(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210179547.7 (22)申请日 2022.02.25 (71)申请人 上海普达特半导体设备有限公司 地址 200120 上海市浦东 新区中国 （上海） 自由贸易试验区张东路1387号33幢 101室 (72)发明人 刘枫　刘二壮　黄允文　刘涛　 蔡斌　 (74)专利代理 机构 上海光华专利事务所(普通 合伙) 31219 专利代理师 卢炳琼 (51)Int.Cl. B08B 3/02(2006.01) B08B 3/08(2006.01) H01L 21/67(2006.01) (54)发明名称 一种单片式晶圆清洗装置 (57)摘要 本发明提供一种单片式晶圆清洗装置， 包括 承载台及喷头， 喷头位于承载台上方， 包括清洗 液供给单元、 清洗液回收单元及收容腔， 清洗液 供给孔位于收容腔的底面， 多个清洗液回收孔位 于收容腔的边缘且位于清洗液供给孔的外侧， 承 载台的表 面宽度小于收容腔的开口宽度， 收容腔 容置晶圆， 且晶圆与收容腔之间具有间距并构成 浸渍空间。 本发明的单片式晶圆清洗装置， 通过 清洗液供给单元供给清洗液， 通过清洗液回收单 元回收清洗液， 且结合收容腔， 使得收容腔与晶 圆之间构成浸渍空间， 从而喷头可同时兼具对清 洗液的喷淋与回 收的任务， 且可为晶圆提供浸渍 氛围， 从而在不影响工艺标准的前提下， 有助于 减少清洗液的用量， 降低成本， 减少排 放。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 114453321 A 2022.05.10 CN 114453321 A 1.一种单片式晶圆清洗装置， 其特 征在于， 所述单片式晶圆清洗装置包括： 承载台， 所述承载台用以承载晶圆； 喷头， 所述喷头位于所述承载台上方， 包括清洗液供给单元、 清洗液回收单元及收容 腔， 其中， 所述清洗液供给单元包括清洗液供给孔， 所述清洗液供给孔位于所述收容腔的底 面， 用以向所述晶圆表面供给清洗液； 所述清洗液回收单元包括清洗液回收孔， 所述清洗液 回收孔位于所述收容腔的边缘， 且位于所述清洗液供给孔的外侧， 用以回收所述清洗液； 所 述承载台的表面宽度小于所述收容腔的开口宽度， 所述收容腔容置位于所述承载台上的所 述晶圆， 且所述晶圆与所述收容腔之间具有间距构成浸渍空间。 2.根据权利要求1所述的单片式晶圆清洗装置， 其特征在于： 位于所述收容腔内的所述 晶圆的上表面与所述收容腔的底面之间的间距取值范围为0.5 cm～1cm。 3.根据权利要求1所述的单片式晶圆清洗装置， 其特征在于： 所述收容腔的底面宽度 大 于所述收容腔的开口宽度， 以构成倒梯形收容腔。 4.根据权利要求1所述的单片式晶圆清洗装置， 其特征在于： 所述清洗液供给孔、 所述 承载台及所述清洗液回收孔共轴设置， 且所述清洗液回收孔设置于所述清洗液供给孔及所 述承载台外围。 5.根据权利要求1所述的单片式晶圆清洗装置， 其特征在于： 多个所述清洗液回收孔呈 环状且等间距分布。 6.根据权利要求1所述的单片式晶圆清洗装置， 其特征在于： 所述清洗液供给单元包括 与所述清洗液供给孔相连通的清洗液供给管， 所述清洗液回收单元包括清洗液第一回收管 及清洗液第二回收管， 所述清洗液第一回收管与多个所述清洗液回收孔一一对应连通设 置， 所述清洗液第二回收管与多个所述清洗液第一回收管相连通。 7.根据权利要求6所述的单片式晶圆清洗装置， 其特征在于： 所述清洗液第 二回收管的 管径分别大于所述清洗液第一回收管及所述清洗液供给管的管径， 且所述清洗液第二回收 管的流量分别大于所述清洗液第一回收管及所述清洗液 供给管的流量。 8.根据权利要求1所述的单片式晶圆清洗装置， 其特征在于： 所述清洗液供给单元包括 SPM清洗液 供给单元、 IP A清洗液供给单元及去离 子水清洗液 供给单元中的一种或组合。 9.根据权利要求1所述的单片式晶圆清洗装置， 其特征在于： 所述单片式晶圆清洗装置 还包括设置于所述喷头上的干燥气 体供给单元， 所述干燥气 体供给单元包括氮气供给单元 或惰性气体供 给单元， 用以干燥所述晶圆。 10.根据权利要求9所述的单片式晶圆清洗装置， 其特征在于： 所述干燥气体供给单元 包括多个干燥气体供给孔， 多个所述干燥气体供给孔位于所述清洗液供给孔的外 围， 并与 所述清洗液 供给孔共轴且呈环状等间距分布。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114453321 A 2一种单片式晶圆清洗装 置 技术领域 [0001]本发明属于半导体设备 领域， 涉及一种单片式晶圆清洗装置 。 背景技术 [0002]在晶圆加工过程中， 需根据 需要去除晶圆表面残留的有机物、 颗粒、 金属杂质、 自 然氧化层、 石英、 塑料等污染物， 且不破坏晶圆的表面特性。 为此， 在晶圆的制造过程中需要 经过多次清洗步骤。 [0003]现有的晶圆湿法清洗分为槽式清洗和单片式清洗， 随着对晶圆表面 洁净度的要求 越来越高， 因单片 式清洗可以降低清洗过程中的交叉污染、 提高成品率， 因此， 现有的湿法 清洗逐渐由传统的槽式清洗向单片式清洗过渡。 如附图1， 现有的单片式晶圆清洗装置主要 包括承载台10、 喷头20及收容杯 30， 置于承载台10上的晶圆40在腔室内进行清洗工艺时， 清 洗液自喷头20喷淋到晶圆40的表面， 清洗液会随着晶圆40的转动甩到收容杯30内， 然后流 至下排口， 进行排 放。 [0004]在现代半导体工厂中， 尤其是在对40nm以下的晶圆制程中， 晶圆清洗是不可缺少 的主流技术， 且在晶圆清洗工艺中， 硫酸是使用范围最广的清洗液之一。 如在使用硫酸清洗 晶圆时， 通常是将硫酸和双氧水以一定的比例混合构成SP M清洗液， 而后通过喷头喷射到高 速旋转的晶圆上， 以对晶圆进 行清洗流程， 但由于晶圆在清洗过程中的高速旋转， 在清洗晶 圆的过程中， 大量的硫酸未能及时充分参与晶圆的清洗过程， 而就被甩到收容杯中， 并被排 走， 因此， 在晶圆的清洗过程中， 会有相当程度的清洗液被浪费。 [0005]目前， 基于单片式晶圆清洗装置的结构特性， 一片晶圆在单道工序中， 清洗液以硫 酸为例， 消耗的硫酸大约为0.6～1L/片， 以整个工艺流程来看， 涉及到硫酸的工序约有20道 以上， 也就是说， 一片晶圆的累计消耗硫酸量为15～20L。 以月产1万片的工厂为例， 每月消 耗的硫酸量就可能达到300吨以上， 消耗成本约240万/每月(以硫酸价格约为8000元/吨为 例)， 因此， 年消耗 成本将近3000万元人民币， 从而节约硫酸用量对降低成本具有重要意义， 且减少硫排 放也已成为目前环保的重要课题之一。 [0006]因此， 在不影响工艺标准的前提下， 减少清洗液的用量及排放， 是一个需要长期研 究的项目。 发明内容 [0007]鉴于以上所述现有技术的缺点， 本发明的目的在于提供一种单片式晶圆清洗装 置， 用于解决现有技 术中在对晶圆进行清洗时造成清洗液浪费的问题。 [0008]为实现上述目的及其他相关目的， 本发明提供一种单片式晶圆清洗装置， 所述单 片式晶圆清洗装置包括： [0009]承载台， 所述承载台用以承载晶圆； [0010]喷头， 所述喷头位于所述承载台上方， 包括清洗液供给单元、 清洗液回收单元及收 容腔， 其中， 所述清洗液供给单元包括清洗液供给孔， 所述清洗液供给孔位于所述收容腔的说　明　书 1/6 页 3 CN 114453321 A 3