(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 202210772500.1 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 长鑫存储技术有限公司 地址 230000 安徽省合肥市经济技 术开发 区空港工业园兴业大道38 8号 (72)发明人 张莹　 (74)专利代理 机构 北京同达信恒知识产权代理 有限公司 1 1291 专利代理师 李海波 (51)Int.Cl. H01L 21/67(2006.01) H01L 21/677(2006.01) H01L 21/683(2006.01) B08B 3/08(2006.01) B08B 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种半导体 工艺中薄膜剥脱清洗装置 (57)摘要 本发明涉及半导体领域， 公开一种半导体工 艺中薄膜剥脱清洗装置， 包括： 反应腔以及位于 反应腔内部的传送机构、 旋转机构、 剥脱液涂布 机构和取样机构； 反应腔具有开口， 开口用于作 为传送晶圆的入口和出口； 传送机构用于吸附和 传送晶圆； 旋转机构用于接收来自传送机构的晶 圆、 吸附并带动晶圆旋转； 剥脱液涂布机构用于 朝向旋转机构喷洒剥脱液， 以使剥脱液落在由旋 转机构带动旋转的晶圆的第一表 面； 取样机构用 于收集晶圆表 面制备好的样品液。 本申请使用自 动化处理装置代替人工手动处理， 实现同一装置 全自动完成剥脱和取样操作， 达到提高效率和降 低人为误差， 同时降低剥脱液对人体的危害； 同 时降低仪 器误差。 权利要求书3页 说明书15页 附图6页 CN 115172210 A 2022.10.11 CN 115172210 A 1.一种半导体工艺中薄膜剥脱清洗装置， 其特征在于， 包括： 反应腔、 传送机构、 旋转机 构、 剥脱液涂布机构和取样机构； 所述反应腔具有开口， 所述 开口用于作为传送晶圆的入口和出口； 所述传送机构设置 于所述反应腔内部， 用于吸附和传送晶圆； 所述旋转机构设置于所述反应腔的底部， 用于接收来自所述传送机构的晶圆、 吸附并 带动所述晶圆旋转； 所述剥脱液涂布机构设置于所述反应腔内部， 用于朝向所述旋转机构喷洒剥脱液， 以 使所述剥脱液落在由所述旋转机构带动旋转的晶圆的第一表面， 所述晶圆的第一表面为所 述晶圆背离所述反应腔底壁 一侧表面； 所述取样机构设置 于所述反应腔内部， 用于收集晶圆表面制备好的样品液。 2.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述传送机构包括： 第一升降旋转驱动组 件、 第一操作杆和传送手臂； 所述传送手臂上设置有用于吸附晶圆的真空吸盘以及用于定位晶圆位置的定位传感 器； 所述传送手臂安装于所述第 一操作杆， 所述第 一操作杆通过所述第 一升降旋转驱动组 件安装于所述反应腔的底壁， 所述第一升降旋转驱动组件用于驱动所述第一操作杆带动所 述传送手臂升降， 还用于驱动所述第一操作杆带动所述传送手臂绕所述第一操作杆的轴线 方向转动。 3.根据权利要求1所述的装置， 其特征在于， 所述旋转机构包括真空旋转吸盘以及与 所 述真空旋转吸盘连通的吸气管路； 所述吸气管路上设置有用于控制所述吸气管路通断的控 制阀。 4.根据权利要求3所述的装置， 其特征在于， 所述剥脱液涂布机构包括： 第二升降旋转 驱动组件、 第二操作杆、 剥脱液输送管路和剥脱液喷 嘴； 所述剥脱液喷嘴与 所述剥脱液输送管路连接， 所述剥脱液喷嘴的喷洒方向朝向所述真 空旋转吸盘； 所述剥脱液输送管路安装于所述第二操作杆； 所述第二操作杆通过所述第 二升降旋转驱动组件安装于所述反应腔的底壁， 所述第 二 升降旋转驱动组件用于驱动所述第二操作杆带动所述剥脱液输送管路和所述剥脱液喷嘴 升降， 还用于驱动所述第二操作杆带动所述剥脱 液输送管路和所述剥脱 液喷嘴绕所述第二 操作杆的轴线方向转动。 5.根据权利要求4所述的装置， 其特征在于， 所述取样机构包括： 第三升降旋转驱动组 件、 第三操作杆和收集杆； 所述收集杆 上设置有吸取口、 收集口以及连通所述吸取口和所述收集口 的取样管路； 所述收集杆安装于所述第 三操作杆， 所述第 三操作杆通过所述第 三升降旋转驱动组件 安装于所述反应腔的底壁， 所述第三升降旋转驱动组件用于驱动所述第三操作杆带动所述 收集杆升降， 还用于驱动所述第三操作杆带动所述收集杆绕所述第三操作杆的轴线方向转 动； 所述吸取口用于吸取 所述晶圆表面制备好的样品液。 6.根据权利要求5所述的装置， 其特征在于， 所述收集杆还用于带动所述吸取口的移权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115172210 A 2动， 所述吸取口还用于根据剥脱液种类在晶圆表面 不同位置处定点吸取样品液。 7.根据权利要求5所述的装置， 其特征在于， 所述取样机构还包括： 第 四升降旋转驱动 组件、 第四操作杆、 旋转收集盘和取样瓶； 所述旋转收集盘安装于所述第四操作 杆， 所述第四操作杆通过所述第四升降旋转驱动 组件安装于所述反应腔的底壁， 所述第四升降旋转驱动组件用于驱动所述第四操作杆带动 所述旋转收集盘升降， 还用于驱动所述第四操作杆带动所述旋转收集盘绕所述第四操作杆 的轴线旋转； 所述旋转收集盘上设置有用于放置所述取样瓶的容置 槽； 所述第三升降旋转驱动组件与所述第四升降旋转驱动组件配合以使所述收集杆将所 述样品液输送至所述取样瓶。 8.根据权利要求7所述的装置， 其特征在于， 所述半导体工艺中薄膜剥脱清洗装置还包 括排废管路， 所述旋转收集盘上设置有用于连接所述排废管路的过渡管路， 且所述过渡管 路在所述旋转收集盘背离所述反应腔的底壁 一侧表面形成废液排 放口； 所述旋转收集盘上还设置有定位部， 所述定位部用于定位所述收集口与所述废液排放 口位置对准。 9.根据权利要求8所述的装置， 其特征在于， 所述取样机构还包括设置于所述反应腔底 部的清洗皿， 所述清洗皿用于容纳清洗液， 所述吸取 口还用于 吸取来自所述清洗皿的清洗 液， 并通过 所述取样管路和所述收集口将清洗液 经所述过渡管路输送至所述 排废管路。 10.根据权利要求8所述的装置， 其特征在于， 所述半导体工艺中薄膜剥脱清洗装置还 包括反应皿、 冲洗 机构和气体吹扫机构； 所述反应皿设置于所述反应腔的底部， 分别与所述冲洗机构、 所述气体吹扫机构和所 述排废管路连接， 用于接收来自所述冲洗机构的冲洗液以及来自所述气 体吹扫机构的吹扫 气体， 还用于将所述反应皿中废液排入所述排废管路； 所述冲洗机构还用于朝向所述旋转 机构喷洒冲洗液， 以冲洗所述晶圆； 所述气体吹扫机构还用于朝向所述旋转机构吹扫气体， 以干燥所述晶圆。 11.根据权利要求10所述的装置， 其特征在于， 所述冲洗机构包括： 第一冲洗管路和第 二冲洗管路， 所述第一冲洗管路上设置有第一冲洗液流量阀和第一冲洗液喷嘴， 用于冲洗 晶圆的第一表面； 所述第二冲洗管路上设置有第二冲洗液流量阀和第二冲洗液喷嘴， 用于 冲洗晶圆的第二表面， 所述晶圆的第二表面 为所述晶圆朝向所述反应腔底壁 一侧表面。 12.根据权利要求11所述的装置， 其特征在于， 所述气体吹扫机构包括： 第一吹扫气体 管路和第二吹扫气 体管路， 所述第一吹扫气 体管路上设置有第一吹扫气 体流量阀和第一吹 扫气体喷嘴， 用于吹扫晶圆的第一表面； 所述第二吹扫气体上设置有第二吹扫气体流量阀 和第二吹扫气体喷 嘴， 用于吹扫晶圆的第二表面。 13.根据权利要求12所述的装置， 其特征在于， 所述第一冲洗管路、 所述第一吹扫气体 管路以及所述剥脱液输送管路集成于输送臂， 所述输送臂一端与所述第二操作杆连接， 另 一端设置有所述剥脱液喷 嘴、 所述第一冲洗液喷 嘴和所述第一吹扫气体喷 嘴； 所述第二冲洗管路、 所述第 二吹扫气体管路以及所述吸气管路均设置于所述反应皿的 底壁内部 。 14.根据权利要求4所述的装置， 其特征在于， 所述半导体工艺中薄膜剥脱清洗装置还 包括与所述剥脱液涂布机构连接的剥脱液配制 机构， 所述剥脱液配制 机构包括第一储罐、权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115172210 A 3