CN216631781U

CN216631781U - 晶圆清洗装置

Info

Publication number: CN216631781U
Application number: CN202123008798.9U
Authority: CN
Inventors: 陈嘉勇; 郑志成; 苏财宝; 林士闵
Original assignee: Nexchip Semiconductor Corp
Current assignee: Nexchip Semiconductor Corp
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2031-11-30

Abstract

本实用新型提供一种晶圆清洗装置，包括：旋转机台和清洗喷头；所述旋转机台包括承载台和支撑件；所述承载台的表面具有第一凹槽，且沿第一凹槽的部分底面向下延伸形成有第二凹槽；所述支撑件环绕第一凹槽的外周设置，且与所述承载台固定连接；所述清洗喷头靠近承载台的表面设置，且清洗喷头的喷嘴朝向第一凹槽的外周。其中，在清洗时将晶圆的背面朝向第一凹槽，则晶圆的背面和第一凹槽构成一空腔。所述清洗喷头喷出的清洗液沿着第一凹槽的外周流入空腔，并存在第一凹槽和第二凹槽中。在所述承载台带动晶圆旋转时，存贮在第二凹槽中的清洗也会随之晃动出来流至空腔，以实现浸泡晶圆的背面，从而到达良好的清洁效果，缩短清洁时间，降低清洁成本。

Description

晶圆清洗装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种晶圆清洗装置。

背景技术

在半导体器件的制造过程中，经常采用晶圆清洗装置来清洗晶圆，以缓解晶圆缺陷，预防交叉污染，从而保证晶圆的清洁度，改善晶圆的良率。

其中，晶圆的晶背和晶边通常采用湿式蚀刻液进行清洗。如图1所示，晶圆的正面10a朝向机台20的表面，晶圆的背面10b与清洗喷头30相对，并且机台中还设置有供气管道40，用于提供氮气至晶圆的正面10a，以保护晶圆的的正面10a，避免被清洗液污染。在清洗晶圆的过程中，支撑件21夹持住晶圆，使得晶圆随着机台旋转。清洗喷头30为可移动喷头，按设定轨迹朝晶圆的背面10b喷洒清洗液，以实现对晶圆的晶背和晶边的清洗。

然而，由于晶圆的表面具有斥水性，如图1所示的晶圆清洗装置的清洗均匀度较差。因而，在实践中经常需要增加清洗时间来改善洗净能力，则导致工序时间增加，清洗成本较高。并且，对于晶背上难去除的重金属离子，去除效果有限。

因此，需要一种新的晶圆清洗装置，来提高清洗效果，降低清洗成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新的晶圆清洗装置，以解决如何提高晶圆清洗效率，以及如何降低清洗成本中的至少一个问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种晶圆清洗装置，包括：旋转机台和清洗喷头；

所述旋转机台包括承载台和支撑件；所述承载台的表面具有第一凹槽，且沿所述第一凹槽的部分底面向下延伸形成有第二凹槽；所述支撑件环绕所述第一凹槽的外周设置，且与所述承载台固定连接；

所述清洗喷头靠近所述承载台的表面设置，且所述清洗喷头的喷嘴朝向所述第一凹槽的外周。

可选的，在所述的晶圆清洗装置中，所述第一凹槽沿所述承载台的表面延展，且与晶圆的外周形状相适配。

可选的，在所述的晶圆清洗装置中，所述第二凹槽的数量大于或等于1。

可选的，在所述的晶圆清洗装置中，当所述第二凹槽的数量为1时，所述第二凹槽的开口位于所述第一凹槽底部的中心；当所述第二凹槽的数量大于1时，各个所述第二凹槽的开口均匀分布于所述第一凹槽的底面。

可选的，在所述的晶圆清洗装置中，所述支撑件的数量大于或等于2，且各个所述支撑件环绕所述第一凹槽的外周均匀分布，以夹持晶圆。

可选的，在所述的晶圆清洗装置中，所述支撑件的轴向长度大于晶圆的厚度。

可选的，在所述的晶圆清洗装置中，所述旋转机台还包括转动轴，所述转动轴与所述承载台固定连接，以带动所述承载台和所述支撑件转动。

可选的，在所述的晶圆清洗装置中，所述晶圆清洗装置还包括储液箱、输送管和流量控制器；所述储液箱中容置有清洗液，所述输送管依次连接所述储液箱、所述流量控制器以及所述清洗喷头。

可选的，在所述的晶圆清洗装置中，所述清洗喷头的喷嘴垂直于所述承载台的表面。

可选的，在所述的晶圆清洗装置中，所述晶圆清洗装置还包括气体喷头和供气管道；所述气体喷头设置于所述承载台的上方且靠近所述承载台的表面，并与所述供气管道相接。

综上所述，本实用新型提供一种晶圆清洗装置，包括：旋转机台和清洗喷头；所述旋转机台包括承载台和支撑件；所述承载台的表面具有第一凹槽，且沿所述第一凹槽的部分底面向下延伸形成有第二凹槽；所述支撑件环绕所述第一凹槽的外周设置，且与所述承载台固定连接；所述清洗喷头靠近所述承载台的表面设置，且所述清洗喷头的喷嘴朝向所述第一凹槽的外周。则在清洗晶圆时，需要将晶圆的背面朝向所述第一凹槽，则所述晶圆的背面和所述第一凹槽构成一空腔。所述清洗喷头喷出的清洗液会沿着所述第一凹槽的外周流入所述空腔，并贮存在第一凹槽和所述第二凹槽中。在所述承载台带动所述晶圆旋转时，存贮在所述第二凹槽中的清洗也会随之晃动出来流至所述空腔，以实现浸泡所述晶圆的背面，从而到达良好的清洁效果，提高清洁效率。

因此，本实用新型提供的所述晶圆清洗装置采用浸润式的清洁方式，提高晶圆清洁效果，缩短清洁时间，降低清洁成本。

附图说明

图1是现有技术中的晶圆清洗装置结构示意图；

图2是本实用新型的实施例中的晶圆清洗装置结构示意图；

图3是本实用新型的实施例中的承载台的俯视图；

图4是本实用新型的实施例中的承载台的俯视图；

其中，附图标记为：

10a-晶圆的正面；10b-晶圆的背面；20-机台；21-支撑件；30-清洗喷头；40-供气管道；

50-旋转机台；501-承载台；502-支撑件；503-第一凹槽；504-第二凹槽；505-转动轴；51-清洗喷头；511-喷嘴；52-储液箱；53-输送管；54-流量控制器；55-气体喷头；56-供气管道。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

为解决上述技术问题，本实施例提供一种晶圆清洗装置。请参阅图2，所述晶圆清洗装置包括：旋转机台50和清洗喷头51；所述旋转机台50包括承载台501和支撑件502；所述承载台501的表面具有第一凹槽503，且沿所述第一凹槽503的部分底面向下延伸形成有第二凹槽504；所述支撑件502环绕所述第一凹槽502的外周设置，且与所述承载台501固定连接；所述清洗喷头51设置在所述承载台501的表面上，且靠近所述承载台501的表面设置。进一步的，所述清洗喷头51的喷嘴511朝向所述第一凹槽503的外周。则在清洗晶圆时，需要将晶圆的背面10b朝向所述第一凹槽503，则所述晶圆的背面10b和所述第一凹槽503构成一空腔。所述清洗喷头51喷出的清洗液会沿着所述第一凹槽503的外周流入所述空腔，并贮存在第一凹槽503和所述第二凹槽504中。在所述承载台501带动所述晶圆旋转时，存贮在所述第二凹槽504中的清洗也会随之晃动出来流至所述空腔，以实现浸泡所述晶圆的背面，从而到达良好的清洁效果，提高清洁效率。

进一步的，所述承载台501作为清洁的操作平台，则具有一平坦的表面。在所述承载台501的表面上设置的所述第一凹槽503沿所述承载台501的表面延展。为能够充分清洗晶圆的背面10b，优选的，所述第一凹槽503的外周与晶圆的外周形状相适配。所述第二凹槽504与所述第一凹槽503相连通，且所述第二凹槽504沿垂直于所述承载台501表面的方向上延伸，可以理解为深沟槽。所述第一凹槽503和所述第二凹槽504均用于存储清洗液，实现对所述晶圆背面10b的浸润式清洗，则所述第二凹槽504的数量大于或等于1。进一步的，如图3和4所示，为保证清洗的均匀度更好，当所述第二凹槽504的数量为1时，所述第二凹槽504的开口位于所述第一凹槽503底部的中心；当所述第二凹槽504的数量大于1时，各个所述第二凹槽504的开口均匀分布于所述第一凹槽503的底面。其中，所述第二沟槽504的深度与所述清洁喷头提供的清洗液的流量相关，当流量较大时，所述第二沟槽504的深度越深，通常所述第二沟槽504的深度为0.2毫米，对此本实施例不做具体限定。同时，对于所述第二凹槽504的数量，本实施例也不做限定。

请继续参阅图2-4，所述支撑件502用于支撑所述晶圆，在清洗过程中起到固定夹持的作用，避免晶圆滑动。进一步的，所述支撑件502的数量大于或等于2，且各个所述支撑件502环绕所述第一凹槽503的外周均匀分布。其中，为保证所述第一凹槽503和所述晶圆背面10b构成一定容积的空腔，优选的，所述支撑件502的轴向长度大于晶圆的厚度。

进一步的，所述旋转机台50还包括转动轴505，所述转动轴505与所述承载台501固定连接，以带动所述承载台501和所述支撑件502转动，进而在清洗过程中带动所述晶圆转动，以实现充分均匀的清洗。其中，驱动所述转动轴505转动的装置可以为电动机。

请继续参阅图2，所述晶圆清洗装置还包括储液箱52、输送管53和流量控制器54。所述储液箱52用于承载清洗液，所述输送管53依次连接所述储液箱52、所述流量控制器54以及所述清洗喷头51。可选的，通过一泵体，将所述储液箱52中的清洗液抽出，并经所述输送管53传输。其中，所述流量控制器54用于控制流出的所述清洗液的流量，避免在清洗过程中因流量过大而导致清洗液从所述第一凹槽503中溢出，或者因流量过小而导致无法充分清洗晶圆背面10b。进一步的，本实施例不限定所述清洗喷头51的具体位置，但需满足所述清洗喷头位于所述承载台501上，且所述清洗喷头51的喷嘴511固定位于所述第一凹槽503的外周，以保证清洗液能够流进所述第一凹槽503。并且，为了能够充分清洗晶圆的晶边，所述清洗喷头51的喷嘴511垂直于所述承载台501的表面。换言之，所述清洗液经所述喷嘴511垂直喷射至所述晶圆的晶边，并经所述晶边或者所述晶边与所述支撑件502的缝隙中流入所述第一凹槽，再对所述晶圆的背面10b进行清洗。

进一步的，所述晶圆清洗装置还包括气体喷头55和供气管道56。所述气体喷头55设置于所述承载台501的上方，且靠近所述承载台501的表面。所述气体喷头55与所述供气管道56相接，所述供气管道56与厂务的供气管道相接，用于提供保护气体，优选的所述保护气体为氮气。则在晶圆清洗之前，所述晶圆置于所述承载台501的表面上，且所述晶圆的正面10a与所述气体喷头55相对，以使得在晶圆清洗时，所述气体喷头55朝向所述晶圆的正面10a喷洒气体，以保护形成在所述晶圆的正面10a的器件。

具体的，在进行晶圆清洁之前，需要将所述晶圆安装至所述支撑件502直接，其中所述晶圆的背面10b朝向所述第一凹槽503。所述晶圆的背面10b和所述第一凹槽503构成一空腔。开始清洁时，启动电动机和泵体，电动机驱动所述转动轴505转动，以带动所述承载台501、所述支撑件502和所述晶圆转动。所述泵体从所述储液箱52中抽出清洗液，在所述流量控制器的作用下，所述清洗液的流量均衡，且经所述清洗喷头51的喷嘴511垂直喷射至晶边，以清洗晶边。同时气体喷头提供保护气体至晶圆的正面10a，以避免晶圆的正面10a中元器件受损。清洗液流经晶边后流入所述第一凹槽503和所述第二凹槽504。在所述旋转机台50的转动下，清洗液保持一定的流动性，以浸泡所述晶圆的背面10b，实现浸润式清洗，使得所述晶圆的背面10b充分在浸泡在清洗液中，缓解了晶圆斥水性对清洗的影响。

并且，经申请人多次实验发现，采用图1所示的清洗装置清洗晶圆所花费的时间为120秒-180秒，而采用本实施例提供的所述晶圆清洗装置仅需60秒即可完成清洗，每小时的清洗晶圆量增加40％，并且清洗每片晶圆的清洗液可节省2升，可见本实施例提供的所述晶圆清洗装置提高晶圆清洁效果，缩短清洁时间，降低清洁成本。

综上所述，本实施例提供一种晶圆清洗装置，包括：旋转机台50和清洗喷头51；所述旋转机台50包括承载台501和支撑件502；所述承载台501的表面具有第一凹槽503，且沿所述第一凹槽503的部分底面向下延伸形成有第二凹槽504；所述支撑件502环绕所述第一凹槽503的外周设置，且与所述承载台501固定连接；所述清洗喷头51靠近所述承载台501的表面设置，且所述清洗喷头51的喷嘴511朝向所述第一凹槽503的外周。则在清洗晶圆时，需要将晶圆的背面10b朝向所述第一凹槽503，则所述晶圆的背面10b和所述第一凹槽503构成一空腔。所述清洗喷头51喷出的清洗液会沿着所述第一凹槽503的外周流入所述空腔，并贮存在第一凹槽503和所述第二凹槽504中。在所述承载台501带动所述晶圆旋转时，存贮在所述第二凹槽504中的清洗也会随之晃动出来流至所述空腔，以实现浸泡所述晶圆的背面10b，从而到达良好的清洁效果，提高清洁效率。因此，本实施例提供的所述晶圆清洗装置采用浸润式的清洁方式，提高晶圆清洁效果，缩短清洁时间，降低清洁成本。

此外还应该认识到，虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。

Claims

1.一种晶圆清洗装置，其特征在于，包括：旋转机台和清洗喷头；

2.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第一凹槽沿所述承载台的表面延展，且与晶圆的外周形状相适配。

3.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第二凹槽的数量大于或等于1。

4.根据权利要求3所述的晶圆清洗装置，其特征在于，当所述第二凹槽的数量为1时，所述第二凹槽的开口位于所述第一凹槽底部的中心；当所述第二凹槽的数量大于1时，各个所述第二凹槽的开口均匀分布于所述第一凹槽的底面。

5.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述支撑件的数量大于或等于2，且各个所述支撑件环绕所述第一凹槽的外周均匀分布，以夹持晶圆。

6.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述支撑件的轴向长度大于晶圆的厚度。

7.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述旋转机台还包括转动轴，所述转动轴与所述承载台固定连接，以带动所述承载台和所述支撑件转动。

8.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆清洗装置还包括储液箱、输送管和流量控制器；所述储液箱中容置有清洗液，所述输送管依次连接所述储液箱、所述流量控制器以及所述清洗喷头。

9.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述清洗喷头的喷嘴垂直于所述承载台的表面。

10.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆清洗装置还包括气体喷头和供气管道；所述气体喷头设置于所述承载台的上方且靠近所述承载台的表面，并与所述供气管道相接。