CN105405741A - 一种晶圆局部清洁装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种晶圆局部清洁装置，用于对晶圆刻号区域进行清洁，该装置包括晶圆对准装置、晶圆卡盘、晶圆升降控制装置、位于卡盘上方向下的高纯气体高压冲吹管路、以及与冲吹位置相对水平放置的负压抽吸管路。本发明提出的局部清洁装置和方法通过物理手段进行，减小工艺成本，提高工艺效率，对IC制造工艺进行了有效的改进。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造工艺，特别地，涉及一种晶圆激光刻号后的局部清洁装置及方法。
技术背景
在集成电路制造工艺中，在晶圆下线前，需要对每一片晶圆使用激光刻号机进行激光刻号，使每片晶圆具有一个独立的数字身份，以便在集成电路制造中进行有效管理和监控。晶圆刻号的位置通常刻在晶圆的对准缺口处(notch)，激光刻号过程中，由于会产生细小颗粒的硅渣，故在激光刻号后，需要独立的清洁工艺。
晶圆刻号后的清洁都是通过湿法化学手段清洗，一种是槽式清洗机来清洗；一种是单片清洗。两种清洗的共同点都是对晶圆的全局清洗，为保证对硅渣的清洗效果以及不污染晶圆其他区域，需要保证足够的清洗时间以及使用足够的化学液。虽然上述清洗手段可以保证清洗干净硅渣，但从集成电路大规模量产管理角度，存在成本高和时间长的不足。
为此，亟需一种低成本，高效率晶圆刻号后局部清洁装置及方法。
发明内容
本发明提供了一种晶圆刻号后局部清洁装置，采用高纯气体对晶圆刻号区域进行局部高压冲吹，成本低且效率高。具体的，该装置包括：该装置包括晶圆对准装置、晶圆卡盘、晶圆升降控制装置、位于卡盘上方向下的高纯气体高压冲吹管路、以及与冲吹位置相对水平放置的负压抽吸管路。
其中，所述晶圆卡盘通过一定数量的可收缩机械销夹持固定。
其中，所述晶圆升降控制装置包括位于卡盘下方的支架结构，可将卡盘一侧升起或下降使其倾斜一定的角度。
其中，所述卡盘倾斜角度的范围为30°～80°。
其中，所述高纯气体高压冲吹管路所采用的高纯气体包括不限于高纯氮气、高纯压缩空气等。
其中，所述高纯气体压力范围为80-150psi。
相应的，本发明还提供了一种晶圆局部清洁方法，用于对晶圆刻号区域进行清洁，该方法包括以下步骤：
a.提供待清洁晶圆，通过晶圆对准装置进行对准，确认晶圆刻号的位置；
b.将晶圆放置在晶圆卡盘上，并使其刻号的位置位于高纯冲吹气体管路喷嘴下方；
c.通过晶圆升降控制装置将卡盘一侧升起或下降使其倾斜一定的角度；
d.通过高纯气体高压冲吹管路的喷嘴对激光刻号后的区域进行高压喷吹；
e.在步骤d的同时或之前，开启负压抽风管路，将高压冲吹的硅渣产物及时吸走。
其中，在步骤c中，所述卡盘倾斜角度的范围为30°～80°。
其中，所述高纯气体包括不限于高纯氮气，高纯压缩空气等。
其中，在步骤d中，适用的气体压力范围为80-150psi。
本发明提出的局部清洁装置和方法通过物理手段进行，减小工艺成本，提高工艺效率，对IC制造工艺进行了有效的改进。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是根据本发明的一个具体实施方式中的局部清洁装置的正视图；
图2是图1中清洁装置45°角的斜视图。
具体实施方式
本发明提供了一种晶圆刻号后局部清洁装置，采用高纯气体对晶圆刻号区域进行局部高压冲吹，成本低且效率高。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施例作详细描述。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
本发明提出的局部清洁装置和方法通过物理手段进行，具有低成本，高效率的特点，对IC制造工艺进行了有效的改进。本发明中的清洁装置和方法可单独使用，也可以与晶圆激光刻号机联合使用或是与单片清洁机联合使用。
该局部清洁装置包括晶圆对准装置、晶圆卡盘、晶圆升降控制装置、位于卡盘上方竖直向下的高纯气体高压冲吹管路、以及与冲吹位置相对，水平放置的负压抽吸管路。
其中，所述晶圆卡盘通过一定数量的可收缩机械销夹持固定。
其中，所述晶圆升降控制装置包括位于卡盘下方的支架结构，可将卡盘一侧升起或下降使其倾斜一定的角度。
其中，所述卡盘倾斜角度的范围为30°～80°。
其中，所述高纯气体高压冲吹管路所采用的高纯气体包括不限于高纯氮气、高纯压缩空气等。
其中，所述高纯气体压力范围为80-150psi。
图1所示是本发明的一个实施例中的晶圆刻号后局部清洗装置示意图，其中，所述晶圆为硅晶圆，并且已经在晶圆的对准缺口处(notch)进行激光刻号。
在本实施例中，以该装置和单片清洗机集成后使用为例，命名为单片清洗机a。
首先，将激光刻号完成后的晶圆放置在单片清洗机a上；设备机械手将晶圆放送至晶圆对准***，使晶圆的notch或是定位边统一为一个方向，目的是保证每次都吹洗晶圆的激光刻号位置；接下来，通过机械手将待吹洗晶圆放置在水平的卡盘上。
晶圆放置好后，设备自动将卡盘一层升起或下降使其倾斜一个角度，该角度根据清洗需要由需要取出的杂质和数量以及单片清洗机a的工作状态而定，为30°～80°，在本实施例中，该卡盘的角度为45度；在另一个实施例中，该角度为35°；再另外的一个实施例中，该角度为80°。
达到设定角度后，高纯冲吹气体管路和抽吸气体管路同时开启，所述高纯气体包括不限于高纯氮气，高纯压缩空气等，在本例中，优选的，高纯气体为高纯氮气；高纯气体的适用的气体压力范围为80-150psi，在一个实施例中，具体压强为80psi；在另一个实施例中，压强为150psi；在本实施例中，压强为90psi。
接下来，使所述高纯气体对准激光刻蚀位置喷吹5s，具体的清洗时间根据杂质的剂量和清洗机的工作状态确定，可以适当的增加或减少，直至完全清除杂质；与此同时，抽吸气体管路将高压冲吹的硅渣产物及时吸走。所述抽吸气体管路优选为喇叭口状，有利于充分收集被吹落的残渣。
工艺时间完成后，高纯冲吹气体管路和抽吸气体管路同时关闭；同时升降结构将卡盘放缓至水平位置，机械手将晶圆抽出；送至设备的去离子水清洗腔进行最终清洗，而后干燥，完成整个清洗过程。
在此过程中，抽吸气体管路可以设定为常开或是与高压冲吹管路同步；高压冲吹管路气体压强及冲吹时间可在设备上设定。
单片清洗设备的湿法清洗腔体包括且不限于去离子水清洗，稀释化学液清洗，接触式滚刷清洗，兆声波清洗等。
该装置也可以集成在激光刻号机内部，即晶圆完成激光刻号后，重复上述过程，完成对刻号位置的硅渣高压冲吹。
相比于现有技术，本发明提出的清洗方法在清洗时，高压冲吹管路与负压抽风管路同时开启，将高压冲吹的硅渣产物及时吸走，防止对晶圆其他位置造成污染，能够有效的在达到技术要求的同时节约成本，提高清洗效率。
虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。
此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。
Claims (11)
1.一种晶圆局部清洁装置，用于对晶圆刻号区域进行清洁，该装置包括晶圆对准装置、晶圆卡盘、晶圆升降控制装置、位于卡盘上方向下的高纯气体高压冲吹管路、以及与冲吹位置相对水平放置的负压抽吸管路。
2.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，所述晶圆卡盘通过一定数量的可收缩机械销夹持固定。
3.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，所述晶圆升降控制装置包括位于卡盘下方的支架结构，可将卡盘一侧升起或下降使其倾斜一定的角度。
4.根据权利要求3所述的清洁装置，其中所述晶圆升降控制装置，其特征在于，所述卡盘倾斜角度的范围为30°～80°。
5.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，所述高纯气体高压冲吹管路所采用的高纯气体包括高纯氮气或高纯压缩空气。
6.根据权利要求5所述的清洁装置，其特征在于，所述高纯气体压力范围为80-150psi。
7.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，所述负压抽吸管路为喇叭口状。
8.一种晶圆局部清洁方法，用于对晶圆刻号区域进行清洁，该方法包括以下步骤：
a.提供待清洁晶圆，通过晶圆对准装置进行对准，确认晶圆刻号的位置；
b.将晶圆放置在晶圆卡盘上，并使其刻号的位置位于高纯冲吹气体管路喷嘴下方；
c.通过晶圆升降控制装置将卡盘一侧升起或下降使其倾斜一定的角度；
d.通过高纯气体高压冲吹管路的喷嘴对激光刻号后的区域进行高压喷吹；
e.在步骤d的同时或之前，开启负压抽风管路，将高压冲吹的残渣及时吸走。
9.根据权利要求8所述的晶圆局部清洁方法，其特征在于，在步骤c中，所述卡盘倾斜角度的范围为30°～80°。
10.根据权利要求8所述的晶圆局部清洁方法，其特征在于，在步骤d中，所述高纯气体包括高纯氮气或高纯压缩空气。
11.根据权利要求10所述的晶圆局部清洁方法，其特征在于，在步骤d中，适用的气体压力范围为80-150psi。
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