CN208271840U - 晶圆处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆处理装置。所述晶圆处理装置，包括：支撑结构，包括多个子支撑结构，用于承载晶圆的边缘，且多个所述子支撑结构能够同步自转，以驱动所述晶圆转动；清洁结构，包括清洁刷，用于与晶圆背面接触，以清洁所述晶圆的背面，所述晶圆的背面是与形成有器件结构的晶圆正面相对的表面。本实用新型实现了对晶圆背面异物的有效清除，避免了晶圆损伤；且整个清洁过程自动化实现，极大的提高了晶圆的清洁效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆处理装置。
背景技术
目前，半导体集成电路(IC)产业已经经历了指数式增长。IC材料和设计中的技术进步已经产生了数代IC，其中，每代IC都比前一代IC具有更小和更复杂的电路。在IC发展的过程中，功能密度(即每一芯片面积上互连器件的数量)已普遍增加，而几何尺寸(即使用制造工艺可以产生的最小部件)却已减小。除了IC部件变得更小和更复杂之外，在其上制造IC的晶圆变得越来越大，这就对晶圆的质量要求越来越高。
将IC形成在晶圆上，这必须经历许多的工艺步骤，每个工艺步骤都需要在特定的晶圆处理腔室中进行，在很多情况下，这些晶圆处理腔室都需要保持在真空或是近乎真空的环境下，才能对晶圆进行正常的工艺处理。因此，在晶圆的处理工序中，将晶圆从一个处理腔室转移至另一个处理腔室的过程中，需要大气传送模组(Atmosphere TransferModule，ATM)、气锁(Airlock)、真空传送模组(Vacuum Transfer Module，VTM)、前端开启式同一规格运输腔或者前端开启式通用腔(Front Opening Unified Pod，FOUP)等的协同作用实现。
但是，在半导体晶圆的制造过程中，干法刻蚀机台经常会出现氦误差(HeliumError)。这种误差产生的原因通常是晶圆背面有异物，如不将异物及时清除，将影响半导体工序的正常进行。目前，常用的异物清除方法，是将晶圆从FOUP中取出，人工手动擦拭晶圆的背面。这种方式极易造成晶圆的损伤，而且异物清除效率较低。
因此，如何有效的清除晶圆背面的异物，且不对晶圆造成损伤，是目前亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种晶圆处理装置，用以解决现有技术中在清除晶圆背面异物时易造成晶圆损伤的问题，并确保晶圆的生产效率。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种晶圆处理装置，包括：
支撑结构，包括多个子支撑结构，用于承载晶圆的边缘，且多个所述子支撑结构能够同步自转，以驱动所述晶圆转动；
清洁结构，包括清洁刷，用于与晶圆背面接触，以清洁所述晶圆的背面，所述晶圆的背面是与形成有器件结构的晶圆正面相对的表面。
优选的，所述子支撑结构包括旋转轮；所述旋转轮包括相对设置的第一转盘、第二转盘、以及连接所述第一转盘与所述第二转盘的转轴；所述转轴位于所述第一转盘与所述第二转盘之间的间隙内，由所述第一转盘、所述第二转盘和所述转轴围绕而成的卡槽用于容纳所述晶圆的边缘，且所述卡槽的高度大于所述晶圆的厚度。
优选的，所述子支撑结构还包括第一驱动器；所述第一驱动器，连接所述旋转轮，用于驱动所述旋转轮转动。
优选的，所述子支撑结构还包括第一控制器；所述第一控制器，连接所述第一驱动器，用于通过所述第一驱动器调整所述旋转轮的转动状态。
优选的，所述旋转轮的转动状态包括转动方向和转动角速度。
优选的，多个子支撑结构包括四个子支撑结构，且四个自支撑结构呈中心对称分布。
优选的，所述清洁结构还包括第二驱动器；所述第二驱动器，连接所述清洁刷，用于驱动所述清洁刷自转。
优选的，所述清洁刷位于所述旋转轮的下方，且所述清洁刷的端部自相邻两个旋转轮之间的间隔区域延伸出所述晶圆的背面。
优选的，所述清洁结构还包括第二控制器；所述第二控制器，连接所述第二驱动器，用于通过所述第二驱动器调整所述清洁刷的转动状态。
本实用新型提供的晶圆处理装置，通过设置支撑结构和清洁结构，利用支撑结构来对晶圆进行支撑、清洁结构中的清洁刷来清洁晶圆背面，并利用支撑结构驱动所述晶圆在清洁过程中转动，确保晶圆的整个背面都能被清洁，实现了对晶圆背面异物的有效清除，避免了晶圆损伤；且本具体实施方式的整个清洁过程自动化实现，相较于人工手动擦拭的方式，极大的提高了晶圆的清洁效率，确保了晶圆的生产效率。
附图说明
附图1是本实用新型具体实施方式中晶圆处理装置的结构框图；
附图2是本实用新型具体实施方式中晶圆处理装置未放置晶圆时的俯视结构示意图；
附图3是本实用新型具体实施方式中晶圆处理装置放置晶圆后的俯视结构示意图；
附图4是本实用新型具体实施方式中晶圆处理装置放置晶圆后的侧视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型提供的晶圆处理装置的具体实施方式做详细说明。
本具体实施方式提供了一种晶圆处理装置，附图1是本实用新型具体实施方式中晶圆处理装置的结构框图，附图2是本实用新型具体实施方式中晶圆处理装置未放置晶圆时的俯视结构示意图，附图3是本实用新型具体实施方式中晶圆处理装置放置晶圆后的俯视结构示意图，附图4是本实用新型具体实施方式中晶圆处理装置放置晶圆后的侧视结构示意图。
如图1-4所示，本具体实施方式提供的晶圆处理装置，包括支撑结构10和清洁结构20。所述支撑结构10，包括多个子支撑结构11，所述子支撑结构11用于承载晶圆30的边缘，且多个所述子支撑结构11能够同步自转，以驱动所述晶圆30转动；所述清洁结构20，包括清洁刷21，用于与晶圆30背面接触，以清洁所述晶圆30的背面，所述晶圆30的背面是与形成有器件结构的晶圆正面相对的表面。其中，所述同步自转，是指同时进行相同方向、相同转速的自转运动。
本具体实施方式提供的晶圆处理装置可以是位于大气传送模组内部，也可以是位于大气传送模组外部，本具体实施方式对此不作限定。为了提高晶圆处理机台的空间利用率，优选的，所述晶圆处理装置位于所述大气传送模组的腔体内部。更优选的，所述晶圆处理装置与缓冲站(Buffer Station)位于所述腔体的相对两端。其中，所述缓冲站用于对所述晶圆进行气压缓冲，其结构与现有技术相同，在此不再赘述。
采用上述结构，当出现氦误差(Helium Error)时，可以通过机械手臂将晶圆30从FOUP中抽出，传送至所述支撑结构10，并通过所述清洁结构20对所述晶圆30的背面进行清洁，从而实现了对晶圆背面的自动化清洁，避免了人工清洁造成的晶圆损伤，也提高了晶圆的清洁效率。同时，多个所述子支撑结构11不仅能够共同承载所述晶圆30，而且还能够同步自转，以带动位于其上的晶圆30的转动，实现对所述晶圆30整个背面的清洁，进一步改善了晶圆背面的清洁效果。
为了简化所述晶圆处理装置的整体结构，优选的，所述子支撑结构11包括旋转轮111；所述旋转轮111包括相对设置的第一转盘41、第二转盘42、以及连接所述第一转盘41与所述第二转盘42的转轴43；所述转轴43位于所述第一转盘41与所述第二转盘42之间的间隙内，由所述第一转盘41、所述第二转盘42和所述转轴43围绕而成的卡槽用于容纳所述晶圆30的边缘；且所述卡槽的高度大于所述晶圆30的厚度。
具体来说，所述晶圆30置于所述卡槽内，且所述晶圆30的背面边缘与所述第二转盘42接触。所述转轴43的转动带动所述第一转盘41与所述第二转盘42同步自转。所述支撑结构10中的多个转轴43同步转动，带动用于承载所述晶圆30的多个第二转盘42的同步自转，从而共同驱动位于所述第二转盘42上的晶圆转动。将所述卡槽的高度设置为大于所述晶圆30的厚度，一方面便于晶圆30的自转，另一方面也防止对所述晶圆30正面已形成的器件结构造成损伤。
为了进一步提高所述晶圆处理装置清洁所述晶圆的灵活性，优选的，所述子支撑结构11还包括第一驱动器112；所述第一驱动器112，连接所述旋转轮111，用于驱动所述旋转轮111转动。更优选的，所述子支撑结构11还包括第一控制器113；所述第一控制器113，连接所述第一驱动器112，用于通过所述第一驱动器112调整所述旋转轮111的转动状态。其中，所述旋转轮111的转动状态包括转动方向和转动角速度。
为了提高所述晶圆30在所述支撑结构10上转动过程的稳定性，优选的，多个所述子支撑结构11呈中心对称分布。更优选的，多个子支撑结构11包括四个子支撑结构11，且四个自支撑结构11呈中心对称分布。这样，多个所述子支撑结构能够共同驱动所述晶圆30自转，避免晶圆在转动过程中的晃动，进一步避免了晶圆损伤。所述子支撑结构11的具体数量，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，本具体实施方式对此不作限定。
为了进一步提高所述晶圆处理装置清洁所述晶圆的灵活性，优选的，所述清洁结构20还包括第二驱动器22；所述第二驱动器22，连接所述清洁刷21，用于驱动所述清洁刷21自转。更优选的，所述清洁结构20还包括第二控制器23；所述第二控制器23，连接所述第二驱动器22，用于通过所述第二驱动器22调整所述清洁刷21的转动状态。其中，所述清洁刷21的转动状态包括清洁刷21的转动方向和转动角速度。通过控制所述清洁刷21的转动，并根据实际需要，例如所述晶圆30背面异物的种类或者异物的量，来调整所述清洁刷21的转动状态，可以更加彻底、高效的清除所述晶圆30背面的异物。
所述清洁刷21的数量可以是一个，也可以是多个，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。为了简化所述晶圆处理装置的整体结构，且确保清洁效果，优选的，所述清洁刷21位于所述旋转轮111的下方，且所述清洁刷21的端部自相邻两个旋转轮111之间的间隔区域延伸出所述晶圆30的背面。即使得所述清洁刷21的长度大于所述晶圆30的直径，以提高晶圆清洁的效率。
本具体实施方式提供的晶圆处理装置，通过设置支撑结构和清洁结构，利用支撑结构来对晶圆进行支撑、清洁结构中的清洁刷来清洁晶圆背面，并利用支撑结构驱动所述晶圆在清洁过程中转动，确保晶圆的整个背面都能被清洁，实现了对晶圆背面异物的有效清除，避免了晶圆损伤；且本具体实施方式的整个清洁过程自动化实现，相较于人工手动擦拭的方式，极大的提高了晶圆的清洁效率，确保了晶圆的生产效率。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种晶圆处理装置，其特征在于，包括：
支撑结构，包括多个子支撑结构，用于承载晶圆的边缘，且多个所述子支撑结构能够同步自转，以驱动所述晶圆转动；
清洁结构，包括清洁刷，用于与晶圆背面接触，以清洁所述晶圆的背面，所述晶圆的背面是与形成有器件结构的晶圆正面相对的表面。
2.根据权利要求1所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述子支撑结构包括旋转轮；所述旋转轮包括相对设置的第一转盘、第二转盘、以及连接所述第一转盘与所述第二转盘的转轴；所述转轴位于所述第一转盘与所述第二转盘之间的间隙内，由所述第一转盘、所述第二转盘和所述转轴围绕而成的卡槽用于容纳所述晶圆的边缘，且所述卡槽的高度大于所述晶圆的厚度。
3.根据权利要求2所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述子支撑结构还包括第一驱动器；所述第一驱动器，连接所述旋转轮，用于驱动所述旋转轮转动。
4.根据权利要求3所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述子支撑结构还包括第一控制器；所述第一控制器，连接所述第一驱动器，用于通过所述第一驱动器调整所述旋转轮的转动状态。
5.根据权利要求4所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述旋转轮的转动状态包括转动方向和转动角速度。
6.根据权利要求2所述的晶圆处理装置，其特征在于，多个子支撑结构包括四个子支撑结构，且四个自支撑结构呈中心对称分布。
7.根据权利要求2所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述清洁结构还包括第二驱动器；所述第二驱动器，连接所述清洁刷，用于驱动所述清洁刷自转。
8.根据权利要求7所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述清洁刷位于所述旋转轮的下方，且所述清洁刷的端部自相邻两个旋转轮之间的间隔区域延伸出所述晶圆的背面。
9.根据权利要求7所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述清洁结构还包括第二控制器；所述第二控制器，连接所述第二驱动器，用于通过所述第二驱动器调整所述清洁刷的转动状态。
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| CN110707022A (zh) * | 2019-09-06 | 2020-01-17 | 长江存储科技有限责任公司 | 晶圆清洁装置 |
| CN114136422A (zh) * | 2020-09-03 | 2022-03-04 | 长鑫存储技术有限公司 | 称重装置 |
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