CN106298597A - 一种提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置 - Google Patents

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张传民
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Abstract

本发明提出一种提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置，包括：承托装设；加热电阻丝，设置于所述承托装设内部；温度回馈系统，设置于所述承托装设上，其中所述加热电阻丝用于对布置在所述承托装设上的单片晶圆进行加热，所述温度回馈系统用于侦测晶圆温度的环形分布，使晶圆加热均匀。本发明提出的提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置，能够在清洗流程中均匀加热晶圆，使晶圆的温度分布均匀，从而提高晶圆的表面的均匀度。

Description

一种提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置
技术领域
本发明涉及半导体工艺领域，且特别涉及一种提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置。
背景技术
近几年来半导体集成电路技术正处于蓬勃地发展阶段，半导体的制程中将使用到许多种不同的材料，在形成特定的膜层之后，通常为使用微影、蚀刻或平坦化制程等等来制作所需要的结构。在施以半导体制程之前，通常会进入化学站做清洗，将表面的杂物质清洗并去除去杂物质。
由于集成电路的集成度迅速提高和元器件尺寸的不断减小，对于硅片表面的清洁度的要求也更加严格。硅片生产中每一道工序都存在着污染和造成缺陷的可能，这些污染可能导致缺陷的产生和元器件的失效。而在集成电路生产过程中，大约有20％的工序和硅片的清洗有关，是集成电路制程中最常重复使用的步骤。硅片的清洗就显得至关重要，随着对表面清洁度的要求提高，清洗工艺也逐渐由传统的槽式清洗转变为单片清洗。
单片清洗与传统槽式清洗相比，优点在于工艺洁净度更高。缺点在于产出少，尤其对于高温的化学液处理而言，需要先用热水对晶片预热，然后再喷热化学液，以避免晶片热应力的产生，该处理方法可以减少热应力但晶片表面温度不匀且不可控。
在现有的机台工艺过程中，如图1所示，晶圆清洗承托装置仅仅是承托晶圆并且带动晶圆旋转。这样由于机械手臂的运动，循环系统的热量损失，晶圆本身和化学品的温度差异，会导致晶圆的均匀度产生差异。
发明内容
本发明提出一种提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置，能够在清洗流程中均匀加热晶圆，使晶圆的温度分布均匀，从而提高晶圆的表面的均匀度。
为了达到上述目的，本发明提出一种提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置，包括：
承托装设；
加热电阻丝，设置于所述承托装设内部；
温度回馈系统，设置于所述承托装设上，其中所述加热电阻丝用于对布置在所述承托装设上的单片晶圆进行加热，所述温度回馈系统用于侦测晶圆温度的环形分布，使晶圆加热均匀。
进一步的，所述加热电阻丝将布置在所述承托装设上的单片晶圆均匀加热至预设所需反应温度。
进一步的，所述预设所需反应温度在50℃以上。
进一步的，所述承托装设内部设置的加热电阻丝为多个不同直径的环形电阻丝。
进一步的，所述加热电阻丝设置有控制系统，所述控制系统根据所述温度回馈系统的回馈，控制加热电阻丝的加热功率。
进一步的，所述每个控制系统独立控制以便调节各个加热电阻丝的打开和关闭以及加热温度和加热时间。
进一步的，所述承托装设连接于旋转装置，所述旋转装置带动所述承托装设以设定旋转速度进行旋转。
进一步的，所述承托装设上方设置有清洗溶液喷射装置，用于对所述承托装设上的单片晶圆进行喷射清洗。
本发明提出的提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置，在承托装设上增加环形加热电阻丝作为加热系统对晶圆进行加热，同时设置温度回馈系统根据温度回馈控制加热电阻丝的加热功率，并且控制调节各个加热电阻丝的打开和关闭以及加热温度和加热时间，可以使晶圆均匀受热，从而提高晶圆的均匀度。
附图说明
图1所示为现有技术中的晶圆清洗承托装置结构示意图。
图2所示为本发明较佳实施例的晶圆清洗承托装置中加热系统结构示意图。
图3所示为本发明较佳实施例的晶圆清洗承托装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的具体实施方式，但本发明不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图2和图3，图2所示为本发明较佳实施例的晶圆清洗承托装置中加热系统结构示意图，图3所示为本发明较佳实施例的晶圆清洗承托装置结构示意图。本发明提出一种提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置，包括：承托装设100；加热电阻丝200，设置于所述承托装设100内部；温度回馈系统300，设置于所述承托装设100上，其中所述加热电阻丝200用于对布置在所述承托装设100上的单片晶圆进行加热，所述温度回馈系统300用于侦测晶圆温度的环形分布，使晶圆加热均匀。
根据本发明较佳实施例，所述加热电阻丝200将布置在所述承托装设100上的单片晶圆均匀加热至预设所需反应温度。进一步的，所述预设所需反应温度在50℃以上(例如120-150℃)。该温度范围尤其适合于SPM清洗处理，其中SPM清洗处理采用H2SO4、H2O2、H2O的混合液作为清洗剂。
所述承托装设100内部设置的加热电阻丝200为多个不同直径的环形电阻丝。所述加热电阻丝200的数量和直径根据承托装设100的尺寸以及实际需求情况设置，原则是使得承托装设100上的晶圆加热更加快速均匀。
所述加热电阻丝200设置有控制系统，所述控制系统根据所述温度回馈系统300的回馈，控制加热电阻丝200的加热功率。进一步的，所述每个控制系统独立控制以便调节各个加热电阻丝200的打开和关闭以及加热温度和加热时间。也就是说，所述加热电阻丝200的加热设定可根据工艺要求可调，加热位置可调，加热位置总数可调，加热区间可调。其目的是使得承托装设100上的晶圆加热更加均匀。所述温度回馈系统300侦测承托装设100上的晶圆各个位置的实时温度，并反馈给控制系统，所述控制系统根据收到的反馈温度控制调节不同位置的加热电阻丝200，最终达到晶圆均匀加热。
所述承托装设100连接于旋转装置，所述旋转装置带动所述承托装设100以设定旋转速度进行旋转。进一步的，所述承托装设上方设置有清洗溶液喷射装置，用于对所述承托装设100上的单片晶圆进行喷射清洗。由于利用化学清洗剂与旋转时的离心力，即可去除附着于晶圆表面的粒子。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置，其特征在于，包括：
承托装设；
加热电阻丝，设置于所述承托装设内部；
温度回馈系统，设置于所述承托装设上，其中所述加热电阻丝用于对布置在所述承托装设上的单片晶圆进行加热，所述温度回馈系统用于侦测晶圆温度的环形分布，使晶圆加热均匀。
2.根据权利要求1所述的提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置，其特征在于，所述加热电阻丝将布置在所述承托装设上的单片晶圆均匀加热至预设所需反应温度。
3.根据权利要求1所述的提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置，其特征在于，所述预设所需反应温度在50℃以上。
4.根据权利要求1所述的提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置，其特征在于，所述承托装设内部设置的加热电阻丝为多个不同直径的环形电阻丝。
5.根据权利要求1所述的提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置，其特征在于，所述加热电阻丝设置有控制系统，所述控制系统根据所述温度回馈系统的回馈，控制加热电阻丝的加热功率。
6.根据权利要求5所述的提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置，其特征在于，所述每个控制系统独立控制以便调节各个加热电阻丝的打开和关闭以及加热温度和加热时间。
7.根据权利要求1所述的提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置，其特征在于，所述承托装设连接于旋转装置，所述旋转装置带动所述承托装设以设定旋转速度进行旋转。
8.根据权利要求1所述的提升硅片均匀度的晶圆清洗承托装置，其特征在于，所述承托装设上方设置有清洗溶液喷射装置，用于对所述承托装设上的单片晶圆进行喷射清洗。
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