CN112563164B - 晶片预清洁机台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶片预清洁机台，主要包括一腔体、一承载盘、至少一固定环及复数个固定件，其中承载盘、固定环及固定件位于腔体的容置空间内。承载盘的一承载面承载至少一晶片，而固定环则连接承载盘，并位于承载盘及晶片的周围。当固定环设置在承载盘时，设置在固定环上的固定件会接触承载盘上的晶片，以将晶片固定在承载盘上。此外承载盘的承载面高度高于固定环的上表面，可避免固定环遮挡晶片的边缘区域，以利于在晶片表面形成均匀且稳定的电浆，以提高预清洁后晶片厚度的均匀度。

Description

晶片预清洁机台
技术领域
本发明有关于一种晶片预清洁机台，可避免固定环遮挡晶片的边缘区域，以利于在晶片表面形成均匀且稳定的电浆，以提高预清洁后晶片厚度的均匀度。
背景技术
在薄膜沉积是半导体制程中常用的技术，例如在化学气相沉积制程(CVD)及物理气相沉积制程(PVD)，主要用以在晶片的表面形成薄膜。在实际应用时晶片的表面往往会具有氧化层或氧化物，进而影响薄膜沉积的品质。此外若沉积的薄膜与晶片之间存在氧化层或氧化物，亦可能会造成接触电阻大幅升高，进行提高晶片损坏的机率。
为了解决上述的问题，目前业界在进行沉积制程前，通常会对晶片进行预清洁(pre-clean)，以除去晶片表面上的氧化层或氧化物。具体而言，可将氩气通入反应空间，并对反应空间施加磁场以形成氩电浆。而后对承载晶片的承载盘上提供负压，使得氩离子撞击晶片，以去除晶片表面的氧化层或氧化物。
然而晶片的边缘区域会被晶片固定装置所遮挡，并可能会在晶片固定装置与晶片的边缘区域形成扰流，进而造成晶片的中间区域与边缘区域的蚀刻率不同。具体而言，晶片的中央区域的蚀刻率会高于边缘区域，使得经过电浆蚀刻的晶片的中央区域的厚度会小于边缘区域。
发明内容
为了解决上述蚀刻后的晶片厚度不均的问题，本发明提出一种晶片预清洁机台，在预清洁过程中可在晶片的表面形成均匀且稳定的流体，并可避免在晶片的边缘位置形成扰流，以利于在预清洁后形成厚度均匀的晶片。
本发明的一目的，在于提供一种晶片预清洁机台，主要包括一承载盘、一固定环及复数个固定部，其中承载盘的一承载面用以承载至少一晶片，而固定环位于承载盘及晶片的周围。固定部设置在固定环的上表面，当固定环连接承载盘时，固定部将会接触承载盘上的晶片，以将晶片固定在承载盘上。此外当固定环连接承载盘时，固定环的上表面的高度不大于承载盘的承载面的高度，或是固定环的上表面的高度高于承载盘的承载面，且两者之间的高度小于5公厘，以防止固定环遮挡电浆，并可避免电浆在晶片及固定环相邻的边缘区域上形成扰流，藉此以提高晶片表面的电浆的均匀度，使得经过预清洁的晶片的各个区域的厚度相近。
本发明的一目的，在于提供一种晶片预清洁机台，主要包括一承载盘、一固定环及复数个固定部，其中承载盘的一承载面用以承载至少一晶片，而固定环位于承载盘及晶片的周围。此外固定环还设置复数个穿孔或凹槽，使得晶片表面的电浆经由承载盘的承载面移动到高度较低的固定环，并经由固定环上的穿孔或凹槽移动到固定环的下方，藉此有利于在晶片的表面形成均匀且稳定的流体及/或电浆，并可提高蚀刻晶片的均匀度。
本发明的一目的，在于提供一种晶片预清洁机台，其中固定环上设置至少三个定位孔，而腔体内则设置至少三个定位销。固定环上的定位孔用以对准定位销，藉此将固定环定位在腔体的容置空间内。
本发明的一目的，在于提供一种晶片预清洁机台，其中承载盘、固定环及固定件位于一腔体的容置空间内，并透过一升降装置连接承载盘，以驱动承载盘相对于固定环及固定件位移。升降装置可带动承载盘在一进出料位置及一预清洁位置之间位移，当升降装置带动承载盘移动至进出料位置时，可透过一机械手臂将一晶片放置到承载盘上，或者是将承载盘上完成预清洁的晶片取出。而后升降装置会带动承载盘及晶片移动到预清洁位置，使得承载盘及晶片位于固定环中间的一容置区域，而固定环上的固定件则会接触承载盘上的晶片，并将晶片固定在承载盘上，以利于对承载盘上的晶片进行预清洁或蚀刻。
为了达到上述的目的，本发明提出一种晶片预清洁机台，包括：一腔体，包括一容置空间；至少一抽气端，流体连接腔体的容置空间，并用以抽出容置空间内的一气体；至少一进气端，流体连接腔体的容置空间，并用以将一清洁气体输送至容置空间；至少一线圈，与腔体相邻，并电性连接一交流电源，其中线圈用以在容置空间内形成一磁场，使得容置空间内的清洁气体成为一电浆；一承载盘，位于容置空间内，承载盘包括一承载面用以承载至少一晶片，其中承载盘电性连接一偏压电源，并在承载盘上形成一电压，使得电浆撞击承载盘上的晶片，以清洁承载盘承载的晶片；至少一固定环，位于承载盘及晶片的周围，其中固定环的一上表面的高度不高于承载盘的承载面；及复数个固定件，连接固定环，其中固定件接触晶片的一表面，并将晶片固定在承载盘上。
本发明提出另一种晶片预清洁机台，包括：一腔体，包括一容置空间；至少一抽气端，流体连接腔体的容置空间，并用以抽出容置空间内的一气体；至少一进气端，流体连接腔体的容置空间，并用以将一清洁气体输送至容置空间；至少一线圈，与腔体相邻，并电性连接一交流电源，其中线圈用以在容置空间内形成一磁场，使得容置空间内的清洁气体成为一电浆；一承载盘，位于容置空间内，承载盘包括一承载面用以承载至少一晶片，其中承载盘电性连接一偏压电源，并在承载盘上形成一电压，使得电浆撞击承载盘上的晶片，以清洁承载盘承载的晶片；至少一固定环，位于承载盘及晶片的周围，其中固定环的一上表面的高度高于承载盘的承载面，且固定环的上表面与承载盘的承载面之间的高度差小于5公厘；及复数个固定件，连接固定环，其中固定件接触晶片的一表面，并将晶片固定在承载盘上。
所述的晶片预清洁机台，其中固定环包括至少三个定位孔，并透过定位孔定位固定环及腔体。
所述的晶片预清洁机台，其中固定环包括复数个穿孔或复数个凹槽，复数个穿孔或复数个凹槽环绕设置在承载盘的周围。
所述的晶片预清洁机台，还包括一环形构造设置在承载盘上，环状构造包括至少一环形凹槽，环形构造及环形凹槽环绕设置在承载盘的周围，而固定环则环绕设置在环形构造的周围。
所述的晶片预清洁机台，其中环形构造的一内表面连接承载盘，环形构造的一外表面则设置一斜面，而固定环的一内表面设置一斜面与环形构造的外表面的斜面契合。
所述的晶片预清洁机台，其中承载盘包括一凸起部，承载面为凸起部的一顶表面，环形构造套设于承载盘的凸起部，而环形构造的环形凹槽环绕设置在承载盘的凸起部。
所述的晶片预清洁机台，其中固定件包括一底部及一固定部，底部设置在固定环的上表面，而固定部连接底部，并朝晶片的方向延伸。
本发明的有益效果是：在预清洁过程中可在晶片的表面形成均匀且稳定的流体，并可避免在晶片的边缘位置形成扰流，以利于在预清洁后形成厚度均匀的晶片。
附图说明
图1为本发明晶片预清洁机台一实施例的剖面示意图。
图2为本发明晶片预清洁机台的固定环、固定件及载台一实施例的立体剖面示意图。
图3为本发明晶片预清洁机台的固定环、固定件及载台一实施例的剖面示意图。
图4为本发明晶片预清洁机台的固定环、固定件及载台一实施例的立体剖面示意图。
图5为本发明晶片预清洁机台的固定环、固定件及载台又一实施例的剖面示意图。
图6为本发明晶片预清洁机台的固定环、固定件及载台又一实施例的剖面示意图。
图7为本发明晶片预清洁机台的固定环及固定件一实施例的俯视图。
图8为本发明晶片预清洁机台的固定环及固定件又一实施例的俯视图。
附图标记说明：10-晶片预清洁机台；11-腔体；111-进气端；112-气体源；113-抽气端；114-抽气装置；115-进出料口；12-容置空间；13-承载盘；131-承载面；133-凸起部；135-底部；137-偏压电源；14-晶片；15-固定环；151-上表面；152-穿孔；153-下表面；154-定位孔；155-外表面；156-凸部；157-内表面；158-凹部；16-环形构造；161-环形凹槽；163-内表面；165-外表面；17-固定件；171-底部；173-固定部；18-升降装置；19-线圈；191-交流电源。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明晶片预清洁机台一实施例的剖面示意图。如图所示，晶片预清洁机台10主要包括一腔体11、一承载盘13、一固定环15、复数个固定件17及一线圈19，其中腔体11具有一容置空间12，承载盘13、固定环15及固定件17位于腔体11的容置空间12内。
腔体11设置至少一进气端111及一抽气端113，其中进气端111及抽气端113流体连接腔体11的容置空间12。抽气端113可连接一抽气装置114，并用以抽出容置空间12内的气体。进气端111可连接一气体源112，其中气体源112可为储存一清洁气体的容器，并经由进气端111将清洁气体输送至容置空间12内。例如清洁气体可为氩气或其他惰性气体，而抽气装置114可为帮浦，并可于预清洁之前、预清洁当下及/或预清洁后抽出容置空间12内的气体。
线圈19电性连接一交流电源191，其中交流电源191提供一交流电流给线圈19，使得线圈19在腔体11的容置空间12内形成一磁场。容置空间12内的清洁气体受到磁场的作用形成一电浆，例如使得氩气形成氩离子。线圈19与腔体11相邻，并位于腔体11的上方或侧边，基本上只要使得线圈19可以在腔体11的容置空间12内产生磁场，并在容置空间12内形成电浆即可。
承载盘13包括一承载面131用以承载至少一晶片14，承载盘13电性连接一偏压电源137，其中偏压电源137用以在承载盘13上形成一电压，例如偏压电源137可为交流电源或直流电源。具体而言，承载盘13可为导体，而偏压电源137则用以在承载盘13形成负电压，以吸引带正电的氩离子(Ar+)，使得氩离子撞击承载盘13上的晶片14，藉此以去除晶片14表面的氧化层或氧化物，并达到预清洁(pre-clean)晶片14的目的。
如图3至图4所示，固定环15包括一上表面151、一下表面153、一外表面155及一内表面157，其中上表面151及下表面153可为环形构造。外表面155及内表面157则是连接上表面151及下表面153的侧表面，其中外表面155及内表面157的俯视近似圆形，且外表面155的半径大于内表面157。
复数个固定件17设置在固定环15的上表面151，其中固定件17的数量为三个以上，便可达到固定晶片14的目的。固定件17由固定环15的外表面155朝内表面157的方向延伸，其中有部分的固定件17会凸出固定环15的内表面157。在本发明一实施例中，固定环15的外观近似圆环状，而固定件17则沿着固定环15的径向延伸设置。
固定环15可连接承载盘13，并位于承载盘13及/或晶片14的周围，其中固定环15及固定件13可为陶瓷、石英或金属材质。当固定环15设置在承载盘13上时，位于固定环15上表面151的固定件17会接触承载盘13承载的晶片14，藉此将晶片14固定在承载盘13上。
为了提高晶片14表面蚀刻的均匀性，本发明提出固定环15的上表面151的高度不高于承载盘13的承载面131的高度，或是固定环15的上表面151的高度高于承载盘13的承载面131，但两者之间的高度小于5公厘，其中承载面131为承载盘13用以承载或接触晶片14的表面。
当固定环15连接承载盘13时，固定环15的内表面157会面对承载盘13，而固定环15的上表面151则约略与承载盘13的承载面131平行。本发明的固定环15的上表面151与承载盘13的承载面131可具有一间隔，其中固定环15的上表面151的高度不高于承载盘13的承载面131，如图3及图4所示，固定环15的上表面151的高度低于承载盘13的承载面131。如图6所示，固定环15的上表面151的高度高于承载盘13的承载面131，但两者之间的高度小于5公厘。此外亦可如图5所示，固定环15的上表面151约略与承载盘13的承载面131切齐。图3至图6所示的设置方式，皆可避免固定环15遮挡晶片14的边缘区域，并可减少在晶片14的边缘区域形成扰流，而有利于提高晶片14表面蚀刻的均匀度。
在实际应用时，如图7及图8所示，固定环15可设置至少三个定位孔154，而腔体11内可设置至少三个定位销(未显示)，其中固定环15的定位孔154可对准腔体11的定位销，并定位及设置在腔体11的容置空间12内。在本发明一实施例中，腔体11内可设置一挡件，并透过挡件承载固定环15，挡件的一端形成一圆形的容置空间，用以容置承载盘13及晶片14，此外挡件上可设置定位销，以定位挡件及固定环15。盘承载盘13可连接一升降装置18，其中升降装置18用以驱动承载盘13及晶片14相对于固定环15位移。
具体而言，如图1所示，升降装置18可带动承载盘13下降至入料位置，并透过一机械手臂经由进出料口115将晶片14输送至承载盘13的承载面131。而后升降装置18带动承载盘13及晶片14上升，使得承载盘13接触及连接固定环15，而承载盘13上的晶片14则会接触固定件17，并以固定件17将晶片14固定在承载盘13上。
在本发明一实施例中，承载盘13上可设置一环形构造16，其中环形构造16包括一环形凹槽161，环形构造16及环形凹槽161环绕设置在承载盘13的周围。具体而言，承载盘13包括一凸起部133及一底部135，其中凸起部133设置在底部135上，且底部135的截面积大于凸起部133。承载面131为凸起部133的顶表面，而环形构造16则套设在承载盘13的凸起部133，使得环形构造16及环形凹槽161环绕设置在承载盘13的凸起部133周围。在不同实施例中，环形构造16亦可整合在承载盘13上，使得环形构造16及承载盘13为单一构件。
环形构造16可包括一内表面163及一外表面165，其中环形构造16套设在承载盘13的凸起部133时，环形构造16的内表面163会接触承载盘13的凸起部133的表面，而环形构造16的外表面165则接触固定环15的内表面157。如图3及图4所示，环形构造16的外表面165可为一斜面，而固定环15的内表面157亦为一斜面，其中固定环15的内表面157上的斜面与环形构造16的外表面165的斜面契合，并具有相近的倾斜角度。当升降装置18驱动承载盘13上升并连接固定环15时，可透过两者的外表面165及内表面157的斜面，将固定环15引导至承载盘13的固定位置。
在本发明一实施例中，固定件17可包括一底部171及一固定部173，其中固定件17的底部171连接固定环15的上表面151，而固定部173的一端连接底部171，而另一端则朝着晶片14及/或承载盘13的方向延伸，并凸出固定环15的内表面157。此外固定件17的底部171的宽度、厚度及/或截面积可小于固定部173。
在本发明另一实施例中，如图7所示，固定环15上可设置复数个穿孔152，其中各个穿孔152连通固定环15的上表面151及下表面153，并环绕设置在晶片14及承载盘13的周围。
本发明的固定环15上表面151的高度不高于承载盘13的承载面131及晶片14的高度，或者是固定环15的上表面151的高度高于承载盘13的承载面131，且两者之间的高度小于5公厘，使得被承载盘13的电压吸引的电浆会撞击晶片14的表面，而后由承载盘13的承载面131移动至固定环15，并进一步由固定环15上的穿孔152输送至固定环15的下方。如此一来将有利于在承载盘13及晶片14的表面形成均匀且稳定的流体及/或电浆，以提高蚀刻晶片14的均匀度，并可避免先前技术所述晶片的边缘区域与中央区域的厚度不均的问题。
在本发明另一实施例中，如图8所示，亦可于固定环15的边缘设置复数个凸部156及凹部158，其中凸部156沿着固定环15的径向向外凸出，并于凸部156上设置定位孔154。凸部156及凹部158以相邻的方式环绕设置在晶片14及承载盘13的周围，在实际应用时设置在固定环15上的凹部158及穿孔152可达到相近的功能。
本发明优点：
在预清洁过程中可在晶片的表面形成均匀且稳定的流体，并可避免在晶片的边缘位置形成扰流，以利于在预清洁后形成厚度均匀的晶片。
以上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的申请专利范围内。

Claims (6)

1.一种晶片预清洁机台，其特征在于，包括：
一腔体，包括一容置空间；
至少一抽气端，流体连接该腔体的该容置空间，并用以抽出该容置空间内的一气体；
至少一进气端，流体连接该腔体的该容置空间，并用以将一清洁气体输送至该容置空间；
至少一线圈，与该腔体相邻，并电性连接一交流电源，其中该线圈用以在该容置空间内形成一磁场，使得该容置空间内的该清洁气体成为一电浆；
一承载盘，位于该容置空间内，该承载盘包括一承载面用以承载至少一晶片，其中该承载盘电性连接一偏压电源，并在该承载盘上形成一电压，使得该电浆撞击该承载盘上的该晶片，以清洁该承载盘承载的该晶片；
至少一固定环，位于该承载盘及该晶片的周围，其中该固定环的一上表面的高度不高于该承载盘的该承载面，其中该固定环包括至少三个定位孔，并透过该定位孔定位该固定环及该腔体，其中该固定环包括复数个穿孔或复数个凹槽，该复数个穿孔或该复数个凹槽环绕设置在该承载盘的周围；及
复数个固定件，连接该固定环，其中该固定件接触该晶片的一表面，并将该晶片固定在该承载盘上。
2.根据权利要求1所述的晶片预清洁机台，其特征在于，还包括一环形构造设置在该承载盘上，该环状构造包括至少一环形凹槽，该环形构造及该环形凹槽环绕设置在该承载盘的周围，而该固定环则环绕设置在该环形构造的周围。
3.根据权利要求2所述的晶片预清洁机台，其特征在于，其中该环形构造的一内表面连接该承载盘，该环形构造的一外表面则设置一斜面，而该固定环的一内表面设置一斜面与该环形构造的该外表面的该斜面契合。
4.根据权利要求3所述的晶片预清洁机台，其特征在于，其中该承载盘包括一凸起部，该承载面为该凸起部的一顶表面，该环形构造套设于该承载盘的该凸起部，而该环形构造的该环形凹槽环绕设置在该承载盘的该凸起部。
5.根据权利要求1所述的晶片预清洁机台，其特征在于，其中该固定件包括一底部及一固定部，该底部设置在该固定环的该上表面，而该固定部连接该底部，并朝该晶片的方向延伸。
6.一种晶片预清洁机台，其特征在于，包括：
一腔体，包括一容置空间；
至少一抽气端，流体连接该腔体的该容置空间，并用以抽出该容置空间内的一气体；
至少一进气端，流体连接该腔体的该容置空间，并用以将一清洁气体输送至该容置空间；
至少一线圈，与该腔体相邻，并电性连接一交流电源，其中该线圈用以在该容置空间内形成一磁场，使得该容置空间内的该清洁气体成为一电浆；
一承载盘，位于该容置空间内，该承载盘包括一承载面用以承载至少一晶片，其中该承载盘电性连接一偏压电源，并在该承载盘上形成一电压，使得该电浆撞击该承载盘上的该晶片，以清洁该承载盘承载的该晶片；
至少一固定环，位于该承载盘及该晶片的周围，其中该固定环的一上表面的高度高于该承载盘的该承载面，且该固定环的该上表面与该承载盘的该承载面之间的高度差小于5公厘，其中该固定环包括至少三个定位孔，并透过该定位孔定位该固定环及该腔体，其中该固定环包括复数个穿孔或复数个凹槽，该复数个穿孔或该复数个凹槽环绕设置在该承载盘的周围；及
复数个固定件，连接该固定环，其中该固定件接触该晶片的一表面，并将该晶片固定在该承载盘上。
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