CN110813908A - 清扫装置及清扫方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种清扫装置及清扫方法，所述清扫装置包括吹扫单元、驱动单元和支架。所述吹扫单元包括一喷气头，所述喷气头用于喷出气体来吹扫静电吸盘。所述驱动单元包括第一驱动部件和第二驱动部件，分别设置于支架的两端，第一驱动部件与吹扫单元相连接。当第二驱动部件驱动支架自转至工作位置时，喷气头到达工作位置并喷出气体。第一驱动部件驱动吹扫单元以与第一驱动部件的连接点为圆心，喷气头的长度为半径进行周向运动，直至达到吹扫的设定时间后，喷气头停止喷气，第二驱动部件驱动支架转回至初始位置。整个清扫过程暂用机时较短，不影响机台的正常作业，可实现不开腔的自动清扫，不仅降低机台报警率，而且提高工作效率，避免经济损失。

Description

清扫装置及清扫方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，特别涉及一种清扫装置及清扫方法。
背景技术
在半导体领域中，对晶圆进行薄膜沉积时，一般通过机台腔体内的静电吸盘(E-Chuck)以静电吸附的方式使得晶圆固定于静电吸盘上表面，从而进行薄膜沉积。在静电吸附时，静电吸盘表面会通入一定流量的氩气，起到导热的作用，同时还可以保证薄膜沉积的均一性。一般在静电吸盘表面无颗粒污染的情况下下，静电吸附时的晶圆背压在7托(Torr)左右。如果静电吸盘表面存在颗粒污染，晶圆背面通入的氩气会泄露至腔体中，便造成晶圆背面压力下降，引起机台报警，严重时甚至会导致晶圆破片。
针对静电吸盘表面的颗粒污染，常规的处置方法是让静电吸盘吸入测试片(DummyWafer/Bare Wafer)，通过测试片将静电吸盘表面的颗粒黏附去除，由于测试片无特殊黏附性，此方法效果较差，成功率低。当存在无法通过这种方式去除的颗粒时，则不得不开腔清洁静电吸盘，这样会造成长时间机台停运行，严重影响产能，造成巨大的经济损失。
因此，需要一种可以在不开腔的前提下，自动对静电吸盘进行高效清扫的清扫装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种清扫装置及清扫方法，以解决在不打开机台内腔的条件下，如何自动去除静电吸盘表面颗粒污染的问题。
为解决上述技术问题，本发明一种清扫装置，其特征在于，所述清扫装置包括：吹扫单元、驱动单元和支架；
所述吹扫单元包括一喷气头，所述喷气头用于喷出气体；
所述驱动单元包括第一驱动部件和第二驱动部件，分别设置于所述支架的两端；
所述第一驱动部件与所述吹扫单元连接，用于驱动所述吹扫单元围绕所述第一驱动部件与所述吹扫单元的连接点进行周向运动，所述第二驱动部件用于驱动所述支架自转。
可选的，在所述清扫装置中，所述吹扫单元还包括载气管道，所述载气管道设置于所述支架内部，所述载气管道端部与所述喷气头相连通。
可选的，在所述清扫装置中，所述清扫装置还包括光电传感器，所述光电传感器设置于所述支架上，用于检测所述支架是否自转至设定位置。
可选的，在所述清扫装置中，所述清扫装置还包括均与所述载气管道线连接的手阀、气动阀、过滤器、调压阀以及质量流量控制器；
所述手阀与所述气动阀并联相接，设置于所述载气管道的端部，用于控制所述气体的流入；
所述过滤器用于过滤自所述手阀或所述气动阀流出的所述气体；
所述调压阀用于调节自所述过滤器流出的所述气体的压力；
所述质量流量控制器用于监控自所述调压阀流出的所述气体的流量。
可选的，在所述清扫装置中，所述喷气头为柱体，所述柱体的侧壁长度大于或等于150毫米。
可选的，在所述清扫装置中，所述喷气头的出气面上均匀设置有两个以上气孔。
可选的，在所述清扫装置中，所述吹扫单元喷出的所述气体为氩气。
可选的，在所述清扫装置中，所述支架为“7”字形支架，所述“7”字形支架具有竖直部分和与所述竖直部分连接的水平部分，所述喷气头通过所述第一驱动部件与所述水平部分的端部相连接。
可选的，在所述清扫装置中，所述喷气头和所述载气管道的材质均为不锈钢。
基于同一发明构思，本发明还提供一种清扫方法，所述清扫方法包括：
步骤一：所述第二驱动部件驱动所述支架自转至工作位置，所述喷气头到达工作位置；
步骤二：所述喷气头喷出气体；
步骤三：所述第一驱动部件驱动所述吹扫单元以与所述第一驱动部件的连接点为圆心，所述喷气头的长度为半径进行周向运动；
步骤四：重复步骤三直至达到设定时间；
步骤五：所述喷气头停止喷出气体，所述第二驱动部件驱动所述支架转回至初始位置。
在本发明提供的清扫装置及清扫方法中，所述清扫装置包括吹扫单元、驱动单元和支架。所述吹扫单元包括一喷气头，所述喷气头用于喷出气体来吹扫静电吸盘。所述驱动单元包括第一驱动部件和第二驱动部件，分别设置于所述支架的两端，所述第一驱动部件与所述吹扫单元连接。当所述第二驱动部件驱动所述支架自转至工作位置时，所述喷气头到达工作位置并喷出气体。所述第一驱动部件驱动所述吹扫单元以与所述第一驱动部件的连接点为圆心，进行周向运动。当达到吹扫的设定时间后，所述喷气头停止喷气，所述第二驱动部件驱动所述支架转回至初始位置，结束整个清扫过程。所述清扫过程暂用机时较短，不影响机台的正常作业，可实现不开腔自动清扫，不仅降低报警率，而且提高工作效率，避免经济损失。
附图说明
图1为本发明实施例的静电吸盘吸附晶圆示意图；
图2为本发明实施例的静电吸盘中背压气体传输结构图；
图3为本发明实施例的颗粒污染时静电吸盘吸附晶圆示意图；
图4为本发明实施例的清扫装置结构示意图；
图5为本发明实施例的喷气头仰视图；
图6为本发明实施例的清扫装置各元器件位置关系示意图；
图7本发明实施例的清扫装置的运动示意图。
其中，各附图标记说明如下：
0-晶圆；1-静电吸盘；2-管路；3-颗粒；4-清扫装置；
41-吹扫单元；411-喷气头；412-载气管道；413-气孔；
42-驱动单元；421-第一驱动部件；422-第二驱动部件；
43-支架；44-光电传感器；45-手阀；46-气动阀；47-过滤器；48-调压阀；49-质量流量控制器。
具体实施方式
如前所述，常规处理静电吸盘表面的颗粒污染的方法是通过静电吸盘吸入测试片，由测试片黏附去除，但是由于测试片无特殊黏附性，实施效果较差，成功率比较低，并且有时还需要开腔清洁静电吸盘，这样会造成长时间腔体停运行，严重影响产能，造成巨大的经济损失。
因此，本发明有别于这种清扫方法，提供了一种在不开腔的情况下，能对静电吸盘进行高效清扫的清扫装置及清扫方法。
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种清扫装置及清扫方法作进一步详细说明。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例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
请参阅图1，当晶圆0进入腔体后静电吸盘1移动至预定位置，同时施加一定静电电压对晶圆0进行静电吸附，从而使得所述晶圆0被固定在静电吸盘1上便于进行薄膜沉积工艺。请参阅图2，由静电吸盘1底部的管路2提供一定流量的氩气作为背压气体。通常，在静电吸盘表面无颗粒污染的情况下，晶圆0的背压在整个工艺过程都维持在7torr左右。但是，当静电吸盘表面存在颗粒污染时，请参阅图3，晶圆0下的背压气体3溢出，会造成背压过低从而引起机台报警，甚至引起晶圆(A00)破片，不得不停机开腔进行人工清洁，严重影响机台正常作业，造成巨大经济损失。
因此，本实施例公开了一种清扫装置，请参阅图4，所述清扫装置4包括吹扫单元41、驱动单元42及支架43。所述吹扫单元41包括一喷气头411，所述喷气头411用于喷出吹扫气体，通过气压冲击所述静电吸盘1，从而将静电吸盘1的表面吹扫干净。所述驱动单元42包括第一驱动部件421和第二驱动部件422，分别设置于所述支架43的两端。进一步的，所述第一驱动部件421和所述第二驱动部件422均为马达，用于驱动相连接的各个部件进行转动。所述第一驱动部件421与所述吹扫单元41连接，所述第一驱动部件421驱动所述吹扫单元41围绕所述第一驱动部件421与所述吹扫单元41的连接点进行周向运动，使得吹扫范围覆盖整个静电吸盘1。所述第二驱动部件422用于驱动所述支架43自转，实现在工作位置和初始位置之间的来回转动，当执行吹扫任务时，由初始位置转至工作位置，当吹扫任务结束时，由工作位置转至初始位置。所述初始位置为机台内腔的一存储区域，用于存储所述清扫装置4，所述工作位置为所述支架43执行吹扫任务的位置。
在本申请实施例中，所述支架43为“7”字形支架，所述“7”字形支架具有竖直部分和水平部分，所述喷气头411通过所述第一驱动部件421与所述水平部分的端部相连接。进一步的，所述支架43还可以包括另一水平部分，所述另一水平部分与所述竖直部分的另一端相连，所述另一水平部分用于置于承载面上，以使得所述支架43能够稳定的承载。
请参阅图5，所述吹扫单元41还包括载气管道412，所述载气管道412设置于所述支架43内部，所述载气管道412端部与所述喷气头411相连通，所述载气管道412用于为所述喷气头411输送清扫气体。其中，所述喷气头411为柱体，进一步的，所述柱体的侧壁长度大于或等于150毫米，且所述喷气头411的出气面上均匀设置两个以上气孔413。例如，所述喷气头411的出气面上可以均匀设置有十个气孔413、十五个气孔413或者二十个气孔413等。多个所述气孔416可成阵列式排布，从而保证清扫气流的均匀，避免气压差，保障清扫过程的稳定。进一步的，所述清扫气体为氩气，与所述背压气体相同，可从厂务气体管道直接接入。氩气作为惰性气体，通常由不锈钢材质的管道存储或输送，所以所述喷气头411和所述载气管道412为不锈钢材质。
请参阅图6，所述清扫装置4还包括光电传感44，所述光电传感器44设置于所述支架43上，用于检测所述支架43是否自转至设定位置或者初始位置，当位置异常时(即不在上述两个位置时)，所述光电传感器44会直接向机台传递报警信号，以提示工作人员排查故障，从而提高了所述清扫装置4的可靠性。此外，所述清扫装置还包括均与所述载气管道412线连接的手阀45、气动阀46、过滤器47、调压阀48以及质量流量控制器49。所述手阀45与所述气动阀46并联相接，设置于所述载气管道412的端部，所述手阀45和所述气动阀46均用于控制所述气体的流入或者禁入，通常控制所述气体的流入或者禁入会采用所述气动阀46，所述气动阀46为自动控制，而所述手阀45可用于人工开关，起到备用的作用。所述过滤器47用于过滤自所述手阀45或所述气动阀46流出的所述气体，避免杂质进入载气管道412。所述调压阀48用于调节自所述过滤器47流出的所述气体的压力，避免压力过大造成装置损坏。所述质量流量控制器49用于监测并控制自所述调压阀48流出的所述气体的质量和流量，以保证气流的稳定。
基于同一发明构思，本发明还提供一种清扫方法，包括：
步骤一：启动所述清扫装置4，所述第二驱动部件422驱动所述支架43由初始位置转至工作位置，使得所述喷气头411到达工作位置；
步骤二：所述气动阀46或所述手阀45开启，清扫气体通过载气管道412进入所述喷气头411，所述喷气头411喷出清扫气体；
步骤三：所述第一驱动部件421驱动所述吹扫单元41以与所述第一驱动部件422的连接点为圆心，所述喷气头411的长度为半径进行周向运动；
步骤四：重复步骤三直至所述喷气头运动达到设定时间，为不影响机台产能，单次清扫时间一般设定为1分钟；
步骤五：所述气动阀46或所述手阀45关闭，所述喷气头411停止喷出清扫气体，所述第二驱动部件422驱动所述支架43转回至初始位置，所述清扫装置4存置于机台的内腔中。
所述支架43和所述喷气头411的运动方向请参见图7。具体的，所述支架43以所述支架43的竖直部分为轴，从初始位置逆时针自转至工作位置，也可以从工作位置顺时针自转至初始位置。所述喷气头411可以围绕所述第一驱动部件421与所述喷气头411的连接点进行顺时针的周向运动。
综上所述，根据机台作业的规律，可设置机台每隔100kwh进行一次清扫，单次清扫时间为1分钟。当发生静电吸盘1背压过低报警时，只需将晶圆0传送至公共路径，然后启动清扫装置，进行清扫，直至静电吸盘1表面颗粒被去除，静电吸盘1背压恢复。因此，通过所述清扫装置和清扫方法，可实现在不开腔的前提下对静电吸盘进行自动清扫，不仅有助于提高工作效率，还能避免经济损失。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种清扫装置，其特征在于，所述清扫装置包括：吹扫单元、驱动单元和支架；
所述吹扫单元包括一喷气头，所述喷气头用于喷出气体；
所述驱动单元包括第一驱动部件和第二驱动部件，分别设置于所述支架的两端；
所述第一驱动部件与所述吹扫单元连接，用于驱动所述吹扫单元围绕所述第一驱动部件与所述吹扫单元的连接点进行周向运动，所述第二驱动部件用于驱动所述支架自转。
2.如权利要求1所述的清扫装置，其特征在于，所述吹扫单元还包括载气管道，所述载气管道设置于所述支架内部，所述载气管道端部与所述喷气头相连通。
3.如权利要求1所述的清扫装置，其特征在于，所述清扫装置还包括光电传感器，所述光电传感器设置于所述支架上，用于检测所述支架是否自转至设定位置。
4.如权利要求1～3中任一项所述的清扫装置，其特征在于，所述清扫装置还包括均与所述载气管道线连接的手阀、气动阀、过滤器、调压阀以及质量流量控制器；
所述手阀与所述气动阀并联相接，设置于所述载气管道的端部，用于控制所述气体的流入；
所述过滤器用于过滤自所述手阀或所述气动阀流出的所述气体；
所述调压阀用于调节自所述过滤器流出的所述气体的压力；
所述质量流量控制器用于监控自所述调压阀流出的所述气体的流量。
5.如权利要求1所述的清扫装置，其特征在于，所述喷气头为柱体，所述柱体的侧壁长度大于或等于150毫米。
6.如权利要求5所述的清扫装置，其特征在于，所述喷气头的出气面上均匀设置有两个以上气孔。
7.如权利要求1所述的清扫装置，其特征在于，所述吹扫单元喷出的所述气体为氩气。
8.如权利要求1所述的清扫装置，其特征在于，所述支架为“7”字形支架，所述“7”字形支架具有竖直部分和与所述竖直部分连接的水平部分，所述喷气头通过所述第一驱动部件与所述水平部分的端部相连接。
9.如权利要求2所述的清扫装置，其特征在于，所述喷气头和所述载气管道的材质均为不锈钢。
10.一种清扫方法，其特征在于，使用如权利要求1～9中任一项所述的清扫装置，所述清扫方法包括：
步骤一：所述第二驱动部件驱动所述支架自转至工作位置，所述喷气头到达工作位置；
步骤二：所述喷气头喷出气体；
步骤三：所述第一驱动部件驱动所述吹扫单元以与所述第一驱动部件的连接点为圆心，所述喷气头的长度为半径进行周向运动；
步骤四：重复步骤三直至达到设定时间；
步骤五：所述喷气头停止喷出气体，所述第二驱动部件驱动所述支架转回至初始位置。
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