CN117443787A - 一种具有纳米线结构的清洁片 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有纳米线结构的清洁片，其用于对半导体设备机台或载物台的颗粒进行吸附，其特征在于，至少包括一个衬底(1)以及设置于所述衬底(1)上的纳米线(2)结构。本发明提供的技术方案，对机台的清洗效率高，实现成本低、易于安装和应用，容易有效推广。

Description

一种具有纳米线结构的清洁片

技术领域

本发明属于半导体设备领域，具体地属于半导体制造设备清洗技术领域，涉及一种用于去除半导体制造设备机台内杂质、颗粒等的清洗片，尤其是具有纳米结构的清洁片。

背景技术

半导体芯片加工制造过程必须在超洁净的环境中进行，任何微小的颗粒污染都会损坏芯片。但是在现实工艺中，在半导体芯片制造过程中，不可避免的会产生微小颗粒、碎屑、灰尘等，这些物体积聚在设备机台或载物台上，载物台上的颗粒会使得在半导体芯片制造中被加工的晶圆无法平整地放在载物台上，降低生产良率。

在半导体芯片制造过程中，生产良率是非常重要的，这决定了企业的生产效率以及效益等，因此是芯片制造企业所关心的重要指标。由于上述载物台以及相关设备(以下为方便描述，统称为：机台)中颗粒、碎屑等的存在，此时就需要清洗机台。在现有技术中，清洗方式分为离线和在线清洁。离线清洗方式需要停机并打开设备腔体，降低了芯片生产效率。在线清洗通常会用一种清洗晶圆片，即在晶圆片上涂覆有一粘附层用于粘附颗粒和碎屑。

但存在的问题是现有的清洗晶圆片通常不具有足够的粘附力，这是因为如果粘附力大到足以清除大部分或所有颗粒，则清洗晶圆片的粘力就过大了，很容易使得清洗晶圆片本身与被清洗机台粘接在一起，导致清洗晶圆片无法轻易脱离或移走，甚至将部分粘附层转移至需要清洗的机台上，造成额外污染，而且更加影响生产效率。

不仅如此，采用现有的技术时，在半导体设备机台或载物台中，如静电吸盘上通常会有复杂的表面结构，如凸起和孔洞，当颗粒和碎屑堆积在这些复杂结构的角落或深处，现有技术所采用的表面平坦的清洗晶圆片就会被凸起或孔洞阻挡，很难粘附到颗粒或碎屑，无法实现很好的清洗效果。即采用现有技术的清洗晶圆片在特定的生产环境下无法进行比较充分的清洁，不能起到很好的清洗效果，也不能满足生产良率要求。

针对现有半导体设备机台或载物台内颗粒难以彻底清除的技术问题，需要提供一种全新的清洗设备以便有效地清除颗粒、达到良好的清洗效果。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种具有纳米线结构的清洁片，其用于对半导体设备机台或载物台的颗粒进行吸附，其特征在于，至少包括一个衬底1以及设置于所述衬底1上的纳米线2结构。

优选地，所述衬底1的表面具有凸起结构，所述纳米线2结构对应地设置在所述凸起结构的表面。

优选地，所述清洁片还至少包括一中间层3，所述中间层3贴附于所述衬底1的表面，且所述纳米线2结构设置于所述中间层3上。

优选地，所述纳米线2结构以如下方式中的任一种设置于：

-与所述衬底1的表面垂直设置；

-与所述衬底1的表面成大于30度小于90度的斜度方式设置；以及

-纳米线2以与所述衬底1的表面垂直和与所述衬底1的表面成大于30度小于90度的斜度方式交错设置。

优选地，所述纳米线2为非金属材料。

优选地，所述纳米线2包括碳纳米管、硅纳米线、碳化硅纳米线、氮化硅纳米线中的任一种或任多种。

优选地，所述纳米线2的直径为10微米至1纳米之间。

优选地，所述纳米线2的形状结构为直条状、棒状、螺旋状、大头钉状、锯齿状中任一种或任多种。

优选地，所述纳米线2的形状结构可以是弯曲的，且弯曲的形状可以是各种形状的，比如波浪状、珊瑚状、蝌蚪状、横过来的M状、树枝状、棒槌状、镰刀状等。

优选地，所述纳米线2与所述衬底1为相同材料。

优选地，所述衬底1与半导体加工所使用的晶圆或掩膜版大小一致。

通过本发明提供的技术方案，可以有效地解决机台内杂质、颗粒、碎屑等的清洗问题，而且适用于复杂的生产环境，对于机台等存在凸起的表面等情况下都可以进行良好的清洗，而且不会与机台进行粘附，提高了生产效率。本发明提供的技术方案，对机台的清洗效率高，实现成本低、易于安装和应用，容易有效推广。

标号说明

1-衬底；

2-纳米线；

3-中间层；

4-凸起。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了根据本发明的第一实施例的，具有纳米线结构的清洁片示意图；

图2示出了根据本发明的第二实施例的，具有复合纳米线结构的清洁片示意图；

图3示出了根据本发明的第三实施例的，具有中间层的清洁片示意图；

图4示出了根据本发明的第四实施例的，具有复合纳米线结构和中间层的清洁片示意图；

图5示出了根据本发明的第五实施例的，具有凸起结构的清洁片示意图；

图6示出了根据本发明的第六实施例的，具有凸起结构和中间层的清洁片示意图；

图7示出了根据本发明的第一实施例的，具有纳米线结构的晶圆片示意图；

图8示出了根据本发明的另一个实施例的，具有复合纳米线结构的掩膜版示意图；以及

图9示出了根据本发明的另一个实施例的，具有复合纳米线结构的晶圆片示意图。

具体实施方式

为了更好的使本发明的技术方案清晰地表示出来，下面结合附图对本发明作进一步说明。

为解决现有技术中半导体设备机台或载物台内颗粒难以彻底清除的技术问题，本发明提出了一种可以吸附半导体工艺设备中载物台颗粒的清洁片,该清洁片不同于其他在衬底上涂覆单一组分涂层结构，所述清洁片有一纳米线结构层，纳米线结构层用于粘附污染颗粒，并且不粘附载物台，易于脱离载物台。

原理是纳米线由于纳米尺寸效应，与污染颗粒形成粘附的范德华力。纳米线又与清洁片成一定角度排列，例如超过30°其与载物台的粘附性变差，导致无法吸附载物台，但仍可吸附载物台上的细微颗粒。

所述清洁片有一衬底基片，可以是半导体芯片工艺中使用的单级硅片，或光刻工艺中的光掩膜版或光罩，也可以是玻璃或石英片，陶瓷片。

清洁片上的纳米线结构层可以是直接生长在衬底上，也可以生长在衬底上的中间层。

清洁片上的纳米线在衬底上或者在衬底上的中间层上按一定斜度或一定斜度和垂直并存排布，垂直纳米线高度低于一定斜度的纳米线，有助于清洁载物上颗粒后，清洁片与载物台分离。

纳米线材料可为与基片相同的材料，如单晶硅基片上的硅纳米线。相同材料的使用，避免了额外材料引入污染，如现有清洁片需要在基片上额外涂覆一层有机胶黏剂，有机物不能耐受高温，且存在污染工艺腔体的风险。使用与基片相同材料的纳米线粘附层可以从本质上避免这一问题。

纳米线成型工艺可为基片刻蚀，倾斜薄膜沉积生长，纳米压印等。

当清洁片与待清洁载物台接触时，具有纳米尺度的纳米线对载物台上的颗粒相接触时，与颗粒进行分子间接触，纳米线由于分子间范德华力的作用而呈现粘性吸附颗粒并保持吸附作用，同时纳米线与载物台平面呈现一定角度，从而达到不吸附易于脱离载物台的状况，应用时清洁硅片清洁层吸附载物台表面颗粒且易于脱离载物台并将载物台上的颗粒转移出去，从而达到清洁载物台的目的。

当清洁片用于清洗具有一定表面特征的载物台，如静电吸盘时，清洁片可以在衬底或中间层上制作与静电吸盘相匹配的形貌，例如多个凸起，再在衬底或者衬底上的中间层上生长纳米结构层，如图5,图6所示。这样的清洁片可以对准到静电吸盘上的孔或槽里，从而提升了清洁效率。具有这种结构的清洁片更易于清洁具有复杂形貌的静电吸盘上的颗粒。进一步地，本领域技术人员理解，所述凸起4可以被理解为适应于载物体、机台的形貌匹配层，即与载物体、机台的表面相适应的结构，例如载物台存在一个凹陷(坑)的时候，相应地本发明所提供的载物台形貌匹配层就是一个凸起，且所述凸起与所述凹陷的尺寸相适应，以使得设置于所述载物台形貌匹配层上的纳米线可以吸附所述载物台的凹陷中的颗粒等。在一个变化例中，当所述载物台存在一个凸起、一个凹陷的情况下，则对应地本发明所提供的清洁片的载物台形貌匹配层就是对应的一个凹陷、一个凸起等。而在另一个变化例中，当所述载物台是一条线或者一个圆状的凹陷，则所述载物台形貌匹配层就被设置为一条线或一个圆状的凸起，从而起到更好的吸附效果。这些变化例都在本发明的保护范围内，不再赘述。

结合图1至图6所示实施例，对本发明所提供的具有纳米线结构的清洁片进行进一步的说明。具体地，清洁片具有清洁功能的纳米线结构，纳米线按一定斜度(例如超过30°)排布在平面衬底上，如图1所示。或者按一定斜度(例如超过30°)和竖直纳米线共同排布在平面衬底上，如图2所示。竖直排布的纳米线相比倾斜纳米线可更有效粘附扁平颗粒，又由于竖直排布的纳米线的高度低于斜角排布的纳米线，在接触载物台后倾斜纳米线粘附力较低，能与载物台轻易分离。

纳米线可以是任何非金属纳米线，例如碳纳米管，硅纳米线、碳化硅纳米线、氮化硅纳米线等。纳米线具有高的长径比，直径达几个到几十纳米，或几十纳米到几微米。纳米线形状结构可以是直条状，棒状，螺旋状大头钉状、锯齿状等具有细长结构。纳米线通过基片刻蚀，倾斜薄膜沉积生长，纳米压印等工艺制作，形成清洁层，用于清洁载物盘上的颗粒。

实施例二：

清洁片具有清洁功能的纳米线按一定斜度(例如超过30°)或者按一定斜度(例如超过30°)和竖直纳米线共同排布在平面衬底上的中间层上，如图3和图4所示。

中间层的材质可以与纳米线是同样材料或其他非金属辅助材料，如碳化硅、氮化硅、二氧化硅等，起到有助于纳米线生长并有效将纳米线粘附在衬底上的作用。

实施例三：

清洁片具有清洁功能的纳米线按一定斜度(例如超过30°)和垂直角度排布在非平面衬底上。非平面衬底是在平面衬底上通过基片腐蚀、机械或激光加工等工艺制造出与待清洁载物台，如静电吸盘相匹配吻合的形貌。纳米线可直接在匹配的形貌上制备，也可以在匹配的形貌上的中间层上制备，如图5和图6所示。有此形貌的清洁片与平面清洁面相比，能有效地接触到平面清洁片难以接触到的沟槽里的颗粒，提升了清洁效率。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种具有纳米线结构的清洁片，其用于对半导体设备机台或载物台的颗粒进行吸附，其特征在于，至少包括一个衬底(1)以及设置于所述衬底(1)上的纳米线(2)结构。

2.根据权利要求1所述的清洁片，其特征在于，所述衬底(1)的表面具有凸起结构，所述纳米线(2)结构对应地设置在所述凸起结构的表面。

3.根据权利要求1或2所述的清洁片，其特征在于，所述清洁片还至少包括一中间层(3)，所述中间层(3)贴附于所述衬底(1)的表面，且所述纳米线(2)结构设置于所述中间层(3)上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的清洁片，其特征在于，所述纳米线(2)结构以如下方式中的任一种设置于：

-与所述衬底(1)的表面垂直设置；

-与所述衬底(1)的表面成大于30度小于90度的斜度方式设置；以及

-纳米线(2)以与所述衬底(1)的表面垂直和与所述衬底(1)的表面成大于30度小于90度的斜度方式交错设置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的清洁片，其特征在于，所述纳米线(2)为非金属材料。

6.根据权利要求5所述的清洁片，其特征在于，所述纳米线(2)包括碳纳米管、硅纳米线、碳化硅纳米线、氮化硅纳米线中的任一种或任多种。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的清洁片，其特征在于，所述纳米线(2)的直径为10微米至1纳米之间。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的清洁片，其特征在于，所述纳米线(2)的形状结构为直条状、棒状、螺旋状、大头钉状、锯齿状中任一种或任多种。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的清洁片，其特征在于，所述纳米线(2)与所述衬底(1)为相同材料。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的清洁片，其特征在于，所述衬底(1)与半导体加工所使用的晶圆或掩膜版大小一致。