，涉及半導(dǎo)體晶片工藝技術(shù)領(lǐng)域，包括平臺、設(shè)置在所述平臺上的至少一個(gè)主噴頭，還包括至少一個(gè)設(shè)置在所述平臺上的輔助噴頭，用于向待清洗的晶片表面噴液，使形成一層覆蓋所述晶片表面的液體緩沖層。還公開了一種晶片表面清洗方法，在主噴頭向所述待清洗晶片表面噴灑清洗液前及清洗過程中，為保證液體緩沖層完全覆蓋待清洗晶片表面，輔助噴頭間隔地噴灑液體。本發(fā)明通過液體緩沖層避免了高速的納米級液滴直接沖擊晶片上的圖案，從而減小了對晶片的損傷。
文檔編號B08B13/00GK102416391SQ201110365910
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者劉海曉, 吳儀 申請人:北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司