CN208315516U - 晶圆清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的晶圆清洗装置，包括卡盘；所述卡盘包括同轴设置的第一盘体以及位于所述第一盘体表面的第二盘体；所述第一盘体的直径大于所述第二盘体，以在所述第一盘体与所述第二盘体之间形成一阶梯；所述第二盘体用于承载晶圆，且所述第二盘体的直径小于所承载晶圆的直径。本实用新型减少了自所述晶圆的背面流至所述晶圆形成有器件结构的正面的清洗剂，避免了清洗剂对晶圆正面器件结构的损伤，改善了晶圆产品的质量。

Description

晶圆清洗装置

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆清洗装置。

背景技术

随着集成电路制造技术的飞速发展，集成电路的特征尺寸也在不断的减小、线宽比逐渐增大，在一片半导体晶圆上，半导体器件的数量不断增加。为了满足半导体器件数量增多的要求，在一片半导体晶圆上往往包括多层结构的半导体器件，而相邻层的半导体器件通过金属互连结构实现电连接，从而在特定面积的晶圆上增加半导体器件数量，提高半导体器件的集成度。然而，随着集成电路结构的日益复杂，对于晶圆的要求也不断提高。

在晶圆产品的制造过程中，清洗是至关重要的步骤，是确保晶圆产品质量的关键。湿法清洗是目前最常用的晶圆清洗方式。湿法清洗通常采用化学药液作为清洗剂，经过一系列的清洗工艺步骤，以实现对晶圆表面污染物的去除。现有技术中的晶圆湿法清洗分为槽式清洗和单片式清洗。随着对晶圆表面洁净度的要求越来越高，而单片式清洗可以降低清洗过程中的交叉污染、提高成品率，因此，现有的湿法清洗逐渐由传统的槽式清洗向单片式清洗过渡。

但是，在对晶圆背面进行清洗的过程中，用作清洗剂的化学药液经常会流到与所述晶圆背面相对、且形成有器件结构的晶圆正面，从而导致晶圆正面的过刻蚀，影响最终晶圆产品的质量。

因此，如何减少清洗过程中化学药剂对晶圆表面形成的器件结构的损伤，改善最终晶圆产品的质量，是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种晶圆清洗装置，用以解决现有技术中在对晶圆背面进行清洗的过程中易对晶圆形成有器件结构的正面造成损伤的问题，以改善晶圆产品的质量。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种晶圆清洗装置，包括卡盘；所述卡盘包括同轴设置的第一盘体以及位于所述第一盘体表面的第二盘体；所述第一盘体的直径大于所述第二盘体，以在所述第一盘体与所述第二盘体之间形成一阶梯；所述第二盘体用于承载晶圆，且所述第二盘体的直径小于所承载晶圆的直径。

优选的，所述第二盘体朝向所述晶圆的表面设置有多个第一喷口；所述第一喷口用于喷射第一气体，以支撑所述晶圆，使得所述晶圆与所述第二盘体之间形成一间隙。

优选的，所述晶圆包括形成有器件结构的正面以及与所述正面相对的背面，所述晶圆以所述正面朝向所述第二盘体放置；所述第二盘体朝向所述晶圆的表面还设置有至少一第二喷口；所述第二喷口用于喷射去离子水，以稀释位于所述正面的清洗剂。

优选的，还包括第一通道；所述第一通道，贯穿所述第一盘体和所述第二盘体，用于向所述第二喷口传输去离子水。

优选的，位于所述第二盘体内的所述第一通道与所述第二盘体的轴向呈第一预设角度的夹角，使得所述去离子水自所述第二喷口沿朝向所述晶圆的边缘方向倾斜喷出。

优选的，所述第二盘体朝向所述晶圆的表面还设置有至少一第三喷口；所述第三喷口用于喷射第二气体，以干燥残留于所述正面的去离子水。

优选的，还包括第二通道；所述第二通道，贯穿所述第一盘体和所述第二盘体，用于向所述第三喷口传输第二气体。

优选的，位于所述第二盘体内的所述第二通道与所述第二盘体的轴向呈第二预设角度的夹角，使得所述第二气体自所述第三喷口沿朝向所述晶圆的边缘方向倾斜喷出。

优选的，所述第二气体为温度在170℃以上的氮气。

优选的，所述晶圆沿其径向方向突出所述第二盘体的距离为3mm～5mm。

本实用新型提供的晶圆清洗装置，采用同轴设置的第一盘体以及位于第一盘体表面的第二盘体来构成卡盘，且使得在位于上层的第二盘体与位于下层的第一盘体之间形成一阶梯，将晶圆置于所述第二盘体表面时，所述晶圆的边缘突出于所述第二盘体，在对所述晶圆的背面进行清洗时，清洗剂在重力的作用下沿所述阶梯流至所述第一盘体表面，减少了自所述晶圆的背面流至所述晶圆形成有器件结构的正面的清洗剂，避免了清洗剂对晶圆正面器件结构的损伤，改善了晶圆产品的质量。

附图说明

附图1是本实用新型具体实施方式中晶圆清洗装置的俯视结构示意图；

附图2是沿图1AA方向的截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的晶圆清洗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清洗装置，附图1是本实用新型具体实施方式中晶圆清洗装置的俯视结构示意图，附图2是沿图1AA方向的截面结构示意图。

如图1、2所示，本具体实施方式提供的晶圆清洗装置，包括卡盘；所述卡盘包括同轴设置的第一盘体11以及位于所述第一盘体11表面的第二盘体12；所述第一盘体11的直径大于所述第二盘体12，以在所述第一盘体11与所述第二盘体12之间形成一阶梯；所述第二盘体12用于承载晶圆20，且所述第二盘体12的直径小于所承载晶圆20的直径。其中，为了简化制造工艺，所述第一盘体11与所述第二盘体12可以采用一体成型工艺制造而成。

具体来说，所述晶圆20包括形成有器件结构的正面201以及与所述正面201相对的背面202，在对所述晶圆20的背面202进行清洗时，所述晶圆20的正面201朝向所述第二盘体12放置，且所述晶圆20的边缘沿其径向方向突出于所述第二盘体12，如图2所示。当对所述背面202喷淋清洗剂时，由于所述第一盘体11与所述第二盘体12之间阶梯的存在，所述清洗剂在重力的作用下会沿所述阶梯流至所述第一盘体11表面，避免了清洗剂附着至所述晶圆20形成有器件结构的正面201，减少了自所述晶圆20的背面202流至所述晶圆20形成有器件结构的正面201的清洗剂，避免了清洗剂对晶圆正面201器件结构的损伤，改善了晶圆产品的质量。其中，所述阶梯的高度本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。为了便于晶圆背面的清洗剂更充分的自所述阶梯流下，从而进一步减少清洗剂在晶圆正面的附着，优选的，所述第一盘体11与所述第二盘体12之间阶梯的高度为1mm～3mm。

为了进一步避免对所述晶圆20的正面201上形成的器件结构造成损伤，优选的，所述第二盘体12朝向所述晶圆20的表面设置有多个第一喷口113；所述第一喷口113用于喷射第一气体，以支撑所述晶圆20，使得所述晶圆20与所述第二盘体12之间形成一间隙。其中，所述第一气体可以为氮气，也可以为惰性气体。为了更加稳定的支撑所述晶圆20，更优选的，多个所述第一喷口113沿所述第二盘体12的轴向均匀分布。

优选的，所述晶圆20包括形成有器件结构的正面201以及与所述正面201相对的背面202，所述晶圆20以所述正面201朝向所述第二盘体12放置；所述第二盘体12朝向所述晶圆20的表面还设置有至少一第二喷口111；所述第二喷口111用于喷射去离子水，以稀释位于所述晶圆20正面201的清洗剂。具体来说，通过设置至少一所述第二喷口111，并通过所述第二喷口111向所述晶圆20的正面201喷射去离子水，可以稀释自所述晶圆20的背面202流至所述正面201的清洗剂，进一步减轻了清洗剂对晶圆正面器件结构的损伤。其中，所述去离子水自所述第二喷口111喷出的流速，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，例如根据清洗剂的类型进行选择。

优选的，所述晶圆清洗装置还包括第一通道21；所述第一通道21，贯穿所述第一盘体11和所述第二盘体12，用于向所述第二喷口111传输去离子水。更优选的，位于所述第二盘体12内的所述第一通道21与所述第二盘体12的轴向呈第一预设角度的夹角，使得所述去离子水自所述第二喷口111沿朝向所述晶圆20的边缘方向倾斜喷出。由于位于所述晶圆20背面202的清洗剂是沿所述晶圆20的边缘流向所述晶圆20的正面，通过使得所述去离子水自所述第二喷口111沿朝向所述晶圆20的边缘方向倾斜喷出，具有以下两方面的优势：一方面，可以对流至所述正面201的清洗剂起到稀释作用；另一方面，还可以对位于所述晶圆20边缘的清洗剂施加一冲击力，将所述清洗剂自所述晶圆20边缘冲出，避免所述清洗剂自所述正面201的边缘向中心流动。

为了提高晶圆清洗的效率，优选的，所述第二盘体12朝向所述晶圆20的表面还设置有至少一第三喷口112；所述第三喷口112用于喷射第二气体，以干燥残留于所述晶圆20正面201的去离子水。优选的，所述第二气体为温度在170℃以上的氮气。其中，所述第二气体自所述第三喷口112喷出的流速，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，例如根据清洗剂的类型或者所述正面201上形成的器件结构的种类进行选择。

优选的，所述晶圆清洗装置还包括第二通道22；所述第二通道22，贯穿所述第一盘体11和所述第二盘体12，用于向所述第三喷口传输第二气体。更优选的，位于所述第二盘体12内的所述第二通道22与所述第二盘体12的轴向呈第二预设角度的夹角，使得所述第二气体自所述第三喷口112沿朝向所述晶圆20的边缘方向倾斜喷出。采用这种结构，不仅能够快速干燥残留于所述晶圆20的正面201的去离子水，而且还可以对位于所述晶圆20边缘的清洗剂施加一冲击力，将所述清洗剂自所述晶圆20边缘冲出，避免所述清洗剂自所述正面201的边缘向中心流动。

为了更好的避免清洗剂附着于所述晶圆20的正面201，优选的，所述晶圆20沿其径向方向突出所述第二盘体12的距离w为3mm～5mm。

本具体实施方式提供的晶圆清洗装置，采用同轴设置的第一盘体以及位于第一盘体表面的第二盘体来构成卡盘，且使得在位于上层的第二盘体与位于下层的第一盘体之间形成一阶梯，将晶圆置于所述第二盘体表面时，所述晶圆的边缘突出于所述第二盘体，在对所述晶圆的背面进行清洗时，清洗剂在重力的作用下沿所述阶梯流至所述第一盘体表面，减少了自所述晶圆的背面流至所述晶圆形成有器件结构的正面的清洗剂，避免了清洗剂对晶圆正面器件结构的损伤，改善了晶圆产品的质量。

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 (10)

1.一种晶圆清洗装置，其特征在于，包括卡盘；所述卡盘包括同轴设置的第一盘体以及位于所述第一盘体表面的第二盘体；所述第一盘体的直径大于所述第二盘体，以在所述第一盘体与所述第二盘体之间形成一阶梯；所述第二盘体用于承载晶圆，且所述第二盘体的直径小于所承载晶圆的直径。

2.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第二盘体朝向所述晶圆的表面设置有多个第一喷口；所述第一喷口用于喷射第一气体，以支撑所述晶圆，使得所述晶圆与所述第二盘体之间形成一间隙。

3.根据权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆包括形成有器件结构的正面以及与所述正面相对的背面，所述晶圆以所述正面朝向所述第二盘体放置；所述第二盘体朝向所述晶圆的表面还设置有至少一第二喷口；所述第二喷口用于喷射去离子水，以稀释位于所述正面的清洗剂。

4.根据权利要求3所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括第一通道；所述第一通道，贯穿所述第一盘体和所述第二盘体，用于向所述第二喷口传输去离子水。

5.根据权利要求4所述的晶圆清洗装置，其特征在于，位于所述第二盘体内的所述第一通道与所述第二盘体的轴向呈第一预设角度的夹角，使得所述去离子水自所述第二喷口沿朝向所述晶圆的边缘方向倾斜喷出。

6.根据权利要求3所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第二盘体朝向所述晶圆的表面还设置有至少一第三喷口；所述第三喷口用于喷射第二气体，以干燥残留于所述正面的去离子水。

7.根据权利要求6所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括第二通道；所述第二通道，贯穿所述第一盘体和所述第二盘体，用于向所述第三喷口传输第二气体。

8.根据权利要求7所述的晶圆清洗装置，其特征在于，位于所述第二盘体内的所述第二通道与所述第二盘体的轴向呈第二预设角度的夹角，使得所述第二气体自所述第三喷口沿朝向所述晶圆的边缘方向倾斜喷出。

9.根据权利要求6所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第二气体为温度在170℃以上的氮气。

10.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆沿其径向方向突出所述第二盘体的距离为3mm～5mm。