CN107591347A - 用于晶圆的清洁装置及清洁方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种用于晶圆的清洁装置及清洁方法。本发明所述的用于晶圆的清洁装置，其中包括晶圆角度校准器、真空吸盘和清洁单元，所述真空吸盘与所述清洁单元设于所述晶圆角度校准器的同一个外表面，所述清洁单元的第一端通过连接组件固定于所述晶圆角度校准器上，所述清洁单元的第二端朝向所述真空吸盘，且所述清洁单元的上表面与所述真空吸盘的上表面处于同一平面内。通过使用本发明所述的用于晶圆的清洁装置及清洁方法，当晶圆在真空吸盘上做旋转运动时，清洁单元能够自动的清洁晶圆的背面，有效的去除晶圆背面的污染物，保证晶圆背面的清洁，减少晶圆背面的清洁周期，提高工作效率。

Description

用于晶圆的清洁装置及清洁方法

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种用于晶圆的清洁装置及清洁方法。

背景技术

半导体器件一般通过光刻、刻蚀、沉积以及化学机械研磨等上百道甚至上千道工序形成，每一道工序完成后，用于制造半导体器件的晶圆被传输到下一道工序的工艺设备中。在晶圆的传输过程中以及在前道工序的制造工艺中，不可避免的会在晶圆的背面产生颗粒、残留等污染物。

在光刻工艺时，这些污染物会导致晶圆在曝光机上翘起，影响聚焦，进而影响对准以及半导体器件的关键尺寸。若该污染物附着在曝光机台上，还会影响对准以及半导体器件的关键尺寸，若该污染物附着在曝光机上，还会影响其他批次的晶圆；在刻蚀工艺中，污染物附着背面会导致晶圆在刻蚀腔内出现警报，制程中断，此时需耗费大量人力物力去检查晶圆表面缺陷，去胶，重新做光刻，否则晶圆有很大的概率要报废。因此，对晶圆背面的清洁是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提出了一种用于晶圆的清洁装置，其中包括晶圆角度校准器、真空吸盘和清洁单元，所述真空吸盘与所述清洁单元设于所述晶圆角度校准器的同一个外表面，所述清洁单元的第一端通过连接组件固定于所述晶圆角度校准器上，所述清洁单元的第二端朝向所述真空吸盘，且所述清洁单元的上表面与所述真空吸盘的上表面处于同一平面内。

进一步地，所述清洁单元包括清洁杆和设于所述清洁杆的外表面上的柔性清洁件，所述清洁杆的一端通过连接组件固定于所述晶圆角度校准器上，所述清洁杆的另一端朝向所述真空吸盘。

进一步地，所述柔性清洁件是海绵或毛刷。

进一步地，所述连接组件包括升降单元和设于所述晶圆角度校准器上的底座，所述升降单元一端连接于所述清洁杆的一端，所述升降单元的另一端与所述底座相连。

进一步地，所述升降单元包括筒体和设于所述筒体内的蜗轮蜗杆机构，所述底座的表面上设有用于连接所述蜗轮蜗杆机构的旋钮，通过转动所述旋钮能够带动所述蜗轮蜗杆机构进行传动，从而调节所述升降单元的高度。

进一步地，所述清洁单元的所述第二端与所述真空吸盘的外表面相贴合。

进一步地，所述晶圆角度校准器上还设有图像控制器，所述图像控制器与所述真空吸盘的轴线处于同一平面内，所述真空吸盘的轴线朝向所述图像控制器的方向为第一方向，所述真空吸盘的轴线朝向所述清洁单元的方向为第二方向，所述第一方向和所述第二方向的夹角大于0°且小于90°。

本发明还提出了一种用于晶圆的清洁方法，利用上述任一项所述的用于晶圆的清洁装置进行晶圆清洁，其中包括以下步骤：

将所述晶圆放置于所述真空吸盘上，并调整所述晶圆的角度；

启动所述真空吸盘旋转，所述清洁单元根据所述真空吸盘的转动自动清洁所述晶圆的背面。

进一步地，还包括以下步骤：

通过转动所述旋钮，调节所述升降单元的高度变化，使所述柔性清洁件的上表面与所述真空吸盘的上表面始终保持在同一平面内。

进一步地，还包括以下步骤：

根据所述清洁单元的柔性清洁件的磨损程度来更换柔性清洁件，或者，根据晶圆的种类来选择并更换柔性清洁件。

通过使用本发明所述用于晶圆的清洁装置及清洁方法，将清洁单元和真空吸盘置于晶圆角度校准器的同一个表面上，且清洁单元的上表面和真空吸盘的上表面处于同一平面内，当晶圆在真空吸盘上做旋转运动时，清洁单元能够自动的清洁晶圆的背面，有效的去除晶圆背面的污染物，保证晶圆背面的清洁，减少晶圆背面的清洁周期，提高工作效率。

通过设置升降单元，可以在清洁单元长期工作表面发生磨损后，提高清洁单元的整体高度，使柔性清洁件的上表面与真空吸盘的上表面始终保持在同一平面内，有效的完成对晶圆背面的清洁工作。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为图1中实施例A-A剖面的结构示意图；

图3为利用图1中实施例进行晶圆清洗的流程图。

附图中各标记表示如下：

10：晶圆角度校准器；

20：真空吸盘；

30：清洁单元；

41：升降单元、42：底座、43：旋钮；

50：图像控制器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1为本发明实施例的整体结构示意图。图2为图1中实施例A-A剖面的结构示意图。如图所示，本实施例中的用于晶圆的清洁装置，其中包括晶圆角度校准器10、真空吸盘20和清洁单元30，真空吸盘20与清洁单元30设于晶圆角度校准器10的同一个外表面，清洁单元30的第一端(例如图2中纸面方向的右端)通过连接组件固定于晶圆角度校准器10上，清洁单元30的第二端(例如图2中纸面方向的左端)朝向真空吸盘20，且清洁单元30的上表面与真空吸盘20的上表面处于同一平面内。

将真空吸盘20与清洁单元30设于晶圆角度校准器10的上表面，清洁单元30的一端与真空吸盘20的外表面相贴合。调节清洁单元30的初始高度，使清洁单元30的上表面与真空吸盘20的上表面处于同一平面内。

通过使用本发明所述的用于晶圆的清洁装置及清洁方法，将清洁单元30和真空吸盘20置于晶圆角度校准器10的同一个表面上，且清洁单元30的上表面和真空吸盘20的上表面处于同一平面内，当晶圆在真空吸盘20上做旋转运动时，例如用于对晶圆的凹口(notch)进行对准，清洁单元30能够自动的清洁晶圆的背面，有效的去除晶圆背面的污染物，保证晶圆背面的清洁，减少晶圆背面的清洁周期，提高工作效率。

进一步地，清洁单元30包括清洁杆和设于清洁杆的外表面的柔性清洁件，清洁杆的一端通过连接组件固定于晶圆角度校准器10上，清洁杆的另一端朝向真空吸盘20。

本实施例中，真空吸盘20的上端为圆盘状，为了能够最大化的清洁晶圆背面的污染物，清洁杆的端部与真空吸盘20的圆盘状外周相切设置。清洁杆的外表面套设有柔性清洁件，柔性清洁件的上表面与真空吸盘20的上表面处于同一平面内。当晶圆在真空吸盘20上做旋转运动时，晶圆的背面与真空吸盘20和柔性清洁件的上表面处于同一平面内，柔性清洁件固定于晶圆下方，随晶圆的转动对晶圆背面进行清洁。其中，柔性清洁件可以采用海绵或毛刷。

进一步地，连接组件包括升降单元41和底座42，升降单元41一端连接于清洁杆的一端，升降单元41的另一端与底座42相连，底座42设于晶圆角度校准器10上。其中，升降单元41包括筒体和设于筒体内的蜗轮蜗杆机构，底座42表面上设有用于连接蜗轮蜗杆机构的旋钮43，通过转动旋钮43能够带动蜗轮蜗杆机构进行传动，并调节升降单元41的高度。

通过设置升降单元41，可以在清洁单元30长期工作表面发生磨损后，提高清洁单元30的整体高度，使柔性清洁件的上表面与真空吸盘20的上表面始终保持在同一平面内，有效的完成对晶圆背面的清洁工作。

进一步地，晶圆角度校准器10上还设有图像控制器50，图像控制器50与真空吸盘20的轴线处于同一平面内，真空吸盘20的轴线朝向图像控制器50的方向为第一方向，真空吸盘20的轴线朝向清洁单元30的方向为第二方向，第一方向和第二方向的夹角大于0°且小于90°。

真空吸盘20的轴线和图像控制器50之间的连线与清洁单元30之间始终保持一个夹角，该夹角大于0°且小于90°，保证真空吸盘20的轴线和图像控制器50之间的连线方向上无任何遮挡物。同时，保证机械手能够将待清洁的晶圆放置于真空吸盘20上。

图3为利用图1中实施例进行晶圆清洗的流程图。如图所示，利用上述所述的用于晶圆的清洁装置进行晶圆清洁的清洁方法，其中包括以下步骤：

将晶圆放置于真空吸盘20上，并调整晶圆的角度。

利用机械手将晶圆放置于真空吸盘20上，清洁单元30的上表面的起始高度和真空吸盘20的上表面高度一致，晶圆定位后，晶圆背面和清洁单元30的上表面相互贴合。调整晶圆的角度，使晶圆的摆放位置能够满足后序工序的要求。

启动真空吸盘20旋转，清洁单元30根据真空吸盘20的转动自动清洁晶圆的背面。

晶圆固定于真空吸盘20的上表面，随真空吸盘20一起转动。清洁单元30的上表面与晶圆的背面相互贴合，随着晶圆的转动，清洁单元30自动清洁晶圆的背面。

通过使用本发明所述的清洁方法，能够合理有效地对晶圆的背面进行清洁，减少晶圆背面的污染物，防止污染物对其他工序造成影响。

进一步地，为防止清洁单元30在长期使用下造成表面柔性清洁件的磨损，使柔性清洁件的上表面低于真空吸盘20的上表面，导致晶圆背面不能够完全清洁，本方法还包括以下步骤：

通过转动旋钮43，调节升降单元41的高度变化，使柔性清洁件的上表面与真空吸盘20的上表面始终保持在同一平面内。

进一步地，为了更好的达到除污效果，根据清洁单元30的柔性清洁件的磨损程度来更换柔性清洁件，或者，根据晶圆的种类来选择并更换柔性清洁件。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.用于晶圆的清洁装置，其特征在于，包括晶圆角度校准器、真空吸盘和清洁单元，所述真空吸盘与所述清洁单元设于所述晶圆角度校准器的同一个外表面，所述清洁单元的第一端通过连接组件固定于所述晶圆角度校准器上，所述清洁单元的第二端朝向所述真空吸盘，且所述清洁单元的上表面与所述真空吸盘的上表面处于同一平面内。

2.根据权利要求1所述的用于晶圆的清洁装置，其特征在于，所述清洁单元包括清洁杆和设于所述清洁杆的外表面上的柔性清洁件，所述清洁杆的一端通过连接组件固定于所述晶圆角度校准器上，所述清洁杆的另一端朝向所述真空吸盘。

3.根据权利要求2所述的用于晶圆的清洁装置，其特征在于，所述柔性清洁件是海绵或毛刷。

4.根据权利要求2所述的用于晶圆的清洁装置，其特征在于，所述连接组件包括升降单元和设于所述晶圆角度校准器上的底座，所述升降单元一端连接于所述清洁杆的一端，所述升降单元的另一端与所述底座相连。

5.根据权利要求4所述的用于晶圆的清洁装置，其特征在于，所述升降单元包括筒体和设于所述筒体内的蜗轮蜗杆机构，所述底座的表面上设有用于连接所述蜗轮蜗杆机构的旋钮，通过转动所述旋钮能够带动所述蜗轮蜗杆机构进行传动，从而调节所述升降单元的高度。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于晶圆的清洁装置，其特征在于，所述清洁单元的所述第二端与所述真空吸盘的外表面相贴合。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的用于晶圆的清洁装置，其特征在于，所述晶圆角度校准器上还设有图像控制器，所述图像控制器与所述真空吸盘的轴线处于同一平面内，所述真空吸盘的轴线朝向所述图像控制器的方向为第一方向，所述真空吸盘的轴线朝向所述清洁单元的方向为第二方向，所述第一方向和所述第二方向的夹角大于0°且小于90°。

8.用于晶圆的清洁方法，利用上述权利要求1-7中任一项所述的用于晶圆的清洁装置进行晶圆清洁，其特征在于，包括以下步骤：

将所述晶圆放置于所述真空吸盘上，并调整所述晶圆的角度；

启动所述真空吸盘旋转，所述清洁单元根据所述真空吸盘的转动自动清洁所述晶圆的背面。

9.根据权利要求8所述的用于晶圆的清洁方法，其特征在于，还包括以下步骤：

通过转动所述旋钮，调节所述升降单元的高度变化，使所述柔性清洁件的上表面与所述真空吸盘的上表面始终保持在同一平面内。

10.根据权利要求8所述的用于晶圆的清洁方法，其特征在于，还包括以下步骤：

根据所述清洁单元的柔性清洁件的磨损程度来更换柔性清洁件，或者，根据晶圆的种类来选择并更换柔性清洁件。