CN109013561A - 去除晶圆表面微粒的装置及方法 - Google Patents

去除晶圆表面微粒的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种去除晶圆表面微粒的装置及方法。该装置包括:集尘箱,具有进气口和排气口,进气口与排气口相对的设置于集尘箱的两侧;负压装置,设置于集尘箱内部,用于使集尘箱内部产生负压。由于晶圆表面的微粒处于物理吸附状态,且吸附能小,被吸附的物质也比较容易脱离吸附质的表面,从而采用上述装置通过集尘箱内部产生的负压,能够使晶圆表面的微粒随同流体在压差作用下被吸入集尘箱内部,通过改变流体流速实现了对晶圆表面微粒的有效去除;上述装置结构不仅简单容易更换,维护,还能够极大的降低传统技术中机械力对晶圆表面形成的薄膜的损伤;上述装置完全不需要去离子水的消耗,降低了生产成本,扫描速度很快,生产效率得到有效提高。

Description

去除晶圆表面微粒的装置及方法
技术领域
本发明涉及半导体工艺技术领域,具体而言,涉及一种去除晶圆表面微粒的装置及方法。
背景技术
在集成电路制造中,化学气相沉积(CVD)是一道极其重要的工艺。而CVD镀膜过程中,微粒粘附在薄膜表面将会极大地影响器件和芯片的良率。在实际生产中对于这种微粒粘附的情况往往需要将问题晶圆返工。
现有技术中去除晶圆表面微粒的装置通常采用一种特制的软刷10',并通过去离子水喷嘴20'喷出去离子水,清洗晶圆30'表面的微粒,如图1所示。然而,对于这种采用机械方式处理的办法,一方面不可避免的造成薄膜表面的损伤,另外也会消耗大量的水资源,提高生产成本。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种去除晶圆表面微粒的装置及方法,以解决现有技术中清洗晶圆表面的工艺易造成晶圆表面薄膜损伤的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种去除晶圆表面微粒的装置,包括:集尘箱,具有进气口和排气口,进气口与排气口相对的设置于集尘箱的两侧;负压装置,设置于集尘箱内部,用于使集尘箱内部产生负压。
进一步地,集尘箱包括:箱体,分别与进气口和排气口连通;阴极,设置于箱体内部,用于发射电子以使进入箱体的微粒荷电化;阳极,设置于箱体的内部且与阴极不接触,用于捕获被荷电化的微粒。
进一步地,阳极设置于箱体的内壁上。
进一步地,集尘箱还包括进气管道,进气管道与箱体连通,且进气管道具有进气口。
进一步地,进气管道远离进气口的一侧开口为矩形。
进一步地,进气管道包括连接的第一管件和第二管件,进气口与第二管件连通,其中第一管件上垂直于第一管件的延伸方向的任意截面为矩形,第二管件上垂直于第二管件的延伸方向的任意截面为圆形。
进一步地,集尘箱还包括排气管道,排气管道与箱体连通,且排气管道具有排气口。
进一步地,负压装置设置于排气管道中。
进一步地,负压装置为叶片式电机。
根据本发明的另一方面,提供了一种去除晶圆表面微粒的方法,采用上述的去除晶圆表面微粒的装置,方法包括以下步骤:将装置设置于晶圆表面的上方,装置中集尘箱的进气口位于集尘箱靠近晶圆的一侧;通过装置中的负压装置使集尘箱内部产生负压,以使晶圆表面的微粒进入集尘箱中。
进一步地,在使晶圆表面的微粒进入集尘箱中的步骤之后,方法还包括:使装置中的阴极发射电子,以将进入集尘箱内部的微粒荷电化,同时利用装置中的阳极捕获被荷电的微粒。
应用本发明的技术方案,提供了一种去除晶圆表面微粒的装置,该装置包括集尘箱和负压装置,该集尘箱具有进气口和排气口,该进气口与排气口相对的设置于集尘箱的侧壁上,负压装置设置于集尘箱内部,用于使箱体内部产生负压。由于晶圆表面的微粒处于物理吸附状态,且吸附能小,被吸附的物质也比较容易脱离吸附质的表面,从而采用上述装置通过集尘箱内部产生的负压,能够使晶圆表面的微粒随同流体在压差作用下被吸入集尘箱内部,通过改变流体流速实现了对晶圆表面微粒的有效去除;上述装置结构不仅简单容易更换,维护,还能够极大的降低传统技术中机械力对晶圆表面形成的薄膜的损伤;并且,上述装置完全不需要去离子水的消耗,降低了生产成本,扫描速度很快,生产效率得到有效提高。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了现有技术中所提供的一种去除晶圆表面微粒的装置的结构示意图;
图2示出了本发明所提供的一种去除晶圆表面微粒的装置的结构示意图;
图3示出了本发明所提供的一种去除晶圆表面微粒的装置中集尘箱的立体结构示意图;
图4示出了图3所示的集尘箱的俯视结构示意图;
图5示出了本发明所提供的一种去除晶圆表面微粒的装置中进气管道的立体结构示意图;
图6示出了图5所示的进气管道的正视结构示意图;
图7示出了图5所示的进气管道的俯视结构示意图;
图8示出了本发明所提供的一种去除晶圆表面微粒的方法中将装置设置于晶圆表面的上方后的立体结构示意图;
图9示出了图8所示的装置与晶圆的正视结构示意图;
图10示出了图8所示的装置与晶圆的俯视结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10'、软刷;20'、去离子水喷嘴;30'、晶圆;10、集尘箱;110、箱体;120、阴极;130、进气管道;131、第一管件;132、第二管件;140、排气管道;20、负压装置;30、晶圆。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
由背景技术可知,现有技术中采用机械方式处理的办法,一方面不可避免的造成薄膜表面的损伤,另外也会消耗大量的水资源,提高生产成本。本发明的发明人针对上述问题进行研究,提供了一种去除晶圆表面微粒的装置,如图2所示,包括集尘箱10和负压装置20,集尘箱10具有进气口和排气口,进气口与排气口相对的设置于集尘箱10的两侧;负压装置20设置于集尘箱10内部,用于使集尘箱10内部产生负压。
由于晶圆表面的微粒处于物理吸附状态,且吸附能小,被吸附的物质也比较容易脱离吸附质的表面,从而采用上述装置通过集尘箱内部产生的负压,能够使晶圆表面的微粒随同流体在压差作用下被吸入集尘箱内部,通过改变流体流速实现了对晶圆表面微粒的有效去除;上述装置结构不仅简单容易更换,维护,还能够极大的降低传统技术中机械力对晶圆表面形成的薄膜的损伤;并且,上述装置完全不需要去离子水的消耗,降低了生产成本,扫描速度很快,生产效率得到有效提高。
上述负压装置20可以为叶片式电机,叶片式电机设置于集尘箱10内部,当叶片转至进气口时,叶片处的压强小于进气口处的压强,流体向低压处运动,从而进入设置叶片式电机的集尘箱10中,同时晶圆表面的微粒也被吸入,向集尘箱10方向运动。
为了实现对进入集尘箱10内部微粒的收集,在一种优选的实施方式中,如图3和图4所示,上述集尘箱10包括箱体110、阴极120和阳极(图中未示出),箱体110分别与进气口和排气口连通;阴极120设置于箱体110内部,用于发射电子以使进入箱体110的微粒荷电化;阳极设置于箱体110的内部且与阴极120不接触,用于捕获被荷电化的微粒。进入上述集尘箱10内部的微粒能够在阴极120和阳极的共同作用下,被吸附于集尘箱10内部,实现除尘。更为优选地,上述阳极设置于箱体110的内壁上,从而使微粒能够被吸附于集尘箱10的内壁上。
在上述优选的实施方式中,更为优选地,集尘箱10还包括进气管道130,如图3和图4所示,进气管道130与箱体110连通,且进气管道130具有进气口。在集尘箱10内部负压的作用下,晶圆表面的微粒在流体如空气的带动下通过集尘箱10的进气管道130进入箱体110中,由于箱体110的体积大于进气管道130的体积,从而使流体在从进气管道130进入箱体110后速度降低,进而使流体中的微粒能够更为有效地被集尘箱10收集。
更为优选地,上述进气管道130远离进气口的一侧开口为矩形。采用具有上述结构的进气管道130,能够使进气管道130在晶圆表面由一个位置向另一个位置移动的过程中不会产生空隙即处理盲点区域,从而配合晶圆在晶圆表面的移动,杜绝了晶圆表面的处理死角,提高了去除晶圆表面微粒的效果。
进一步优选地,如图5至图7所示,上述进气管道130包括连接的第一管件131和第二管件132,进气口与第二管件132连通,垂直于第一管件131的延伸方向的任意截面为矩形,垂直于第二管件132的延伸方向的任意截面为圆形。如图8至图10所示,在将上述进气管道130设置于晶圆表面的上方后,使上述进气管道130中的第一管件131靠近晶圆表面并保持在极短的距离内,不接触晶圆表面进行逐步扫描,防止损坏晶圆表面的薄膜。
上述进气管道130的结构可以在常规的圆管结构的基础上进行改进,由于只需在圆管的端部增加一个矩形结构的管体,制造工艺简单,易于实施;并且,可以使第一管件310和第二管件320可拆卸安装,便于经常清洗或者更换维护。
在上述优选的实施方式中,更为优选地,集尘箱10还包括排气管道140,如图3和图4所示,排气管道140与箱体110连通,且排气管道140具有排气口。当上述负压装置20为叶片式电机,进一步优选地,使上述叶片式电机设置于上述排气管道140中,以远离集尘箱10的进气口,避免对微粒进入集尘箱10的影响。
当上述叶片式电机开始工作时,使叶片各点的角速度ω相等,根据公式(1)和公式(2)可知,叶片边缘线速度ν1>圆心处的线速度ν2。由公式(3):伯努利方程可知,边沿处压强P1<圆心处压强P2。在压强差的推动下,流体由圆心处向边沿处运动。转动至出风口时,根据公式(4)和公式(5):牛顿第二定律,流体在离心力F的作用下,向排气口运动。
ω=Φ/t (2)
ν=ω*r (3)
F=m*a (5)
其中,P表示流体压力,ρ为流体密度,v为流体速度(线速度),ω为角速度,Φ表示在时间t内转过的角度,r为电机叶片半径,a为加速度,F表示离心力,m为流体质量。
根据本发明的另一方面,还提供了一种去除晶圆表面微粒的方法,该方法采用上述去除晶圆表面微粒的装置,如图2至图7所示,且该方法包括以下步骤:将装置设置于晶圆30表面的上方,装置中集尘箱10的进气口位于集尘箱10靠近晶圆30的一侧;通过装置中的负压装置20使集尘箱10内部产生负压,以使晶圆30表面的微粒进入集尘箱10中。
由于晶圆表面的微粒处于物理吸附状态,且吸附能小,被吸附的物质也比较容易脱离吸附质的表面,从而采用上述去除晶圆表面微粒的方法通过集尘箱内部产生的负压,能够使晶圆表面的微粒随同流体在压差作用下被吸入集尘箱内部,通过改变流体流速实现了对晶圆表面微粒的有效去除;上述方法能够极大的降低传统技术中机械力对晶圆表面形成的薄膜的损伤;并且,上述方法完全不需要去离子水的消耗,降低了生产成本,扫描速度很快,生产效率得到有效提高。
上述集尘箱10可以包括箱体110、阴极120和阳极(图中未示出),箱体110分别与进气口和排气口连通;阴极120设置于箱体110内部,用于发射电子以使进入箱体110的微粒荷电化;阳极设置于箱体110的内部且与阴极120不接触,用于捕获被荷电的微粒。此时,在使晶圆30表面的微粒进入集尘箱10中的步骤之后,优选地,上述方法还包括:使上述阴极120发射电子,以将进入集尘箱10内部的微粒荷电化,同时利用装置中的阳极捕获被荷电的微粒。并且,当上述阳极设置于箱体110的内壁上时,微粒能够被吸附于集尘箱10的内壁上。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
1、上述装置通过集尘箱内部产生的负压,能够使晶圆表面的微粒随同流体在压差作用下被吸入集尘箱内部,通过改变流体流速实现了对晶圆表面微粒的有效去除;
2、上述装置结构不仅简单容易更换,维护,还能够极大的降低传统技术中机械力对晶圆表面形成的薄膜的损伤;
3、上述装置完全不需要去离子水的消耗,降低了生产成本,扫描速度很快,生产效率得到有效提高;
4、将上述装置与微粒量测机构结合在一起,能进一步提高效率,实现工艺整合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种去除晶圆表面微粒的装置,其特征在于,包括:
集尘箱(10),具有进气口和排气口,所述进气口与所述排气口相对的设置于所述集尘箱(10)的两侧;
负压装置(20),设置于所述集尘箱(10)内部,用于使所述集尘箱(10)内部产生负压。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述集尘箱(10)包括:
箱体(110),分别与所述进气口和所述排气口连通;
阴极(120),设置于所述箱体(110)内部,用于发射电子以使进入所述箱体(110)的微粒荷电化;
阳极,设置于所述箱体(110)的内部且与所述阴极(120)不接触,用于捕获被荷电化的微粒。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述阳极设置于所述箱体(110)的内壁上。
4.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述集尘箱(10)还包括进气管道(130),所述进气管道(130)与所述箱体(110)连通,且所述进气管道(130)具有所述进气口。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述进气管道(130)远离所述进气口的一侧开口为矩形。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述进气管道(130)包括连接的第一管件(131)和第二管件(132),所述进气口与所述第二管件(132)连通,其中所述第一管件(131)上垂直于所述第一管件(131)的延伸方向的任意截面为矩形,所述第二管件(132)上垂直于所述第二管件(132)的延伸方向的任意截面为圆形。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的装置,其特征在于,所述集尘箱(10)还包括排气管道(140),所述排气管道(140)与所述箱体(110)连通,且所述排气管道(140)具有所述排气口。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述负压装置(20)设置于所述排气管道(140)中。
9.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述负压装置(20)为叶片式电机。
10.一种去除晶圆表面微粒的方法,其特征在于,采用权利要求1至9中任一项所述的去除晶圆表面微粒的装置,所述方法包括以下步骤:
将所述装置设置于所述晶圆(30)表面的上方,所述装置中集尘箱(10)的进气口位于所述集尘箱(10)靠近所述晶圆(30)的一侧;
通过所述装置中的负压装置(20)使所述集尘箱(10)内部产生负压,以使所述晶圆(30)表面的微粒进入所述集尘箱(10)中。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在使所述晶圆(30)表面的微粒进入所述集尘箱(10)中的步骤之后,所述方法还包括:
使所述装置中的阴极(120)发射电子,以将进入所述集尘箱(10)内部的微粒荷电化,同时利用所述装置中的阳极捕获被荷电的微粒。
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Application publication date: 20181218

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