TW202401631A - 非接觸式的清潔模組 - Google Patents

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Abstract

一種用於清潔晶圓的清潔模組包含晶圓夾持裝置，該晶圓夾持裝置經構造以在垂直定向上支撐晶圓並且包含接取杯及夾持器組件。接取杯包含具有環形內表面的壁，該環形內表面界定處理區域並且具有成角度部分，該成角度部分關於晶圓夾持裝置的中心軸對稱。夾持器組件包含第一板組件、第二板組件、複數個夾持銷、及複數個載入銷。夾持銷經構造以在清潔製程期間夾持晶圓，並且載入銷經構造以在載入及卸載製程期間夾持晶圓。清潔模組進一步包含耦接到噴嘴機構的吹掃臂，該噴嘴機構經構造以將液體遞送到晶圓的前側及背側。

Description

非接觸式的清潔模組
本揭示的實施例大體係關於用於清潔已處理晶圓的設備及方法，並且更特定而言，係關於非接觸式清潔系統及用於處理晶圓的方法。
在各種情況下，在處理晶圓用於電氣裝置之前，清潔晶圓來從晶圓移除任何污染。在一或多個實施例中，諸如化學擦光及/或刷擦洗的清潔方法可用於清潔晶圓。然而，此等清潔方法可導致在對應的清潔製程之後顆粒再次附接到晶圓。例如，用於此等清潔製程（例如，擦光球及/或清潔刷）的接觸介質可係污染源。顆粒可導致晶圓不能支援包括類比、邏輯及/或進階記憶體應用的處理。因此，已處理晶圓的良率將受負面影響。
因此，需要改進的清潔製程，該清潔製程可用於在晶圓經歷進一步處理之前從已清潔晶圓移除顆粒。
在一個實例中，清潔模組包含晶圓夾持裝置。該晶圓夾持裝置經構造以在垂直定向上支撐晶圓並且包含接取杯及夾持器組件。接取杯包含具有環形內表面的壁。環形內表面界定處理區域並且具有成角度部分，該成角度部分關於晶圓夾持裝置的中心軸對稱。夾持器組件包含第一板組件、第二板組件、夾持銷、及載入銷。夾持銷具有第二板組件並且載入銷具有第一板組件。夾持器組件經構造以在載入位置、沖洗位置及清潔位置中定位。當處於清潔位置時，夾持器組件設置在處理區域內。另外，當夾持器組件處於載入位置時，夾持銷距夾持器組件的中心為第一距離，並且當夾持器組件處於清潔位置時，夾持銷距晶圓夾持裝置的中心軸為第二距離。第一距離大於第二距離。此外，當夾持器組件處於載入位置及清潔位置時，載入銷各者距中心軸為第三距離。
在一個實例中，一種用於在包含晶圓夾持裝置的清潔模組中清潔晶圓的方法包含：遠離夾持器組件的第二板組件並且朝向晶圓夾持裝置的接取杯的環形內表面移動夾持器組件的第一板組件以在載入位置中定位夾持器組件。晶圓藉由第一板組件的複數個載入銷在垂直定向上接收。另外，遠離第二板組件移動第一板組件將第二板組件的複數個夾持銷定位在距晶圓夾持裝置的中心軸為第一距離處。此外，環形內表面具有關於中心軸對稱的成角度部分，並且環形內表面界定處理區域。該方法進一步包含朝向第二板組件並且遠離環形內表面移動第一板組件以在清潔位置中定位夾持器組件。另外，複數個夾持銷定位在距中心軸第二距離處，並且回應於朝向第二板組件移動夾持器組件的第一板組件來夾持晶圓。第一距離大於第二距離。此外，該方法包含在清潔製程期間同時旋轉夾持器組件、接取杯及晶圓。
本揭示的實施例大體係關於一種改進的清潔系統及用於從已處理晶圓移除顆粒的方法。在各種情況下，晶圓清潔藉由化學擦光及/或刷擦洗來執行。然而，在此種情況下，在化學擦光及/或刷擦洗製程的任一者之後，晶圓可經歷顆粒再次附接。儘管再次附接到晶圓的顆粒可鬆散地附接到晶圓並且具有相對小的尺寸（例如，約50 nm或更小），歸因於用晶圓上形成的裝置產生的缺陷，顆粒可導致晶圓不能製成前端邏輯及進階記憶體裝置。因此，已處理晶圓的良率將受負面影響。因此，需要能夠移除再次附接的顆粒的新清潔方法。例如，以下說明描述了用於非接觸式清潔方法的系統及方法，該非接觸式清潔方法可在化學擦光及/或刷擦洗清潔製程之後用於移除晶圓上的任何剩餘的顆粒。
第1圖係示出化學機械平坦化（chemical mechanical planarization; 「CMP」）系統100的一個實施例的俯視平面圖。CMP系統100包括工廠界面102、清潔器104、及拋光模組106。提供機器人111以在工廠界面102與拋光模組106之間傳遞晶圓151。機器人111亦可經構造以在拋光模組106與清潔器104之間傳遞晶圓。工廠界面102包括機器人110，該機器人用於在一或多個晶匣114與一或多個傳遞平臺116之間遞送晶圓（例如，晶圓151）。機器人110另外經構造以從清潔器104接收晶圓並且將清潔拋光的晶圓返回到儲存晶匣114。
拋光系統100包括拋光模組106，該拋光模組至少部分支撐並且容納複數個拋光站124a-124d以及載入杯123a-123b。每個拋光站124適於拋光在承載頭中保持的基板，該承載頭經構造以攜帶承載頭組件內的晶圓151，該承載頭頭組件沿著頂置軌道128平移。承載頭組件119藉由附接到支架108的承載馬達來沿著軌道128移動。支架108大體包括結構元件，該等結構元件能夠導引及促進對承載頭組件119沿著頂置軌道128的位置的控制。另外，拋光模組106亦包括用於從承載頭載入及卸載基板的載入站122。每個拋光站124包括在晶圓拋光期間旋轉的平臺120。此外，每個拋光站124利用襯墊及拋光液體來拋光晶圓（例如，晶圓151）。
控制器190（諸如可程式化電腦）連接到拋光模組106的元件，經構造以操作拋光模組106的元件。例如，控制器190可控制由拋光模組106載入、卸載及拋光晶圓151。
控制器190可以包括中央處理單元(central processing unit; CPU)192、記憶體194、及支援電路196，例如，輸入/輸出電路系統、電源供應器、時鐘電路、快取記憶體、及類似者。記憶體194連接到CPU 192。記憶體係非暫時性電腦可讀取媒體，並且可以係一或多個容易獲得的記憶體，諸如隨機存取記憶體(random access memory; RAM)、唯讀記憶體(read only memory; ROM)、軟碟、硬碟、或其他形式的數位儲存器。此外，儘管示出為單個電腦，但控制器190可以係分散式系統，例如，包括多個獨立操作的處理器及記憶體。此架構基於控制器190的程式化可調適用於各種拋光地點以控制承載頭在拋光站處定位的順序及時序。
拋光系統100進一步包括下列的至少一個：超音波清潔模組161、預清潔模組162、刷盒清潔模組164、最終清潔模組166、及乾燥貯槽168。另外，第1圖可包括輸入搬運梭模組。在一個實施例中，超音波清潔模組161、預清潔模組162、刷盒清潔模組164、最終清潔模組166、及乾燥貯槽168的每一個包括一對處理腔室，該等處理腔室在Y方向上並排定位。兩個最終清潔模組166各者包括如本文中更詳細描述的清潔模組。如圖所示，清潔模組166可用作最後清潔步驟，例如，最終清潔模組。在其他實施例中，一或多個清潔模組可在清潔模組166與乾燥貯槽168之間定位。另外，在一或多個實施例中，可省去一或多個模組。
第2A圖係根據一或多個實施例的非接觸式清潔模組200的橫截面圖的示意性圖解。清潔模組200可在超音波清潔模組161、預清潔模組162、刷盒清潔模組164的一或多個內清潔晶圓之後並且在將晶圓放置在對應的馬蘭各尼乾燥貯槽（例如，乾燥貯槽168）中之前接收待清潔的晶圓，例如，晶圓151。另外，在各個實施例中，清潔模組200可放置在晶圓清潔循環及/或邊緣/斜面清潔製程內的任何地方。清潔模組200可用於從晶圓移除污染（若未移除），該污染可導致對應晶圓不滿足品質標準並且被丟棄。
清潔模組200包括晶圓夾持裝置203、吹掃臂230、噴嘴機構240、氣室280、排放裝置260、噴霧棒290、排洩裝置284、及進氣口270。清潔模組200可進一步包括感測裝置294。
晶圓夾持裝置203用於在垂直定向上支撐（例如，固持）晶圓151。例如，晶圓夾持裝置203經構造以在垂直於旋轉軸216的垂直定向上支撐晶圓151。晶圓夾持裝置包括接取杯210及夾持器組件220。接取杯210可包括第一接取杯211及第二接取杯212。第一接取杯211可耦接到第二接取杯212。例如，第一接取杯211可經由一或多個螺釘耦接到第二接取杯212。第一接取杯211及第二接取杯212的一或多個可包括經構造以接收螺紋螺釘的一或多個螺紋部分。或者，接取杯210包括單個接取杯。例如，接取杯210可由單個連續的材料件形成。
接取杯210包括壁213，該壁具有環形內表面214。環形內表面214界定晶圓夾持裝置203內的處理容積297。環形內表面214具有成角度部分，該成角度部分關於晶圓夾持裝置203的中心軸對稱。例如，晶圓151可在處理容積297內清潔。另外，環形內表面214具有關於旋轉軸216對稱的成角度部分。
夾持器組件220固持晶圓151，同時將清潔流體施加到晶圓151來用於清潔。關於第3A圖及對應說明更詳細描述夾持器組件220。
清潔流體可藉由噴嘴機構240施加到晶圓的前側並且經由耦接到流體源223的軸件224中形成的開口225施加到晶圓的背側，同時旋轉夾持器組件220及接取杯210。軸件224可包括一或多個管，該等管經構造以將清潔流體遞送到晶圓151。
驅動馬達222可經由軸件224耦接到夾持器組件220。驅動馬達222關於旋轉軸216旋轉夾持器組件220及接取杯210。另外，驅動馬達222可賦予夾持器組件220沿著旋轉軸216的水平運動。驅動馬達222可包括第一馬達及第二馬達，第一馬達經構造以控制夾持器組件220及接取杯210的旋轉，第二馬達經構造以控制夾持器組件220的水平移動。第一馬達可被稱為旋轉馬達，並且第二馬達可被稱為線性致動器。另外，第二馬達可係液壓、氣動、機電、及磁性馬達的一個。水平移動大體係在軸向方向上的移動或在平行於旋轉軸216的方向上的移動。在一個實施例中，水平移動對應於由第3A圖指示的X方向上的運動。另外，夾持器組件220的水平移動可獨立於接取杯210的移動。此外，夾持器組件220及接取杯210可經構造以一起旋轉（例如，同時）。
如下文進一步論述，吹掃臂驅動馬達234可耦接到吹掃臂軸件並且用於在弧形路徑上移動吹掃臂230，該弧形路徑平行於晶圓151的表面。吹掃臂234可包括一或多個管以將流體遞送到噴嘴機構240。
蓋202可覆蓋壁（例如，外殼壁）283中形成的開口並且提供到清潔模組200的內部容積295的入口，用於插入晶圓151及從清潔模組200移除晶圓151。當蓋202處於關閉位置時，清潔模組200的內部容積295可被稱為隔離環境。例如，當關閉蓋202時，清潔模組200的內部容積295與外部環境隔離，使得在清潔晶圓151期間產生及/或使用的煙霧及液體在清潔製程期間不逃離清潔模組200。經由排放裝置260及/或排洩裝置284以受控方式從清潔模組200移除在清潔製程期間使用及/或產生的任何煙霧及清潔液體。
噴霧棒290可隨著晶圓151插入清潔模組200而將預處理流體施加到晶圓151及/或隨著從清潔模組200移除晶圓而用沖洗流體沖洗晶圓151。在一個實施例中，在晶圓151處於載入或卸載位置期間，噴霧棒290可用於將流體施加到晶圓151。預處理及/或沖洗晶圓151可輔助從晶圓151表面移除不期望的顆粒。例如，在從清潔模組200移除晶圓151時沖洗該晶圓輔助從晶圓151的表面移除鬆散的顆粒，並且進一步輔助防止已移除顆粒再次附接到晶圓151的表面。
排洩裝置284可用於從清潔模組200移除過量的水分。在一個實施例中，排洩裝置284在清潔製程期間從清潔模組200移除過量的清潔流體。
可藉由進氣口270將空氣提供到氣室280，並且藉由排放裝置260從清潔模組200排放空氣。進氣口270及氣室280位於清潔模組200的前面，並且排放裝置260位於清潔模組200的背面。另外，氣室280及排放裝置260可用於控制清潔模組200內的空氣流動來防止顆粒再次附接到晶圓151的表面。排放裝置260及進氣口270的位置可反過來，使得排放裝置260位於清潔模組200的前面，並且進氣口270位於清潔模組200的背面。
清潔模組200的內部容積295可界定為在接取杯210與壁（例如，外殼壁）283之間。晶圓（例如，晶圓151）可當載入清潔模組200時插入內部容積295中，並且當從清潔模組200移除時從內部容積295移除。
感測裝置294可偵測清潔模組200內的晶圓151。例如，感測裝置294可偵測內部容積295內的晶圓151。另外，感測裝置294可偵測晶圓151，同時晶圓151正由夾持器組件220固持。感測裝置294可偵測將晶圓151適當地或不適當地載入夾持器組件220的時間。另外，感測裝置294可偵測晶圓151從夾持器組件220掉落或掉出的時間。感測裝置294可進一步決定晶圓151插入清潔模組200中以及從清潔模組200移除的時間。
在一或多個實施例中，控制器190可控制清潔模組200的功能。例如，控制器190可控制至少夾持器組件220、噴霧棒290、吹掃臂230、噴嘴機構240、排放裝置260、及/或感測裝置294的功能。
第2B圖示出了兩個清潔模組（例如，清潔模組200及201）的外部視圖。在一些實施例中，如第2A圖至第2B圖所示，清潔模組201包括與清潔模組200相同的部件。
清潔器（例如，清潔器104）可包括一或多個清潔模組（例如，清潔模組200及201的一或多個）。例如，清潔器104可包括清潔模組200，並且清潔模組201可省去。或者，清潔器104可包括清潔模組200及201二者。另外，清潔器104可包括兩個以上的清潔模組。
清潔模組200及201可包括一或多個入口連接292。入口連接292提供一路徑，該路徑用於在清潔製程期間在清潔模組200及201內提供清潔流體。可將清潔流體提供到噴嘴機構240、在噴嘴機構240旁邊的吹掃臂上的管、流體源223、及/或噴霧棒290。另外，清潔模組200及201可包括電力電纜連接293，該電力電纜連接經構造以耦接到清潔模組200及201外部的電力電纜。
第2B圖額外示出了清潔模組200的蓋202及清潔模組201的蓋204。在晶圓載入製程期間，打開蓋202及204，使得晶圓（例如，晶圓151）可插入相應清潔模組200、201的每一個中。另外，在晶圓提取製程期間，打開蓋202及204，使得晶圓（例如，晶圓151）可從相應清潔模組200、201的每一個提取。在一或多個實施例中，在清潔循環期間，關閉蓋202及204，從而密封清潔模組200及201。
在第2B圖的實施例中，定位清潔模組200及201，使得在清潔製程期間晶圓151可處於垂直定向。然而，在其他實施例中，可使用其他定向。另外，清潔模組200及201的每一個可用於由清潔器(104)架構指定的作為單個模組操作。
第3A圖示出了晶圓夾持裝置203的示例實施例。如所示出，晶圓夾持裝置203包括夾持器組件220及接取杯210，這在第2A圖中示出。在至少清潔循環期間，夾持器組件220在處理容積297內定位。
夾持器組件220包括第一板組件318、第二板組件320、載入銷311及夾持銷315。夾持器組件220耦接到軸件224，該軸件可由驅動馬達222驅動以在清潔製程的清潔循環期間旋轉第一板組件318及第二板組件320。另外，可驅動軸件224以將第一板組件318及第二板組件320移動進出載入位置、卸載位置、沖洗位置及清潔位置。另外，清潔流體可流過軸件224，使得在清潔製程期間可經由第一板組件318中的孔351將該等清潔流體施加到晶圓151的背側。在一個實施例中，軸件224可係栓槽軸，該栓槽軸允許在軸件224在+X及-X方向上平移時旋轉夾持器組件220。
夾持銷315可在清潔製程期間夾持、或固持晶圓151。夾持銷315可包括經構造以接收晶圓151的成形區域。例如，夾持銷315可包括成形以接收晶圓151的邊緣的凹口區域。另外，夾持銷315可容納在第二板組件320內。此外或替代地，夾持銷315可耦接到第二板組件320。夾持銷315可設置為彼此約120°。或者，夾持銷315可定向為彼此小於120°、或彼此大於120°。另外，夾持銷315的總數可係一或更多。或者，夾持銷315的總數係二或更多。另外，夾持銷315的總數係三或更多。夾持銷315可經過第一板組件318內的開口，此種夾持銷315能夠在清潔循環期間夾持或固持晶圓151。夾持銷315可具有沿著晶圓151的邊緣與晶圓151的最小接觸，使得夾持銷315不阻礙晶圓151的清潔製程。
載入銷311可在載入及/或卸載製程期間夾持或固持晶圓151。另外，載入銷311耦接到第一板組件318。由於夾持器組件220在清潔位置與載入或卸載位置之間移動，所以載入銷311與第一板組件318一起移動。載入銷311可包括經構造以接收晶圓151的成形區域。例如，載入銷311可包括成形為接收晶圓151的邊緣的凹口區域。載入銷311可用於具有沿著晶圓151的邊緣與晶圓151的最小接觸，使得載入銷311不阻礙晶圓151的清潔製程。載入銷311可設置為彼此約120°。或者，載入銷311可定向為彼此小於120°或彼此大於120°。另外，載入銷311的總數可係一或更多、二或更多、或者三或更多。
夾持銷315及載入銷311的數量可係相同。或者，夾持銷315的數量可超過載入銷311的數量。另外，夾持銷315的數量可小於載入銷311的數量。
第一板組件318及載入銷311可用在晶圓載入製程期間。另外，定位第二板組件320及夾持銷315，使得在載入製程期間不存在對晶圓的干擾。例如，第一板組件318可相對於第二板組件320移動，從而將第一板組件318定位在第一接取杯211外部且將夾持銷315定位在載入位置中。另外，在夾持銷315與夾持器組件220的中心之間的距離增加。此外，夾持銷315可在載入銷311後面定位，從而提供用於將晶圓151垂直載入及/或卸載到載入銷311上的無阻礙路徑。
接取杯210的壁213經成形為使得該壁與第二板組件320及/或一或多個夾持銷315相互作用。壁213可係如上文描述的接取杯210的一部分，或環形壁可係第一接取杯211的一部分。壁213包括至少一個成角度部分，使得該壁可與第二板組件320的特徵312相互作用。另外，壁213輔助將水分導引遠離晶圓151並且導引到排洩裝置284中，從而減少在清潔製程期間晶圓151上的顆粒再次附接。例如，如後文將更詳細描述，當夾持器組件220處於晶圓載入位置時，特徵312與壁213相互作用以允許第一板組件318相對於第二板組件320移動。
另外，接取杯210可包含開口331。開口331的直徑可大到足以允許第一板組件318通過，但並未大到允許第二板組件320通過。例如，開口331的直徑可大於第一板組件318並且小於第二板組件320。
接取杯210可包括沿著接取杯210的邊緣呈陣列定位的排洩孔262，使得在晶圓151、夾持器組件220、及接取杯210由驅動馬達222旋轉時水分流入排洩裝置284中。另外，第二接取杯212可包括排洩孔262。水分流過排洩孔370到排洩裝置284（第2A圖）中，在該排洩裝置中從清潔模組200移除水分。
如第3A圖中示出，夾持器組件220包括第一板組件318及第二板組件320，該等組件經構造以相對於彼此移動以輔助接收晶圓151及在清潔位置中放置晶圓151。具體地，第3C圖及第3D圖示出了分別在縮回位置（例如，清潔位置）300a及延伸位置300b中的夾持器組件220的實施例。夾持器組件220可在清潔製程期間在縮回位置300a中定位。另外，在晶圓載入製程及/或晶圓移除（卸載）製程期間，夾持器組件220可在延伸位置（例如，載入位置）300b中定位。另外，延伸位置300b可對應於夾持器組件220在清潔模組200內的載入位置。載入/卸載位置亦可用作晶圓151的沖洗位置。例如，當在載入/卸載位置中定位用於沖洗時，可將去離子水及/或其他清潔化學試劑從頂部噴霧棒290遞送到晶圓151上。此外，當夾持器組件220處於載入位置時，在X方向上將夾持器組件220定位為距在清潔位置中定位夾持器組件220處一距離。在一個實施例中，第一板組件318的耦接表面301耦接到軸件224並且由軸件224驅動。
一或多個彈簧機構330可將第一板組件318耦接到第二板組件320。彈簧機構330可包括彈簧331及耦接構件333。當特徵（或元件）312接觸第一接取杯211時，彈簧機構330允許第一板組件318相對於第二板組件320移動。例如，第二板組件320包括特徵312，該等特徵經構造以隨著夾持器組件220在正X方向上（例如，水平地朝向第一接取杯211）移動而與壁213相互作用。在一個實施例中，每個彈簧機構330可包括一或多個彈簧331，該等彈簧可在耦接構件333上方移動或平行於耦接構件333移動。
夾持銷315可經構造以相對於至少一個其他銷移動。例如，夾持銷315可包括一或多個元件，該等元件移動夾持銷315遠離一或多個其他銷。夾持銷315可用於在清潔製程期間夾持晶圓（例如，晶圓151）。另外，載入銷311可用於在載入及卸載製程期間夾持或固持晶圓151。在其他實施例中，可移動夾持銷315來抵靠載入銷固持晶圓。
夾持器組件220亦可包括導引銷317，該導引銷經構造以限制第二板組件320相對於第一板組件318的角度運動。
在一或多個實施例中，每個夾持銷315可耦接到元件380，該元件經構造以接觸第一接取杯211的殼體，這將平移運動賦予一或多個夾持銷315上。例如，回應於元件380接觸第一接取杯211，當夾持器組件220在+X方向上移動時，夾持銷315關於軸302樞轉並且朝向夾持器組件220的外邊緣移動。第3B圖示出了示例實施例，其中元件380剛接觸第一接取杯211並且處於關閉位置。在一個實施例中，隨著夾持器組件220在+X方向上移動，元件380接觸第一接取杯211並且關於軸302樞轉。作為回應，將平移運動賦予耦接到元件380的夾持銷315上。在一個實施例中，元件380繼續樞轉，直至停止夾持器組件220在+X方向上的移動。在一個實施例中，在停止夾持器組件220在+X方向上移動之後，元件380及夾持銷315定位在打開位置中。
另外，元件380可耦接到彈簧元件381。彈簧元件381可將元件380進一步返回到開始位置，從而回應於元件380不再接觸第一接取杯211的殼體來將夾持銷315移動到夾持位置。彈簧元件381可載入元件380，使得當元件380不再接觸第一接取杯211的殼體時，元件380返回到開始位置。另外，彈簧元件381可係板片彈簧或任何其他彈簧設計。
載入銷311及夾持銷315可用於固持晶圓151，使得晶圓151不接觸夾持器組件220的第一板組件318。另外，可在清潔循環期間調節晶圓151相對於第一接取杯211的位置。
第3F圖示出了處於關閉位置的夾持銷315及元件380的實施例，端380a不與第一接取杯211接觸。第3G圖示出了處於打開位置的元件380及夾持銷315。在第3G圖示出的實施例中，元件380的端380a接觸第一接取杯211。另外，已經樞轉元件380，使得元件380的端380b已經相對於端380a移動。在一個實施例中，端380b已經朝向第二板組件320的上表面旋轉。此外，亦已移動夾持銷315，使得該夾持銷朝向第一接取杯211向外傾斜。
進一步參考第3C圖，夾持器組件220進一步包括一或多個孔351。在一或多個實施例中，清潔流體可穿過孔351流動到晶圓151的背側上。清潔流體可係沖洗劑（例如，DI水、臭氧水）或清潔化學試劑。另外，清潔流體可經由軸件224提供並且隨後提供到孔351。
第3E圖示出了夾持器組件220的示意性部分平面圖。孔351將化學試劑流動到晶圓151的背側上。一或多個孔351可以實質上圓形或直線模式設置。每個孔351可實質上係相同尺寸，使得清潔流體跨晶圓151的背表面均勻地流動。另外，至少一個孔351可具有與至少一個其他孔不同的尺寸。
第4A圖係附接到吹掃臂230的噴嘴機構240的仰視圖。如所示出，噴嘴機構240包括噴嘴410、噴嘴420及噴嘴430。或者，可省去噴嘴420及噴嘴430的一或多個。另外，噴嘴機構240可包括三個以上的噴嘴。噴嘴410可設置為相對於晶圓151的表面呈第一角度（例如，第4B圖的角度412），噴嘴420可設置為相對於晶圓151的表面呈第二角度（例如，第4B圖的角度422），並且噴嘴430可設置為相對於晶圓151的表面或第一板組件318的表面呈第三角度（例如，第4B圖的角度432）。角度412可與至少一個角度422及432不同。另外，角度422及432可實質上類似。在一些構造中，噴嘴410可設置為相對於晶圓的表面呈一角度（例如，角度412），該角度小於相對於晶圓表面設置噴嘴420及噴嘴430的角度（例如，422及432）。在一些構造中，角度412可係相對於第一板組件318或晶圓151的表面呈約30°至約50°，並且角度422及432係相對於晶圓151的表面或第一板組件318的表面呈約80°至約100°。在一個實施例中，角度412係相對於晶圓151的表面或第一板組件318的表面呈約45°，並且角度422及432係相對於晶圓151的表面或第一板組件318的表面呈約90°（或垂直）。另外，可利用其他角度。此外或替代地，角度412、422、及432可各者在約80°與約100°之間。另外，噴嘴410、420、及/或430的每一個的位置可在沿著吹掃臂230長度的方向上調節以瞄準晶圓上的具體徑向位置。此外，可選擇每個噴嘴的角度及位置，使得由每個噴嘴輸出的清潔流體一起用於從晶圓151的表面移除任何污染物。
噴嘴機構240可經構造以經由噴嘴410、420及430將清潔介質輸出到晶圓151的第一表面上。清潔介質可包括沖洗劑及清潔化學試劑。另外，噴嘴機構240經構造以經由噴嘴410輸出第一清潔介質、經由噴嘴420輸出第二清潔介質以及經由噴嘴430輸出第三清潔介質。此外，噴嘴410、420、及430的一或多個經構造以施加一或多種沖洗劑。
噴嘴機構240可包括一或多種非接觸式清潔技術。噴嘴410、420、及430可輸出介質，該介質係流體、氣體、及顆粒的任何組合。另外，噴嘴410、420、及430的一或多個可係用於輸出高能介質的高能噴嘴。高能介質可係液體、氣體、及顆粒的任何組合。另外，高能介質可係高能清潔化學試劑。噴嘴410、420、及430的一或多個可係超音波噴嘴、流體噴射噴嘴、或動能噴嘴。例如，噴嘴410係經構造以遞送氣體及液體的混合物的超音波噴嘴、噴射噴嘴、及動能噴嘴的一個。超音波噴嘴包括一或多個元件，該等元件經構造以根據正弦或其他模式以交替方式向清潔流體交替地施加壓縮及稀疏以產生超音波致動流體。例如，超音波噴嘴可經構造以在950 kHz的速率下以正弦模式交替地施加壓縮及稀疏以產生超音波致動流體。或者，可使用其他頻率。
噴嘴420用於施加第一化學試劑，並且噴嘴430經構造以施加沖洗劑。另外，當噴嘴410係超音波噴嘴時，噴嘴420經構造以施加第一化學試劑，並且噴嘴430經構造以施加第二化學試劑。或者，當噴嘴410係超音波噴嘴時，噴嘴420經構造以施加第一沖洗劑，並且噴嘴430經構造以施加第二沖洗劑。另外，至少兩個噴嘴用於施加相同的沖洗劑或化學試劑。
可經由流體連接440將清潔流體提供到噴嘴機構240。連接數量可基於噴嘴機構內的噴嘴數量及/或由噴嘴機構240利用的不同類型的化學試劑及/或沖洗劑的數量。例如，在噴嘴機構240採用經構造以輸出兩種不同清潔流體的三個噴嘴的情況下，可利用兩個連接440。另外，不同清潔化學試劑及/或沖洗劑穿過不同噴嘴的流動速率可不同。例如，清潔化學試劑或沖洗劑從噴嘴410、420、及430的第一個的流動速率可與清潔化學試劑或沖洗劑從噴嘴410、420、及430的第二個的流動速率不同。或者，清潔化學試劑或沖洗劑從噴嘴410、420、及430的至少一個的流動速率可在清潔製程及/或沖洗製程期間變化。
儘管第4圖示出三個分離的噴嘴，在其他實施例中，可利用其他數量的噴嘴。例如，可利用三個以上的噴嘴。另外，可利用三個以下的噴嘴。
第5圖示出了噴嘴機構240的替代實施例。與第4圖的實施例相比，不是所有連接440皆連接到噴嘴機構240的共用側，第一連接442連接到噴嘴機構240的第一側並且第二連接444連接到噴嘴機構的第二側，其中第一側不同於第二側。
現在返回到第2A圖，吹掃臂230耦接到吹掃臂軸件232及吹掃臂驅動馬達234。吹掃臂軸件232及吹掃臂驅動馬達234形成吹掃臂驅動組件236。吹掃臂驅動組件236經構造以在清潔製程期間在晶圓151的表面上方移動噴嘴機構240，使得由噴嘴機構240輸出的清潔流體在晶圓151的表面上方均勻地分佈。吹掃臂驅動組件236亦可經構造以軸向地移動吹掃臂230，以設置噴嘴機構240與晶圓151的表面之間的距離。
第6圖示出了根據一或多個實施例在清潔循環期間吹掃臂230及噴嘴機構240在晶圓151上方的路徑610。如第6圖中示出，晶圓151在夾持器組件220上方設置並且由夾持器組件220保持。路徑610可係弧形路徑，該路徑平行於晶圓151的裝置側表面（前表面）。或者，可利用其他形狀及/或路徑長度。例如，吹掃臂230的運動範圍可變化。如第6圖中示出，耦接到吹掃臂230的端的噴嘴機構240經過弧形路徑中的晶圓中心。可調節吹掃臂230及/或噴嘴機構240的位置以確保在處理期間噴嘴機構240經過旋轉晶圓151的中心。另外，可調節吹掃臂230的位置及噴嘴機構240的位置的至少一個使得噴嘴機構240經過與晶圓151的中心不同的晶圓151的一部分。例如，噴嘴機構240可相對於吹掃臂230移動及/或吹掃臂230可相對於吹掃臂軸件232移動以改變噴嘴機構240相對於晶圓151的表面的位置。另外，在噴嘴機構240與晶圓151的表面之間的軸向距離可變化以輔助清潔製程。
在清潔製程期間，吹掃臂驅動馬達234在晶圓151上方移動吹掃臂軸件232，並且繼而移動吹掃臂230及噴嘴機構240。吹掃臂驅動馬達234可控制噴嘴機構240的掃描速率。例如，吹掃臂驅動馬達234可控制噴嘴機構沿著路徑610掃描移動的速度。
第6圖進一步示出了噴霧棒290。噴霧棒290可隨著晶圓插入清潔模組200而預處理晶圓151，並且隨著從清潔模組200移除晶圓而沖洗晶圓151。噴霧棒290可包括一或多個噴嘴，該等噴嘴經構造以輸出所配置的一或多種流體。或者，噴霧棒290可包括具有孔的管，該等孔經設計為維持跨噴霧棒290的均勻流動。例如，隨著晶圓151經過噴霧棒290，當將晶圓151傳遞進出清潔模組200時，並且噴霧棒290將沖洗流體施加到晶圓151以確保在傳遞製程期間晶圓151保持濕潤，並且隨著從清潔模組200移除晶圓，顆粒不再次附接到晶圓151。
第7A圖示出了在清潔模組200內的氣流模式的實例。如由氣流模式示出，隨著氣流流出氣室280並且流出排放裝置260，再循環最小化。大體上，壁213的環形內表面214及接取杯210的外表面的形狀輔助減少空氣再循環並且隨著流體關於旋轉軸313旋轉而捕獲流出晶圓表面的流體。在一個實施例中，壁213的環形內表面214具有倒轉形狀，使得在處理容積297內的氣流係沿著夾持器組件220的外邊緣並且進入排放裝置260。另外，接取杯210的外表面可成形為使得內部容積295內的氣流係圍繞接取杯210的外側並且進入排放裝置260。另外，接取杯210的外表面的形狀可迫使大部分氣流圍繞接取杯210的外側行進並且進入排放裝置260。
排洩孔262的一或多側可成角度，使得在排洩孔262的側面之間的距離不同。例如，排洩孔262可漸縮。漸縮排洩孔可增加從接取杯210內部的區域的流體泵出速率。另外，迷宮264可在接取杯210與清潔模組200的殼體之間形成。迷宮264可用於至少部分限制水分穿過迷宮264流回並且流入內部容積295中。
氣室280可經構造以控制清潔模組200內的氣流以最小化再循環。例如，氣室280可增加及/或減少流入清潔模組200中的空氣量以最小化再循環。歸因於本文揭示的接取杯210、夾持器組件220、氣室280、排放裝置260、噴霧棒290、排洩裝置284、及進氣口279的構造，氣流再循環可以最小化。
在一個實施例中，在清潔製程期間，跨晶圓151的表面的均勻氣流藉由排放裝置260及氣室280產生。在各個實施例中，排放裝置260經構造以提供一路徑，該路徑用於空氣流出清潔模組200以防止顆粒再次附接到晶圓151的表面。如上文描述，可藉由進氣口270將空氣提供到氣室280，並且藉由排放裝置260從清潔模組200排放空氣。氣室280可係噴淋頭型氣室。另外，排放裝置260的幾何形狀及/或接取杯210的形狀（或第一接取杯211及/或第二接取杯212的形狀）可經最佳化以減少清潔模組200內的再循環。減少再循環至少最小化晶圓151上的顆粒的再次附接及任何蒸發的清潔流體。排放裝置260的幾何形狀及/或接取杯210的形狀（或第一接取杯211及/或第二接取杯212的形狀）可在接取杯210後面產生迷宮264，從而最小化再循環。另外，排洩裝置284提供用於從清潔模組200移除清潔流體及沖洗流體的路徑，從而最小化清潔模組200內的再循環。氣室280可沿著清潔模組200的壁283定位，使得氣室280在噴嘴機構240附近定位，並且晶圓151係在氣室280與排放裝置260之間。
第7B圖係根據一或多個實施例的夾持器組件220、孔351及排洩孔262的部分的示意性俯視圖。每個排洩孔262流體耦接到排洩裝置284。另外，隨著夾持器組件220、接取杯210及晶圓151旋轉，迫使流體穿過排洩孔262，在該等排洩孔中藉由排洩裝置284從清潔模組移除流體。
排洩孔262可沿著接取杯210（或第二接取杯212）的邊緣定位，使得在清潔製程期間水分流入排洩孔262中。排洩孔262可輔助在清潔循環期間從清潔模組移除水分，以確保在清潔製程期間從晶圓151的表面移除的所有顆粒從清潔模組200移除。在各個實施例中，利用至少兩個排洩孔262。在其他實施例中，利用兩個以上的排洩孔262。
排洩孔262可經構造以減少清潔模組200內的空氣及/或流體再循環。例如，排洩孔262的尺寸及/或定向可用於減少空氣及/或流體再循環。排洩孔262可具有關於接取杯210（或第二接取杯212）的表面傾斜或成角度的定向。
在一個實施例中，排洩裝置284及/或排放裝置260可包括一或多個內部迷宮密封，該密封最小化水分流入排放孔（或埠）262中。
排洩裝置284可用於在清潔循環完成時從清潔模組200移除過量水分及/或所有流體。在一個實施例中，水分流過排洩孔262並且進入排洩裝置284。例如，隨著晶圓151旋轉，排洩孔262用於確保水分不在晶圓151上聚集並且經由排洩裝置284移除。在一個實施例中，一或多個O形環或其他密封構件可在排洩裝置284遇到清潔模組200處定位。
第7B圖進一步示出了排放孔262，該等排放孔連接到排放裝置260並且用以提供一路徑，該路徑用於空氣在處理容積297內流動、圍繞晶圓151流動並且進入排放裝置260。在一個實施例中，排放孔261輔助最小化清潔模組內的再循環。
第8圖示出了根據一或多個實施例的用於清潔晶圓（例如，晶圓151）的方法800。於操作810，如在下文進一步論述的第9A圖中示出，將清潔模組放置在晶圓載入位置中。例如，打開蓋202並且清潔模組200的夾持器組件220在平行於旋轉軸216的橫向方向（例如，X方向）上朝向接取杯210的壁213的環形內表面214移動。朝向壁213移動夾持器組件220將夾持器組件220放置在載入位置中。在一個實施例中，將夾持器組件220放置在載入位置中包括經由軸件224及驅動馬達222朝向壁213移動夾持器組件220（例如，操作812）。例如，驅動馬達222在橫向方向上驅動軸件224，從而朝向壁213移動夾持器組件220，使得夾持器組件220的第二板組件320的特徵312接觸壁213的環形內表面214。當特徵312接觸壁213時，第二板組件320的移動暫停，同時第一板組件318繼續移動，使得第一板組件318的至少一部分在內部容積295中定位。第一板組件318保持經由彈簧機構330耦接到第二板組件320。例如，隨著第一板組件318在正X方向上移動並且第二板組件320的移動暫停，彈簧機構330延伸，從而維持在第一板組件318與第二板組件320之間的耦接。
每個元件380耦接到夾持銷315的相應夾持銷，並且由於元件380接觸壁213，每個夾持銷315遠離每個其他可移動銷傾斜（或移動）。例如，如第9A圖所示，由於元件380接觸壁213，元件380樞轉並且夾持銷315在向外方向上移動，從而遠離夾持器組件220的中心傾斜。移動夾持銷315包括朝向夾持器組件220的外邊緣移動夾持銷315，使得該等夾持銷遠離其他銷（例如，載入銷311及夾持銷315的其他夾持銷）傾斜，並且在夾持銷315之間的分開距離增加。
將夾持器組件220放置在延伸位置300b中，使得可接收晶圓151來用於清潔及/或在已完成清潔循環之後從清潔模組200移除晶圓151。例如，夾持器組件220可由驅動馬達222及軸件224驅動，使得第一板組件318的至少一部分延伸超出接取杯210的壁213且進入內部容積295，並且處於延伸位置300b。
第9A圖圖示了夾持器組件220在載入位置中定位的實施例。在第9A圖的實施例中，夾持銷315已向外移動並且第一板組件318已遠離第二板組件320移動。另外，至少載入銷311擱置在接取杯210外側且在內部容積295中，使得晶圓151可從機器人接收到載入銷311上。在載入位置中，第一板組件318的表面301可平行於壁213的外邊緣、從處理容積297內的接取杯210的壁213凹陷、或在接取杯210的壁213外側且在內部容積295中。或者，當處於載入位置時，表面301平行於壁213的外邊緣或在處理容積297內，同時載入銷311擱置在壁213外側且在內部容積295中。
控制器190可向驅動馬達222提供指令以沿著第3A圖的旋轉軸313在橫向方向上移動軸件224，從而在橫向方向上移動夾持器組件220。另外，控制器190可接收標誌，指示清潔模組200準備接收晶圓來用於清潔。
於方法800的操作820處，接收晶圓來用於清潔。例如，在一個實施例中，機器人910將晶圓151插入夾持器組件220中來用於清潔。如在第9A圖的實施例中示出，機器人910插入晶圓151，使得該晶圓由載入銷311固持（例如，安置在該等載入銷的溝槽中）。例如，機器人910經構造以將晶圓151放置到夾持器組件220的載入銷311中。
在進入清潔模組200期間，一或多個噴霧棒290可藉由隨著晶圓151插入清潔模組200內將一或多種流體施加到該晶圓來預處理晶圓151。在一個實施例中，在一或多個其他清潔模組（例如，超音波清潔模組161、預清潔模組162、或刷盒清潔模組164）內清潔晶圓151之後，可接收晶圓151。
在晶圓151已經完全插入載入銷311中之後，機器人910釋放晶圓151並且從清潔模組200縮回。
控制器190可向噴霧棒290提供指令以開始預處理製程。另外，控制器190可接收標誌，指示晶圓151已經插入清潔模組200中。例如，控制器190可從感測裝置294接收指示已將晶圓151放置在清潔模組200內的感測器資料，並且產生用於噴霧棒290開始預處理製程的指令。
於方法800的操作830處，將清潔模組放置在清潔位置中。例如，如操作832所示，可藉由遠離壁213移動夾持器組件220將清潔模組200放置在清潔位置中。驅動馬達222驅動軸件224將夾持器組件220縮回到處理容積297中。例如，驅動馬達222可沿著旋轉軸216在橫向或水平方向（例如，X方向）上驅動軸件224以遠離壁213移動夾持器組件220。
隨著驅動馬達222遠離壁213移動夾持器組件220，使第一板組件318回到與第二板組件320接觸，並且結束在特徵312與壁213之間的接觸。另外，元件380樞轉到關閉位置，並且夾持銷315朝向彼此移動且夾持晶圓151。夾持銷315將壓力施加到晶圓上以固持晶圓151。每個夾持銷315可耦接到彈簧機構，該彈簧機構施加力以夾持晶圓151。驅動馬達222可驅動軸件224，直至第二板組件320接觸接取杯210。
另外，隨著夾持器組件220在負X方向上（例如，水平地遠離壁213）移動，特徵312遠離壁213移動，並且彈簧機構330保持將第二板組件320夾緊到第一板組件318。當特徵312不再接觸壁213時，第一板組件318及第二板組件320可與彼此接觸。
如第9C圖的實施例中圖示，晶圓151由夾持器組件220的夾持銷315固持。在所示出的實施例中，夾持器組件220已在X方向上（例如，平行於旋轉軸216）遠離壁213移動，使得元件380遠離壁213移動，並且夾持銷315夾持晶圓151。另外，機器人910已從清潔模組200的內部容積295縮回。
控制器190可經構造以向驅動馬達222提供指令以在橫向方向上遠離壁213移動軸件224，從而在橫向方向上且遠離壁213移動夾持器組件220。控制器190可基於從感測裝置294接收的感測器資料發起夾持器組件220的移動，該感測器資料指示晶圓151正由夾持器組件220固持，並且已從內部容積295移除機器人910。一旦已將夾持器組件220放置在縮回位置300a中，可發起清潔循環。
於操作840處，清潔晶圓。將晶圓151及夾持器組件220放置在清潔位置中，使得該晶圓及該夾持器組件完全擱置在處理容積297內。如由操作842所示，執行清潔循環包括將吹掃臂定位在晶圓151上方並且經由噴嘴機構240及軸件224將流體分配到晶圓151的前表面及背表面上。另外，如由操作844所示，執行清潔循環包括旋轉晶圓151。例如，驅動馬達222可同時旋轉晶圓151、接取杯210及夾持器組件220。晶圓151在處理容積297內的位置可在清潔製程期間更改。例如，在晶圓151與第二接取杯212之間的距離可改變。經由噴嘴機構240及軸件224將流體施加到晶圓151的前表面及背表面的速率可更改。例如，可以相同速率或不同速率將流體施加到晶圓151的前表面及背表面。或者，將流體施加到晶圓151的前表面及背表面的速率可在清潔製程或沖洗製程期間改變。例如，經由噴嘴機構將流體施加到晶圓151的前表面的速率可在清潔或沖洗製程期間增加或減少。另外，經由軸件224將流體施加到晶圓151的背表面的速率可在清潔或沖洗製程期間增加或減少。
清潔晶圓151包括連續旋轉接取杯210（例如，第一接取杯211及第二接取杯212）、夾持器組件220及晶圓151，同時將清潔流體施加到晶圓151的第一側（前表面）及第二側（背表面）。旋轉接取杯210、夾持器組件220及晶圓151同時施加清潔流體輔助最小化及/或消除顆粒再次附接到晶圓151的任一表面。驅動馬達222可經構造以同時旋轉接取杯210、夾持器組件220及晶圓151。例如，驅動馬達222可旋轉軸件224以旋轉接取杯210、夾持器組件220、及晶圓151。晶圓151以約500 RPM至約1000 RPM的範圍中的速度旋轉，使得從晶圓151的表面移除流體。或者，晶圓151可以小於500 RPM或大於約1000 RPM的速度旋轉。另外，晶圓151旋轉的速率可在清潔製程期間改變。
可經由流體源223、軸件224及一或多個孔351將第一清潔流體施加到晶圓151的背表面（例如，晶圓151面向表面301的表面）。另外，可經由噴嘴機構240將第二流體施加到晶圓151的前表面（例如，晶圓151背對表面301的表面）。掃描臂驅動馬達234可移動掃描臂230，使得噴嘴機構240在弧形路徑中在晶圓151的前表面上方移動。噴嘴機構240可經構造以在清潔製程期間將清潔流體施加到晶圓151的前表面。流體可包括清潔化學試劑及/或沖洗劑。可實質上同時將清潔流體施加到晶圓151的前表面及背表面。另外，可獨立於將清潔流體施加到晶圓151的背表面而將清潔流體施加到晶圓151的前表面。例如，在一或多個重疊及非重疊週期期間，清潔流體可施加到晶圓151的前表面並且清潔流體可施加到晶圓151的背表面。在第一非重疊週期期間，一或多種清潔流體可施加到晶圓151的前表面，並且在第二非重疊週期期間，一或多種清潔流體可施加到晶圓151的背表面。清潔循環的重疊及非重疊週期可以任何順序發生。另外，重疊及非重疊週期的數量及/或順序可在清潔循環之間改變。此外，儘管處於清潔位置，至少減少或消除清潔流體濺回到晶圓151上。
第9D圖示出了晶圓151處於清潔位置的實施例。清潔位置包括將夾持器組件220定位在處理容積297內。另外，一旦已將晶圓夾持器210放置在清潔位置中，可發起清潔循環。
在清潔製程、載入製程及卸載製程的至少一個期間，在清潔模組200中的氣流減輕再循環發生，從而防止顆粒再次附接到晶圓151的表面。
控制器190可接收標誌，指示夾持器組件220定位在清潔位置中。可在來自感測裝置294的感測器資料內提供該標誌。另外，控制器190可經構造以控制清潔流體穿過軸件224及孔351的流動，以及流體穿過噴嘴機構240的運動及控制。控制器190可向吹掃臂驅動馬達234提供指令以跨晶圓151的表面移動噴嘴機構240。另外，控制器190可向噴嘴機構輸出指令以自一或多個噴嘴分配清潔流體。另外，控制器190可控制噴嘴的時序，使得清潔流體在不同時間輸出。例如，可控制一個噴嘴來在另一噴嘴之前開始分配清潔流體。一或多個噴嘴可經構造以輸出清潔流體，同時至少另一個噴嘴不輸出清潔流體。
於操作850處，從清潔模組移除已清潔晶圓。從清潔模組移除晶圓151包括操作852，朝向壁213移動夾持器組件220以將夾持器組件220放置在卸載位置中。卸載位置可對應於將夾持器組件220的第一板組件318至少部分移動到內部容積295中並且將夾持銷315放置在縮回及傾斜位置中。例如，載入位置可包括在內部容積295中定位一或多個銷311及第一板組件318的表面301。另外，從清潔模組移除晶圓包括停止分配清潔流體的操作854以及操作856，並且停止晶圓旋轉。接取杯210、夾持器組件220、及晶圓151可藉由驅動馬達222連續旋轉，直至晶圓151在內部容積295內。
在清潔循環結束時，藉由驅動馬達222及軸件224將夾持器組件220移動到載入位置中。另外，噴嘴機構240可終止噴塗流體，並且噴嘴機構240及吹掃臂230可在清潔循環結束時且在移動夾持器組件220之前遠離壁213移動。在清潔循環結束時，噴嘴機構240及吹掃臂230可定位為使得其等不干擾夾持器組件220及機器人910的移動。
在清潔循環結束時，可停止分配清潔流體。另外，在朝向壁213移動夾持器組件220之前，可停止分配清潔流體。或者，流體可繼續設置到晶圓151的背表面上，同時停止將流體分配到頂表面。
另外，當移動夾持器組件220時，夾持器組件220及接取杯210可如上文描述旋轉以最小化顆粒再次附接到晶圓151。在一個實施例中，旋轉夾持器組件220及接取杯210同時移動夾持器組件220減少清潔流體濺回到晶圓151上。另外，在元件380接觸壁213之前停止夾持器組件220及接取杯210的旋轉。此外，可恰在元件380接觸壁213之前停止夾持器組件220及接取杯210的旋轉。
第9A圖示出了夾持器組件220在卸載位置中定位為使得機器人910可從清潔模組200移除晶圓151的示例實施例。機器人910可穿過未由蓋202阻礙的開口進入清潔模組、拾取清潔晶圓151並且從清潔模組200移除清潔晶圓151。
控制器190可提向驅動馬達222提供指令以在橫向方向上朝向壁213移動軸件224，從而在橫向方向上並且朝向壁213移動夾持器組件以將夾持器組件220放置在卸載位置中，使得機器人910可從清潔模組200移除已清潔晶圓151。另外，一旦晶圓151在內部容積295中定位，控制器190可向驅動馬達222提供指令以停止接取杯210及夾持器組件220的旋轉。控制器190亦可向噴嘴機構240及/或流體源223提供指令以停止分配清潔流體。控制器190可從感測裝置294接收指示已將晶圓151放置在卸載位置內的感測器資料，並且回應於感測器資料發起卸載製程。
第10圖係根據一或多個實施例示出用於晶圓處理系統的非接觸式垂直清潔模組（例如，清潔模組1000）的橫截面圖。清潔模組1000經構造以在垂直定向上（例如，垂直於旋轉軸1016）清潔晶圓151。清潔模組1000類似於清潔模組200。例如，清潔模組200及1000包括噴嘴機構240、氣室280、排放裝置260、噴霧棒290、排洩裝置284、進氣口270、驅動馬達222、軸件224、及流體源223。此等元件在上文更詳細描述。然而，清潔模組1000的晶圓夾持裝置1003不同於清潔模組200的晶圓夾持裝置203。
與清潔模組200一樣，清潔模組1000可在超音波清潔模組161、預清潔模組162、刷盒清潔模組164的一或多個內清潔晶圓之後並且在將晶圓放置在對應的馬蘭各尼乾燥貯槽（例如，乾燥貯槽168）中之前接收待清潔的晶圓，例如，晶圓151。清潔模組1000可放置在晶圓清潔循環及/或邊緣/斜面清潔製程內的任何地方。清潔模組1000可用於從晶圓移除污染（若未移除），該污染可導致晶圓不滿足品質標準並且被丟棄。
晶圓夾持裝置1003用於在垂直定向上（例如，垂直於旋轉軸1016的定向）支撐晶圓151。晶圓夾持裝置1003包括接取杯1010及夾持器組件1020。接取杯1010經構造以類似於接取杯210。例如，接取杯1010可包含如關於接取杯210描述的單件材料。或者，接取杯1010可包括第一接取杯1011及第二接取杯1012。類似於第一接取杯211及第二接取杯212，第一接取杯1011及第二接取杯1012可彼此耦接。
接取杯1010包括壁1013。壁1013經構造以與如上文描述的壁213類似。壁1013包括環形內表面1014，該環形內表面經構造以類似於如上文描述的環形內表面214構造。環形內表面1014具有成角度部分，該成角度部分關於晶圓夾持裝置1003的中心軸對稱。在下文更詳細描述接取杯1010。
驅動馬達222耦接到夾持器組件1020。在上文更詳細描述驅動馬達222。驅動馬達222可包括第一馬達及第二馬達，第一馬達經構造以控制夾持器組件1020及接取杯1010關於旋轉軸1016的旋轉，第二馬達經構造以控制夾持器組件1020的水平移動。水平移動大體係在夾持器組件1020的軸向方向上的移動、或在平行於旋轉軸1016的方向上的移動。水平移動對應於X方向上的運動。另外，夾持器組件1020的水平移動可獨立於接取杯1010的移動。此外，夾持器組件1020及接取杯1010可經構造以一起旋轉，例如，夾持器組件1020及接取杯可同時旋轉。
如上文關於清潔模組200描述，噴霧棒290可隨著晶圓151插入清潔模組1000中而將預處理流體施加到晶圓151，及/或隨著從清潔模組1000移除晶圓而用沖洗流體沖洗晶圓151。在晶圓151不被夾持及清潔期間，噴霧棒290可用於將流體施加到晶圓151。
如上文關於清潔模組200a描述，排洩裝置284可用於從清潔模組1000移除過量水分。排洩裝置284可在清潔製程期間從清潔模組1000移除過量的清潔流體。
如關於清潔模組200描述，氣室280可從進氣口270接收待在清潔模組1000內循環的空氣。另外，可藉由排放機制260從清潔模組1000排放空氣。進氣口270及氣室280位於清潔模組200的前面，並且排放裝置260位於清潔模組1000的背面。或者，排放裝置260及進氣口270的位置可反過來，使得排放裝置260位於清潔模組1000的前面，並且進氣口270位於清潔模組1000的背面。另外，氣室280及排放裝置可經構造以控制空氣在清潔模組1000內的流動以防止顆粒再次附接到晶圓151的表面。
清潔模組1000可進一步包括感測裝置294。在上文更詳細描述感測裝置294裝置。感測裝置294可偵測清潔模組1000內的晶圓151。例如，感測裝置294可偵測內部容積295內的晶圓151。另外，感測裝置294可偵測晶圓151，同時晶圓151正由夾持器組件1020固持。感測裝置294可偵測將晶圓151適當地或不適當地載入夾持器組件1020的時間。另外，感測裝置294可偵測晶圓151從夾持器組件1020掉落或掉出的時間。
控制器190可控制與清潔模組200類似的清潔模組1000的功能。例如，控制器190可控制至少驅動馬達222、夾持器組件1020、噴霧棒290、吹掃臂230、噴嘴機構240、進氣口270及/或排放裝置260的功能。
第11圖示出了在第10圖中示出的晶圓夾持裝置1003的實例。在清潔製程期間，夾持器組件1020在處理容積297內定位。另外，夾持器組件1020包括第一板組件1022、第二板組件1024、載入銷1030、及夾持銷1032。第一板組件1022耦接到軸件224，該軸件在清潔循環期間由驅動馬達222驅動以旋轉第一板組件1022、第二板組件1024、及接取杯1010。另外，驅動馬達222可沿著軸1016水平地移動軸件224以將夾持器組件1020移動進出載入位置及清潔位置。另外，清潔流體可流過軸件224，使得在清潔製程期間可經由第一板組件1022中的孔1051將該等清潔流體施加到晶圓151的背側。在一個實施例中，軸件224可係栓槽軸，該栓槽軸允許在軸件224在+X及-X方向上平移時驅動夾持器組件1020。
壁1013的環形內表面1014可成形為在清潔期間輔助導引水分遠離晶圓151並且進入排洩裝置284中，且減少顆粒再次附接在晶圓151上。例如，環形內表面1014可包括第一成角度部分及第二成角度部分，以在清潔期間輔助導引水分遠離晶圓151。第一成角度部分可大於第二成角度部分。另外，第二成角度部分關於第一板組件1022的表面1101的角度可大於第一成角度部分關於第一板組件1022的表面1101的角度。
接取杯1010可經構造以包括第一接取杯1011及第二接取杯1012。第一接取杯1011可附接到第二接取杯1012。例如，第一接取杯1011可經由一或多個螺釘或類似附接裝置附接到第二接取杯1012。第一接取杯1011及或第二接取杯1012可包括經構造以接收螺紋螺釘的一或多個螺紋部分。或者，接取杯1010可由單件材料形成。
第二接取杯1012可包括第7B圖的排洩孔262。排洩孔262可沿著接取杯1010的邊緣呈陣列定位，使得在晶圓151、夾持器組件220、及接取杯1010由驅動馬達222旋轉時水分流入排洩裝置284中。另外，排洩孔262可沿著第二接取杯1012的邊緣呈陣列定位。水分流過排洩孔262到排洩裝置284中，在該排洩裝置中從清潔模組1000移除水分。
第一板組件1022及第二板組件1024用於相對於彼此移動以輔助接收晶圓151並且將晶圓151放置在清潔位置中。具體而言，第12A圖及第12B圖分別示出了在縮回位置1200a及延伸位置1200b中的夾持器組件1020的實施例。夾持器組件1020可在清潔製程期間在縮回位置1200a中定位。另外，在晶圓載入製程及/或晶圓移除（卸載）製程期間，夾持器組件1020可在延伸位置1200b中定位。延伸位置1200b可對應於清潔模組1000內的夾持器組件1020的載入位置。另外，當處於載入位置時，夾持器組件1020可在X方向上定位為距清潔位置一距離。第一板組件1022的表面1101耦接到軸件224並且由軸件224驅動。
接取杯1010包括耦接到第二板組件1024的一或多個彈簧機構1230。彈簧機構1230用於將第二板組件1024保持在接取杯1010的特定距離內並且允許第二板組件1024相對於接取杯1010移動。在接取杯1010包含第一接取杯1011及第二接取杯1012的實施例中，一或多個彈簧機構1230設置在第二接取杯1012內。
彈簧機構1230將通常包括彈簧1231及耦接構件1233。彈簧機構1230允許當第一板組件1022由軸件224水平地驅動時第二板組件1023相對於接取杯1010（或第二接取杯1012）移動。例如，隨著第一板組件1022移動到延伸（例如，載入或卸載位置）位置1200b中，彈簧機構1230延伸，從而遠離接取杯1010（或第二接取杯1012）移動第二板組件1024。每個彈簧機構1230可包括在耦接構件1233上方或平行於耦接構件1233移動的一或多個彈簧1231。第二板組件1024的軸向運動可由耦接構件1233限制。
一或多個致動器銷1242可設置在接取杯1010（或第二接取杯1012）內。致動器銷1242可耦接到彈簧元件1243。或者，可省去致動器銷1242並且僅使用彈簧元件1243。另外，致動器銷1242的數量等於夾持銷1032的數量。例如，每個致動器銷1242可用於與夾持銷1032的對應夾持銷相互作用。
夾持器組件1020可包括載入銷1030及夾持銷1032。載入銷1030可用於在載入製程期間接收及固持晶圓151並且在卸載製程期間固持晶圓151。載入銷1030可固定到第一板組件1022。
夾持銷1032可包括一或多個元件1240，該等元件經構造以將運動賦予夾持銷1032上。例如，夾持銷1032可經構造以使得每個夾持銷1032與夾持器組件1020的中心之間的距離係可變的。另外，夾持銷1032可耦接到第二板組件1024。例如，第二板組件1024可包括空腔，夾持銷1032設置於該空腔中。夾持銷1032可在清潔製程期間夾持晶圓（例如，晶圓151）。
夾持器組件1020可包括一或多個載入銷1030及一或多個夾持銷1032。例如，夾持器組件1020可包括至少三個夾持銷1032及至少三個載入銷1030。夾持銷1032可設置為使得每個銷係與另一個夾持銷呈約120°。或者，夾持銷315可設置為彼此呈其他角度。另外，載入銷1030可設置為使得每個銷與另一個載入銷呈約120°。或者，載入銷1030可設置為彼此呈其他角度。此外，夾持銷1032可根據第一角度設置，並且載入銷1030可根據與第一角度不同的第二角度設置。夾持銷1032的數量可大於載入銷1030的數量。或者，夾持銷1032等於或小於載入銷1030的數量。
夾持銷1032可在載入或卸載位置與夾持位置之間移動。例如，隨著元件1240從致動器銷1242脫離並且與止動件1247接合，夾持銷1032在夾持位置與載入位置之間移動。在第12A圖的實施例中將夾持銷1032圖示為處於夾持位置，並且在第12B圖的實施例中將夾持銷1032圖示為處於載入位置。
止動件1247可係接取杯1010的一部分。或者，止動件1247附接到接取杯1010。另外，止動件1247的至少一部分可在空腔1246內定位。例如，止動件1247可包括在空腔內定位的突起並且與元件1240相互作用以控制夾持銷1032的移動。在止動件1247的突起與致動器銷1242之間的距離可界定夾持銷1032的移動量。例如，隨著在止動件1247的突起與致動器銷1242之間的距離最佳化，允許夾持銷1032移動較大量。另外，儘管圖示了單個止動件1247，夾持組件1020可包括用於每個夾持銷1032的止動件1247。
夾持銷1032可回應於第一板組件1022將運動賦予第二板組件1024上而移動到夾持位置。例如，當藉由軸件224將第一板組件1022驅動到縮回位置（例如，清潔位置）1200a中或延伸位置（例如，載入或卸載位置）中時。當將夾持器組件放置到清潔位置中時，由第一板組件1022施加到第二板組件1024上的力可導致彈簧機構1230壓縮，從而允許第二板組件1024及元件（例如，致動元件）1240軸向運動以接觸銷（例如，致動器銷）1242，導致夾持銷1032朝向組件旋轉的中心關於軸1033樞轉。
夾持力可由彈簧元件1243的壓縮界定。另外，彈簧元件1243的壓縮取決於第二板組件1024與第二接取杯1012之間的距離。當將夾持器組件1200放置到延伸位置中時，第一板組件1022從第二板組件1024脫離，從而允許彈簧機構1230延伸並且遠離第二接取杯1012移動第二板組件1024及元件1240。元件1240可從致動器銷1242脫離並且接觸止動件1247，從而導致夾持器銷1032遠離夾持器組件1200的旋轉中心關於軸1033樞轉。另外，第二板組件1024的軸向運動可由耦接構件1233限制。夾持銷1032的位置可對應於第二板組件1024與第二接取杯1012之間的距離並且由元件1240與銷1242及/或止動件1247的接合，及/或元件1240在夾持銷1032內的位置界定。與夾持銷1032處於載入或卸載位置時相比，當夾持銷1032處於夾持位置時，可減小在夾持銷1032之間的距離。
銷1030及1032可經構造以固持晶圓151，使得晶圓151不接觸第一板組件1022。在晶圓151與第一板組件1022之間的距離係固定的。
波紋管1250圍繞第二板組件1024設置，並且用於防止水分進入第二板組件1024與接取杯1010（或第二接取杯1012）之間的任何空間。波紋管1250可完全圍繞第二板組件1024或僅部分圍繞第二板組件1024。另外，波紋管1250可回應於第二板組件1024的移動而延伸及壓縮。此外，波紋管可耦接到接取杯1010（或第二接取杯1012）。
波紋管1252可耦接到軸件224以防止水分到達軸件224及/或在軸件224與第二板組件1024及/或接取杯1010（或第二接取杯1012）之間流動。波紋管1252可完全或部分圍繞軸件224。另外，波紋管1252可回應於軸件224的運動而延伸及壓縮。
波紋管1254可關於空腔1246定位，夾持銷1032定位於該空腔中。波紋管1254可輔助防止水分流入空腔中及在空腔與第二接取杯1012之間流動。
彎曲裝置可在第二接取杯1012與第二板組件1024之間設置。彎曲裝置可經構造以將力施加到第二板組件1024上以輔助遠離接取杯1010（或第二接取杯1012）移動第二板組件1024。
夾持器組件1020可進一步包括導引銷1035。導引銷1035可耦接到第二板組件1024並且經構造以導引第一板組件1022與第二板組件1024的運動及對準。例如，隨著第一板組件1022移動得更靠近第二板組件1024，導引銷1035經過空腔1270，從而對準第一板組件1022與第二板組件1024。此外，導引銷1035可經構造以限制第二板組件1024相對於第一板組件1022的角度運動。夾持器組件1020可包括一或多個導引銷1035，或者不包括導引銷。
第12B圖示出了處於延伸（例如，載入或卸載）位置1200b的夾持器組件1020。如所示出，夾持銷1032已回應於第二板組件1024遠離接取杯1010（或第二接取杯1012）的移動而移動到載入位置。例如，彈簧機構1230可回應於第一板組件1022遠離第二板組件1024移動而延伸，從而推動第二板組件1024遠離接取杯1010（或第二接取杯1012）。另外，元件1240從致動器銷1242脫離且與止動件1247接合，並且將夾持銷1032移動到載入位置中。另外，波紋管1250及波紋管1252分別利用第二板組件1024及軸件224的移動而延伸。
清潔流體可穿過一或多個孔1051流動到晶圓151的背側上。清潔流體可係沖洗劑（例如，DI水或臭氧水）或清潔化學試劑。另外，清潔流體可經由軸件224提供並且隨後提供到一或多個孔1051。如所示出，一或多個孔1051可用於將化學試劑流動到晶圓151的背側上。一或多個孔1051可在第一板組件1022中形成。孔1051的數量係一或多個。另外，一或多個孔1051可以實質上圓形或直線圖案設置。在一個實施例中，一或多個孔1051的每一個可實質上係相同尺寸，使得清潔流體跨晶圓151的背表面均勻地流動。在其他實施例中，一或多個孔1051的至少一個可具有與至少一個其他孔不同的尺寸。
第13圖示出了用於清潔晶圓（例如，晶圓151）的方法1300。於操作1310處，將清潔模組放置在晶圓載入位置中。例如，打開蓋202並且清潔模組1000的夾持器組件1020的第一板組件1022在橫向方向（例如，X方向）上朝向壁213移動以將夾持器組件1020放置在載入位置中。將夾持器組件1020放置在載入位置中包括經由軸件224及驅動馬達222朝向壁213移動第一板組件1022（操作1312）。例如，驅動馬達222可在橫向方向上驅動軸件224，從而朝向壁213移動第一板組件1022，使得第一板組件1022與第二板組件1024分開。另外，彈簧機構1230回應於遠離第二接取杯1012移動第一板組件1022而延伸，從而允許元件1240將夾持銷1032放置在載入位置中。
夾持銷1032的每一個耦接到相應元件1240，使得每個夾持銷1032可遠離每個其他夾持銷1032傾斜（或移動）。例如，如第14A圖所示，回應於第一板組件1022與第二板組件1024分開，元件1240與止動件1247接合、關於軸1033樞轉、並且遠離夾持器組件1020的中心傾斜夾持銷1030。移動夾持銷1032包括朝向夾持器組件1020的外邊緣移動夾持銷1032，使得該等夾持銷遠離其他夾持銷1032及載入銷1030傾斜，從而增加在夾持銷1032之間的分開距離以及在夾持銷1032與載入銷1030之間的距離。
可將夾持器組件1020放置在延伸位置1200b中，使得可接收晶圓151用於清潔及/或在已完成清潔循環之後從清潔模組1000移除晶圓151。例如，夾持器組件1020可由驅動馬達222及軸件224驅動，使得第一板組件1022的至少一部分延伸超出接取杯1010（或第一接取杯1011），並且處於延伸位置1200b。例如，表面1101及載入銷1030的至少一個延伸超出接取杯1010並且進入內部容積295。或者，表面1101可在處理容積297內設置，同時載入銷1030在內部容積295內定位。
控制器190可向驅動馬達222提供指令以在橫向方向上移動軸件224，從而在水平方向上沿著軸1016移動夾持器組件1020。另外，控制器190可接收標誌，指示清潔模組1000準備接收晶圓來用於清潔。可接收標誌作為從感測裝置294接收的感測器資料。
於方法1300的操作1320處，接收晶圓來用於清潔。例如，在一個實施例中，機器人910將晶圓151插入夾持器組件1020中來用於清潔。例如，如在第14A圖的實施例中示出，機器人910插入晶圓151，使得該晶圓由載入銷1030固持（例如，安置在該等載入銷的溝槽中）。
在進入清潔模組1000期間，一或多個噴霧棒290可藉由隨著晶圓151插入清潔模組1000內將一或多種流體施加到該晶圓來預處理晶圓151。在一或多個其他清潔模組（例如，超音波清潔模組161、預清潔模組162、或刷盒清潔模組164）內清潔晶圓151之後，可接收晶圓151。
在晶圓151已經完全插入載入銷1030中之後，機器人910釋放晶圓151並且機器人910從清潔模組1000縮回。
控制器190向噴霧棒290提供指令以開始預處理製程。另外，控制器190可接收標誌，指示晶圓151已經插入清潔模組1000中。可接收標誌作為來自感測裝置294的感測器資料。
於方法1300的操作1330處，將清潔模組放置在清潔位置中。例如，如操作1332所示，可藉由遠離壁1013並且朝向第二板組件1024移動第一板組件1022將清潔模組1000放置在清潔位置中。驅動馬達222驅動軸件224來縮回夾持器組件1020的第一板組件1022，從而遠離壁1013並且朝向第二板組件1024移動第一板組件1022。例如，驅動馬達222可在橫向或水平方向（例如，X方向）上驅動軸件224以遠離壁1013並且朝向第二板組件1024移動第一板組件1022。
另外，隨著驅動馬達222遠離壁1013並且朝向第二板組件1024移動第一板組件1022，第一板組件1022接觸第二板組件1024，從而壓縮彈簧機構1230。另外，隨著第一板組件1022將更多力賦予第二板組件1024上並且彈簧機構1230壓縮，元件1240從止動件1247脫離，並且接觸致動器銷1242的對應銷，從而將夾持銷1032放置在夾持位置中。作為回應，夾持銷1032將夾持力或壓力施加到晶圓151上。藉由改變第二板組件1024的位置，由夾持銷1032施加的夾持力的量可改變。
控制器190可用於向驅動馬達222提供指令以在橫向方向上遠離壁1013並且朝向第二板組件1024移動軸件224，從而在橫向方向上朝向第二板組件1024並且遠離壁1013移動第一板組件1022。一旦已將夾持組件1020放置在縮回位置1200b中，可發起清潔循環。控制器190可從感測裝置294接收指示夾持器組件1020在縮回位置1200b（例如，清潔位置）中定位的感測器資料，並且發起清潔循環。
於操作1340處，清潔晶圓。將晶圓151及夾持器組件1020放置在清潔位置中，使得該晶圓及該夾持器組件完全擱置在處理容積297內。晶圓151可藉由清潔模組1000清潔。例如，如操作1342所示，執行清潔循環可包括將流體分配到晶圓151的表面上。另外，如由操作1344所示，執行清潔循環包括旋轉晶圓151。
此外，晶圓151在處理容積297內的位置可在清潔製程期間更改。例如，在第二板組件1024與接取杯1010（或第二接取杯1012）之間的距離及壓縮彈簧機構1230的量中的一或多個可改變，從而改變晶圓151在處理容積297內的位置。
清潔晶圓151包括同時旋轉接取杯1010、夾持器組件1020、及晶圓151，同時將清潔流體施加到晶圓151的第一側（前表面）及第二側（背表面）。在施加清潔流體的同時旋轉接取杯1010、夾持器組件1020及晶圓151輔助最小化及/或消除顆粒再次附接到晶圓151的任一表面。例如，驅動馬達222可經構造以旋轉接取杯1010、夾持器組件1020及晶圓151。例如，驅動馬達222可旋轉軸件224以旋轉接取杯1010、夾持器組件1020、及晶圓151。晶圓151以約500 RPM至約1000 RPM的範圍中的速度旋轉，使得從晶圓151的表面移除流體。晶圓151可以小於500 RPM或大於約1000 RPM的速度旋轉。另外，晶圓151旋轉的速率可在清潔製程期間改變。此外，一旦已將晶圓夾持器210放置在清潔位置中，可發起清潔循環。
可經由流體源223、軸件224及孔1051將第一清潔流體施加到晶圓151的背表面（例如，鄰近表面1101的表面）。另外，可經由噴嘴機構240將第二流體施加到晶圓151的前表面（例如，與表面1101相對的表面）。吹掃臂驅動馬達234移動吹掃臂230，使得噴嘴機構240在弧形路徑中在晶圓151的前表面上方移動。噴嘴機構240可用於在清潔製程期間將清潔流體施加到晶圓151的前表面。流體可包括清潔化學試劑及/或沖洗劑。在一個實施例中，可實質上同時將清潔流體施加到晶圓151的前表面及背表面。另外，可獨立於將清潔流體施加到晶圓151的背表面而將清潔流體施加到晶圓151的前表面。例如，在一或多個重疊及非重疊週期期間，清潔流體可施加到晶圓151的背表面並且清潔流體可施加到晶圓151的背表面。在第一非重疊週期期間，一或多種清潔流體可施加到晶圓151的前表面，並且在第二非重疊週期期間，一或多種清潔流體可施加到晶圓151的背表面。清潔循環的重疊及非重疊週期可以任何順序發生。另外，重疊及非重疊週期的數量及/或順序可在清潔循環之間改變。儘管處於清潔位置，至少減少並且在各種實施例中消除清潔流體濺回到晶圓151上。
在清潔製程、載入製程及卸載製程的至少一個期間，在清潔模組200中的氣流減輕再循環發生，從而防止顆粒再次附接到晶圓151的表面。
控制器190可接收標誌，指示夾持器組件220定位在清潔位置中。例如，控制器190可從感測裝置294接收感測器資料。另外，控制器190可經構造以控制清潔流體穿過軸件224及孔1051的流動，以及流體穿過噴嘴機構240的運動及控制。控制器190可向吹掃臂驅動馬達234提供指令以跨晶圓151的表面移動噴嘴機構240。另外，控制器190可向噴嘴機構輸出指令以分配來自一或多個噴嘴的清潔流體。另外，控制器190可控制噴嘴的時序，使得清潔流體在不同時間輸出。例如，可控制一個噴嘴來在另一噴嘴之前開始分配清潔流體。一或多個噴嘴可用於輸出清潔流體，同時至少另一個噴嘴不輸出清潔流體。
於操作1350處，從清潔模組移除已清潔晶圓。從清潔模組1000移除晶圓包括遠離夾持器組件1020的第二板組件1024移動夾持器組件1020的第一板組件1022（操作1352）。隨著第一板組件1022遠離第二接取杯1012移動，彈簧機構1230延伸，從而將力賦予第二板組件1024上。作為回應，第二板組件1024在與移動第一板組件1022相同的方向上移動，並且由致動器銷1242施加到元件1240上的力減少。另外，隨著第二板組件1024移動，元件1240與止動件1247接合並且將夾持銷1032移動到載入位置中，從而釋放晶圓151上的夾持銷1032的夾持並且將晶圓151卸載到載入銷1032上。
另外，從清潔模組移除晶圓151包括停止分配清潔流體的操作1354以及操作1356，並且停止晶圓旋轉。
在清潔循環結束時，藉由驅動馬達222及軸件224將夾持器組件1020移動到載入位置中。另外，噴嘴機構240可終止噴塗流體，並且在清潔循環結束時且在移動第一板組件1022之前噴嘴機構240及吹掃臂230可遠離接取杯1010移動，從而遠離第一板組件1022的移動路徑移動噴嘴機構240及吹掃臂230。例如，在清潔循環結束時，噴嘴機構240及吹掃臂230可定位為使得其等不干擾夾持器組件1020及機器人910的移動。
驅動馬達222及軸件224可用於在橫向方向上朝向壁1013移動第一板組件1022，從而導致第一板組件1022與第二板組件1024分開，並且將夾持銷1032放置在載入位置中。另外，晶圓151在內部容積295內移動。此外，噴霧棒290可在卸載製程期間接合以將流體施加到晶圓151。
在清潔循環結束時，停止經由軸件224及噴嘴機構240分配清潔流體。在朝向壁1013移動第一板組件1022之前，停止分配清潔流體。流體可繼續設置到晶圓151的背表面上，同時停止將流體分配到前表面。
另外，在已將夾持器組件1020放置在卸載位置中之後，可移除晶圓151。
第14A圖示出了夾持器組件1020在卸載位置中定位為使得機器人910可從清潔模組1000移除晶圓151的實例。在一個實施例中，機器人910可穿過未由蓋202阻礙的開口進入清潔模組、拾取清潔晶圓151並且從清潔模組200移除清潔晶圓151。
控制器190可向驅動馬達222提供指令以在橫向方向上朝向第一接取杯211移動軸件224，從而在橫向方向上並且朝向壁1013移動第一板組件1022以將夾持器組件1020放置在卸載位置中，使得機器人910可從清潔模組1000移除已清潔晶圓151。另外，一旦晶圓151在內部容積295中定位，控制器190可向驅動馬達222提供指令以停止接取杯1010及夾持器組件1020的旋轉。控制器190亦可向噴嘴機構240及/或流體源223提供指令以停止分配清潔流體。另外，控制器190亦可向噴霧棒290提供指令以開始分配流體。例如，當第一板組件1022開始移動時、當第一板組件1022清理壁1013時、或在卸載製程期間的任何其他點，控制器190可指示噴霧棒290開始分配流體以與清潔循環結束一致。
儘管上述內容涉及本揭示的實施例，本揭示的其他及進一步實施例可在不脫離其基本範疇的情況下設計，並且其範疇由以下申請專利範圍決定。
100:CMP系統 102:工廠界面 104:清潔器 106:拋光模組 108:支架 110:機器人 111:機器人 114:儲存晶匣 116:傳遞平臺 119:承載頭組件 120:平臺 122:載入站 123a:載入杯 123b:載入杯 124a:拋光站 124b:拋光站 124c:拋光站 124d:拋光站 128:頂置軌道 151:晶圓 161:超音波清潔模組 162:預清潔模組 164:刷盒清潔模組 166:清潔模組 168:乾燥貯槽 190:控制器 192:中央處理單元(CPU) 194:記憶體 196:支援電路 200:清潔模組 201:清潔模組 202:蓋 203:晶圓夾持裝置 204:蓋 210:接取杯 211:第一接取杯 212:第二接取杯 213:壁 214:環形內表面 216:旋轉軸 220:夾持器組件 222:驅動馬達 223:流體源 224:軸件 230:吹掃臂 232:吹掃臂軸件 234:吹掃臂驅動馬達 236:吹掃臂驅動組件 240:噴嘴機構 260:排放裝置 261:排放孔 262:排洩孔 264:迷宮 270:進氣口 280:氣室 283:外殼壁 284:排洩裝置 290:噴霧棒 292:入口連接 293:電力電纜連接 294:感測裝置 295:內部容積 297:處理容積 300a:縮回位置 300b:延伸位置 301:耦接表面 302:軸 311:載入銷 312:特徵 313:旋轉軸 315:夾持銷 317:導引銷 318:第一板組件 320:第二板組件 330:彈簧機構 331:彈簧 333:耦接構件 351:孔 380:元件 380a:端 380b:端 381:彈簧元件 410:噴嘴 412:角度 420:噴嘴 422:角度 430:噴嘴 432:角度 440:連接 442:第一連接 444:第二連接 610:路徑 800:方法 810:操作 812:操作 820:操作 830:操作 832:操作 840:操作 842:操作 844:操作 850:操作 852:操作 854:操作 856:操作 910:機器人 1000:清潔模組 1003:晶圓夾持裝置 1010:接取杯 1011:第一接取杯 1012:第二接取杯 1013:壁 1014:環形內表面 1016:旋轉軸 1020:夾持器組件 1022:第一板組件 1024:第二板組件 1030:載入銷 1032:夾持銷 1033:軸 1035:導引銷 1051:孔 1101:表面 1200a:縮回位置 1200b:延伸位置 1230:彈簧機構 1231:彈簧 1233:耦接構件 1240:致動元件 1242:致動器銷 1243:彈簧元件 1247:止動件 1250:波紋管 1252:波紋管 1254:波紋管 1270:空腔 1300:方法 1310:操作 1312:操作 1320:操作 1330:操作 1332:操作 1340:操作 1342:操作 1344:操作 1350:操作 1352:操作 1354:操作 1356:操作
為了能夠詳細理解本揭示的上述特徵，可參考實施例進行對上文簡要概述的本揭示的更具體描述，一些實施例在附圖中示出。然而，應注意，附圖僅示出本揭示的常見實施例，並且由此不被認為限制其範疇，因為本揭示可允許其他等同有效的實施例。
第1圖示出了根據一或多個實施例的化學機械拋光系統的示意性俯視圖。
第2A圖係根據一或多個實施例的清潔模組的示意性橫截面側視圖。
第2B圖示出了根據一或多個實施例的清潔模組的示意圖。
第3A圖及第3B圖係根據一或多個實施例的晶圓夾持裝置的示意性橫截面側視圖。
第3C圖、第3D圖、及第3E圖示出了根據一或多個實施例的夾持器組件的各種視圖。
第3F圖及第3G圖示出了根據一或多個實施例的夾持器組件的各種視圖。
第4A圖、第4B圖、及第5圖示出了根據一或多個實施例的各種噴嘴機構。
第6圖示出了根據一或多個實施例的吹掃臂的示意圖。
第7A圖示出了根據一或多個實施例的清潔模組內的氣流。
第7B圖示出了根據一或多個實施例的排洩孔的部分示意圖。
第8圖示出了根據一或多個實施例的用於清潔晶圓的方法。
第9A圖、第9B圖、第9C圖、及第9D圖示出了根據一或多個實施例的晶圓夾持器裝置的各種實例。
第10圖係根據一或多個實施例的清潔模組的示意性橫截面側視圖。
第11圖係根據一或多個實施例的晶圓夾持裝置的示意性橫截面側視圖。
第12A圖及第12B圖示出了根據一或多個實施例的夾持器組件的各種視圖。
第13圖示出了根據一或多個實施例的用於清潔晶圓的方法。
第14A圖、第14B圖、及第14C圖示出了根據一或多個實施例的晶圓夾持裝置的各種實例。
為了便於理解，相同元件符號在可能的情況下已經用於標識圖中共有的相同元件。可以預期，在一個實施例中揭示的元件可有利地用於其他實施例中，而無需與其相關的具體敘述。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
151:晶圓
202:蓋
203:晶圓夾持裝置
222:驅動馬達
223:流體源
224:軸件
230:吹掃臂
232:吹掃臂軸件
234:吹掃臂驅動馬達
236:吹掃臂驅動組件
240:噴嘴機構
260:排放裝置
262:排洩孔
264:迷宮
270:進氣口
280:氣室
284:排洩裝置
290:噴霧棒
294:感測裝置
295:內部容積
297:處理容積
1000:清潔模組
1003:晶圓夾持裝置
1010:接取杯
1011:第一接取杯
1012:第二接取杯
1013:壁
1014:環形內表面
1016:旋轉軸
1020:夾持器組件
1022:第一板組件
1024:第二板組件
1051:孔
1247:止動件

Claims (20)

  1. 一種清潔模組，包含： 一晶圓夾持裝置，經構造以在一垂直定向上支撐一晶圓，該晶圓夾持裝置包含：一接取杯，包含具有一環形內表面的一壁，該壁限定一處理區域；及一夾持器組件，該夾持器組件包含：一第一板組件，包含複數個載入銷，該複數個載入銷的每一者配置以支撐經定向於該垂直定向的該晶圓的一邊緣；及一第二板組件，包含複數個夾持銷，該複數個夾持銷的每一者配置以：基於該第二板組件被設置在距該第一板組件的一第二距離，而設置成距該晶圓夾持裝置的一中心軸為一第一距離，其中該複數個夾持銷的每一者經配置以接觸該晶圓的該邊緣，並且當被設置在距該中心軸該第一距離時，保持該晶圓在該垂直定向上；及基於該第二板組件被設置在距該第一板組件的一第四距離，而設置成距該中心軸為一第三距離，其中該第三距離係大於該第一距離，且該第四距離係大於該第二距離。
  2. 如請求項1所述的清潔模組，其中該複數個夾持銷的每一者通過該第一板組件內的一對應的開口。
  3. 如請求項1所述的清潔模組，其中該第二板組件進一步包含一或多個特徵配置以接觸該接取杯。
  4. 如請求項3所述的清潔模組，其中該一或多個特徵係配置以接觸該接取杯，並且停止相對於該第一板組件的運動的該第二板組件的運動。
  5. 如請求項3所述的清潔模組，其中該複數個夾持銷中的每個夾持銷係耦接至一對應的元件，該對應的元件配置以接觸該接取杯。
  6. 如請求項1所述的清潔模組，其中該第一板組件係經由一或多個彈簧機構鏈而連接至該第二板組件。
  7. 如請求項1所述的清潔模組，其中該第二板組件係經由一或多個彈簧機構而耦接至該接取杯。
  8. 如請求項7所述的清潔模組，其中該一或多個彈簧機構經配置以： 基於該第一板組件在距該第二板組件的該第二距離而壓縮；及基於該第一板組件在距該第二板組件的該第四距離而延伸。
  9. 如請求項1所述的清潔模組，其中： 該接取杯進一步包含複數個致動器銷；及該複數個夾持銷的每一者係耦接至一對應的致動器元件，該對應的致動器元件配置以：接合該複數個致動器銷之對應的一者；及從該複數個致動器銷之對應的一者脫離。
  10. 如請求項1所述的清潔模組，進一步包含： 一噴嘴機構，耦接到一吹掃臂，該噴嘴機構包含：一第一噴嘴，與該第一板組件的一表面呈一第一角度定向並且經構造以提供一高能流體至該第一噴嘴；以及一第二噴嘴，與該第一板組件的該表面呈一第二角度定向，其中該第二角度與該第一角度不同，且該第二噴嘴經配置以將一第二流體施加到該晶圓，並且其中該第一噴嘴係經配置以遞送氣體及液體的一混合物的一超音波噴嘴及一噴射噴嘴中之一者，並且其中該吹掃臂經配置以在該第一板組件的至少一部分上方移動該噴嘴機構。
  11. 如請求項1所述的清潔模組，進一步包含一驅動馬達，該驅動馬達配置以： 對該第一板組件與該第二板組件中的至少一者賦予水平運動；以及在一清潔製程期間，繞著該中心軸同時旋轉該夾持器組件、該接取杯、及該垂直定向的該晶圓。
  12. 如請求項1所述的清潔模組，其中該接取杯包含： 一或多個排洩孔，其中該接取杯係配置以隨著該接取杯繞著該中心軸旋轉而將水分導引到該一或多個排洩孔，且其中該一或多個排洩孔的每一者藉由一對應的空氣迷宮流體地耦接到該清潔模組的一內部區域，該空氣迷宮經成形為緩解水分流動到該內部區域中。
  13. 一種晶圓夾持裝置，包含： 一接取杯，包含具有一環形內表面的一壁，該壁限定一處理區域；一夾持器組件，配置以在一垂直定向上支撐一晶圓，該夾持器組件包含：一第一板組件；以及一第二板組件，包含複數個夾持銷，該複數個夾持銷的每一者配置以：基於該第二板組件被設置在距該第一板組件的一第二距離，而設置成距該晶圓夾持裝置的一中心軸為一第一距離，其中該複數個夾持銷的每一者經配置以接觸該晶圓的該邊緣，並且當被設置在距該中心軸該第一距離時，保持該晶圓在該垂直定向上並且在該處理區域內；及基於該第二板組件被設置在距該第一板組件的一第四距離，而設置成距該中心軸為一第三距離，其中該第三距離係大於該第一距離，且該第四距離係大於該第二距離；以及一驅動馬達，該驅動馬達配置以對該第一板組件與該第二板組件中的至少一者賦予水平運動，以將該第二板組件定位在距該第一板組件為該第一距離及該第二距離。
  14. 一種用於清潔在一清潔模組內的一晶圓的方法，該清潔模組包含一晶圓夾持裝置，該方法包含下列步驟： 在一載入位置中定位一夾持器組件，其中該在該載入位置中定位該夾持器組件的步驟包含，將該夾持器組件的一第一板組件遠離該夾持器組件的一第二板組件移動，並使得：該第一板組件被定位於更靠近該晶圓夾持裝置的一接取杯的一環形內表面，該環形內表面具有關於該晶圓夾持裝置的一中心軸對稱的一成角度部分，以及該第二板組件的複數個夾持銷將被移動至距該中心軸一第一距離的一位置；在一清潔位置中定位該夾持器組件，其中該在該清潔位置中定位該夾持器組件的步驟包含，將該第一板組件朝向該第二板組件移動，並使得：該複數個夾持銷被定位在距該中心軸一第二距離，以夾持設置成在該複數個夾持銷之間的一垂直定向的該晶圓的一邊緣，其中該第一距離大於該第二距離；以及在一清潔製程期間，繞著該中心軸同時旋轉該夾持器組件、該接取杯、及該垂直定向的該晶圓。
  15. 如請求項14所述的方法，進一步包含步驟：在該晶圓進入該載入位置或進入該清潔位置的軸向運動期間，同時旋轉該夾持器組件、該接取杯、及該晶圓。
  16. 如請求項14所述的方法，進一步包含步驟：在該晶圓進入該清潔位置的軸向運動之後，旋轉該夾持器組件、該接取杯、及該晶圓。
  17. 如請求項14所述的方法，進一步包含步驟：在該晶圓進入該載入位置的軸向運動之前，停止該夾持器組件、該接取杯、及該晶圓的旋轉。
  18. 如請求項14所述的方法，其中該複數個夾持銷的每一者係耦接至一對應的致動元件，基於該夾持器組件位於該清潔位置，該對應的致動元件接合設於該接取杯內的複數個致動器銷之對應的一者。
  19. 如請求項18所述的方法，其中該複數個致動元件的每一者，基於該夾持器組件位於該載入位置，從該複數個致動器銷之對應的一者脫離。
  20. 如請求項14所述的方法，進一步包含下列步驟： 當該夾持器組件、該接取杯、及該晶圓旋轉時，經由耦接至一清掃臂的一噴嘴機構的一第一噴嘴施加一第一清潔化學試劑，其中該第一清潔化學試劑是一高能量流體，並且該第一噴嘴經定向成相對於該第一板組件的一表面為一第一角度；當該夾持器組件、該接取杯、及該晶圓旋轉時，經由該噴嘴機構的一第二噴嘴施加一第二流體，其中該第二噴嘴經定向成不同於該第一角度的一第二角度；以及施加一第三清潔化學試劑至該晶圓的一背側。
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