一种清洁装置的制作方法

本实用新型涉及半导体生产技术领域，特别是涉及一种适于对低K材料的晶圆表面进行清洗的清洁装置。

背景技术：

随着半导体工艺的发展，尤其是40nm以及28nm阶段，为了获得更低的信号延时和高性能的响应特性，更多的选择low K(低介电常数)材料，但是low K材料致密度较差。例如M1(第一金属层)--BD(Black Diamond，黑钻石)薄膜，其表面分子结构间缝隙较大，呈蜂窝状，亲水性较强，因此，当其表面有一些颗粒缺陷会影响产品良率，却无法使用水或其它液体清洗。

目前，传统的清洁方法主要是采用湿法负离子水的洗涤器来清洗晶圆表面，如图1所示，为传统的洗涤器的结构示意图，该洗涤器的清洁腔室1’不是密封的，内设两根管道2’，其中一根是用于输送去离子水的输水管道21’，另一根适用于输送惰性气体例如氮气的输气管道22’，所述输气管道22’用于提供压力给所述去离子水，其中，输水管道21’垂直于晶圆4’的表面并做往复运动，且输水管道21’端部只设有一个喷嘴3’，如图2显示为输水管道21’垂直于晶圆4’的剖视示意图。清洁腔室1’内还设有用于承载晶圆4’的旋转装置5’，清洁腔室1’底部设有用于排除污水和污染颗粒7’的排污装置6’，图3所示为喷嘴3’喷出的去离子水在所述晶圆4’表面的轨迹图。

但上述使用液体洗涤的方法只能用于非low K材料，且单根管道和单个喷嘴洗涤的效率较低；因此需要设计一种新的高效的清洁装置来解决low K材料表面的清洁问题。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种清洁装置，用于解决现有技术中以水为清洁剂的洗涤器不适于对低K材料的晶圆表面进行清洗的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种清洁装置，适于对低K材料的晶圆表面进行清洗，所述清洁装置包括：清洁腔室，适于提供一密封的工作环境；旋转装置，承载所述晶圆并带动其旋转；气体管道，位于所述旋转装置上方，适于输出气体冲洗所述晶圆表面，所述气体管道沿着所述晶圆的半径方向做往复运动，并与所述旋转装置配合以冲洗所述晶圆的全部表面；排气装置，适于抽取所述清洁腔室内的气体和污染颗粒。

于本实用新型的一实施方式中，所述气体管道与所述晶圆表面的夹角范围为30-45°。

于本实用新型的一实施方式中，所述气体管道的出气端安装有组合喷嘴。

于本实用新型的一实施方式中，所述组合喷嘴包括三个不同方向的喷嘴。

于本实用新型的一实施方式中，所述清洁腔室的内壁上设有一圈凹槽，所述凹槽的位置对应于所述晶圆所在的水平面。

于本实用新型的一实施方式中，所述排气装置安装于所述清洁腔室的外侧，且与所述凹槽的位置相对应。

于本实用新型的一实施方式中，所述气体管道设置有两个。

于本实用新型的一实施方式中，所述气体为氮气。

如上所述，本实用新型的清洁装置，具有以下有益效果：

1、采用封闭的清洁腔室，并利用排气装置进行抽气以形成负压作业，加强空气流动，保持清洁腔室的洁净度；

2、在所述清洁腔室内壁设有凹槽，以便污染颗粒的聚集，并通过排气装置及时排除；

3、采用双根气体管道，提高单位时间内气流覆盖的面积；

4、双根气体管道分别连接组合喷嘴，且组合喷嘴形成三个方向气流，使颗粒受到三个不同方向力，随着晶圆的旋转及组合喷嘴的移动，使不同位置的污染颗粒均受到此合力的作用，提高清除污染颗粒的效率，从而提升产品良率。

附图说明

图1为现有技术中洗涤器结构的剖视示意图。

图2为现有技术中洗涤器的管道与晶圆位置的剖视示意图。

图3为现有技术中洗涤器的喷嘴喷出的去离子水在晶圆表面的轨迹图。

图4为本实用新型清洁装置结构的剖视示意图。

图5为本实用新型清洁装置结构的俯视示意图。

图6为本实用新型清洁装置中输气管道与晶圆位置的剖视示意图。

图7为本实用新型清洁装置中喷嘴喷出的气流在晶圆表面的轨迹图。

图8为污染颗粒受到各个方向气流的冲力示意图。

图9为图8中污染颗粒受到的合力图。

元件标号说明

1’ 清洁腔室

2’ 管道

21’ 输水管道

22’ 输气管道

3’ 喷嘴

4’ 晶圆

5’ 旋转装置

6’ 排污装置

7’ 污染颗粒

1 清洁腔室

2 旋转装置

3 气体管道

4 晶圆

5 排气装置

6 组合喷嘴

7 凹槽

8 污染颗粒

α、β 夹角

F、F1-F3 气流冲力

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图4至图9。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图4-图5，本实用新型提供一种清洁装置，适于对低K材料的晶圆4表面进行清洗，所述清洁装置包括：清洁腔室1，适于提供一密封的工作环境；旋转装置2，承载所述晶圆4并带动其旋转；气体管道3，位于所述旋转装置2上方，适于输出气体冲洗所述晶圆4表面，所述气体管道3沿着所述晶圆4的半径方向做往复运动，并与所述旋转装置2配合以冲洗所述晶圆4的全部表面；排气装置5，适于抽取所述清洁腔室1内的气体和污染颗粒8。

所述清洁腔室1是一个密封的环境，所以能够保证清洁腔室1内作业不受外面的污染，由于本实用新型的清洁装置只使用气体进行晶圆4表面的冲洗，解决了使用去离子水冲洗低K材料的晶圆4表面导致晶圆4吸收水分的问题。

这里的气体为惰性气体，作为示例，所述气体为氮气。

清洁装置利用所述排气装置5进行抽气，使得清洁腔室1内形成负压，方便腔室内的气体和污染颗粒8的排除和实时保证清洁腔室1内的环境清洁。

作为示例，所述气体管道3设置有两个，相对于现有技术的单个管道，单位时间内气流覆盖的晶圆4面积更大，提高了清洁的效率。

如图6所示，两个所述气体管道3与所述晶圆4表面的夹角α、β的范围均为30-45°。该角度范围可以控制气流的方向和冲洗晶圆4表面的气流冲力(在气流压强一定的情况下作以微调)。

旋转装置2以一定速度逆时针或顺时针旋转，两个所述气体管道3沿着所述晶圆4的半径方向做往复运动，并与所述旋转装置2配合以冲洗所述晶圆4的全部表面。这里，只要调整好两个所述气体管道3的往复运动的轨迹，两个所述气体管道3排除的气体可以覆盖/扫描所述晶圆4的整个表面。请参阅图7，为实用新型清洁装置中喷嘴喷出的气流在晶圆4表面的轨迹图。作为示例，两个所述气体管道3的出气端均安装有组合喷嘴6。相对于现有技术的单个喷嘴，吹出的气流覆盖晶圆4的面积更大，还适于调节气流的方向，提高清洁效率。

作为示例，所述组合喷嘴6包括三个不同方向的喷嘴一，喷嘴二和喷嘴三(图中均未示出)，所述喷嘴一、所述喷嘴二和所述喷嘴三三者之间的夹角可以任意调节。如图8和图9所示，所述污染颗粒8受到所述喷嘴一、所述喷嘴二和所述喷嘴三喷出的气流冲力分别是F1、F2和F3，最终保证F1、F2和F3的合力F的方向是朝向所述晶圆4的外侧，也即组合喷嘴6形成三个方向的气流，使污染颗粒8受到三个不同方向力(合力F的方向指向所述晶圆4外部)，随着所述旋转装置2带动所述晶圆4旋转及所述气体管道3带动所述组合喷嘴6的移动，使不同位置的污染颗粒8均受到此合力F的作用，最终把所述污染颗粒8从晶圆4表面移除。

作为示例，所述清洁腔室1的内壁上设有一圈凹槽7，所述凹槽7的位置对应于所述晶圆4所在的水平面。

作为示例，所述排气装置5安装于所述清洁腔室1的外侧，且与所述凹槽7的位置相对应。

这里设置的所述凹槽7的有益之处在于，当晶圆4旋转时会产生一定的离心力，所述污染颗粒8在离心力和气流冲力的作用下会被抛向晶圆4的外侧且离开晶圆4的表面，由于所述凹槽7的位置对应于所述晶圆4所在的水平面，这时，所述污染颗粒8会朝向所述凹槽7运动，最终会聚集在凹槽7处。

又因为所述排气装置5安装于所述清洁腔室1的外侧，且与所述凹槽7的位置相对应，通过所述排气装置5及时的将所述污染颗粒8连同气体排除所述清洁腔室1的外部。

如上所述，本实用新型的清洁装置采用封闭的清洁腔室，并利用排气装置进行抽气以形成负压作业，加强空气流动，保持清洁腔室的洁净度；在所述清洁腔室内壁设有凹槽，以便污染颗粒的聚集，并通过排气装置及时排除；采用双根气体管道，提高单位时间内气流覆盖晶圆表面的面积；双根气体管道分别连接组合喷嘴，且组合喷嘴形成三个方向气流，使颗粒受到三个不同方向力，随着晶圆旋转及组合喷嘴的移动，使不同位置的污染颗粒均受到同一合力的作用，提高清除污染颗粒的效率，从而提升产品良率。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。