CN204934103U - 晶圆清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种晶圆清洗装置，包括用于放置晶圆并带动晶圆旋转的旋转机台，设置于机械手臂顶端并能随着机械手臂做往复运动的清洗喷嘴，与清洗喷嘴相连并提供具有一定压力的气体或液体的管路。使用具有一定压力的气体或液体通过清洗喷嘴喷射至晶圆的表面，对晶圆进行高压清洗，相比于现有技术中使用清洗刷直接与晶圆表面接触式的清洗，可以避免晶圆表面残留的颗粒吸附至清洗刷上对晶圆表面造成刮伤，提高晶圆的良率。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造领域，尤其涉及一种晶圆清洗装置。
背景技术
在半导体的生产工艺中，随着先进工艺中晶体管尺寸越来越小，对化学机械研磨工序以后晶圆表面颗粒去除的要求越来越高。
背照式图像传感器技术将互补型金属氧化物(ComplementaryMetal-Oxide-SemiconductorTransistor，CMOS)半导体成像的灵敏度提升到了一个新的水平。在该技术中，因为透镜排列在传感器后方的硅衬底上，所以需要将硅晶圆(Si)衬底通过研磨减薄至预定厚度。晶圆研磨这一段工艺非常重要，而且要保证晶圆研磨之后的表面不能存在微粒或者划伤。微粒或者划伤都会严重影响成像的灵敏度，所以在研磨后需要对晶圆进行有效的清洗。晶圆清洗的主要目的是去除晶圆表面的杂质颗粒或者污染物例如有机化合物，金属杂质，及其他微粒附着。
请参阅图1和图2，图1为现有技术中晶圆清洗装置结构示意图，图2为现有技术中晶圆清洗装置的运动轨迹俯视图。具体的，晶圆208放置在旋转机台201的承载面上，晶圆夹钳(clamp)209将晶圆208钳住，喷嘴(nozzle)108向晶圆208表面喷去离子水或者化学药剂，晶圆208随着旋转机台201高速旋转，清洗刷(sponge)107在晶圆208表面从晶圆中心到圆周边缘作弧形刷洗(sweep)，清洗刷107在图2中的起点到终点之间做往复运动，将晶圆208表面的微粒物移除，用来清洁晶圆208表面。其中，清洗刷107和旋转机台201受控制器控制进行运动，所述喷嘴(nozzle)108连接管路2022，所述管路2022用于提供去离子水或者化学药剂。
在背照式图像传感器的制程中，在晶圆表面研磨前，需要对晶圆边缘修剪(waferedgetrim)；而在晶圆进行研磨时，通常会先在晶圆的表面粘贴保护膜(waferbond)，当研磨结束需要去除保护膜时，部分保护膜会胶粘在晶圆上面，所以在研磨之后晶圆的边缘甚至晶圆表面会存在硅晶的碎屑残渣颗粒。而使用现有的清洗装置，在晶圆刷洗的过程中这些颗粒容易被带入清洗刷，粘附在清洗刷海绵刷头表面，这些粘附的碎屑残渣颗粒会划伤晶圆表面并降低清洗刷的清洗能力，导致产品报废。因此，需要提供一种新的晶圆清洗装置以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种晶圆清洗装置，能够在对晶圆进行清洗时，避免碎屑残渣颗粒划伤晶圆，提高晶圆的良率。
为了实现上述目的，本实用新型提出了一种晶圆清洗装置，包括：清洗喷嘴、管路、机械手臂及旋转机台，其中，晶圆放置在所述旋转机台上随着旋转机台进行转动，所述清洗喷嘴与所述管路相连，并固定在所述机械手臂的顶端，随着机械手臂在晶圆表面进行预定轨迹的往复运动，所述清洗喷嘴喷射具有一定压力的气体或液体至晶圆表面，对晶圆进行清洗。
进一步的，在所述的晶圆清洗装置中，所述管路包括气体管路和液体管路，所述气体管路和液体管路均与所述清洗喷嘴相连。
进一步的，在所述的晶圆清洗装置中，所述气体管路与所述清洗喷嘴之间设有气体管路阀门。
进一步的，在所述的晶圆清洗装置中，所述液体管路与所述清洗喷嘴之间设有液体管路阀门。
进一步的，在所述的晶圆清洗装置中，所述气体管路和液体管路均设于所述机械手臂的内部。
进一步的，在所述的晶圆清洗装置中，还包括化学物品喷嘴，所述化学物品喷嘴位于所述旋转机台一侧上方，喷洒化学物品至晶圆的表面。
进一步的，在所述的晶圆清洗装置中，还包括控制器，所述控制器与所述旋转机台及清洗喷嘴相连，控制两者的运动。
进一步的，在所述的晶圆清洗装置中，所述旋转机台两端设有固定夹钳，所述晶圆通过所述固定夹钳放置在所述旋转机台上。
进一步的，在所述的晶圆清洗装置中，所述清洗喷嘴通过卡固、粘附或焊接方式固定在所述机械手臂的顶端。
进一步的，在所述的晶圆清洗装置中，所述管路通过螺丝或焊接方式与所述清洗喷嘴相固定。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要体现在：使用具有一定压力的气体或液体通过清洗喷嘴喷射至晶圆的表面，对晶圆进行高压清洗，相比于现有技术中使用清洗刷直接与晶圆表面接触式的清洗，可以避免晶圆表面残留的颗粒吸附至清洗刷上对晶圆表面造成刮伤，提高晶圆的良率。
附图说明
图1为现有技术中晶圆清洗装置结构示意图；
图2为现有技术中晶圆清洗装置的运动轨迹俯视图；
图3为本实用新型实施例一中晶圆清洗装置结构示意图；
图4为本实用新型实施例一中晶圆清洗装置的运动轨迹俯视图；
图5为本实用新型实施例二中晶圆清洗装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本实用新型的晶圆清洗装置进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。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、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
实施例一
请参考图3，在本实施例中，提出了一种晶圆清洗装置，包括：清洗喷嘴2021、管路、机械手臂2022及旋转机台201，其中，晶圆208放置在所述旋转机台201上随着旋转机台201进行转动，所述清洗喷嘴2021与所述管路相连，并固定在所述机械手臂2022的顶端，随着机械手臂2022在晶圆208表面进行预定轨迹的往复运动，所述清洗喷嘴2021喷射具有一定压力的气体或液体至晶圆208表面，对晶圆208进行清洗。
在本实施例中，所述管路包括气体管路203和液体管路204，所述气体管路203和液体管路204均与所述清洗喷嘴2021相连，其中，所述气体管路203可以喷射氮气，喷射氮气的压力范围是0.3-0.5Mpa，借助于氮气的冲击力将晶圆208表面的颗粒吹离晶圆208；所述液体管路204用于喷射去离子水，喷射的去离子水的压强为0.2-0.3Mpa，同样可以借助水压的冲击力冲走位于晶圆208表面的颗粒。所述管路由PFA树脂材质塑造而成。
在本实施例中，气体管路203和液体管路204与所述机械手臂2022相互独立，气体管路203和液体管路204可以同时提供气体和液体供清洗喷嘴2021喷射气体和液体的混合物，从而达到更好的清洗效果。所述液体管路204与所述清洗喷嘴2021之间设有气体管路阀门206，用于控制供气的开关；所述液体管路203与所述清洗喷嘴2021之间设有液体管路阀门207，用于控制供液的开关。
在本实施例中，晶圆清洗装置还包括化学物品喷嘴108，所述化学物品喷嘴108位于所述旋转机台201一侧上方，喷洒化学物品至晶圆208的表面，有利于对晶圆208进行研磨等处理。所述化学物品喷嘴108可以根据工艺需求喷射不同的化学物品，具体的可以视工艺需要而定。
此外，晶圆清洗装置还包括控制器205，所述控制器205与所述旋转机台201及清洗喷嘴2021相连，可以控制两者的运动。具体的，所述控制器205控制旋转机台201带动晶圆208进行自转，控制器205清洗喷嘴2021在晶圆208的圆心及边缘之间进行往复运动，如图4所示，从而可以在晶圆208自转时，对晶圆208的整个表面进行清洗。
在本实施例中，所述清洗喷嘴2021通过卡固、粘附或焊接方式固定在所述机械手臂2022的顶端。所述管路通过螺丝或焊接方式与所述清洗喷嘴2021相固定。
实施例二
请参考图5，本实施例与实施例一相同，不同的是，气体管路204和液体管路203均设置在机械手臂2022的内部。由于清洗喷嘴2021随着机械手臂2022进行往复的运动，这样设计可以避免气体管路204和液体管路203发生缠绕，提高清洗装置的可靠性。其余均与实施例一中相同，在此不作赘述，具体可以参考实施例一。
综上，在本实用新型实施例提供的晶圆清洗装置中，使用具有一定压力的气体或液体通过清洗喷嘴喷射至晶圆的表面，对晶圆进行高压清洗，相比于现有技术中使用清洗刷直接与晶圆表面接触式的清洗，可以避免晶圆表面残留的颗粒吸附至清洗刷上对晶圆表面造成刮伤，提高晶圆的良率。
上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种晶圆清洗装置，其特征在于，包括：清洗喷嘴、管路、机械手臂及旋转机台，其中，晶圆放置在所述旋转机台上随着旋转机台进行转动，所述清洗喷嘴与所述管路相连，并固定在所述机械手臂的顶端，随着机械手臂在晶圆表面进行预定轨迹的往复运动，所述清洗喷嘴喷射具有一定压力的气体或液体至晶圆表面，对晶圆进行清洗。
2.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述管路包括气体管路和液体管路，所述气体管路和液体管路均与所述清洗喷嘴相连。
3.如权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述气体管路与所述清洗喷嘴之间设有气体管路阀门。
4.如权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述液体管路与所述清洗喷嘴之间设有液体管路阀门。
5.如权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述气体管路和液体管路均设于所述机械手臂的内部。
6.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括化学物品喷嘴，所述化学物品喷嘴位于所述旋转机台一侧上方，喷洒化学物品至晶圆的表面。
7.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述旋转机台及清洗喷嘴相连，控制两者的运动。
8.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述旋转机台两端设有固定夹钳，所述晶圆通过所述固定夹钳放置在所述旋转机台上。
9.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述清洗喷嘴通过卡固、粘附或焊接方式固定在所述机械手臂的顶端。
10.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述管路通过螺丝或焊接方式与所述清洗喷嘴相固定。
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