CN214099590U - 晶圆背面清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶圆背面清洗装置，包括清洗室，所述清洗室内设置有一旋转件，所述旋转件的中部为能够全部露出晶圆背部的待清洗区域的镂空部，所述旋转件的上表面设置有用于承托并夹紧晶圆边缘的卡盘销；所述旋转件的下方至少设置有一组间隔分布且用于喷射清洗剂的喷嘴，同一组所述喷嘴的连线在所述晶圆背部的投影过所述晶圆的旋转中心，且所述投影至少有一端抵达所述晶圆背部的待清洗区域的边缘。本实用新型所公开的晶圆背面清洗装置能够有效提高晶圆背部杂质的清洗效果，同时还能够有效提升晶圆背部杂质的清洗效率。

Description

晶圆背面清洗装置

技术领域

本实用新型涉及芯片设计生产技术领域，特别涉及一种晶圆背面清洗装置。

背景技术

晶圆是指制造硅半导体电路所用的硅晶片，其是制造芯片的基本材料。

芯片制造流程中在晶圆的背面和晶圆边缘位置会产生金属残留物以及微粒杂质，为了保证芯片制造具有理想的良品率，需通过专用化学清洗剂去除金属残留以及颗粒杂质。

图1中展示了目前常用的晶圆背面清洗装置，晶圆背面清洗装置中设置有清洗室，清洗室内设置有一能够旋转的夹盘，夹盘的上表面边缘位置设置有卡盘销，卡盘销用于承托并夹紧晶圆，夹盘的中部设置有一通孔，通孔中设置有一个向晶圆背面喷射清洗剂的固定喷嘴；对晶圆背面进行清洗时，夹盘通过卡盘销带动晶圆旋转，固定喷嘴朝向晶圆背面喷射清洗剂，清洗剂配合晶圆旋转过程中的离心力将晶圆背面的金属残留以及颗粒物质冲走。

然而，上述晶圆背面清洗装置仅依靠离心力将清洗剂甩至边缘位置，该种方式无法保证清洗剂完全覆盖整个均匀背面，这会导致晶圆背面的清洗效果并不理想，晶圆背面未被清洗掉的金属残留以及颗粒杂质依然会影响芯片制造的良品率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种晶圆背面清洗装置，以便能够有效提高对晶圆背部杂质的清洗效果，进而提高芯片制造的良率。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种晶圆背面清洗装置，包括清洗室，所述清洗室内设置有一旋转件，所述旋转件的中部为能够全部露出晶圆背部的待清洗区域的镂空部，所述旋转件的上表面设置有用于承托并夹紧晶圆边缘的卡盘销；

所述旋转件的下方至少设置有一组间隔分布且用于喷射清洗剂的喷嘴，同一组所述喷嘴的连线在所述晶圆背部的投影过所述晶圆的旋转中心，且所述投影至少有一端抵达所述晶圆背部的待清洗区域的边缘。

优选地，同一组所述喷嘴的连线为直线。

优选地，所述旋转件的下方还固定设置有一安装盘，所述喷嘴固定设置在所述安装盘上。

优选地，所述安装盘呈圆形，且所述安装盘的圆心与所述晶圆的旋转中心位于同一铅垂线上，同一组所述喷嘴沿所述安装盘的径向分布。

优选地，所述安装盘上设置有多组所述喷嘴。

优选的，所述旋转件为与所述安装盘同心设置的旋转圆环，且所述安装盘嵌设于所述旋转圆环的镂空部内。

优选的，所述旋转件的下方设置有一支撑柱，所述安装盘固定安装于所述支撑柱的顶部；所述支撑柱内设置有用于为所述喷嘴提供清洗剂的供液管路。

优选的，所述卡盘销包括多个，且所述卡盘销沿圆周方向间隔分布，相邻两个所述卡盘销之间的间隔称为销间隔，所述支撑筒的外壁与所述清洗室的内壁之间的间隔构成壁间隔，所述销间隔与所述壁间隔共同构成用于排出清洗剂的废液排出通道。

优选的，所述旋转件的上方还设置有清洗罩，所述清洗罩上设置有供大气进入所述清洗室的开口。

优选的，所述喷嘴由聚四氟乙烯制造而成。

本实用新型中所公开的晶圆背面清洗装置原理如下：

晶圆固定安装在卡盘销上，在旋转件的带动下，晶圆进行旋转运动，旋转件下方所设置的喷嘴朝向晶圆的背部喷射清洗剂，由于同一组喷嘴的连线在晶圆背部的投影过晶圆的旋转中心，并且该投影至少有一端抵达晶圆背部的待清洗区域的边缘，因此只要晶圆旋转一周，同一组喷嘴所喷射的清洗剂即可完全覆盖晶圆背部的待清洗区域，而不需要依赖晶圆的离心力将清洗剂甩至边缘位置，这就极大提高了晶圆背部杂质的清洗效果，有效避免了晶圆背部的杂质被带入下一工序，因而也就提高了芯片制造的良率；同时多个喷嘴对晶圆背部进行清洗也提高了晶圆背部杂质的清洗效率。

由此可见，本实用新型中所公开的晶圆背面清洗装置能够有效提高晶圆背部杂质的清洗效果，同时还能够有效提升晶圆背部杂质的清洗效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的晶圆背面清洗装置示意图；

图2为图1的夹盘与喷嘴配合和的俯视示意图；

图3为本实用新型一种实施例中所公开的晶圆背面清洗装置结构示意图；

图4为图3中所公开的安装盘与喷嘴配合的俯视示意图；

图5为本实用新型另一实施例中所公开的安装盘与喷嘴配合的俯视示意图；

图6为本实用新型再一实施例中所公开的安装盘与喷嘴配合的俯视示意图。

其中，1为清洗室，2为安装盘，3为卡盘销，4为喷嘴，5为晶圆，6为旋转件，7为开口，8为支撑柱，9为供液管路，10为废液排出通道。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种晶圆背面清洗装置，以便能够有效提高对晶圆背部杂质的清洗效果，进而提高芯片制造的良率。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请首先参考图3和图4，本实用新型实施例中所公开晶圆背面清洗装置中，包括清洗室1，在该清洗室1内设置有一个旋转件6，旋转件6的中部具有能够露出晶圆5背部的待清洗区域的镂空部，旋转件6的上表面设置有卡盘销3，卡盘销3用于承托并夹紧晶圆5边缘，以使晶圆5能够固定安装在旋转件6上；旋转件6的下方设置有一组或者多组喷嘴4，每一组喷嘴4均有多个喷嘴4构成，相邻两个喷嘴4间隔分布；喷嘴4用于喷射清洗剂，同一组喷嘴4的连线在晶圆5背部的投影过晶圆5的旋转中心，并且该连线的投影至少有一端抵达晶圆5背部的待清洗区域的边缘。

上述实施例中所公开的晶圆5背面清洗装置的原理如下：

晶圆5固定安装在卡盘销3上，在旋转件6的带动下，晶圆5进行旋转运动，旋转件6下方所设置的喷嘴4朝向晶圆5的背部喷射清洗剂，由于同一组喷嘴4的连线在晶圆5背部的投影过晶圆5的旋转中心，并且该投影至少有一端抵达晶圆5背部的待清洗区域的边缘，因此只要晶圆5旋转一周，同一组喷嘴4所喷射的清洗剂即可完全覆盖晶圆5背部的待清洗区域，而不需要依赖晶圆5的离心力将清洗剂甩至边缘位置，这就极大提高了晶圆5背部杂质的清洗效果，有效避免了晶圆5背部的杂质被带入下一工序，因而也就提高了芯片制造的良率；同时多个喷嘴4对晶圆5背部进行清洗也提高了晶圆5背部杂质的清洗效率。

本领域技术人员能够理解的是，同一组喷嘴4的连线可以为直线也可以为曲线，但无论该连线为直线还是曲线，只要其投影过晶圆5的旋转中心，并且其投影至少有一端抵达晶圆5背部的待清洗区域的边缘，就可以保证晶圆5旋转过程中使喷嘴4覆盖晶圆5背部的全部待清洗区域，考虑到设计和生产时的便利性，本实施例中同一组喷嘴4的连线为直线。

在一种实施例中，旋转件6的下方还固定设置有一个安装盘2，如图3中所示，晶圆5背面清洗装置中的喷嘴4全部设置在该安装盘2上，安装盘2的整体形状不受限制，只要能够为喷嘴4提供安装基础即可。

一种优选的方式，安装盘2呈圆形，并且安装盘2的圆心与晶圆5的旋转中心位于同一铅垂线上，并且同一组喷嘴4沿安装盘2的径向分布，如图3和图4中所示。

图4中所示的安装盘2上设置有一组喷嘴4，该组喷嘴4的连线在晶圆5背部的投影过晶圆5的旋转中心，并且该连线的投影一端抵达了晶圆5背部的待清洗区域的边缘。

图5中所示的安装盘2上同样设置有一组喷嘴4，与图4的不同之处在于，该组喷嘴4的连线的投影的两端均抵达了晶圆5背部的待清洗区域的边缘。

图6中所示的安装盘2上设置有两组喷嘴4，两组喷嘴4相互垂直设置，每一组喷嘴4的连线在晶圆5背部的投影均过晶圆5的旋转中心，并且每一组喷嘴4连线在晶圆5背部的投影的两端均抵达了晶圆5背部的待清洗区域的边缘，图4、图5以及图6中的弧形箭头代表的是旋转件6的旋转方向，当然，旋转件6的旋转方向并不唯一，其也可以为顺时针旋转。

本领域技术人员能够理解的是，旋转件6的外形同样不受限制，其可以为圆形也可以为多边形，在本实施例中，旋转件6具体是一个与安装盘2同心设置的旋转圆环，并且该安装盘2嵌设于旋转圆环的镂空部内，如图1中所示。

请参考图1，在旋转件6的下方设置有一个支撑柱8，安装盘2固定设置在支撑柱8的顶部，支撑柱8内设置有用于为喷嘴4提供清洗剂的供液管路9，在本实施例中，支撑柱8优选为实心支撑柱，卡盘销3具体包括多个，并且卡盘销3布设形成一个与晶圆5适配的圆形，相邻两个卡盘销3之间的间隔称为销间隔，支撑柱8的外壁与清洗室1的内壁之间的间隔构成壁间隔，销间隔与壁间隔沟通构成用于排出清洗剂的废液排出通道10。

本实施例中所公开的晶圆背面清洗装置中，旋转件6的上方还设置有清洗罩，如图1中所示，清洗罩将清洗室1罩设起来，并且清洗罩上还设置有供大气进入清洗室1的开口7，图1中旋转件6上方的箭头代表大气的流向；旋转件6下方的箭头代表清洗剂的流向。

在本实施例中，喷嘴4由聚四氟乙烯制造而成，当然，本领域技术人员还可以采用其他满足使用要求的材料来制造喷嘴4。

如图4中所示，本实施例中的旋转圆环的径向宽度为20±1mm，安装盘2的半径范围为140±1mm，当然，需要清洗的晶圆5的具体尺寸的不同，旋转圆环的径向宽度以及安装盘2的半径均可进行适应性调整。

经过实际生产验证，本实用新型实施例中所公开的晶圆背面清洗装置不仅能够对晶圆5背面进行更为彻底全面的清洗，而且还能够有效提高清洗效率，同时还能够节省30％左右的清洗剂，因而在提高芯片良率的同时还有效降低了生产成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种晶圆背面清洗装置，包括清洗室(1)，其特征在于，所述清洗室(1)内设置有一旋转件(6)，所述旋转件(6)的中部为能够全部露出晶圆(5)背部的待清洗区域的镂空部，所述旋转件(6)的上表面设置有用于承托并夹紧晶圆(5)边缘的卡盘销(3)；

所述旋转件(6)的下方至少设置有一组间隔分布且用于喷射清洗剂的喷嘴(4)，同一组所述喷嘴(4)的连线在所述晶圆(5)背部的投影过所述晶圆(5)的旋转中心，且所述投影至少有一端抵达所述晶圆(5)背部的待清洗区域的边缘。

2.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，同一组所述喷嘴(4)的连线为直线。

3.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述旋转件(6)的下方还固定设置有一安装盘(2)，所述喷嘴(4)固定设置在所述安装盘(2)上。

4.根据权利要求3所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述安装盘(2)呈圆形，且所述安装盘(2)的圆心与所述晶圆(5)的旋转中心位于同一铅垂线上，同一组所述喷嘴(4)沿所述安装盘(2)的径向分布。

5.根据权利要求4所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述安装盘(2)上设置有多组所述喷嘴(4)。

6.根据权利要求4所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述旋转件(6)为与所述安装盘(2)同心设置的旋转圆环，且所述安装盘(2)嵌设于所述旋转圆环的镂空部内。

7.根据权利要求3所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述旋转件(6)的下方设置有一支撑柱(8)，所述安装盘(2)固定安装于所述支撑柱(8)的顶部；所述支撑柱(8)内设置有用于为所述喷嘴(4)提供清洗剂的供液管路(9)。

8.根据权利要求7所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述卡盘销(3)包括多个，且所述卡盘销(3)沿圆周方向间隔分布，相邻两个所述卡盘销(3)之间的间隔称为销间隔，所述支撑柱(8)的外壁与所述清洗室(1)的内壁之间的间隔构成壁间隔，所述销间隔与所述壁间隔共同构成用于排出清洗剂的废液排出通道(10)。

9.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述旋转件(6)的上方还设置有清洗罩，所述清洗罩上设置有供大气进入所述清洗室的开口(7)。

10.根据权利要求1所述的晶圆背面清洗装置，其特征在于，所述喷嘴(4)由聚四氟乙烯制造而成。

Images