CN214753658U - 一种用于清洁半导体晶圆的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于清洁半导体晶圆的设备，其包括第一清洁单元，该第一清洁单元包括：第一容器，其具有四个侧部和底部；喷射喷嘴，其具有指向侧部的轴对称轴线，该轴对称轴线与该侧部形成不小于10°且不大于30°的角度；用于旋转半导体晶圆的旋转机构，该旋转机构具有两个圆柱形辊，该两个圆柱形辊被彼此平行地安装并且具有彼此之间小于300mm的距离，并且两者具有在圆柱表面上的第一凹槽；和用于排放流体的排放管。

Description

一种用于清洁半导体晶圆的设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于清洁半导体晶圆的设备。

背景技术

在制造现代半导体集成电路(ICs)的过程中，有必要在先前形成的层和结构上沉积不同材料层。然而，先前的构造经常使顶表面形貌不适合于随后的材料层的沉积。例如，当在先前形成的层上印刷具有小几何形状的光刻图案时，需要非常浅的焦点深度。因此，必须具有平坦的和平面的表面，否则，图案的某些部分将在焦点，而其他部分则将不在。另外，如果在某些处理步骤之前不平整度没有被平坦，则基板的表面形貌会变得更加不规则，由于在进一步处理期间层堆叠这引起进一步的问题。依据所涉及的模具类型和几何形状尺寸，表面不平整度可以导致不良的产量和器件性能。因此，期望在IC制造期间实现膜的某种类型的平坦化或抛光。

用于实现半导体基板平坦化的一种方法是化学机械抛光(CMP)。通常， CMP涉及半导体基板相对于抛光材料的相对运动以从基板去除表面不平整度。用典型地包含研磨剂或化学物质中的至少一种的抛光流体润湿抛光材料。

一旦被抛光，将半导体基板转移到一系列清洁模块，该清洁模块去除抛光后附着在基板上的磨料颗粒和/或其他污染物。清洁模块必须在任何残留的抛光材料能在基板上硬化并产生缺陷之前将任何残留的抛光材料去除。这些清洁模块可以包括例如兆声波清洁器、一个或多个洗涤器以及干燥器。在竖直定向上支撑基板的清洁模块是特别有利的，因为在清洁过程期间它们还利用重力来增强颗粒的去除，并且它们通常更紧凑。

尽管目前的CMP系统已显示为坚固和可靠的系统，但是该系统装备的配置要求以可变且灵活的处理顺序来清洁基板。具体地，在各种清洁模块之间转移半导体基板的一些基板处理机的设计防止了清洁系统偏离单个处理顺序，因为一些处理机具有被刚性地间隔开并且被一致地控制的多个转移设备。

考虑到用于半导体晶圆的质量的更严格的边界条件以及在现有技术中描述的缺乏合适的设备，通过修改并因此改进用于清洁半导体晶圆的设备来解决该问题是必不可少的。

本发明的问题通过权利要求中描述的设备来解决。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于清洁半导体晶圆的设备，其包括第一清洁单元，该第一清洁单元包括：第一容器，其具有四个侧部和底部；喷射喷嘴，其具有指向侧部的轴对称轴线，该轴对称轴线与该侧部形成不小于10°且不大于30°的角度；用于旋转半导体晶圆的旋转机构，该旋转机构具有两个圆柱形辊，该两个圆柱形辊被彼此平行地安装并且具有彼此之间小于 300mm的距离，并且两者具有在圆柱表面上的第一凹槽；和用于排放流体的排放管。

附图说明

图1示出了第一容器104的侧视图和正视图。第一容器包括四个侧部和底部。在容器内部，以这种方式布置两个圆柱形辊102，即，可以将半导体晶圆101放置在它们上方，从而辊的旋转可以将旋转运动传递给半导体晶圆。第三圆柱形辊103被以这种方式放置在该两个圆柱形辊的下方，即，半导体晶圆同时与所有圆柱形辊物理接触。

此外，第一容器包括布置在该容器的底侧上的排放管105。

喷射喷嘴106被布置在具有圆柱形轴线的第一容器的上部分中。喷射喷嘴以这种方式被布置，即，喷射喷嘴的圆柱轴线与侧壁形成角度α107，该角度α107优选地在10°与30°之间。

图2示出了图1的细节。放置在容器中的第三辊103包括能够将半导体晶圆保持在适当位置的凹槽108。该凹槽显示了凹槽角度β109和凹槽深度d 110。

具体实施方式

所描述的设备的主要目的是清洁半导体晶圆。但是，其他圆形和扁平工件也可以被清洁。因此，本描述不限于该设备的其他目的。

根据本发明的设备的优选设计包括至少第一清洁单元，该第一清洁单元包括第一容器104，该第一容器104具有四个侧部和底部。该侧部和底部优选地由石英、玻璃或塑料制成。

具有轴对称轴线的喷射喷嘴106以这样的方式被放置在第一容器内，即，喷嘴的主轴线指向一侧部、形成不小于10°且不大于30°的角度107，从而可以通过喷嘴从容器的顶部向底部分喷射液体。

优选地，所使用的喷嘴包括超声波或兆声波换能器，该超声波或兆声波换能器被耦合到通向喷嘴的、管的喷嘴内的流体。

优选地，在第一容器内，有用于旋转半导体晶圆的旋转机构，该旋转机构具有两个圆柱形辊102，该两个圆柱形辊102被彼此平行地安装。优选地，两个圆柱形辊之间的距离小于300mm。两个圆柱形辊均具有围绕圆柱表面的第一凹槽，从而可以将半导体晶圆定位在所述凹槽内。

发明人意识到，优选地，平行于该两个辊安装第三辊103，其适于放置半导体晶圆的边缘。

优选地，辊包括平行于第一凹槽的第二凹槽。发明人意识到，辊上的第二凹槽在不同的清洁情况下可以是有帮助的。

优选地，所述第一清洁单元包括用于排放流体的排放管105，该排放管 105位于底部附近，更优选地位于底部中。

更优选地，第一清洁单元包括控制单元，该控制单元可以控制第一清洁单元内的清洁。更优选地，该控制单元可以独立于其他控制单元来控制第一清洁单元。

优选地，根据本发明的设备包括第二清洁单元，该第二清洁单元包括配备有超声波或兆声波设备的清洁单元。

更优选地，根据本发明的设备包括第三清洁单元和干燥器单元，该第三清洁单元具有刷和喷射杆，该干燥器单元包括马兰戈尼(Marangoni)干燥器。

以上示例性执行形式的描述应理解为示例性的。由此做出的公开一方面使技术人员能够理解本发明及其相关的优点，并且另一方面技术人员的理解还涵盖了所描述的结构和程序的明显改变和修改。因此，所有这样的改变和修改以及等同形式都应当被权利要求的保护范围所覆盖。

Claims (6)

1.一种用于清洁半导体晶圆的设备，其特征在于，该用于清洁半导体晶圆的设备包括

第一清洁单元，该第一清洁单元包括

第一容器(104)，其具有四个侧部和底部，

喷射喷嘴(106)，其具有指向侧部的轴对称轴线，该轴对称轴线与该侧部形成不小于10°且不大于30°的角度(107)，

用于旋转半导体晶圆的旋转机构，该旋转机构具有两个圆柱形辊(102)，该两个圆柱形辊(102)被彼此平行地安装并且具有彼此之间小于300mm的距离，并且两者具有在圆柱表面上的第一凹槽，和

用于排放流体的排放管(105)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，

用于旋转半导体晶圆的旋转机构包括第三辊(103)，该第三辊(103)平行于该两个辊安装、适合于放置半导体晶圆的边缘。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，

辊包括与该第一凹槽平行的第二凹槽。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备包括

第二清洁单元，其具有超声波或兆声波设备，

第三清洁单元，其具有刷和喷射杆，

干燥器单元，其包括马兰戈尼干燥器。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，

该喷射喷嘴(106)还包括超声波或兆声波换能器，该超声波或兆声波换能器能被耦合至该喷嘴内的流体。

6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，

该第一清洁单元包括独立地控制该第一清洁单元的控制单元。

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