CN108010870A - 衬底加工设备和衬底加工方法 - Google Patents

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刘桂勇
兰立广
宋士佳
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Abstract

本发明公开了一种衬底加工设备和衬底加工方法，衬底加工设备包括：卡塞和水槽，卡塞设置于水槽中，卡塞具有边框，在边框内形成多层卡装层，卡装层用于插放衬底；水槽内设置有注水口。衬底加工方法为，对衬底进行抛光，将抛光后的衬底水平地插入卡塞中的卡装层，并向水槽内注清洁水，清洁水浸没卡装层中的衬底；取出卡塞，进入清洗工位，对每层卡装层中的衬底进行清洗；将清洗后的衬底进行干燥。抛光后的衬底水平的插入卡塞的卡装层，又在水槽内注清洁水，浸没卡装层内的衬底，溶解残留在衬底上的抛光液、颗粒等杂质，避免了衬底发生边雾状缺陷问题。同时，该方法可以减少一步干燥处理，提高了加工效率，降低了加工成本。

Description

衬底加工设备和衬底加工方法
技术领域
本发明涉及一种衬底加工设备和衬底加工方法。
背景技术
砷化镓(GaAs)材料是目前生产量最大、应用最广泛，因而也是最重要的化合物半导体材料，与传统的硅半导体材料相比，它具有电子迁移率高、禁带宽度大、直接带隙、消耗功率低等特性，电子迁移率约为硅的5.7倍，因此，广泛应用于高频及无线通讯领域、半导体发光领域以及砷化镓太阳能电池发电领域等。
目前，基于砷化镓的应用产品大多是通过在砷化镓衬底上外延生长功能层薄膜来实现的，所以，砷化镓衬底的质量好坏直接影响到砷化镓器件的品质。
近20年来，砷化镓外延片的边雾状缺陷(Haze，日光灯下所见衬底边缘雾状缺陷，称之为Haze)问题一直困扰着这些衬底加工厂，来自砷化镓外延厂商的投诉也日趋频繁。探索产生边Haze的根本原因并有效解决边Haze问题成为大家不断追寻的目标。
传统的加工流程为，对衬底抛光，然后依次进行下盘，干燥，再清洗，再干燥。
在砷化镓衬底加工过程中，最后的抛光和最终清洗工序决定了衬底表面质量状况。目前，衬底在抛光完成后会从抛光盘上被取下来，衬底通常是以垂直的方式插入卡塞(Cassette)，这时，衬底上残留的水渍，还包含残留的抛光液(slurry)、颗粒(particle)等在重力作用下会沿着衬底边缘而集中于衬底最下部，造成此处边缘位置的污染，另外，衬底插入卡塞后其表面边缘部位不可避免会与卡塞接触，从而在接触位置也会造成污染，而且经过下一步干燥之后，这些位置残留的抛光液、颗粒等几乎不能被后续的清洗工艺去除掉，从而造成衬底在外延后该位置出现Haze。
发明内容
本发明的目的是提供一种衬底加工设备和衬底加工方法，避免了衬底发生边雾状缺陷问题，同时简化了加工步骤，提高效率降低成本。
本发明的衬底加工设备，其包括：卡塞和水槽，所述卡塞设置于所述水槽中，其中，所述卡塞具有边框，在所述边框内形成多层卡装层，所述卡装层用于插放衬底；所述水槽内设置有注水口。
如上所述的衬底加工设备，其中，还包括传感器，所述传感器的感应头朝向所述卡装层。
如上所述的衬底加工设备，其中，所述注水口上设置有水阀，所述水阀与所述传感器电连接。
本发明的衬底加工方法为，对所述衬底进行抛光，将抛光后的所述衬底水平地插入卡塞中的卡装层，并向水槽内注清洁水，所述清洁水浸没所述卡装层中的衬底；取出所述卡塞，进入清洗工位，对每层所述卡装层中的衬底进行清洗；将清洗后的所述衬底进行干燥。
如上所述的衬底加工方法，其中，抛光后的所述衬底，从下到上的依次插入所述卡装层中，所述清洁水随着所述衬底的插入，逐渐加注，浸没最上层的所述衬底。
如上所述的衬底加工方法，其中，传感器获取所述衬底插入的高度，并根据该高度控制所述清洁水的注入量。
抛光后的衬底水平的插入卡塞的卡装层，又在水槽内注清洁水，浸没卡装层内的衬底，溶解残留在衬底上的抛光液、颗粒等杂质，避免了衬底发生边雾状缺陷问题。同时，该方法可以减少一步干燥处理，提高了加工效率，降低了加工成本。
附图说明
图1为卡塞的示意图。
附图标记：
卡塞1；卡装层2；边框3。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明公开一种衬底加工设备，该设备主要是用于清洗放置衬底的，具体的，其包括有卡塞1和水槽，卡塞1设置于水槽中，其中，卡塞1具有边框3，在边框3内形成多层卡装层2，卡装层2用于插放衬底；水槽内设置有注水口。
每层卡装层2并非四周封闭的，实现这种方式，可以是边框3敞开，例如，边框3仅在四周边缘形成外框结构，其与部分镂空，这样，在水槽内注入清洁水后，能够充分的与衬底接触。
进一步，还可以包括传感器，传感器的感应头朝向卡装层2，以方便获取衬底放置卡装层2的层数，通过放置的层数，控制注水口上的水阀，实现放水或者停止，以保证清洁水能够浸没衬底。当水阀与传感器电连接，以获取其控制信息。
传感器可以似乎多种形式，例如位置传感器，设置在每层的卡装层2内，当衬底插入，即能或得信号。又或者是重量传感器，通过插入衬底后重量的增加，判断插入衬底的数量，当然，这种方式的前提是，衬底要从下到上依次的插入卡装层2。
本发明还公开一种衬底的加工方法，其可以用到上述的加工设备。具体的方法为：
对衬底进行抛光，将抛光后的衬底水平地插入卡塞1中的卡装层2，并向水槽内注清洁水，清洁水浸没卡装层2中的衬底；取出卡塞1，进入清洗工位，对每层卡装层2中的衬底进行清洗；将清洗后的衬底进行干燥。
清洁水浸泡卡装层2时，同时就是浸泡衬底，一般是在浸泡一段时间后，再取出卡塞1。
相比与现有技术中的卡塞结构，本加工方法，以及上述的加工设备中的卡塞1，卡装层2是竖向叠加设置的，并且其防止在水槽中，防止衬底后会逐渐加入清洁水，清洁水优选的为去离子水，整个衬底被清洁水浸没，衬底表面残留的抛光液、颗粒等分散于清洁水中，而不是集中残留于衬底某一位置。即使残留的部分也能在后续的清洗工艺中极易被去除掉，从而避免了边Haze问题的产生。
卡塞1在水槽中，并非一直被完全浸没，也就是说水槽中并非一直装满清洁水，而是随着衬底的放入，逐渐加入清洁水。否者，完全浸会影响衬底插入卡装层2的效率。
一般的，抛光后的所述衬底，从下到上的依次插入卡装层2中，清洁水随着衬底的插入，逐渐加注，浸没最上层的所述衬底。具体的可以通过传感器等电子设备控制完成，例如传感器获取所述衬底插入的高度，并根据该高度控制所述清洁水的注入量。也可以是人工的注入清洁水。
另外，在一些实施例中，还可以直接使用现有的卡塞，将其旋转90°，竖立的放在水槽内，就可以使用，可以节约新设备的制造成本。
衬底抛光后，放入卡塞1的方式是以水平方式放入，取衬底的方法包括但不限于以手动方式(比如使用真空吸笔等)，不需要额外的对准附加机构等。同时这种水平方式放入，避免了传统的垂直方式插入卡塞后污染物集中于衬底最下部而造成的污染。
衬底放入卡装层2后，就会浸没在清洁水中，使衬底表面(抛光面)残留的抛光液、颗粒等分散于水溶液中，避免了放置于空气中由于脱水干燥而集中残留于衬底某一位置。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种衬底加工设备，其特征在于，包括：
卡塞(1)和水槽，所述卡塞(1)设置于所述水槽中，其中，
所述卡塞(1)具有边框(3)，在所述边框(3)内形成多层卡装层(2)，所述卡装层(2)用于插放衬底；
所述水槽内设置有注水口。
2.根据权利要求1所述的衬底加工设备，其特征在于，
还包括传感器，所述传感器的感应头朝向所述卡装层(2)。
3.根据权利要求2所述的衬底加工设备，其特征在于，
所述注水口上设置有水阀，所述水阀与所述传感器电连接。
4.一种衬底加工方法，其特征在于，
对所述衬底进行抛光，将抛光后的所述衬底水平地插入卡塞(1)中的卡装层(2)，并向水槽内注清洁水，所述清洁水浸没所述卡装层(2)中的衬底；
取出所述卡塞(1)，进入清洗工位，对每层所述卡装层(2)中的衬底进行清洗；
将清洗后的所述衬底进行干燥。
5.根据权利要求4所述的衬底加工方法，其特征在于，
抛光后的所述衬底，从下到上的依次插入所述卡装层(2)中，所述清洁水随着所述衬底的插入，逐渐加注，浸没最上层的所述衬底。
6.根据权利要求5所述的衬底加工方法，其特征在于，
传感器获取所述衬底插入的高度，并根据该高度控制所述清洁水的注入量。
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