一种采用超临界二氧化碳流体清洗圆晶盘的设备

技术领域

本发明涉及领域圆晶盘制造领域，尤其涉及一种采用超临界二氧化碳流体清洗圆晶盘的设备。

背景技术

圆晶盘也称晶圆，在加工过程中，各种污染物会积累在晶圆表面，如油脂、灰尘、水分等，为了满足晶圆在各工序加工过程中洁净度的要求，需要对晶圆定期进行清洗。常见的清洗方式有通过溶剂清洗、酸碱清洗、等离子清洗、超声波清洗等方式。

而且现有的清洗方式都存在清洗效率较低、清洗效果不好或者容易对晶圆表面造成损伤等弊端。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，现有的清洗方式存在清洗效果不佳且容易对晶圆表面造成损伤等问题，本发明提供了一种采用超临界二氧化碳流体清洗圆晶盘的设备来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用超临界二氧化碳流体清洗圆晶盘的设备，包括有清洗釜，所述清洗釜内设置有放置待清洗圆晶盘的托盘，所述清洗釜上连通有预混系统和收集系统，所述预混系统包括有气源、主泵和预混釜，所述气源连接所述主泵的进口，所述主泵的出口连通所述预混釜的进口，所述预混釜的出口连通所述清洗釜的进口，所述收集系统包括有收集器，所述收集器设置在所述清洗釜的出口处。

进一步地：所述预混釜的数量为二个，二个所述预混釜的进口并联接入于所述主泵的出口，二个所述预混釜的出口并联接入于所述清洗釜的进口。

进一步地：在气源和主泵之间依次设置有过滤器和冷凝器，在所述预混釜和所述主泵之间依次设置有单向阀和预热器；设备还包括有换热器，所述换热器依次连接所述预混釜、所述清洗釜和所述收集器的壳程。

进一步地：所述收集器上设有回收口，所述回收口连通所述气源。

本发明的有益效果是，本发明一种采用超临界二氧化碳流体清洗圆晶盘的设备通过采用气体清洗的方式，采用超临界二氧化碳作为表面活性剂的溶剂，在清洗釜前设置预混釜实现超临界二氧化碳与表面活性剂的充分混合互溶，然后在清洗釜中利用高速气流实现高效清洗，提高了晶圆清洗质量避免了晶圆表面损伤。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图中1、清洗釜，2、收集器，3、预混系统，4、收集系统，5、气源，6、主泵，7、预混釜，8、过滤器，9、冷凝器，10、单向阀，11、预热器，12、换热器，13、回收口。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

如图1所示，本发明提供了一种采用超临界二氧化碳流体清洗圆晶盘的设备，包括有清洗釜1，所述清洗釜1内设置有放置待清洗圆晶盘的托盘，所述清洗釜1上连通有预混系统3和收集系统4，所述预混系统3包括有气源5、主泵6和预混釜7，所述气源5连接所述主泵6的进口，所述主泵6的出口连通所述预混釜7的进口，所述预混釜7的出口连通所述清洗釜1的进口，所述收集系统4包括有收集器2，所述收集器2设置在所述清洗釜1的出口处。

在进行圆晶盘清洗时，先提前将适量的表面活性剂放入到预混釜7中，同时将圆晶盘固定到清洗釜1内的托盘上，当进行清洗时，气源5提供二氧化碳气体后经过主泵6的作用二氧化碳变成液态超临界状态然后进入到预混釜7中，在预混釜7中超临界的二氧化碳与表面活性剂充分混合，超临界二氧化碳在预混釜7中与表面活性剂混合反应完成，然后一并由预混釜7中进入到后道的清洗釜1内，在清洗釜1中二氧化碳和表面活性剂喷射进入，对托盘上的圆晶盘进行清洗，洗脱之后的杂质以及完成了清洗的二氧化碳最后由清洗釜1流入至收集系统4的收集器2中。

这种清洗方式采用超临界二氧化碳混合表面活性剂，通过超临界二氧化碳和表面活性剂互溶和混合，利用超临界二氧化碳高密度、低粘度、低表面张力和高扩散系数等特殊物理性质，充分混合互溶表面活性剂，并高速喷射到清洗釜1中对圆晶盘表面进行高质量的清洗，有助于提高圆晶盘表面清洗质量。

所述预混釜7的数量为二个，二个所述预混釜7的进口并联接入于所述主泵6的出口，二个所述预混釜7的出口并联接入于所述清洗釜1的进口。通过两个并联的预混釜7可以将表面活性剂分开互溶，有助于提高超临界二氧化碳与表面活性剂的混合互溶效果和速度，提升了清洗质量与清洗效率。

在气源5和主泵6之间依次设置有过滤器8和冷凝器9，在所述预混釜7和所述主泵6之间依次设置有单向阀10和预热器11；设备还包括有换热器12，所述换热器12依次连接所述预混釜7、所述清洗釜1和所述收集器2的壳程。

气源5的二氧化碳经过过滤器8和冷凝器9之后，液化成为液态，然后通过主泵6加压，二氧化碳变为超临界状态，然后再通过后道的预热器11进行预热，为预混做准备。在清洗工作时，预混釜7的工作压力通常维持在30MPa，温度维持在70°C，清洗釜1工作压力通常维持在30MPa，温度维持在70°C，收集器2的工作压力通常维持在10MPa，温度维持在70°C，设有温度传感器和压力传感器进行实时监测。在换热器12可以及时对预混釜7、清洗釜1和收集器2的外周设有壳程，通过换热器12可以及时对上述壳程进行热量交换，便于相关容器维持正常稳定的工作温度。

所述收集器2上设有回收口13，所述回收口13连通所述气源5。在清洗釜1的出口有自动压力控制阀进行压力的控制，清洗釜1中清洗出来的残液及杂质一起进入到收集器2中，并在收集器2中杂质和二氧化碳气体实现分离，通过回收口13二氧化碳气体再次进入到气源5中以便进行后续的圆晶盘清洗工作，循环使用节约了气源5。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。