CN208737219U - 一种晶圆工作台清洁系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶圆工作台清洁系统，其中，晶圆工作台清洁系统包括：研磨块及清洗液喷头；研磨块位于晶圆工作台的上方，用以对晶圆工作台进行研磨，研磨块的研磨面与晶圆工作台平行设置，自研磨面向研磨块内部延伸包含至少一个研磨块通孔；清洗液喷头位于研磨块通孔内，与研磨块通孔的侧壁非接触，用以对所述晶圆工作台喷涂清洗液。本实用新型通过研磨块及清洗液喷头，可提高晶圆工作台的清洁效果及清洁效率；提高晶圆工作台的洁净度及平整度，从而提高产品质量；降低对晶圆工作台的损伤，延长晶圆工作台的使用寿命。

Description

一种晶圆工作台清洁系统

技术领域

本实用新型属于半导体集成电路领域，涉及一种晶圆工作台清洁系统。

背景技术

在半导体集成电路领域中，半导体集成电路中的电路图案，通常是采用光刻工艺制备获得，光刻工艺一直被认为是集成电路制造中最关键的步骤，其在整个工艺过程中需要被多次使用，对产品的质量有着重要的影响。

光刻工艺是一个复杂的过程，主要包括以下步骤：首先在基底上形成待刻蚀薄膜层，再使用涂胶机，在待刻蚀薄膜层上涂布(Coating)光刻胶，并通过曝光机将光经过具有一定图形的掩膜版照射在光刻胶上使其曝光(Exposure)，而后利用显影液对光刻胶进行显影(Developing)，从而将掩膜版中的图形转移到光刻胶上形成光刻胶图案，最后在光刻胶图案的保护下对待刻蚀薄膜层进行刻蚀(Etch)工艺，从而将光刻胶图案转移到待刻蚀薄膜层中，图形化薄膜层获得电路图案。

现有的半导体集成电路中，晶圆在进入光刻机之前，背面常常残留有不需要的污染物，该部分污染物在晶圆曝光的过程中，污染物会掉落粘附在晶圆工作台的表面，降低晶圆工作台的洁净度，且污染物可能会转移到下一片放置于晶圆工作台上的晶圆的背面，扩大晶圆的污染范围。该部分污染物还会降低晶圆工作台的平整度，使得晶圆在进行曝光过程中发生离焦现象，影响产品质量。该部分污染物经过长期的堆积，还可能造成昂贵的晶圆工作台的损坏，造成资源的浪费。因此，为提高晶圆工作台的平整度及洁净度，工作人员通常采用干式机械研磨法以去除位于晶圆工作台的表面的污染物，但干式机械研磨法去除污染物的效果较差，尤其当污染物的区域范围较大时，有时需要进行多次重复研磨或采用手动研磨以达到较佳的清洁效果，采用多次重复研磨或手动研磨，耗时较长，使得清洁效率降低，且会增加对晶圆工作台的损伤，缩短晶圆工作台的使用寿命，造成资源的浪费。

因此，有必要提供一种新型的晶圆工作台清洁系统，用于解决现有生产工艺中，在清洁晶圆工作台时所带来的上述一系列问题。

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工作台清洁系统，用于解决现有技术中在清洁晶圆工作台时，所带来的清洁效果差、清洁效率低及缩短晶圆工作台的使用寿命的问题。

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工作台清洁系统，所述晶圆工作台清洁系统包括：

研磨块，位于所述晶圆工作台的上方，用以对所述晶圆工作台进行研磨，所述研磨块的研磨面与所述晶圆工作台平行设置，自所述研磨面向所述研磨块内部延伸包含至少一个研磨块通孔；

清洗液喷头，位于所述研磨块通孔内，与所述研磨块通孔的侧壁非接触，用以对所述晶圆工作台喷涂清洗液。

可选的，所述晶圆工作台清洁系统还包括与所述研磨块相连接的连接部，所述连接部位于所述研磨块的上方，并包含与所述研磨块通孔相贯通的连接部通孔。

可选的，所述连接部与所述研磨块的连接方式包括销连接、锁扣连接及螺纹连接中的一种。

可选的，所述研磨块在所述晶圆工作台上的投影的形貌包括外径范围为10mm～35mm的圆环形。

可选的，所述研磨块通孔的最小距离的范围包括4mm～10mm。

可选的，所述研磨块通孔位于所述研磨块的中心。

可选的，所述清洗液喷头包括内径范围为2mm～4mm的圆形喷头。

可选的，所述清洗液喷头包括N个，其中N≥2。

可选的，所述研磨块通孔的纵截面形貌包括方形及反“T”字形中的一种。

可选的，所述研磨块的运行方式包括平移式及旋转式中的一种或组合。

可选的，所述清洗液喷头包括固定式清洗液喷头及伸缩式清洗液喷头中的一种。

可选的，所述晶圆工作台清洁系统还包括与所述清洗液喷头通过导管相连接的储液罐，所述储液罐与所述清洗液喷头之间还包括控制阀。

可选的，所述晶圆工作台清洁系统还包括检测机构，所述检测机构位于所述晶圆工作台的上方。

如上所述，本实用新型的晶圆工作台清洁系统，具有以下有益效果：通过研磨块及清洗液喷头，达到：1)提高晶圆工作台的清洁效果及清洁效率；2)提高晶圆工作台的洁净度及平整度，从而提高产品质量；3)降低对晶圆工作台的损伤，延长晶圆工作台的使用寿命。

附图说明

图1显示为本实用新型中的晶圆工作台清洁系统的剖面结构示意图。

图2显示为图1中的研磨块的结构示意图。

图3显示为本实用新型中的另一中研磨块的结构示意图。

图4显示为本实用新型中的清洗液喷头的结构示意图。

图5显示为本实用新型中的晶圆工作台清洁方法的工艺流程示意图。

图6显示为本实用新型中的清洁晶圆工作台的操作流程示意图。

元件标号说明

100 晶圆工作台

101 污染物

200 晶圆工作台清洁系统

210 研磨块

211 研磨块通孔

220 清洗液喷头

221 储液罐

222 导管

230 连接部

231 连接部通孔

D1、D2、D3、D4 直径

H1、H2 高度

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6。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工作台清洁系统200，所述晶圆工作台清洁系统200包括：研磨块210及清洗液喷头220，其中，所述研磨块210位于晶圆工作台100的上方，所述研磨块210的研磨面与所述晶圆工作台100平行设置，用以对所述晶圆工作台100进行研磨，自所述研磨面向所述研磨块210内部延伸包含至少一个研磨块通孔211；所述清洗液喷头220位于所述研磨块通孔211内，与所述研磨块通孔211的侧壁非接触，用以对所述晶圆工作台100喷涂清洗液。

本实用新型通过所述研磨块210及清洗液喷头220，可提高对位于所述晶圆工作台100的上表面的污染物101的清洁效果及清洁效率；以提高所述晶圆工作台100的洁净度及平整度，从而提高产品质量；同时，降低对所述晶圆工作台100的损伤，延长所述晶圆工作台100的使用寿命。

作为该实施例的进一步实施例，所述晶圆工作台清洁系统200还包括与所述研磨块210相连接的连接部230，所述连接部230位于所述研磨块210的上方，并包含与所述研磨块通孔211相贯通的连接部通孔231。

具体的，如图1，所述研磨块210位于所述污染物101的上方，所述研磨块通孔211与所述连接部通孔231相贯通，从而形成可容纳所述清洗液喷头220的空间，且所述研磨块通孔211与所述连接部通孔231的侧壁均与所述清洗液喷头220非接触，从而避免所述研磨块210在与所述污染物101相接触进行研磨的过程中，对所述清洗液喷头220施加应力，损坏所述清洗液喷头220，从而达到保护所述清洗液喷头220的作用。

作为该实施例的进一步实施例，所述连接部230与所述研磨块210的连接方式包括销连接、锁扣连接及螺纹连接中的一种。优选为连接方式较为简单便捷的锁扣连接，且为确保所述连接部通孔231具有足够的空间以容纳所述清洗液喷头220，以及确保所述连接部230与所述研磨块210的连接稳定性，所述连接部230的横截面形貌可包括外径范围为10mm～20mm，内径范围为4mm～10mm的圆环形。为适用现有设备，所述连接部230的外径优选为13.5mm，所述连接部230的具体形貌及运行方式，此处不作过分限制，可根据需要进行选择，如可采用旋转式，从而带动所述研磨块210的旋转，或采用移动式，此处不作限制。

作为该实施例的进一步实施例，所述研磨块210在所述晶圆工作台100上的投影的形貌包括外径D1范围为10mm～35mm的圆环形；所述研磨块通孔211的最小距离的范围包括4mm～10mm；所述研磨块通孔211的纵截面形貌包括方形及反“T”字形中的一种。

具体的，如图2，示意了所述研磨块210的结构，所述研磨块210采用产线上较为常用的外径D1为32mm的研磨块，以便于资源的直接利用，且所述研磨块210的内径D2采用7mm，即所述研磨块通孔211的最小距离采用7mm，以便于在满足容纳常规尺寸的所述清洗液喷头220的同时，尽量扩大所述研磨块210的所述研磨面的面积。所述研磨块210可采用具有较高硬度的金刚石研磨块或者Al₂O₃研磨块，以提高所述研磨块210的使用寿命。本实施例中，所述研磨块210中的所述研磨块通孔211的纵截面形貌采用反“T”字形，即所述研磨块210的所述研磨面中具有自所述研磨面向所述研磨块210内部延伸的凹陷区域，以在所述研磨块210内形成底部直径D3大于内径D2的反“T”字形研磨块通孔211，以便于括大所述清洗液喷头220喷涂的所述清洗液的范围，同时有利于研磨废料的排出。所述研磨块210的具体形貌、尺寸及材质，也可根据具体需要进行选择，此处不作限制。

作为该实施例的进一步实施例，为简化所述研磨块210的结构，本实施例中，所述研磨块通孔211仅采用1个，且位于所述研磨块210的中心。在另一实施例中，所述研磨块通孔211也可位于所述研磨块210的其他位置，或采用所述研磨块210具有多个所述研磨块通孔211的结构，如图3，示意了含有5个所述研磨块通孔211的结构。在此结构中，所述研磨块210包含5个所述研磨块通孔211，相应的也包含位于所述研磨块通孔211内的5个所述清洗液喷头220，所述研磨块通孔211及所述清洗液喷头220的具体个数、形貌及分布此处不作限制。

作为该实施例的进一步实施例，所述清洗液喷头220包括内径D4范围为2mm～4mm的圆形喷头。如图4，本实施例中，采用较为常用的喷管内径D4为3.5mm、喷管高度H1为10mm、喷嘴高度H2为3mm的圆形喷头，在另一实施例中，也可根据使用的所述清洗液的具体种类，选择所述清洗液喷头220的具体尺寸及形貌，此处不作限制。

作为该实施例的进一步实施例，所述清洗液喷头220包括固定式清洗液喷头及伸缩式清洗液喷头中的一种。

具体的，所述清洗液喷头220的底部不凸出于所述研磨面，当所述清洗液喷头220采用伸缩式清洗液喷头时，若在需要使用所述清洗液喷头220，可减小所述清洗液喷头220与所述污染物101之间的距离，从而进一步加强所述清洗液与所述污染物101的作用效果；若在不需要使用所述清洗液喷头220的过程中，可增大所述清洗液喷头220与所述污染物101之间的距离，从而避免在研磨的过程中，所述污染物101对所述清洗液喷头220的污染。

作为该实施例的进一步实施例，所述研磨块210的运行方式包括平移式及旋转式中的一种或组合。所述晶圆工作台100用于吸附晶圆，为满足生产工艺需要所述晶圆工作台100可为可动式晶圆工作台或固定式晶圆工作台中的一种，此处不作限制。在进行清洁操作时，优选为将所述晶圆工作台100固定，从而可提供具有固定位置的所述污染物101，降低操作复杂度。所述研磨块210的运行方式可采用平移式、旋转式或结合平移及旋转的方式进行研磨，其中，优选为结合平移及旋转的方式，以提高研磨效率。

作为该实施例的进一步实施例，所述晶圆工作台清洁系统200还包括与所述清洗液喷头220相连接的储液罐221，所述储液罐221与所述清洗液喷头220之间还包括控制阀。

具体的，所述清洗液可包括去离子水、IPA、OK73、PGMEA、PGME中的一种或组合。所述储液罐221与所述清洗液喷头220之间采用导管222进行连接，所述导管222上还可连接有控制阀，所述控制阀包括气动阀及电磁阀中的一种或组合，以对所述清洗液进行控制，所述清洗液的种类及流速，此处不作限制。

作为该实施例的进一步实施例，所述晶圆工作台清洁系统200还包括检测机构(未图示)，所述检测机构位于所述晶圆工作台100的上方。通过所述检测机构检测所述污染物101的具体位置，并将检测到的所述污染物101的具体位置信息反馈给所述研磨块210及所述清洗液喷头220，从而对所述污染物101进行清洁。所述检测机构可包括如CCD、CMOS图像检测机构，具体种类此处不作限制。

如图5，本实用新型还提供一种晶圆工作台清洁方法，包括以下步骤：

提供具有检测机构的所述晶圆工作台清洁系统200；

通过所述检测机构检测所述晶圆工作台100的上表面；

通过所述研磨块210研磨所述晶圆工作台100的上表面，及通过所述清洗液喷头220清洗所述晶圆工作台的上表面；

通过所述检测机构检测经研磨及清洗过后的所述晶圆工作台100的上表面。

作为该实施例的进一步实施例，所述研磨块210及清洗液喷头220作用于所述晶圆工作台100的上表面的方式包括研磨在前清洗在后、清洗在前研磨在后及研磨与清洗同时进行中的一种或组合。

具体的，所述清洗液喷头220可在所述研磨块210进行研磨的同时，喷涂所述清洗液，也可在所述研磨块210研磨后喷涂所述清洗液，用于去除经所述研磨块210研磨所产生的所述污染物101；或在所述研磨块210研磨之前喷涂所述清洗液，以便于提高研磨效果。优选为在所述研磨块210进行研磨之前、研磨时及研磨后一直进行喷涂所述清洗液，从而提高研磨效果、及时有效地清洁所述污染物101。

如图6，示意了清洁所述晶圆工作台100的具体操作流程。首先，采用所述检测机构检测所述晶圆工作台100的上表面是否具有所述污染物101，并判断是否已进行过三次清洁操作，若所述晶圆工作台100的上表面含有所述污染物101，且还未进行过三次的清洁操作，所述检测机构将所述污染物101的具体位置信息反馈给所述研磨块210及清洗液喷头220，以对所述污染物101进行清洁；在完成所述清洁过程后，所述检测机构再次检测所述晶圆工作台100的上表面，判断是否还具有所述污染物101，若无所述污染物101，则可进行下步工艺操作，如曝光等工艺，若仍有所述污染物101的存在，将重复上述步骤，直至进行过三次的清洁操作；在经过三次的清洁操作后，若所述污染物101仍然存在，则此时需要人为进行手动清洁，以确保去除所述污染物101。

本实用新型通过所述检测机构的检测可精确判断所述污染物101的位置，并通过所述研磨块210及清洗液喷头220，可达到提高所述晶圆工作台100的清洁效果及清洁效率，以提高所述晶圆工作台100的洁净度及平整度，从而可提高产品质量，降低对所述晶圆工作台100的损伤，延长所述晶圆工作台100的使用寿命。

综上所述，本实用新型的晶圆工作台清洁系统，具有以下有益效果：通过研磨块及清洗液喷头，达到：1)提高晶圆工作台的清洁效果及清洁效率；2)提高晶圆工作台的洁净度及平整度，从而提高产品质量；3)降低对晶圆工作台的损伤，延长晶圆工作台的使用寿命。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 (13)

1.一种晶圆工作台清洁系统，其特征在于，所述晶圆工作台清洁系统包括：

研磨块，位于所述晶圆工作台的上方，用以对所述晶圆工作台进行研磨，所述研磨块的研磨面与所述晶圆工作台平行设置，自所述研磨面向所述研磨块内部延伸包含至少一个研磨块通孔；

清洗液喷头，位于所述研磨块通孔内，与所述研磨块通孔的侧壁非接触，用以对所述晶圆工作台喷涂清洗液。

2.根据权利要求1所述的晶圆工作台清洁系统，其特征在于：所述晶圆工作台清洁系统还包括与所述研磨块相连接的连接部，所述连接部位于所述研磨块的上方，并包含与所述研磨块通孔相贯通的连接部通孔。

3.根据权利要求2所述的晶圆工作台清洁系统，其特征在于：所述连接部与所述研磨块的连接方式包括销连接、锁扣连接及螺纹连接中的一种。

4.根据权利要求1所述的晶圆工作台清洁系统，其特征在于：所述研磨块在所述晶圆工作台上的投影的形貌包括外径范围为10mm～35mm的圆环形。

5.根据权利要求1所述的晶圆工作台清洁系统，其特征在于：所述研磨块通孔的最小距离的范围包括4mm～10mm。

6.根据权利要求1所述的晶圆工作台清洁系统，其特征在于：所述研磨块通孔位于所述研磨块的中心。

7.根据权利要求1所述的晶圆工作台清洁系统，其特征在于：所述清洗液喷头包括内径范围为2mm～4mm的圆形喷头。

8.根据权利要求1所述的晶圆工作台清洁系统，其特征在于：所述清洗液喷头包括N个，其中N≥2。

9.根据权利要求1所述的晶圆工作台清洁系统，其特征在于：所述研磨块通孔的纵截面形貌包括方形及反“T”字形中的一种。

10.根据权利要求1所述的晶圆工作台清洁系统，其特征在于：所述研磨块的运行方式包括平移式及旋转式中的一种或组合。

11.根据权利要求1所述的晶圆工作台清洁系统，其特征在于：所述清洗液喷头包括固定式清洗液喷头及伸缩式清洗液喷头中的一种。

12.根据权利要求1所述的晶圆工作台清洁系统，其特征在于：所述晶圆工作台清洁系统还包括与所述清洗液喷头通过导管相连接的储液罐，所述储液罐与所述清洗液喷头之间还包括控制阀。

13.根据权利要求1～12中任一所述的晶圆工作台清洁系统，其特征在于：所述晶圆工作台清洁系统还包括检测机构，所述检测机构位于所述晶圆工作台上方。