CN217512436U - 晶圆背面自清洁装置及光刻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种晶圆背面自清洁装置及光刻机，应用于集成电路器件的清洗工艺技术领域。具体的，在本实用新型提供了一种晶圆背面自清洁装置，针对实际应用中，采用物理刷洗或喷洒清洗液等湿法清洗方法导致耗费清洗剂、清洁成本高以及清洁周期长的问题，本实用新型提供的晶圆背面自清洁装置可以在不改变现有曝光机台结构且不影响现有光刻机正常运转的基础上，提出一种利用气体作为清洁介质且利用后的清洁介质可循环使用的自清洁装置。由于本实用新型提供的自清洁装置可以重复多次回收清洁后的污染清洁介质，并将污染清洁介质经过滤净化后在作为新的清洁介质，从而实现降低清洁成本的目的。

Description

晶圆背面自清洁装置及光刻机

技术领域

本实用新型涉及集成电路器件的清洗工艺技术领域，特别涉及一种晶圆背面自清洁装置及光刻机。

背景技术

在半导体生产制造过程中，晶圆经涂布工艺之后，其背部极易沾染污染物，在此情况下，曝光机台会扫描晶圆报晶圆表面存在热点异常，若不及时对晶圆背面的污染物进行清洗处理，则晶圆在光刻工艺中容易造成散焦或其他缺陷，严重影响制程良率。

为了解决上述技术问题，目前常用的做法是对晶圆的背面进行再加工处理，即，采用物理刷洗方式，或者，在晶圆背面喷洒清洗液等湿法清洗的方式对涂布工艺后光刻曝光工艺前的晶圆背面进行清洗，以去除晶圆背面存在的颗粒污染物。但这种物理刷洗或喷洒清洗液等湿法清洗的清洗效果并不佳，并且，在清洗的过程中产生的清洗后的溶液或残留物更容易对晶圆的背面造成二次污染，影响产品质量。同时，由于晶圆背面通常只有局部区域存在颗粒污染物，而现有的晶圆背面清洁方法通常是对整个晶圆的背面进行清洗，导致耗费清洗剂、清洁成本高以及清洁周期长的问题。

所以亟需一种清洗效果及效率更佳且的晶圆背面清洗装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶圆背面自清洁装置及光刻机，以解决现有技术中晶圆背面清洁成本高且清洁周期长的问题。

第一方面，为解决上述技术问题，本实用新型提供一种晶圆背面自清洁装置，具体的其可以包括：承载台、清洁机构和回收机构；其中，

所述承载台具有用于承载晶圆并暴露出所述晶圆背部的待清洁区域的承载面，所述清洁机构和所述回收机构均设置在所述承载台的下方，且与所述暴露出晶圆背部的待清洁区域的承载面相对设置；

所述清洁机构包括出气喷嘴、第一连接导管以及存储腔，所述出气喷嘴的喷射口朝向所述承载面，且通过所述第一连接导管与所述存储腔相连，以用于将存储在所述存储腔内的清洁气体通过所述出气喷嘴喷射至所述晶圆背部的待清洁区域；

所述回收机构包括抽气组件、过滤组件以及连通所述抽气组件和所述过滤组件的第二连接导管，所述抽气组件的抽气孔朝向所述承载面，且与所述清洁机构的出气喷嘴相对设置，以在所述出气喷嘴喷射出预设流量的清洁气体后，收集所述喷射出的清洁气体，并通过所述第二连接导管以及连接所述回收机构和所述清洁机构的循环导管，将所述收集的清洁气体过滤净化后输送回所述清洁机构。

进一步的，所述清洁机构还可以包括驱动组件，以用于驱动所述出气喷嘴沿着所述承载面的水平方向左右移动。

进一步的，所述出气喷嘴可以为前窄后宽且出口处为三角锥形的孔状结构。

进一步的，所述清洁气体可以包括氮气或氩气。

进一步的，所述清洁机构的存储腔和第一连接导管的连接处可以设置有多个调节阀组，以用于通过控制多个所述调节阀组的导通和截止来调节所述出气喷嘴喷射出的清洁气体的气流大小和压力值。

进一步的，所述多个调节阀组的开关状态可以相同，也可以相反。

进一步的，所述清洁机构还可以包括温度调节组件，所述温度调节组件可单独控制所述出气喷嘴的气流状况，以用于与所述清洁机构配合以使所述晶圆背部均匀受热，其中所述气流状况可以包括所述气流的温度。

进一步的，所述回收机构的抽气组件的抽气孔可以为正方形或长方形的孔状结构。

进一步的，所述出气喷嘴的孔径的大小可以小于所述抽气孔的孔径的大小。

第二方面，基于相同的构思，本实用新型还提供了一种光刻机，具体可以包括：曝光机台，用于在晶圆背部存在污染物时发出报警的报警器，以及，如上所述的晶圆背面自清洁装置。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下技术效果：

在本实用新型提供了一种晶圆背面自清洁装置，针对实际应用中，采用物理刷洗或喷洒清洗液等湿法清洗方法导致耗费清洗剂、清洁成本高以及清洁周期长的问题，本实用新型提供的晶圆背面自清洁装置可以在不改变现有曝光机台结构且不影响现有光刻机正常运转的基础上，提出一种利用气体作为清洁介质且利用后的清洁介质可循环使用的自清洁装置。由于本实用新型提供的自清洁装置可以重复多次回收清洁后的污染清洁介质，并将污染清洁介质经过滤净化后在作为新的清洁介质，从而实现降低清洁成本的目的。

并且，由于本实用新型提供的自清洁装置可以针对光刻机发出的晶圆背面报警位置进行准确定位并清洁，而无需对晶圆的整个背面进行清洁，因此，在降低清洁成本的同时缩短了清洁周期。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中提供的晶圆背面自清洁装置的结构示意图。

图中，1-承载台，2-清洁机构，3-回收机构，4-循环导管，11-承载面，21- 出气喷嘴，22-第一连接导管，23-存储腔，31-抽气组件，311-抽气孔，32-第二连接导管，33-过滤组件。

具体实施方式

承如背景技术所述，为了避免晶圆背面存在的颗粒污染物，造成晶圆在光刻工艺中容易造成散焦或其他缺陷的问题，目前常用的做法是对晶圆的背面进行再加工处理，即，采用物理刷洗方式，或者，在晶圆背面喷洒清洗液等湿法清洗的方式对涂布工艺后光刻曝光工艺前的晶圆背面进行清洗，以去除晶圆背面存在的颗粒污染物。但这种物理刷洗或喷洒清洗液等湿法清洗的清洗效果并不佳，并且，在清洗的过程中产生的清洗后的溶液或残留物更容易对晶圆的背面造成二次污染，影响产品质量。同时，由于晶圆背面通常只有局部区域存在颗粒污染物，而现有的晶圆背面清洁方法通常是对整个晶圆的背面进行清洗，导致耗费清洗剂、清洁成本高以及清洁周期长的问题。

因此，为了解决上述问题，本实用新型提供了一种晶圆背面自清洁装置及光刻机，以解决现有技术中晶圆背面清洁成本高且清洁周期长的问题。

以下将对本实用新型的一种晶圆背面自清洁装置及光刻机作进一步的详细描述。下面将参照附图1对本实用新型进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

下面首先对本实用新型提供的晶圆背面自清洁装置做进一步的详细描述。

请参考图1，图1为本实用新型一实施例中提供的晶圆背面自清洁装置的结构示意图。

如图1所示，本实用新型提供的晶圆背面自清洁装置具体可以包括：承载台1、清洁机构2和回收机构3。

其中，所述承载台1具有用于承载晶圆并暴露出所述晶圆背部的待清洁区域的承载面11，所述清洁机构2和所述回收机构3均设置在所述承载台1的下方，且与所述暴露出晶圆背部的待清洁区域的承载面11相对设置。

在本实施例中，所述承载台1可以是中部为能够全部暴露出所述晶圆的背部的整个区域的镂空部件，从而使位于该承载台1下方的所述清洁机构2和所述回收机构3可以直接接触到所述晶圆的背部的整个区域中任何部分区域。并且，所述清洁机构2和所述回收机构3可以以并联且相隔一定间距的排列方式设置在所述承载台1的下方，以便于所述清洁机构2喷射出的清洁介质在清除了所述晶圆背部的待清洁区域的颗粒污染物之后，可以准确的被所述回收机构3 回收。所述清洁介质可以为清洁气体，所述清洁气体可以是氮气，也可以是氩气。示例性的，在本实施例中，优选选用氮气作为清洁介质，以实现利用氮气的稳定性来简化本实用新型提供的晶圆背面自清洁装置的目的。

继续参考图1，所述清洁机构2可以包括出气喷嘴21、第一连接导管22以及存储腔23，所述出气喷嘴21的喷射口朝向所述承载面11，且通过所述第一连接导管22与所述存储腔23相连，以用于将存储在所述存储腔23内的清洁气体通过所述出气喷嘴21喷射至所述晶圆背部的待清洁区域。而所述出气喷嘴21 为前窄后宽且出口处为三角锥形的孔状结构。

其中，所述清洁机构2还包括可以驱动组件(未图示)，以用于驱动所述出气喷嘴21沿着所述承载面11的水平方向左右移动。

作为一具体实施例，所述清洁机构2的存储腔23和第一连接导管22的连接处设置有多个调节阀组(未图示)，以用于通过控制多个所述调节阀组的导通和截止来调节所述出气喷嘴21喷射出的清洁气体的气流大小和压力值。

其中，所述多个调节阀组的开关状态可以相同，也可以相反。

在本实施例中，所述清洁机构2的存储腔23内可以存储有一定量的氮气，当光刻机的曝光机台检测出经涂布工艺后且光刻曝光工艺前的晶圆背面的部分或全部区域上存在颗粒污染物的时候，其给与其电性连接的报警器发送报警信号，报警器在收到该报警信号后，发出热点报警警示，例如，可以是蜂鸣器发声报警，或者，是指示灯点亮。同时，报警器给与其电性连接的本实用新型提供的晶圆背面自清洁装置发生启动信号，进而自启动所述晶圆背面自清洁装置对该晶圆的背部进行清洁处理。

示例性的，所述光刻机的曝光机台可以通过检测待进行曝光的晶圆的背面或正面的任意两个点之间的垂直距离差是否处于系统预设的标准阈值范围内的方式，来确定所述晶圆的背部是否存在颗粒污染物。

并且，在本实施例中，所述清洁机构2的存储腔23和第一连接导管22的连接处可以设置有多个调节阀组(未图示)，因此，操作人员可以根据所述晶圆背部的颗粒污染物的多少，通过同时控制多个调节阀组的导通和截止来确定从所述清洁机构2的出气喷嘴21喷射出来的氮气的压力差和流量，进而可以在不浪费清洁气体的情况下，准确高效的去除颗粒污染物。

可选的方案，所述清洁机构2还可以包括温度调节组件(未图示)，所述温度调节组件可单独控制所述出气喷嘴21的气流状况，以用于与所述清洁机构 2配合以使所述晶圆背部均匀受热，其中所述气流状况包括所述气流的温度。

在本实施例中，可以在所述清洁机构2的存储腔23和第一连接导管22的连接处设置一温度调节组件，而该温度调节组件可以是具有调节气体流量、气压以及温度的控制器，从而在将清洁气体加热到其性能稳定的温度的情况下，将一定流量的清洁气体喷射到所述晶圆背部的待清洁区域上，以提高晶圆背部颗粒污染物的清洁效率。

进一步的，如图1所示，所述回收机构3可以包括抽气组件31、过滤组件 33以及连通所述抽气组件31和所述过滤组件32的第二连接导管32，所述抽气组件31的抽气孔311朝向所述承载面11，且与所述清洁机构2的出气喷嘴21 相对设置，以在所述出气喷嘴21喷射出预设流量的清洁气体后，收集所述喷射出的清洁气体，并通过所述第二连接导管32以及连接所述回收机构3和所述清洁机构2的循环导管4，将所述收集的清洁气体过滤净化后输送回所述清洁机构 2。

其中，所述回收机构3的抽气组件31的抽气孔311为正方形或长方形的孔状结构。而所述出气喷嘴21的孔径的大小小于所述抽气孔311的孔径的大小。

在本实施例中，由于回收机构3的内部设置有过滤组件33，因此，在对晶圆背部进行清洁的同时，可以避免清除下来的颗粒污染物再次残留在曝光机台腔体里，避免对后续造成影响。并且，由于本实用性提供的所述出气喷嘴21的孔径的大小小于所述抽气孔311的孔径的大小，因此，其可以很好的将清洁后的污染清洁气体回收到所述回收机构3中，进而可以重复多次回收清洁后的污染清洁气体，并将污染清洁气体经过滤净化后在作为新的清洁气体，从而实现降低清洁成本的目的。

基于同一构思，本实用新型还提供了一种光刻机，具体可以包括：曝光机台，用于在晶圆背部存在污染物时发出报警的报警器，以及，如附图1所示的晶圆背面自清洁装置。

综上所述，在本实用新型提供了一种晶圆背面自清洁装置，针对实际应用中，采用物理刷洗或喷洒清洗液等湿法清洗方法导致耗费清洗剂、清洁成本高以及清洁周期长的问题，本实用新型提供的晶圆背面自清洁装置可以在不改变现有曝光机台结构且不影响现有光刻机正常运转的基础上，提出一种利用气体作为清洁介质且利用后的清洁介质可循环使用的自清洁装置。由于本实用新型提供的自清洁装置可以重复多次回收清洁后的污染清洁介质，并将污染清洁介质经过滤净化后在作为新的清洁介质，从而实现降低清洁成本的目的。

并且，由于本实用新型提供的自清洁装置可以针对光刻机发出的晶圆背面报警位置进行准确定位并清洁，而无需对晶圆的整个背面进行清洁，因此，在降低清洁成本的同时缩短了清洁周期。

此外，本实用新型的实施例还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信，

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现本实用新型实施例提供的一种晶圆背面自清洁装置。

另外，处理器执行存储器上所存放的程序而实现的一种晶圆背面自清洁装置的其他实现方式，与前述方法实施例部分所提及的实现方式相同，这里也不再赘述。

上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit， ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

在本实用新型提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一所述的晶圆背面自清洁装置。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本实用新型实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备以及计算机可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种晶圆背面自清洁装置，其特征在于，包括：承载台、清洁机构和回收机构；

所述承载台具有用于承载晶圆并暴露出晶圆背部的待清洁区域的承载面，所述清洁机构和所述回收机构均设置在所述承载台的下方，且与所述暴露出晶圆背部的待清洁区域的承载面相对设置；

所述清洁机构包括出气喷嘴、第一连接导管以及存储腔，所述出气喷嘴的喷射口朝向所述承载面，且通过所述第一连接导管与所述存储腔相连，以用于将存储在所述存储腔内的清洁气体通过所述出气喷嘴喷射至所述晶圆背部的待清洁区域；

所述回收机构包括抽气组件、过滤组件以及连通所述抽气组件和所述过滤组件的第二连接导管，在所述抽气组件的端部设置有一抽气孔，所述抽气孔朝向所述承载面，且与所述清洁机构的出气喷嘴相对设置，以在所述出气喷嘴喷射出预设流量的清洁气体后，收集所述喷射出的清洁气体，并通过所述第二连接导管以及连接所述回收机构和所述清洁机构的循环导管，将所述收集的清洁气体过滤净化后输送回所述清洁机构。

2.如权利要求1所述的晶圆背面自清洁装置，其特征在于，所述清洁机构还包括驱动组件，以用于驱动所述出气喷嘴沿着所述承载面的水平方向左右移动。

3.如权利要求1所述的晶圆背面自清洁装置，其特征在于，所述出气喷嘴为前窄后宽且出口处为三角锥形的孔状结构。

4.如权利要求1所述的晶圆背面自清洁装置，其特征在于，所述清洁气体包括氮气或氩气。

5.如权利要求1所述的晶圆背面自清洁装置，其特征在于，所述清洁机构的存储腔和第一连接导管的连接处设置有多个调节阀组，以用于通过控制多个所述调节阀组的导通和截止来调节所述出气喷嘴喷射出的清洁气体的气流大小和压力值。

6.如权利要求5所述的晶圆背面自清洁装置，其特征在于，所述多个调节阀组的开关状态相同或相反。

7.如权利要求1所述的晶圆背面自清洁装置，其特征在于，所述清洁机构还包括温度调节组件，所述温度调节组件可单独控制所述出气喷嘴的气流状况，以用于与所述清洁机构配合以使所述晶圆背部均匀受热，其中所述气流状况包括所述气流的温度。

8.如权利要求3所述的晶圆背面自清洁装置，其特征在于，所述回收机构的抽气组件的抽气孔为正方形或长方形的孔状结构。

9.如权利要求8所述的晶圆背面自清洁装置，其特征在于，所述出气喷嘴的孔径的大小小于所述抽气孔的孔径的大小。

10.一种光刻机，其特征在于，包括：曝光机台，用于在晶圆背部存在污染物时发出报警的报警器，以及，如权利要求1-9中任一项所述的晶圆背面自清洁装置。

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