TWI847556B - 一種用於矽片邊緣的清洗方法和裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明實施例公開了一種用於矽片邊緣的清洗方法和裝置,該清洗方法包括:通過清洗單元對矽片表面進行清洗;在清洗完成後,使用檢測單元對該矽片表面的邊緣部分進行污染物檢測,甄別該矽片表面的邊緣部分中污染物超標的再清潔區域,並獲取該再清潔區域的位置資訊;控制單元依據該位置資訊控制該清洗單元對該矽片進行再次清洗;再次清洗結束後,該檢測單元對該矽片表面進行污染物檢測,確認該矽片表面的邊緣部分中不存在污染物超標的該再清潔區域。
Description
本發明涉及矽片清潔領域,尤其涉及一種用於矽片邊緣的清洗方法和裝置。
在對矽片進行磊晶處理之前,由於前序製程,矽片表面會殘留製程液體,另外矽片表面會吸附顆粒和金屬元素,殘留的製程液體會污染並腐蝕矽片表面,並且有可能會對矽片表面造成劃傷;吸附在矽片表面的顆粒以及金屬元素也會對矽片表面造成污染,在矽片的後續加工以及使用過程中都會產生不利影響。因此,通常在矽片進行磊晶生長之前需要對矽片進行清洗,以去除殘留在矽片上的製程液體以及吸附在矽片表面的顆粒和金屬元素。
在目前的矽片加工領域,由於清洗能力不足而造成金屬顆粒污染物超標,尤其是體內鐵元素(鐵元素增大,Bulk Fe)一直是困擾磊晶矽片生產面臨的一大難題。由於前製程的影響,用於生長磊晶的矽片在邊緣區域通常存在較多污染點,相關技術中的清洗裝備一般通過增多邊緣清洗時間以改善邊緣的清洗效果,但是此方法會造成浪費,而且依然存在邊緣位置清潔不到位的風險。
為解決上述技術問題,本發明實施例期望提供一種用於矽片邊緣的清洗方法和裝置,通過對矽片表面的邊緣部分進行針對性地清洗,確保矽片邊緣的每一處位置都能夠得到清潔。
本發明的技術方案是這樣實現的:
第一方面,本發明提供了一種用於矽片邊緣的清洗方法,該清洗方法包括以下步驟:一種用於矽片邊緣的清洗方法,該清洗方法包括以下步驟:通過清洗單元對矽片表面進行清洗;在清洗完成後,使用檢測單元對該矽片表面的邊緣部分進行污染物檢測,甄別該矽片表面的邊緣部分中污染物超標的再清潔區域,並獲取該再清潔區域的位置資訊;控制單元依據該位置資訊控制該清洗單元對該矽片進行再次清洗;再次清洗結束後,該檢測單元對該矽片表面進行污染物檢測,確認該矽片表面的邊緣部分中不存在污染物超標的該再清潔區域;
第二方面,本發明還提供了一種用於矽片邊緣的清洗裝置,該裝置用於執行上述清洗方法,該清洗裝置包括:清洗單元,該清洗單元用於對矽片表面進行清洗;檢測單元,該檢測單元用於對該矽片表面的邊緣部分進行污染物檢測,甄別該矽片表面的邊緣部分中污染物超標的再清潔區域,並獲取該再清潔區域的位置資訊;控制單元,該控制單元經配置成依據該位置資訊控制該清洗單元對該矽片進行清洗;驅動單元,該驅動單元用於驅動該清洗單元移動。
本發明實施例提供了一種用於矽片邊緣的清洗方法和裝置,在完成一次清洗作業後,通過光學顯微鏡獲得矽片表面的邊緣部分的金屬顆粒分佈圖,篩選出矽片邊緣需要加強清洗的範圍區域,將該區域轉換為位置資訊,驅動清潔單元的中用於清潔邊緣的第二管路移動至該區域以進行針對性地清潔。
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
針對300mm的矽片熱處理前預清洗,用於清潔矽片表面的化學材料通常包括臭氧水(O
3water)、稀釋的氫氟酸(HF)以及去離子水(De-Ionzied Water,DIW)等,在清洗過程中為了防止空氣中的顆粒或者化學品中的顆粒帶來污染,在清潔過程中一般要保證清洗的連續性。在相關技術中,參見附圖1,其示出了相關技術中清潔裝置的示意圖,其採用了固定的中心管路以及固定的邊緣管路的設計以清潔矽片,通過該裝置清潔矽片會導致矽片的邊緣部分清潔不到位,尤其是在熱處理後,在對矽片進行金屬顆粒檢測,例如Fe Bulk檢測時,參見附圖2,矽片邊緣部分的缺陷尤其明顯而無法達到客戶的需求。為了改善對矽片邊緣的清潔,相關技術中通過轉動連接中心管路和邊緣管路的中心軸的位置以實現對矽片不同邊緣位置的清潔,在這裡,轉動連接中心管路和邊緣管路的中心軸的位置指的是,使中心軸旋轉一定角度,使得中心管路和邊緣管路在矽片表面的軌跡為一段圓弧,通過轉動中心軸的位置雖然增加了中心管路和邊緣管路的清潔覆蓋面積,但是會導致清潔失去連續性,使得清潔過程依然存在產品被污染的風險。
有鑑於此,參見附圖3,本發明實施例公開了一種用於矽片邊緣的清洗裝置10,該清洗裝置針對的是300mm矽片熱處理前預清洗,該清洗裝置包括清洗單元1、檢測單元2、控制單元(未示出)以及驅動單元3,在對矽片進行一次清洗之後,通過該檢測單元2檢測該矽片表面的污染物分佈,甄別出該矽片表面的邊緣部分中污染物含量超標的再清潔區域並獲得該再清潔區域的位置資訊,該控制單元依據該位置資訊通過該驅動單元3驅動該清洗單元1針對性地清洗該再清潔區域,以改善該矽片邊緣上清潔不到位的技術問題。
參見附圖3,該清洗單元1包括向該矽片中心噴射清洗液的第一管路11和向該矽片邊緣噴射清洗液的第二管路12,該第一管路11和該第二管路12經配置成垂直於該矽片表面向該矽片表面噴射清洗液,該第一管路11和該第二管路12均設置在該矽片的正面上方以向該矽片的正面進行噴射清洗液。在本發明的另一實施例中,該第一管路11和該第二管路12均包括多個噴管,該多個噴管經配置成向該矽片表面噴射不同的清洗液,並且,該多個噴管經構造成能夠同時噴射或交替噴射。參見附圖3,可以看出,該第一管路11和該第二管路12的出液口均設置在該第一管路11和該第二管路12的埠處。
參見附圖3和附圖5,該驅動單元3包括旋轉軸31和平移驅動器32,該第一管路11和該第二管路12均安裝在該旋轉軸31上,該旋轉軸31用於驅動該第一管路11和該第二管路12在與該矽片表面平行的平面內旋轉。該旋轉軸31經構造成驅動該第一管路11從初始位置旋轉至該矽片的中心位置,還能夠驅動該第二管路12從該處置位置旋轉至該矽片的邊緣位置,在這裡,該初始位置值得是該第一管路11和該第二管路12開始清洗矽片之前,位於該矽片表面區域之外的位置,參見附圖4,其示出了該第一管路11和該第二管路12位於初始位置的示意圖,參見附圖3,其示意性地示出了該第一管路11和該第二管路12分別位於中心位置和邊緣位置的示意圖。其中,示意性地,該第一管路11在旋轉軸31的驅動下旋轉90°便能夠從該初始位置旋轉至該矽片的中心位置,該第二管路12在旋轉軸31的驅動下旋轉90°便能夠從該初始位置旋轉至該矽片的邊緣位置。
參見附圖5,該第二管路12包括旋轉部121和延伸部122,該第二管路12通過該旋轉部121與該旋轉軸31固定連接,該旋轉部121垂直於該旋轉軸31,該旋轉部121能夠隨著該旋轉軸31的旋轉一起移動,該延伸部122套裝在該旋轉部121外壁上,該延伸部122能夠沿著該旋轉部121的長度方向在該旋轉部121上移動,該延伸部122與該旋轉部121構成了一個伸縮桿結構。通過該伸縮桿結構以及該旋轉軸31,該第二管路12能夠驅動埠移動至該矽片邊緣上的任意位置處以對該矽片的邊緣進行清洗。該驅動單元3中的平移驅動器32用作該延伸部122在該旋轉部121上的動力源,該平移驅動器32可選用螺桿,參見附圖3和附圖5,該螺桿固定安裝在該旋轉軸31上,該螺桿垂直於該旋轉軸31,該螺桿能夠隨著該旋轉軸31的旋轉移動,也就是說,該螺桿與該旋轉部121相對保持靜止,該延伸部122與該螺桿固定連接以使得,該螺桿能夠驅動該延伸部122沿著該旋轉部121的長度方向移動。在本發明另一實施例中,該旋轉軸31驅動該旋轉部121旋轉至該邊緣位置後該旋轉軸31停止驅動,然後,僅通過該平移驅動器32驅動該延伸部122沿該旋轉部121的長度方向移動,此時該延伸部122在該平移驅動器32的驅動下能夠沿徑向做直線往復運動,通過該延伸部122做沿徑向的直線往復運動以及該矽片做繞自身軸線的旋轉運動,便可以通過該第二管路12對該矽片的邊緣部分的任意位置進行加強清洗。
該檢測單元2用於對該矽片表面進行污染物檢測,甄別該矽片表面污染物超標的再清潔區域,並獲取該再清潔區域的位置資訊,該檢測單元2可以由光學顯微鏡構成,該光學顯微鏡設置在該矽片的正表面的上方位置,示意性地,該光學顯微鏡設置在該旋轉軸31上並對準該矽片的上表面,或者,如附圖3所示設置在該第一管路11上,從而通過光學掃描獲得該矽片表面的金屬顆粒分佈圖,需要注意的是,當該檢測單元2設置在該第一管路11或者該第二管路12上時,該檢測單元2對該矽片進行光學掃描時,該第一管路11或者該第二管路12在清潔結束後不返回初始位置,而是停留在該矽片正上方,以使得該檢測單元2能夠從正上方檢測該矽片的表面。該檢測單元2依據磊晶製程對該矽片表面金屬顆粒含量的多少進行限定,通過該金屬顆粒分佈圖篩選出該矽片表面上金屬顆粒含量超標的再清潔區域,該檢測單元2標定該再清潔區域以獲得該再清潔區域的位置資訊,並將位置資訊發送給控制單元,該控制單元依據該位置資訊通過該驅動單元3驅動該清洗單元1的該第二管路12移動至該再清潔區域,通過該第二管路12對該再清潔區域進行加強清潔。示範性地,當該控制單元獲得該位置資訊時,該控制單元向該驅動單元3發出控制信號,該驅動單元3依據該控制信號首先驅動該旋轉軸31旋轉,該旋轉軸31旋轉帶動該第二管路12的旋轉部121同時移動,直至該旋轉部121對準該再清潔區域,在這裡,該旋轉部121對準該再清潔區域值得是該旋轉部121沿長度方向的延長線經過了該再清潔區域;當該旋轉部121對準該再清潔區域後,該驅動單元3依據該控制信號再驅動該平移驅動器32移動,該平移驅動器32帶動該延伸部122在該旋轉部121上移動,由於該旋轉部121已經對準了該再清潔區域,所以該延伸部122在該平移驅動器32的帶動下便能夠將該第二管路12的埠移動至該再清潔區域的上方,通過該埠對該再清潔區域進行加強沖洗。
基於上述本發明實施例所公開的一種用於矽片邊緣的清洗裝置,參見附圖6,其示出了本發明實施例的一種用於矽片邊緣的清洗方法的流程圖,該清洗方法包括以下步驟:
S101、通過清洗單元1對矽片表面進行清洗;
S102、在清洗完成後,使用檢測單元2對該矽片表面進行污染物檢測,甄別該矽片表面污染物超標的再清潔區域,並獲取該再清潔區域的位置資訊;
S103、控制單元依據該位置資訊控制該清洗單元1對該矽片進行再次清洗;
S104、再次清洗結束後,該檢測單元2對該矽片表面進行污染物檢測,直至該矽片表面不存在污染物超標的該再清潔區域。
在通過清洗單元1對矽片表面進行清洗時,該驅動單元3驅動該清洗單元1的第一管路11從初始位置移動至該矽片的中心位置,該第一管路11在該旋轉軸31的驅動下,從該初始位置移動至該矽片的中心位置;該驅動單元3驅動該清洗單元1的第二管路12從該初始位置移動至該矽片的邊緣位置,同樣地,該第二管路12在該旋轉軸31的驅動下,從該處置位置移動至該矽片的邊緣位置;該矽片由承載台保持,該矽片隨著該承載台的旋轉繞自身中心軸線旋轉;該第一管路11和該第二管路12向該矽片同時噴射清洗液開始清潔該矽片,清潔固定時間後,該第一管路11和該第二管路12停止噴射清洗液;當清洗結束後,該第一管路11和該第二管路12在該旋轉軸31的帶動下返回至初始位置。
當一次清潔過程結束後,該檢測單元2開始工作,該檢測單元2中的光學顯微鏡對準該矽片的上表面,通過光學掃描獲得該矽片的金屬顆粒分佈圖,在該金屬顆粒分佈圖中,能夠獲得該矽片表面每個單位面積上金屬顆粒的含量,通過設定標準值可以獲得該矽片表面金屬顆粒含量超標的再清潔區域,該檢測單元2篩選出該再清潔區域後獲取該再清潔區域的位置資訊,並將該位置資訊傳輸至該控制單元。
當該檢測單元2檢測出再清潔區域後,該控制單元便需要依據該位置資訊控制該清洗單元1對該矽片的邊緣部分進行加強清洗,該控制單元接收到該位置資訊後,向該驅動單元3發出控制信號,該驅動單元3基於該控制信號驅動該第二管路12從該初始位置移動至該再清潔區域對該再清潔區域進行清洗,待清洗設定的時長後,該第二管路12在該驅動單元3的驅動下返回至該初始位置,以防止該第二管路12阻擋該矽片的上料或者下料。
其中,該驅動單元3驅動該第二管路12移動至該再清潔區域具體是指:該驅動單元3依據該控制信號首先驅動該旋轉軸31旋轉,該旋轉軸31旋轉帶動該第二管路12的旋轉部121同時移動,直至該旋轉部121對準該再清潔區域,在這裡,該旋轉部121對準該再清潔區域值得是該旋轉部121沿長度方向的延長線通過該再清潔區域;當該旋轉部121對準該再清潔區域後,該驅動單元3依據該控制信號再驅動該平移驅動器32移動,該平移驅動器32帶動該延伸部122在該旋轉部121上移動,由於該旋轉部121已經對準了該再清潔區域,所以該延伸部122在該平移驅動器32的帶動下便能夠將該第二管路12的埠移動至該再清潔區域的上方,通過該埠對該再清潔區域進行沖洗。
當該第二管路12對該再清潔區域完成加強沖洗後,該檢測裝置再次掃描該矽片表面,獲得該矽片的金屬顆粒分佈圖,如果該矽片表面還存在金屬顆粒含量超標的區域時,重複上述該第二管路12對該再清潔區域的加強沖洗過程,直至該檢測裝置檢測該矽片表面不存在金屬顆粒含量超標的區域,說明該矽片的邊緣清潔得到了改善,滿足了磊晶矽片熱處理前預清洗的要求。
需要說明的是:本發明實施例所記載的技術方案之間,在不衝突的情況下,可以任意組合。
以上所述,僅為本發明的具體實施方式,但本發明的保護範圍並不局限於此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內,可輕易想到變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此,本發明的保護範圍應以申請專利範圍的保護範圍為準。
S101~S104:步驟
10:清洗裝置
1:清洗單元
11:第一管路
12:第二管路
121:旋轉部
122:延伸部
2:檢測單元
3:驅動單元
31:轉軸
32:平移驅動器
圖1為相關技術中清潔裝置的示意圖;
圖2為使用相關技術的清潔裝置清潔的矽片表面上體內鐵元素的分佈圖;
圖3為本發明實施例的一種用於矽片邊緣的清洗裝置的結構示意圖;
圖4為本發明實施例的一種用於矽片邊緣的清洗裝置的俯視圖;
圖5為本發明實施例的一種用於矽片邊緣的清洗裝置的第二管路的結構示意圖;
圖6為本發明實施例的一種用於矽片邊緣的清洗方法的流程圖。
S101~S104:步驟
Claims (8)
- 一種用於矽片邊緣的清洗方法,該清洗方法包括以下步驟:通過清洗單元對矽片表面進行清洗;在清洗完成後,使用檢測單元對該矽片表面的邊緣部分進行污染物檢測,甄別該矽片表面的邊緣部分中污染物超標的再清潔區域,並獲取該再清潔區域的位置資訊;控制單元依據該位置資訊控制該清洗單元對該矽片進行再次清洗;再次清洗結束後,該檢測單元對該矽片表面進行污染物檢測,確認該矽片表面的邊緣部分中不存在污染物超標的該再清潔區域;在清洗完成後,使用檢測單元對該矽片表面的邊緣部分進行污染物檢測,甄別該矽片表面的邊緣部分中污染物超標的再清潔區域,並獲取該再清潔區域的位置資訊,具體包括以下步驟:該檢測單元對該矽片表面的邊緣部分進行光學掃描,獲得該矽片表面的邊緣部分的金屬顆粒分佈圖;該檢測單元依據該金屬顆粒分佈圖甄別該矽片表面的邊緣部分上金屬顆粒含量超標的該再清潔區域並獲取該再清潔區域的位置資訊;該檢測單元將該位置資訊傳輸至該控制單元;該控制單元依據該位置資訊控制該清洗單元對該矽片進行再次清洗,具體包括以下步驟:該控制單元依據該位置資訊向該驅動單元發送控制信號;該驅動單元基於該控制信號驅動該第二管路從該初始位置移動至該再清潔區域並向該再清潔區域噴射清洗液; 固定清洗時長後清洗結束,該驅動單元驅動該第二管路回到該初始位置。
- 如請求項1所述的用於矽片邊緣的清洗方法,其中,該通過清洗單元對矽片表面進行清洗,具體包括以下步驟:驅動單元驅動該清洗單元的第一管路從初始位置移動至該矽片的中心位置,該驅動單元驅動該清洗單元的第二管路從該初始位置移動至該矽片的邊緣位置;該清洗單元停止移動後,該矽片在承載台的帶動下繞自身中心軸線旋轉;該第一管路和該第二管路向該矽片同時噴射清洗液;固定清洗時長後清洗結束,該驅動單元驅動該第一管路和該第二管路回到該初始位置。
- 如請求項1所述的用於矽片邊緣的清洗方法,其中,該驅動單元基於該控制信號驅動該第二管路從該初始位置移動至該再清潔區域,具體包括以下步驟:該驅動單元基於該控制信號驅動旋轉軸旋轉,該旋轉軸帶動該第二管路的旋轉部在與該矽片表面平行的平面內旋轉,以使得該旋轉部對準該再清潔區域;該旋轉部對準該再清潔區域後,該驅動單元基於該控制信號驅動平移驅動器移動,該平移驅動器帶動該第二管路的延伸部沿著該旋轉部的長度方向移動,以使得該第二管路的噴液埠抵達該再清潔區域的上方。
- 一種用於矽片邊緣的清洗裝置,該裝置用於執行如請求項1至3中任一項所述的用於矽片邊緣的清洗方法,該清洗裝置包括:清洗單元,該清洗單元用於對矽片表面進行清洗; 檢測單元,該檢測單元用於對該矽片表面的邊緣部分進行污染物檢測,甄別該矽片表面的邊緣部分中污染物超標的再清潔區域,並獲取該再清潔區域的位置資訊;控制單元,該控制單元經配置成依據該位置資訊控制該清洗單元對該矽片進行清洗;驅動單元,該驅動單元用於驅動該清洗單元移動。
- 如請求項4所述的用於矽片邊緣的清洗裝置,其中,該驅動單元包括旋轉軸和平移驅動器,該平移驅動器固定安裝在該旋轉軸上。
- 如請求項5所述的用於矽片邊緣的清洗裝置,其中,該清洗單元包括向該矽片中心噴射清洗液的第一管路和向該矽片邊緣噴射清洗液的第二管路,其中,該第一管路固定安裝在該旋轉軸上,該第一管路經配置成由該旋轉軸驅動在與該矽片表面平行的平面內旋轉。
- 如請求項6所述的用於矽片邊緣的清洗裝置,其中,該第二管路包括旋轉部和延伸部,該延伸部以可移動的方式套裝在該旋轉部上,該清洗裝置經配置成,該旋轉部固定安裝在該旋轉軸上,該旋轉部垂直於該旋轉軸,該旋轉部隨著該旋轉軸在與該矽片表面平行的平面內旋轉,該延伸部與該平移驅動器固定連接,該平移驅動器驅動該延伸部沿該旋轉部的長度方向移動。
- 如請求項4所述的用於矽片邊緣的清洗裝置,其中,該檢測裝置包括光學顯微鏡,該檢測裝置經配置成通過光學掃描獲得該矽片的金屬顆粒分佈圖。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN215823718U (zh) | 2021-08-17 | 2022-02-15 | 苏州泰汇创自动化科技有限公司 | 晶圆刷洗机 |
Patent Citations (1)
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CN215823718U (zh) | 2021-08-17 | 2022-02-15 | 苏州泰汇创自动化科技有限公司 | 晶圆刷洗机 |
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