CN109686694B - 卡盘销以及卡盘销自清洗装置 - Google Patents

卡盘销以及卡盘销自清洗装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种卡盘销，包括卡盘销主体；定位销，其固定到所述卡盘销主体的一侧并与所述卡盘销主体偏心布置；以及齿轮，其固定到所述卡盘销主体的另一侧并与所述卡盘销主体同心布置，所述齿轮用于带动所述卡盘销主体以及所述定位销转动；所述卡盘销还包括：注液管路，其延伸穿过所述定位销、所述卡盘销主体以及所述齿轮；以及出液管路，其延伸穿过所述卡盘销主体以及所述齿轮。本发明还提供一种包括所述卡盘销的卡盘销自清洗装置。

Description

卡盘销以及卡盘销自清洗装置
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种卡盘销以及包括所述卡盘销的卡盘销自清洗装置。
背景技术
随着半导体产业技术的不断发展，湿法清洗工艺在获得高质量的产品生产过程中显得尤为重要，与此同时，清洗设备逐渐由批式清洗转变成为单片式清洗，旨在提高晶圆的清洗质量、芯片良率及器件性能。
在单片式蚀刻清洗的机台中，卡盘销作为唯一同晶圆边缘相接触并能起到夹持晶圆(wafer)作用的装置，在受到污染之后势必会对所夹持的晶圆边缘造成缺陷，最终影响所生产出产品的良率。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出一种卡盘销以及卡盘销自清洗装置，用以改善由于卡盘销的污染而造成的晶圆边缘缺陷增加以及产品良率等问题。
根据本发明的第一个方面，本发明提供一种卡盘销，包括：
卡盘销主体；
定位销，其固定到所述卡盘销主体的一侧并与所述卡盘销主体偏心布置；以及
齿轮，其固定到所述卡盘销主体的另一侧并与所述卡盘销主体同心布置，所述齿轮用于带动所述卡盘销主体以及所述定位销转动；
其中，所述卡盘销还包括：
注液管路，其延伸穿过所述定位销、所述卡盘销主体以及所述齿轮；以及
出液管路，其延伸穿过所述卡盘销主体以及所述齿轮。
可选地，所述卡盘销主体还设有与所述出液管路连通的凹槽，所述定位销位于所述凹槽内。
可选地，所述凹槽为圆锥形凹槽。
可选地，所述注液管路沿着所述定位销的轴线的方向延伸。
可选地，所述出液管路沿着所述卡盘销主体的轴线的方向延伸。
根据本发明的第二个方面，本发明提供一种卡盘销自清洗装置，包括：
所述卡盘销；
注液管，其在所述卡盘销的齿轮处与所述卡盘销的注液管路连通；以及
出液管，其在所述卡盘销的齿轮处与所述卡盘销的出液管路连通。
可选地，所述卡盘销自清洗装置还包括用于清洁所述卡盘销的定位销的清洁刷。
可选地，所述清洁刷采用聚乙烯醇制成。
可选地，所述卡盘销自清洗装置还包括干燥管路，所述干燥管路分别与所述注液管和所述出液管连通。
可选地，所述干燥管路设有用于加热氮气的加热器。
可选地，所述干燥管路设有用于打开和封闭所述干燥管路的阀门。
可选地，所述卡盘销自清洗装置还包括与所述注液管连通的回吸阀。
可选地，所述卡盘销自清洗装置包括三向阀，所述三向阀分别与所述注液管、所述回吸阀以及供给DIW的DIW管道连接。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明设置了注液管路和出液管路，在注液管路内通入去离子水(DIW)使其溢流对定位销进行清洗，出液管路用以排液；通过本发明的结构，不需要从卡盘上取下各个卡盘销，就能够方便地清洁卡盘销的定位销，有效防止因卡盘销污染而造成晶圆边缘的缺陷，提高产品良率和器件性能。
附图说明
本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的可选实施方式更好地理解，附图中相同的标记表示相同或相似的部件，其中：
图1示出了现有的卡盘销的结构示意图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的卡盘销的结构示意图；
图3示出了图2中所示的卡盘销的俯视图；以及
图4示出了根据本发明的一个实施例的卡盘销自清洗装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。
传统的晶圆清洗装置通常包括圆形的卡盘、将晶圆固定在圆形的卡盘上的六个对称的卡盘销。参考图1，卡盘销包括定位销1、卡盘销主体2和与卡盘连接的齿轮3，定位销1和齿轮3分别与卡盘销主体2固定连接，定位销1与晶圆相接触以夹持晶圆，齿轮3与卡盘连接。清洗时，晶圆设置在卡盘上，并通过设置在卡盘上的六个对称的卡盘销将晶圆固定在卡盘上，并借由卡盘的旋转带动晶圆旋转，并利用离心力将喷射在晶圆表面的药液甩出，从而清洗晶圆。
卡盘销作为唯一同晶圆边缘相接触并能起到夹持晶圆(wafer)作用的装置，在受到污染之后势必会对所夹持的晶圆边缘造成缺陷，最终影响所生产出产品的良率。针对这一技术问题，本发明提出一种卡盘销以及包括所述卡盘销的卡盘销自清洗装置。
图2示出了根据本发明的一个实施例的卡盘销的结构示意图，图3示出了图2中所示的卡盘销的俯视图。根据本发明的一个实施例，卡盘销100包括定位销10、卡盘销主体20和齿轮30。定位销10固定到卡盘销主体20的一侧并与卡盘销主体20偏心布置。齿轮30固定到卡盘销主体20的另一侧并与卡盘销主体20同心布置，齿轮30用于带动卡盘销主体20以及定位销10转动。该卡盘销100还包括注液管路11和出液管路21，其中注液管路11延伸穿过定位销10、卡盘销主体20以及齿轮30，出液管路21延伸穿过卡盘销主体20以及齿轮30。
在一些实施例中，卡盘销主体20在固定销10的一侧还设有与出液管路21连通的凹槽22，凹槽22可以为锥形凹槽，定位销10位于凹槽22内。这样设置的目的是为了引导从注液管路11溢流出来的DIW流向卡盘销主体20中心处的出液管路21。在一些替换实施例中，卡盘销主体20在固定销10的一侧的表面为凹形。
在一些实施例中，注液管路11布置在定位销10的中心，沿着定位销10的轴线的方向延伸，穿过定位销10、卡盘销主体20以及齿轮30。在一些实施例中，出液管路21布置在卡盘销主体20的中心，沿着卡盘销主体20的轴线的方向延伸，穿过卡盘销主体20以及齿轮30。
在一些实施例中，定位销10可以通过连接件固定到卡盘销主体20，定位销10与连接件固定连接，连接件与卡盘销主体20可拆卸地连接，例如连接件与卡盘销主体20螺纹连接。具体地，连接件为螺杆，螺杆的一端与卡盘销主体20螺纹连接，螺杆的另一端与定位销10固定连接。在其它的实施例中，定位销10和卡盘销主体20可以一体地形成，以获得简单的结构。
图4中示出了根据本发明的一个实施例的卡盘销自清洗装置200。具体地，该卡盘销自清洗装置200包括图2到图3中所示的卡盘销100，还包括注液管40和出液管50，其中注液管40在卡盘销100的齿轮30处与卡盘销100的注液管路11连通，用于注入将要清洗定位销10的DIW，出液管50在卡盘销100的齿轮30处与卡盘销100的出液管路21连通，用于将清洗定位销10后的DIW排放出来，例如排放到水箱51。
在本实施例中，使用去离子水DIW对定位销进行清洗；在其它的实施例中，也可以使用其它清洗液对定位销进行清洗。
在一些实施例中，卡盘销自清洗装置200还包括用于清洁卡盘销100的定位销10的清洁刷(图未示)。该清洁刷可以采用聚乙烯醇制成，其布置在卡盘销100的定位销10附近。在一些实施例中，卡盘销自清洗装置200还包括干燥管路60，干燥管路60分别与注液管40和出液管50连通。如图中所示，干燥管路60设有用于加热氮气的加热器61，然后分成两个支路分别连接到注液管40和出液管50，将加热后的N2供给到注液管40和出液管50，对注液管40和出液管50以及注液管路11和出液管路21进行清洁和干燥。干燥管路60在两个支路上分别设有阀门62、63，当阀门62、63打开时，N2被输送到注液管40和出液管50。
在一些实施例中，卡盘销自清洗装置200还包括与注液管40连通的回吸阀70，用以回吸管路中残液。在一些实施例中，卡盘销自清洗装置200包括三向阀80，三向阀80与注液管40、回吸阀70以及供给DIW的DIW管道90连接。具体地，三向阀80具有三个阀口，分别连接注液管40、回吸阀70以及DIW管道90。当需要清洗卡盘销100时，与注液管40和DIW管道90连接的阀口打开，与回吸阀70连接的阀口关闭，DIW通过DIW管道90输送到注液管40中；当清洗完卡盘销100后，与注液管40和回吸阀70连接的阀口打开，与DIW管道90连接的阀口关闭，通过回吸阀70回吸注液管40以及注液管路11中残留的液体。
在使用过程中，将用于清洗卡盘销100的DIW通过DIW管道90注入到注液管40，然后进入注液管路11，溢流出的DIW对定位销10进行自清洗，同时可以设定一定的转速进行旋转，并启用清洁刷加强清洗的效率，此过程转速不宜过快，以防止液体飞溅。清洗后的DIW沿着圆锥形凹槽22排入出液管路21，然后经过出液管50排放到水箱51。为防止注液管40以及注液管路11中仍有残留的DIW，利用回吸阀70进行回吸，然后在注液管40和出液管50通入较小压力的热N2进行干燥，保证管路内的洁净程度。卡盘销100的整体部分的干燥可以采用旋转干燥的方式，然后将晶圆放置到卡盘销上进行正常的清洗制程。
在根据本发明的实施例中，加热器、三向阀以及回吸阀的结构和作用对于本领域技术人员来说是已知的，所以这里不再进行详细描述。在实施本发明时，本领域技术人员可以适当地选用合适的型号和种类。
本发明的卡盘销设置了注液管路和出液管路，在注液管路内通入去离子水(DIW)使其溢流对定位销进行清洗，出液管路用以排液；本发明的卡盘销自清洗装置不需要从卡盘上取下各个卡盘销，就能够方便地清洁卡盘销的定位销，有效防止因卡盘销污染而造成晶圆边缘的缺陷，提高产品良率和器件性能。
另外，本发明还提供一种晶圆清洗装置，该晶圆清洗装置包括卡盘、旋转驱动件和至少三个前面描述的卡盘销。卡盘上开设有至少三个销孔，卡盘销的定位销从卡盘的一侧穿过销孔延伸至卡盘的另一侧。卡盘销的数量与销孔的数量相对应，旋转驱动件用于驱动卡盘销的齿轮旋转。该晶圆清洗装置具有第一状态和第二状态，其中，在第一状态下，晶圆设置在卡盘上，卡盘销的定位销从卡盘的一侧穿过销孔延伸至卡盘的另一侧，多个卡盘销的定位销与晶圆的侧面相接触，晶圆被定位销夹持。在第二状态下，晶圆设置在卡盘上，卡盘销的定位销从卡盘的一侧穿过销孔延伸至卡盘的另一侧，多个卡盘销的定位销未与晶圆的侧面相接触，多个定位销旋转了一定角度，晶圆未被定位销夹持。
以上已揭示本发明的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本发明的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。

Claims (12)

1.一种卡盘销(100)，包括：
卡盘销主体(20)；
定位销(10)，其固定到所述卡盘销主体(20)的一侧并与所述卡盘销主体(20)偏心布置；以及
齿轮(30)，其固定到所述卡盘销主体(20)的另一侧并与所述卡盘销主体(20)同心布置，所述齿轮(30)用于带动所述卡盘销主体(20)以及所述定位销(10)转动；
其特征在于，所述卡盘销(100)还包括：
注液管路(11)，其延伸穿过所述定位销(10)、所述卡盘销主体(20)以及所述齿轮(30)；以及
出液管路(21)，其延伸穿过所述卡盘销主体(20)以及所述齿轮(30)；
其中所述卡盘销主体(20)还设有与所述出液管路(21)连通的凹槽(22)，所述定位销(10)位于所述凹槽(22)内。
2.如权利要求1所述的卡盘销(100)，其特征在于，所述凹槽(22)为圆锥形凹槽。
3.如权利要求1到2中任一项所述的卡盘销(100)，其特征在于，所述注液管路(11)沿着所述定位销(10)的轴线的方向延伸。
4.如权利要求1到2中任一项所述的卡盘销(100)，其特征在于，所述出液管路(21)沿着所述卡盘销主体(20)的轴线的方向延伸。
5.一种卡盘销自清洗装置(200)，其特征在于，包括：
如权利要求1到4中任一项所述的卡盘销(100)；
注液管(40)，其在所述卡盘销(100)的齿轮(30)处与所述卡盘销(100)的注液管路(11)连通；以及
出液管(50)，其在所述卡盘销(100)的齿轮(30)处与所述卡盘销(100)的出液管路(21)连通。
6.如权利要求5所述的卡盘销自清洗装置(200)，其特征在于，所述卡盘销自清洗装置(200)还包括用于清洁所述卡盘销(100)的定位销(10)的清洁刷。
7.如权利要求6所述的卡盘销自清洗装置(200)，其特征在于，所述清洁刷采用聚乙烯醇制成。
8.如权利要求5到7中任一项所述的卡盘销自清洗装置(200)，其特征在于，所述卡盘销自清洗装置(200)还包括干燥管路(60)，所述干燥管路(60)分别与所述注液管(40)和所述出液管(50)连通。
9.如权利要求8所述的卡盘销自清洗装置(200)，其特征在于，所述干燥管路(60)设有用于加热氮气的加热器(61)。
10.如权利要求8所述的卡盘销自清洗装置(200)，其特征在于，所述干燥管路(60)设有用于打开和封闭所述干燥管路(60)的阀门(62，63)。
11.如权利要求5到7中任一项所述的卡盘销自清洗装置(200)，其特征在于，所述卡盘销自清洗装置(200)还包括与所述注液管(40)连通的回吸阀(70)。
12.如权利要求11所述的卡盘销自清洗装置(200)，其特征在于，所述卡盘销自清洗装置(200)包括三向阀(80)，所述三向阀(80)分别与所述注液管(40)、所述回吸阀(70)以及供给DIW的DIW管道(90)连接。
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