一种半导体腔室的清洗系统及清洗方法与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种半导体腔室的清洗系统及清洗方法。

背景技术：

1、在半导体制造工艺中，单片式湿法清洗通过将晶圆置于密闭腔体内高速旋转并喷淋化学药液以去除表面颗粒及杂质，但旋转过程中药液飞溅至腔壁、卡盘及管道并在干燥后形成难以去除的化学结晶或黏性薄膜，这些污染物在后续工艺中易脱落并造成晶圆颗粒缺陷，严重降低芯片良率。

2、现有技术中，主要采用人工手动清洗或单纯去离子水喷淋进行清洗，其中人工清洗效率极低、开腔操作易引入人为污染且无法有效清洁复杂死角，单纯去离子水喷淋因水流冲击力有限且对碱性结晶溶解能力不足，难以剥离顽固附着物并易留下水渍干燥斑形成二次污染。

3、因此，有必要提供一种新的半导体腔室的清洗系统及清洗方法，以解决现有技术中存在的上述问题。

技术实现思路

1、本申请要解决的技术问题是如何提供一种能够不开腔且清洁效率高的半导体腔室的清洗系统及清洗方法。

2、为解决上述技术问题，根据本申请的实施例，提供一种半导体腔室的清洗系统，包括：第一喷嘴，设于待清洗腔室内，并具有通气孔以及通液孔；供气管路，一端与外部的惰性气体源连通，另一端与所述第一喷嘴连接，以向所述第一喷嘴供应惰性气体；供液管路，一端与外部的清洗液供应源连通，另一端与所述第一喷嘴连接，以向所述第一喷嘴供应清洗液；其中，惰性气体经由所述供气管路进入所述第一喷嘴并从所述通气孔喷出，清洗液经由所述供液管路进入所述第一喷嘴并从所述通液孔喷出，并与所述惰性气体混合后喷至所述待清洗腔室的侧壁以对所述待清洗腔室的侧壁同时进行物理剥离以及化学溶解。

3、根据本申请的实施例，所述第一喷嘴呈中空设置，且所述第一喷嘴内部具有隔板，以将所述第一喷嘴的内部划分为第一腔室以及第二腔室；所述通气孔设有多个且多个所述通气孔均与所述第一腔室连通，所述通液孔设有多个且多个所述通液孔均与所述第二腔室连通；所述供气管路与所述第一腔室连通，以向所述第一腔室输送惰性气体，所述供液管路与所述第二腔室连通，以向所述第二腔室输送清洗液。

4、根据本申请的实施例，所述第一喷嘴具有多个，多个所述第一喷嘴分别置于所述待清洗腔室的不同侧壁，以对对应的所述侧壁进行清洗。

5、根据本申请的实施例，所述第一喷嘴具有清洁面，所述通气孔以及所述通液孔均沿所述清洁面的厚度方向垂直贯穿所述清洁面并与所述第一喷嘴的内部连通；所述清洁面与所述待清洗腔室的内壁之间具有清洗夹角，所述清洗夹角大于80°，小于等于90°。

6、根据本申请的实施例，所述通气孔的直径与所述通液孔的直径均小于1mm。

7、根据本申请的实施例，清洗系统还包括多个第二喷嘴，多个所述第二喷嘴分别设于所述待清洗腔室的不同侧壁；且多个所述第二喷嘴均与所述供液管路连通，以使流经所述供液管路的清洗液进入所述第二喷嘴。

8、根据本申请的实施例，所述第二喷嘴具有输入端与输出端；所述输入端设于所述供液管路并与所述供液管路连通；所述输出端呈弧形设置，且所述输出端的流通面积大于所述输入端的流通面积，以使清洗液流经所述输出端后覆盖对应的侧壁。

9、根据本申请的实施例，所述待清洗腔室的内壁设有转动件，所述转动件与所述第一喷嘴连接，用于带动所述第一喷嘴转动，以使经由所述第一喷嘴的液体以及气体能够喷至所述待清洗腔室的侧壁的预定位置。

10、根据本申请的实施例，所述供液管路与所述供气管路上均设有控制阀，设于所述供液管路的所述控制阀用于控制所述供液管路的通断，设于所述供气管路的所述控制阀用于控制所述供气管路的通断。

11、一种半导体腔室的清洗方法，应用于上述的清洗系统，所述清洗方法包括以下步骤：将晶圆转移至待清洗腔室的外部；控制清洗液供应源供应清洗液，使清洗液从通液孔以及第二喷嘴喷至所述待清洗腔室的内壁；控制惰性气体源供应惰性气体，使惰性气体从通气孔喷出并与经由所述通液孔的经由所述通液孔的共同喷至所述待清洗腔室的内壁；控制所述清洗液供应源停止供应清洗液，经由所述通气孔的惰性气体对所述待清洗腔室的内壁残留的清洗液进行吹扫。

12、通过采用上述技术方案，将清洗液的弱酸性化学溶解作用与惰性气体高速气流的物理剪切作用相结合，利用第一喷嘴中通气孔与通液孔平行紧密相邻的特定结构使两种介质在喷口外汇合形成兼具气流剪切力与液流冲击力的气液混合条形幕，实现了对腔壁顽固结晶和黏性液膜的协同强力剥离以进行清洗；同时，整个清洗系统集成于腔体内部，无需开腔和人工介入，从根本上避免了人为污染，且通过气吹干燥阶段由通气孔单独喷出的高速惰性气体条形气流幕对腔壁残液进行彻底刮除并借助切向旋流导向底部排液口，实现了清洗后的干燥，减少了水渍残留。

1.一种半导体腔室的清洗系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，所述第一喷嘴呈中空设置，且所述第一喷嘴内部具有隔板，以将所述第一喷嘴的内部划分为第一腔室以及第二腔室；

3.根据权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，所述第一喷嘴具有多个，多个所述第一喷嘴分别置于所述待清洗腔室的不同侧壁，以对对应的所述侧壁进行清洗。

4.根据权利要求3所述的清洗系统，其特征在于，所述第一喷嘴具有清洁面，所述通气孔以及所述通液孔均沿所述清洁面的厚度方向垂直贯穿所述清洁面并与所述第一喷嘴的内部连通；

5.根据权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，所述通气孔的直径与所述通液孔的直径均小于1mm。

6.根据权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，还包括多个第二喷嘴，多个所述第二喷嘴分别设于所述待清洗腔室的不同侧壁；且多个所述第二喷嘴均与所述供液管路连通，以使流经所述供液管路的清洗液进入所述第二喷嘴。

7.根据权利要求6所述的清洗系统，其特征在于，所述第二喷嘴具有输入端与输出端；

8.根据权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，所述待清洗腔室的内壁设有转动件，所述转动件与所述第一喷嘴连接，用于带动所述第一喷嘴转动，以使经由所述第一喷嘴的液体以及气体能够喷至所述待清洗腔室的侧壁的预定位置。

9.根据权利要求1所述的清洗系统，其特征在于，所述供液管路与所述供气管路上均设有控制阀，设于所述供液管路的所述控制阀用于控制所述供液管路的通断，设于所述供气管路的所述控制阀用于控制所述供气管路的通断。

10.一种半导体腔室的清洗方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任一所述的清洗系统，所述清洗方法包括以下步骤：