CN203437362U

CN203437362U - 晶圆清洗装置

Info

Publication number: CN203437362U
Application number: CN201320523787.0U
Authority: CN
Inventors: 唐强
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2013-08-26
Filing date: 2013-08-26
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2023-08-26

Abstract

本实用新型提供一种晶圆清洗装置，所述晶圆清洗装置至少包括：清洗容器，具有一晶圆输入口和晶圆输出口；用于传送晶圆的传送装置，设置于所述清洗容器中；用于承载晶圆的至少一个托盘，设置于所述传送装置上；用于清洗晶圆的至少一个清洗槽，设置于所述清洗容器中，所述每一个清洗槽均具有一入口门和一出口门，晶圆在所述传送装置的传送下到达每一个清洗槽并进行清洗。一方面，在清洗容器的内部设置具有入口门和出口门的清洗槽，使晶圆清洗的环境更加封闭，降低晶圆表面受空气污染的程度，提高晶圆良率；另一方面，使用传送装置来传送晶圆到达清洗槽，不需要机械臂在清洗过程中一直夹持着晶圆，降低机械臂夹持晶圆不稳定导致晶圆破片掉片的几率。

Description

晶圆清洗装置

技术领域

本实用新型涉及半导体工艺领域，特别是涉及一种晶圆清洗装置。

背景技术

在半导体工艺流程中，化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）是非常重要的一道工序。随着CMP在多种应用中使用，如层间介质（ILD）、钨塞制造和双大马士革结构制作，伴随着会产生的大量的玷污物，这些玷污物包括磨料颗粒、被抛光材料带来的任何颗粒以及从磨料中带来化学玷污物，这些颗粒是由于CMP过程中所加的压力而机械性地嵌入晶圆表面，CMP后清洗的重点是去除所有的玷污物，这使得后段工艺的清洗工艺变得更加严格。

现有的晶圆清洗装置在清洗时，需要利用机械臂夹持进行过CMP的晶圆，一条机械臂上设有若干个夹具，每一个夹具夹持一片晶圆并将每一片晶圆送进清洗槽，在清洗的过程中，自始至终需要机械臂夹持着晶圆，由于所有晶圆需要机械臂夹持着清洗，所以容易发生抓取不稳定，出现掉片破片的几率很大，300mm的晶圆相对于200mm的晶圆的尺寸更大，则发生掉片破片的风险也更大。

另外，现有技术的清洗容器并不是完全封闭的，晶圆在清洗时暴露在空气里，在这种环境中清洗，晶圆表面会被污染，附着许多尘埃颗粒，后续进行其他工艺后便会在晶圆上产生缺陷，影响芯片的性能，降低良率。

因此，提供一种改进的晶圆清洗装置是本领域技术人员需要解决的课题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种晶圆清洗装置，用于解决现有技术中清洗时晶圆抓取不稳定、晶圆表面被污染等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种晶圆清洗装置，所述晶圆清洗装置至少包括：

清洗容器，具有一晶圆输入口和晶圆输出口；

用于传送晶圆的传送装置，设置于所述清洗容器中；

用于承载晶圆的至少一个托盘，设置于所述传送装置上；

用于清洗晶圆的至少一个清洗槽，设置于所述清洗容器中，所述每一个清洗槽均具有一入口门和一出口门，晶圆在所述传送装置的传送下到达每一个清洗槽并进行清洗。

作为本实用新型的晶圆清洗装置的一种优化结构，所述清洗容器分为第一区域和第二区域，所述晶圆输入口设于所述第一区域的顶部，所述清洗槽设于所述第二区域内。

作为本实用新型的晶圆清洗装置的一种优化结构，所述传送装置为传送皮带，所述传送皮带围成四个顶角具有弧度的矩形，且所述传送皮带一部分处于第一区域、另一部分处于第二区域。

作为本实用新型的晶圆清洗装置的一种优化结构，所述托盘包括保护槽和设于所述保护槽上的至少三个滚轮；所述保护槽呈圆弧形；晶圆放置于所述滚轮上随滚轮转动。

作为本实用新型的晶圆清洗装置的一种优化结构，所述保护槽底部设有至少一个漏液孔。

作为本实用新型的晶圆清洗装置的一种优化结构，在所述清洗容器的晶圆输出口设有一晶圆接收装置。

作为本实用新型的晶圆清洗装置的一种优化结构，所述晶圆接收装置至少包括：夹具和与夹具相连的旋转轴，所述夹具闭合时的形状与晶圆输出口的形状相同。

作为本实用新型的晶圆清洗装置的一种优化结构，所述清洗装置还包括夹持抛光机台上的晶圆并将晶圆放置在所述托盘上的机械臂，所述机械臂上仅设有一个夹持件。

作为本实用新型的晶圆清洗装置的一种优化结构，所述清洗槽内安装有供应清洗液的喷嘴。

作为本实用新型的晶圆清洗装置的一种优化结构，所述清洗槽包括用于清洗晶圆的内槽和用于盛放清洗液的外槽。

如上所述，本实用新型的晶圆清洗装置，具有以下有益效果：一方面，在清洗容器的内部设置具有入口门和出口门的清洗槽，使晶圆清洗的环境更加封闭，降低晶圆表面受空气污染的程度，提高晶圆良率；另一方面，使用传送装置来传送晶圆到达清洗槽，不需要机械臂在清洗过程中一直夹持着晶圆，降低机械臂夹持晶圆不稳定导致晶圆破片掉片的几率；再有，通过在清洗容器的输出口处设置一晶圆接收装置，该晶圆接收装置既作为晶圆输出时的承载装置，还起着机械臂的作用，通过装置旋转轴将晶圆运送至晶圆收纳盒中保存。

附图说明

图1为本实用新型的晶圆清洗装置的俯视图。

图2为本实用新型的晶圆清洗装置的立体示意图。

图3为本实用新型的托盘结构示意图。

元件标号说明

1 清洗容器

11 第一区域

111 晶圆输入口

12 第二区域

121 晶圆输出口

2 传送装置

3 托盘

31 保护槽

32 滚轮

4 清洗槽

41 内槽

42 外槽

5 机械臂

51 夹持件

6 晶圆接收装置

61 夹具

62 旋转轴

7 晶圆

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供一种晶圆清洗装置，所述晶圆清洗装置至少包括：清洗容器1、传送装置2、托盘3和清洗槽4。

所述清洗容器1具有一晶圆输入口111和晶圆输出口121，且所述清洗容器1分为第一区域11和第二区域12。优选地，所述晶圆输入口111设置在所述第一区域11的顶部，便于上方的机械臂夹持晶圆将晶圆置于清洗容器1中。所述晶圆输出口121设置在所述第二区域12的侧面，如图2所示。

所述传送装置2设置在清洗容器1中，用于传送晶圆7。优选地，所述传送装置2为传送皮带，所述传送皮带围成四个顶角具有弧度的矩形，且所述传送皮带一部分处于第一区域11、另一部分处于第二区域12。通过将传送皮带的顶角设置成弧度形状，能够使晶圆7在传送过程中传送方向缓慢变化，而不会因为传送方向的突然改变使晶圆7从传送皮带上掉落，从而降低晶圆7损坏的几率。

所述托盘3设置于所述传送装置2上，用于承载晶圆7。所述托盘3至少为一个，本实施例中，所述托盘3数量为八个。一般，在实际的生产过程中，并不是在所有的托盘3上放置晶圆7，而是托盘3中的四个用于承载进行清洗工艺的晶圆7，一个用于放由机械臂夹持的刚从抛光机台出来的晶圆，另外三个托盘空载。

具体地，所述托盘3的结构包括保护槽31和滚轮32，如图3所示。所述保护槽31固定于所述传送皮带上，且所述保护槽31呈圆弧形。所述滚轮32设于所述保护槽31上，且滚轮32数量至少为三个。晶圆7放置于所述滚轮32上并随滚轮32转动，晶圆7转动便于彻底清洗。当然，所述托盘3还应当包括马达（未予以图示），用于提供滚轮32滚动所需的动力。进一步地，所述保护槽31底部设有至少一个漏液孔（未予以图示）。在清洗过程中，需要供应清洗液来清洗晶圆7表面，这时，会有部分的清洗液流到保护槽31的圆弧形底部，所述漏液孔可以及时排除清洗液，避免残留的清洗液污染所述圆弧形保护槽31，延长保护槽31的使用寿命。

优选地，所述清洗装置还包括夹持抛光机台上的晶圆7并将晶圆7放置在所述托盘3上的机械臂5，所述机械臂5上仅设有一个夹持件51。该机械臂5夹持晶圆的时间很短，相对于现有的机械臂长时间夹持晶圆相比，本实用新型提供的方案可以减少晶圆破片的风险。而且所述机械臂51的臂体部分置于三个空载的托盘3的上方，节约空间。

所述清洗槽4设置于所述清洗容器1中，用于清洗晶圆7。进一步地，所述清洗槽4设于所述清洗容器1的第二区域12内。所述每一个清洗槽4均具有一个入口门和一个出口门，晶圆7在所述传送装置2的传送下到达每一个清洗槽4并进行清洗。本实施例中，清洗容器1中设置有三个清洗槽4。晶圆在传送装置2的传送下进行清洗三次，实现彻底清洗。

通过在清洗容器1的内部清洗槽4上设置有入口门的出口门，使晶圆的清洗环境更加的封闭，很大程度上减小了由于产品暴露于空气中而产生的颗粒或者其他化学物质，提高产品良率。

进一步地，清洗槽4包括内槽41和外槽42。所述内槽41用于清洗晶圆7，所述外槽42用于临时盛放清洗液。更进一步地，所述清洗槽4内安装有供应清洗液的喷嘴。当然，清洗槽4还装设有排液管，用于排出清洗晶圆7之后的废液。

另外，在所述清洗容器1的晶圆输出口121设有一晶圆接收装置6，如图1和图2所示，所述晶圆接收装置6至少包括：夹具61和与夹具61相连的旋转轴62，所述夹具61闭合时的形状与晶圆输出口121的形状相同。清洗后的晶圆7从清洗容器1出来后直接由晶圆接收装置6的夹具61夹持，再通过旋转轴62带动夹具61在水平面内旋转，夹具61旋转至设定的位置，将晶圆放置在一晶圆收纳盒内，完成整个清洗工艺。

在实际工艺过程中，使用本实用新型所提供的晶圆清洗装置的步骤如下：

首先，利用机械臂5将抛光机台上抛光过的晶圆7夹持，并通过清洗容器1的晶圆输入口111，放置晶圆7于清洗容器1中的托盘3上；

其次，托盘3上的晶圆7在传送装置2的传送下，到达每一个清洗槽4进行清洗工艺；

最后，清洗完毕后，由晶圆输出口121的晶圆接收装置6夹持并将晶圆7运送到特定的位置保存，为晶圆7进行下一道工序做准备。

综上所述，本实用新型提供一种晶圆清洗装置，所述晶圆清洗装置至少包括：清洗容器，具有一晶圆输入口和晶圆输出口；用于传送晶圆的传送装置，设置于所述清洗容器中；用于承载晶圆的至少一个托盘，设置于所述传送装置上；用于清洗晶圆的至少一个清洗槽，设置于所述清洗容器中，所述每一个清洗槽均具有一入口门和一出口门，晶圆在所述传送装置的传送下到达每一个清洗槽并进行清洗。一方面，在清洗容器的内部设置具有入口门和出口门的清洗槽，使晶圆清洗的环境更加封闭，降低晶圆表面受空气污染的程度，提高晶圆良率；另一方面，使用传送装置来传送晶圆到达清洗槽，不需要机械臂在清洗过程中一直夹持着晶圆，降低机械臂夹持晶圆不稳定导致晶圆破片掉片的几率；再有，通过在清洗容器的输出口处设置一晶圆接收装置，该晶圆接收装置既作为晶圆输出时的承载装置，还起着机械臂的作用，通过装置旋转轴将晶圆运送至晶圆收纳盒中保存。

所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种晶圆清洗装置，用于清洗化学机械抛光后的晶圆，其特征在于，所述晶圆清洗装置至少包括：

清洗容器，具有一晶圆输入口和晶圆输出口；

用于传送晶圆的传送装置，设置于所述清洗容器中；

用于承载晶圆的至少一个托盘，设置于所述传送装置上；

2.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于：所述清洗容器分为第一区域和第二区域，所述晶圆输入口设于所述第一区域的顶部，所述清洗槽设于所述第二区域内。

3.根据权利要求1或2所述的晶圆清洗装置，其特征在于：所述传送装置为传送皮带，所述传送皮带围成四个顶角具有弧度的矩形，且所述传送皮带一部分处于第一区域、另一部分处于第二区域。

4.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于：所述托盘包括保护槽和设于所述保护槽上的至少三个滚轮；所述保护槽呈圆弧形；晶圆放置于所述滚轮上随滚轮转动。

5.根据权利要求4所述的晶圆清洗装置，其特征在于：所述保护槽底部设有至少一个漏液孔。

6.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于：在所述清洗容器的晶圆输出口设有一晶圆接收装置。

7.根据权利要求6所述的晶圆清洗装置，其特征在于：所述晶圆接收装置至少包括：夹具和与夹具相连的旋转轴，所述夹具闭合时的形状与晶圆输出口的形状相同。

8.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于：所述清洗装置还包括夹持抛光机台上的晶圆并将晶圆放置在所述托盘上的机械臂，所述机械臂上仅设有一个夹持件。

9.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于：所述清洗槽内安装有供应清洗液的喷嘴。

10.根据权利要求9所述的晶圆清洗装置，其特征在于：所述清洗槽包括用于清洗晶圆的内槽和用于盛放清洗液的外槽。