RU2799377C1 - Установка индивидуальной химической обработки подложек - Google Patents
Установка индивидуальной химической обработки подложек Download PDFInfo
- Publication number
- RU2799377C1 RU2799377C1 RU2022124955A RU2022124955A RU2799377C1 RU 2799377 C1 RU2799377 C1 RU 2799377C1 RU 2022124955 A RU2022124955 A RU 2022124955A RU 2022124955 A RU2022124955 A RU 2022124955A RU 2799377 C1 RU2799377 C1 RU 2799377C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- cleaning
- centrifuge
- substrates
- positioning device
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к устройствам для жидкостной химической очистки поверхности изделий и может быть использовано преимущественно в электронной промышленности для глубокой высококачественной и безопасной очистки поверхности полупроводниковых подложек при изготовлении ИС, БИС и СБИС в автоматической кластерной линии или в установке индивидуальной химической обработки подложек. Устройство индивидуальной химической обработки подложек содержит установленную в камеру ванну с форсунками для распыления реагентов, каналами для подачи деионизованной воды и азота, устройство позиционирования подложки для управления фиксацией и вращением подложки, механизм вертикального перемещения, поворотный привод с закреплённой на нём центрифугой, внутренняя часть которой закрыта кожухом, при этом центрифуга содержит устройство позиционирования подложки для управления фиксацией и вращением подложки, которое перемещается с помощью пневматических приводов. Устройство позиционирования состоит из привода, передающего момент вращения на ротор, на вращающейся части которого установлены четыре фиксатора с четырьмя пружинами. Установленная в камеру ванна содержит сливной канал и вытяжные коллекторы для откачки отработанных химических реагентов. Технический результат: улучшение эксплуатационных характеристик, значительное повышение качества очистки полупроводниковой подложки в ходе жидкостной химической обработки, уменьшение расхода обрабатывающих химических реагентов, а также обеспечение безопасности и экологичности рабочего процесса. 6 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам для жидкостной химической очистки поверхности изделий и может быть преимущественно использовано в электронной промышленности при изготовлении ИС, БИС и СБИС для глубокой высококачественной и безопасной очистки поверхности полупроводниковых подложек в автоматической кластерной линии или в установке индивидуальной химической обработки подложек.
Известно устройство для влажной очистки (Wet cleaning process and wet cleaning equipment) US 2002036006 A1, 28.03.2002.
Известное устройство содержит:
- закрытую камеру для обработки подложки;
- вращающийся вал;
- контейнер с обрабатываемой подложкой, установленный на вращающемся столе;
- сопло и источники подачи текучей среды;
- балансир.
Это устройство позволяет проводить очистку подложки требуемой жидкостью, заставляя подложку вращаться вокруг оси таким образом, чтобы жидкость, текущая по поверхности подложки, стекала без завихрений, только в направлении центробежной силы.
Недостатками известного устройства являются большой расход реагентов и большие габариты устройства.
Указанный недостаток обусловлен тем, что из-за смещения обрабатываемой подложки относительно оси её вращения, требуется больший расход реагентов, а также, большая площадь устройства, позволяющая подложке свободно перемещаться вне ее оси.
Известны также способ и устройство очистки полупроводниковой кремниевой пластины (Cleaning method and device of semiconductor silicon wafer) TW201545228A 01.12.2015.
Известное устройство содержит:
- два резервуара для очистки;
- два поворотных механизма;
- манипуляторы передачи пластин;
- вращающийся зажим пластины;
- распылительное сопло для подачи химического раствора и деионизованной воды;
- вытяжное устройство.
Известное устройство представляет собой способ очистки полупроводниковой кремниевой пластины, который включает: извлечение кремниевой пластины из кассеты и перемещение её в первый резервуар для очистки, заполненный химическим раствором. После очистки в первом резервуаре во влажном состоянии пластина перемещается во второй резервуар. После очистки во втором резервуаре, пластина перемещается на зажим модуля очистки. Вращая зажим с кремниевой пластиной, распыляя химический раствор и деионизованную воду, проводят очистку поверхности и сушку. Далее извлекают кремниевую пластину из модуля.
Недостатком известного устройства является снижение качества очистки полупроводниковой пластины, что в дальнейшем влияет на возможность изготовления работоспособных электронных изделий.
Указанный недостаток обусловлен тем, что в процессе химической очистки обработка пластины производится на нескольких позициях из-за перегрузки пластины, что является фактором снижения качества очистки. Также обработка пластины производится методом погружения поочередно в два резервуара, а, следовательно, в процессе очистки происходит обеднение раствора и постепенное его загрязнение.
Совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков заявленного изобретения, присуща известному устройству очистки обратной поверхности полупроводниковой подложки (In-situ backside cleaning of semiconductor substrate) CN107068594A, 18.08.2017.
Известное устройство (прототип) содержит:
- установленную в камеру ванну, с форсунками для распыления реагентов, каналами для подачи деионизованной воды и азота;
- средство позиционирования пластины для удерживания полупроводниковой пластины в первом положении;
- первое устройство для очистки пластин, расположенное на первой стороне первого местоположения, при этом первое устройство для очистки пластин включает в себя первое сопло для дозирования первого химиката; а также
- второе устройство для очистки пластин, расположенное на второй стороне первого местоположения, при этом вторая сторона является стороной, противоположной первой стороне первого местоположения, при этом второе устройство очистки пластин включает в себя второе сопло, которое управляется для выброса на заднюю сторону пластины изменение температуры первого химиката при распределении первого химиката и поддержание второго химиката другого типа и температуры для очистки обратной стороны;
- устройство позиционирования подложки для управления фиксацией и вращением подложки;
- множество распылительных стержней (форсунок) для распределения химических аэрозолей;
- кисть для контактной очистки обратной стороны подложки.
Устройство-прототип включает способ обработки, в котором химический реагент наносится на переднюю и заднюю поверхность положки.
Недостатками известного устройства являются повышенная опасность разбрызгивания химических растворов, неравномерность очистки подложки, дополнительное обслуживание устройства.
Указанные недостатки обусловлены тем, что обработка химическими реагентами проводится в открытой камере; что влечет за собой угрозу жизни и здоровью персонала. Кисть, входящая в устройство позиционирования подложки, частично перекрывает подачу раствора на обратную сторону подложки, что в свою очередь ведёт к неравномерности очистки подложки. При использовании кисти для контактной очистки возможно механическое повреждение подложки, а также увеличение времени процесса очистки и затруднение процедуры обслуживания, так как кисть требует не только периодической замены, но и обязательной промывки после каждого применяемого раствора.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое устройство, является обеспечение компактности и функциональности конструкции устройства, улучшение эксплуатационных характеристик устройства, уменьшение расхода обрабатывающих химических реагентов, повышая при этом качество обработки объекта. А также обеспечение безопасности и экологичности рабочего процесса, за счет возможности бесконтактного и непрерывного сброса из камеры очистки токсичных веществ химического процесса и сбор реагентов в емкости для последующей переработки опасных технологических жидкостей.
Поставленная задача решается за счет того, что технологический процесс жидкостной химической обработки выполняется с применением различных реагентов на одной позиции, не смещая обрабатываемую подложку, за счет содержания механизма вертикального перемещения, поворотного привода, с закреплённой на нём центрифугой, при этом центрифуга имеет устройство позиционирования подложки для управления вращением и фиксацией подложки, которое перемещается с помощью пневматических приводов, а внутренняя часть центрифуги закрыта кожухом. Безопасность и экологичность рабочего процесса обеспечивается за счет того, что камера устройства содержит сливной канал и вытяжные коллекторы для откачки отработанных химических реагентов и последующего их разделения.
Сущность заявляемого устройства поясняется чертежами.
На фиг. 1 - общий вид устройства и вид А, ванна, установленная в камеру.
На фиг. 2 - центрифуга с приводом вращения и фиксации подложки.
На фиг. 3 - устройство с повёрнутой центрифугой на 180 градусов с фиксированной подложкой Вид А.
На фиг. 4 - устройство в рабочем положении центрифуги и ванны, образующие камеру с расположенными по окружности форсунками для подачи реагентов, разрез А-А.
На фиг. 5 - устройство с повёрнутой центрифугой на 180 градусов после окончания процесса очистки.
На фиг.6 - съёмный ротор центрифуги с фиксаторами подложки.
На фиг. 1 - 6 приняты следующие обозначения:
1 - механизм вертикального перемещения;
2 - поворотный привод;
3 - ванна, установленная в камеру;
4 - базовая плита;
5 - форсунки;
6 - центрифуга;
7 - каналы подачи реагентов;
8 - сливной канал;
9 - вытяжные коллекторы;
10 - подложка;
11 - четыре пружины;
12 - четыре пневмоцилиндра;
13 - четыре фиксатора;
14 - ротор;
15 - привод, передающий момент вращения на ротор;
16 - опоры для установки подложки;
17 - уплотнение из химически стойкой резины;
18 - кожух;
19 - ограничитель;
20 - мембраны;
21 - датчик.
Установка индивидуальной химической обработки подложек содержит (см. фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6): механизм вертикального перемещения 1, поворотный привод 2, центрифуга 6, установленная в камеру ванна 3 с форсунками 5, каналами подачи реагентов 7, сливным каналом 8 и вытяжными коллекторами 9 для откачки отработанных химических реагентов, размещены на базовой плите 4 (см. фиг.1). Центрифуга 6 содержит устройство позиционирования подложки для управления фиксацией и вращением подложки, которое включает в себя привод 15, передающий момент вращения на ротор 14, на вращающейся части которого установлены четыре фиксатора 13 с четырьмя пружинами 11, имеющие возможность перемещаться на оси к центру и периферии ротора 14 и опоры 16, для установки подложки (фиг. 2). На неподвижной части ротора закреплены четыре пневмоцилиндра 12, которые перемещают фиксаторы 13 в положение, удерживающее или освобождающее подложку. Между фиксаторами и внутренней полостью ротора установлены мембраны 20 с уплотнением из химически стойкой резины 17, препятствующей проникновению растворов в полость ротора 14. Ограничитель 19, определяет положение фиксатора и ограничивает его перемещение под усилием пружины 11. Внутренняя часть центрифуги 6 закрыта кожухом 18 (фиг.4).
Устройство работает следующим образом.
Исходное положение установки индивидуальной химической обработки подложек (фиг.1). Фиксаторы с помощью пневмоцилиндров 12 (фиг.2) разведены от центра ротора 14 к периферии. Привод 15 ротора центрифуги фиксирует нулевое положение по датчику 21. Подложка 10 устанавливается на опоры 16, пневмоцилиндры 12 освобождают из зацепления хвостовик фиксатора 13 и под действием пружины 11 фиксатор 13 поворачивается на оси к центру центрифуги, хвостовик фиксатора упирается в ограничитель 19 (фиг.6). Таким образом, подложка фиксируется на роторе центрифуги. Подложка 10 удерживаемая фиксаторами 13 приподнимается над опорами 16, что позволяет обрабатывать всю поверхность.
Поворотный привод 2 поворачивает центрифугу 6 на 180 градусов (фиг.3), а механизм вертикального перемещения 1 опускает центрифугу 6 на заданное расстояние до ванны 3, а за счёт уплотнения 17 осуществляется герметизация полости ванны (фиг.4). Подложка, находящаяся между форсунками 5, расположенными по окружности ванны 3, начинает вращаться с заданной скоростью, а через каналы подачи реагентов подают растворы с двух сторон, чередуя с промывкой деионизованной водой после каждого реагента. Скорость вращения ротора 14, подача реагентов и время обработки задаётся в зависимости от выбранной технологии. После окончания двухсторонней очистки поверхности подложки проводят процесс сушки на повышенных оборотах ротора центрифуги с обдувом азота через форсунки 5 по другим каналам с одновременным удалением паров и сливом отработанных химических реагентов через каналы 8. После завершения технологического цикла обработки подложки привод 15 ротора 14 останавливается с помощью датчика 21 в нулевом положении таким образом, при котором пневмоцилиндры 12 ориентированы по отношению к фиксаторам 13. Затем механизм вертикального перемещения 1 поднимает центрифугу 6 на заданную высоту, а поворотный привод 2 поворачивает центрифугу 6 на 180 градусов, после этого пневмоцилиндры 12 перемещают фиксаторы 13, расположенные на оси от центра к периферии, тем самым освобождая подложку (фиг. 5).
Технический результат, достигаемый заявляемым устройством, заключается в значительном повышении качества очистки полупроводниковой подложки в ходе жидкостной химической обработки, уменьшении расхода обрабатывающих химических реагентов, а также обеспечение безопасности и экологичности рабочего процесса.
Claims (1)
- Устройство индивидуальной химической обработки подложек, содержащее установленную в камеру ванну с форсунками для распыления реагентов, каналами для подачи деионизованной воды и азота, устройство позиционирования подложки для управления фиксацией и вращением подложки, отличающееся тем, что введены механизм вертикального перемещения, поворотный привод с закреплённой на нём центрифугой, внутренняя часть которой закрыта кожухом, при этом центрифуга содержит устройство позиционирования подложки для управления фиксацией и вращением подложки, которое перемещается с помощью пневматических приводов, причем устройство позиционирования состоит из привода, передающего момент вращения на ротор, на вращающейся части которого установлены четыре фиксатора с четырьмя пружинами, кроме того, установленная в камеру ванна содержит сливной канал и вытяжные коллекторы для откачки отработанных химических реагентов.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2799377C1 true RU2799377C1 (ru) | 2023-07-05 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020036006A1 (en) * | 2000-08-09 | 2002-03-28 | M Fsi Ltd. | Wet cleaning process and wet cleaning equipment |
RU28284U1 (ru) * | 2002-07-22 | 2003-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводникового машиностроения" | Устройство для обработки подложек |
RU2243038C2 (ru) * | 2002-11-28 | 2004-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии и оборудование" | Способ и устройство для мегазвуковой очистки подложек |
RU2460593C1 (ru) * | 2011-03-11 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводникового машиностроения" (ОАО "НИИПМ") | Устройство для отмывки и сушки пластин |
TW201545228A (zh) * | 2014-05-16 | 2015-12-01 | Acm Res Shanghai Inc | 半導體矽片的清洗方法和裝置 |
CN107068594A (zh) * | 2011-09-22 | 2017-08-18 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 半导体衬底的原位背面清洗 |
RU191704U1 (ru) * | 2019-06-03 | 2019-08-19 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Полупроводникового Машиностроения (Оао "Ниипм") | Блок центрирования полупроводниковых пластин на вакуумном столике в кластерной линии фотолитографии перед проведением технологических операций |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020036006A1 (en) * | 2000-08-09 | 2002-03-28 | M Fsi Ltd. | Wet cleaning process and wet cleaning equipment |
RU28284U1 (ru) * | 2002-07-22 | 2003-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводникового машиностроения" | Устройство для обработки подложек |
RU2243038C2 (ru) * | 2002-11-28 | 2004-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии и оборудование" | Способ и устройство для мегазвуковой очистки подложек |
RU2460593C1 (ru) * | 2011-03-11 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полупроводникового машиностроения" (ОАО "НИИПМ") | Устройство для отмывки и сушки пластин |
CN107068594A (zh) * | 2011-09-22 | 2017-08-18 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 半导体衬底的原位背面清洗 |
TW201545228A (zh) * | 2014-05-16 | 2015-12-01 | Acm Res Shanghai Inc | 半導體矽片的清洗方法和裝置 |
RU191704U1 (ru) * | 2019-06-03 | 2019-08-19 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт Полупроводникового Машиностроения (Оао "Ниипм") | Блок центрирования полупроводниковых пластин на вакуумном столике в кластерной линии фотолитографии перед проведением технологических операций |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6395101B1 (en) | Single semiconductor wafer processor | |
US6874516B2 (en) | Substrate cleaning apparatus | |
US20070181149A1 (en) | Single wafer backside wet clean | |
CN111095512B (zh) | 清洗半导体硅片的方法及装置 | |
JPH11297652A (ja) | 基板処理装置 | |
US7005010B2 (en) | Multi-process system | |
US6668844B2 (en) | Systems and methods for processing workpieces | |
RU2799377C1 (ru) | Установка индивидуальной химической обработки подложек | |
KR101120617B1 (ko) | 웨이퍼의 습식처리 장치 및 방법 | |
KR20010049878A (ko) | 습식처리장치 | |
JP2003286597A (ja) | 基板処理装置およびそれを備えたメッキ装置 | |
KR20010071759A (ko) | 기판 세척 방법 및 장치 | |
US20080029123A1 (en) | Sonic and chemical wafer processor | |
JP3979595B2 (ja) | 処理液供給ノズル及び処理液供給装置、並びにノズルの洗浄方法 | |
US6511914B2 (en) | Reactor for processing a workpiece using sonic energy | |
US20170263472A1 (en) | Multiple wafer rotary processing | |
JP2008212794A (ja) | 石英管洗浄装置 | |
JP4036331B2 (ja) | 処理液供給ノズル及び処理液供給装置、並びにノズルの洗浄方法 | |
KR100992651B1 (ko) | 매엽식 기판 처리 장치 및 그 방법 | |
KR100745482B1 (ko) | 기판 이면 처리 장치 | |
JP2981709B2 (ja) | 処理方法及び処理装置 | |
KR20040023943A (ko) | 양면 동시 세정이 가능한 매엽식 웨이퍼 세정장치 | |
KR20130019545A (ko) | 브러시 유닛 및 이를 가지는 기판처리장치. | |
WO2003008114A1 (en) | Systems and methods for processing workpieces | |
KR100797082B1 (ko) | 기판 처리 장치 및 방법 |