[发明专利]一种具有气体保护的二相流雾化喷射清洗装置及清洗方法

摘要

本发明公开了一种具有气体保护的二相流雾化喷射清洗装置及清洗方法，在喷嘴主体内设置带有预设角度的液体导向出口的多路液体分流管路，以及带有垂直气体导向出口的出气网板，使喷射出的高速液体流与高速气体流产生充分地相互作用，形成颗粒尺寸均一、可调的超微雾化液滴，并在雾化颗粒导向出口的加速及导向作用下向下喷向晶圆表面，同时环绕雾化颗粒导向出口并朝向外侧下倾设有保护气体出口喷射保护气体，可在气体保护下对晶圆进行移动雾化清洗，本发明可大大缩小雾化颗粒尺寸，减小其具有的能量，从而可避免对晶圆表面图形结构造成损伤，并可控制清洗工艺过程中清洗腔室内的氧气含量，减少水痕缺陷产生的可能，从而提高清洗质量和效率。

主权项

1.一种采用具有气体保护的二相流雾化喷射清洗装置的清洗方法，其特征在于，所述清洗装置包括：喷嘴主体，其内部设有液体管路，环绕液体管路设有气体管路，喷嘴主体下端设有气液导向部件，气液导向部件以一定对称关系水平设有连通液体管路的多路液体分流管路，各液体分流管路之间具有连通气体管路的出气网板，出气网板垂直设有密布的多数个气体导向出口，沿各液体分流管路设有与喷嘴主体轴线呈预设角度下倾的多数个液体导向出口；进液管路和进气管路，连接设于一喷淋臂上，并分别连通喷嘴主体内的液体管路、气体管路，所述喷淋臂带动喷嘴主体作过晶圆圆心的圆弧往复运动；雾化颗粒导向出口，围绕设于气液导向部件下方，其为拉瓦尔喷管结构或具有竖直的内壁；气体保护单元，围绕设于主体下部，其设有环绕雾化颗粒导向出口并朝向外侧下倾设置的保护气体出口，所述保护气体出口连通气体保护单元设有的保护气体入口；其中清洗时，由液体导向出口喷出的清洗液体与由气体导向出口喷出的气体在气液导向部件下方相交形成雾化颗粒，并在雾化颗粒导向出口的加速或垂直导向作用下向下喷向晶圆表面进行雾化清洗，同时，由保护气体出口倾斜喷出的保护气体在晶圆上方形成气体保护层，防止晶圆与腔室中的氧气接触；干燥时，关闭进液管路，由雾化颗粒导向出口喷出的干燥气体和由保护气体出口喷出的保护气体共同对晶圆整体表面进行快速干燥；所述清洗方法包括：设定喷淋臂的运动轨迹和清洗工艺菜单，开始清洗工艺，其中在清洗阶段，先启动晶圆转动，并打开清洗装置的液体清洗管路，向晶圆表面大流量喷射清洗液体，以在晶圆表面形成一层均匀分布的清洗液体薄膜，同时打开保护气体入口，通入一定流量的保护气体，并由保护气体出口倾斜喷出，在晶圆上方形成气体保护层，使晶圆与氧气隔绝，然后同时打开进液管路和进气管路，向喷嘴主体内的液体管路通入一定流量的清洗液体、向气体管路通入一定流量的气体，使由液体导向出口喷出的清洗液体以预设的角度倾斜射向从气体导向出口喷出的气体并发生雾化作用形成超微雾化颗粒，并在雾化颗粒导向出口的加速或垂直导向作用下，射入晶圆表面的清洗液体薄膜层内，以在气体保护下对晶圆进行移动雾化清洗；在干燥阶段，关闭进液管路，保持进气管路和保护气体入口开启，向气体管路通入一定流量的干燥气体，向保护气体出口通入一定流量的保护气体，使从雾化颗粒导向出口垂直喷出的干燥气体和从保护气体出口倾斜喷出的保护气体将晶圆的整体表面覆盖，以共同对晶圆进行快速干燥。