晶圆清洁装置、系统以及方法

文档序号:636256 发布日期:2021-05-11 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 晶圆清洁装置、系统以及方法 (Wafer cleaning device, system and method ) 是由 常远 于 2019-11-08 设计创作,主要内容包括:该发明涉及一种晶圆清洁装置、系统以及方法,能够优化去除晶圆背面的微粒的效果,并且提高晶圆生产的良率。其中,所述晶圆清洁装置包括清洁刷,用于清洁待清洁晶圆背面的杂质,还包括喷淋器,能够朝向所述晶圆喷淋清洗液,所述清洗液具有导电性,能够释放所述晶圆背面的电荷。(The invention relates to a wafer cleaning device, a wafer cleaning system and a wafer cleaning method, which can optimize the effect of removing particles on the back of a wafer and improve the yield of wafer production. The wafer cleaning device comprises a cleaning brush and a sprayer, wherein the cleaning brush is used for cleaning impurities on the back of a wafer to be cleaned, the sprayer can spray cleaning liquid towards the wafer, and the cleaning liquid is conductive and can release charges on the back of the wafer.)

晶圆清洁装置、系统以及方法

技术领域

本发明涉及晶圆清洁领域,具体涉及一种晶圆清洁装置、系统以及方法。

背景技术

在晶圆清洁的生产制造过程中,由于在各种复杂制程过程中范德华力和静电力的原因会在晶圆背面吸附大量的微粒,金属离子,有机物等,造成晶圆背面缺陷的产生,严重影响晶圆的质量和成品率,目前主要采用BST,也就是毛刷洗刷晶圆背面,辅以去离子水喷淋的方法,来去除晶圆背面的微粒。

然而现有技术中采用BST(Backside surface treatment,晶圆背面处理)技术来去除晶圆背面的微粒时清洁效果不佳,背面仍然会留存有微粒,影响晶圆的后续生产加工,并影响晶圆生产的良率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆清洁装置、系统以及方法,能够优化去除晶圆背面的微粒的效果,并且提高晶圆生产的良率。

为了解决上述技术问题,以下提供了一种晶圆清洁装置,包括清洁刷,用于清洁待清洁的晶圆背面的杂质,还包括喷淋器,能够朝向所述晶圆喷淋清洗液,所述清洗液具有导电性,能够释放所述晶圆背面的负电荷。

可选的,所述喷淋器包括至少两个喷嘴,均朝向所述晶圆设置,且所述喷嘴中至少包括一个清洗液喷嘴,用于喷淋具有导电性的清洗液。

可选的,所述喷嘴中还包括至少一个去离子水喷嘴,用于喷淋去离子水,且所有所述喷嘴均朝向所述晶圆的背面设置。

可选的,所述清洗液喷嘴喷淋的清洗液包括碳酸溶液。

可选的,还包括控制阀,设置在所述喷淋器的液路上,用于控制所述喷淋器的液路通断。

可选的,还包括流量计以及控制器,所述流量计设置在所述喷淋器的液路上,用于计量所述喷淋器的喷淋量;所述控制器连接所述流量计以及所述控制阀,并根据所述流量计的测量结果控制所述控制阀的通断。

为了解决上述技术问题,以下还提供了一种晶圆清洁系统,包括如所述的晶圆清洁装置,以及清洗液源,所述清洗液源用于提供待喷淋的清洗液,且所述清洗液源连通至所述喷淋器。

可选的,所述喷淋器包括至少一个去离子水喷嘴以及至少一个清洗液喷嘴,其中所述清洗液喷嘴与所述清洗液源连通;所述晶圆清洁系统还包括去离子水源,用于提供待喷淋的去离子水,且所述去离子水源连通至所述去离子水喷嘴。

为了解决上述技术问题,以下还提供了一种晶圆清洁方法,包括以下步骤:向待清洗的晶圆背面喷淋具有导电性的清洗液。

可选的,还包括以下步骤:获取所述清洗液已喷淋的喷淋量,并根据所述已喷淋的喷淋量调节后续的喷淋量。

可选的,还包括以下步骤:在向待清洗的晶圆背面喷淋具有导电性的清洗液前,使用清洁刷刷洗所述晶圆背面,并使用去离子水冲刷所述晶圆背面;在向待清洗的晶圆背面喷淋具有导电性的清洗液后,向所述晶圆背面喷淋去离子水。

本发明的晶圆清洁装置、系统以及方法,能够朝向晶圆背面喷淋具有导电性的清洗液,释放所述晶圆背面的电荷,减小由于所述晶圆背面的电荷的存在而产生的静电场,从而减小所述晶圆背面对微粒的吸附作用,优化去除晶圆背面的微粒的效果,并且提高晶圆生产的良率。

附图说明

图1为本发明的一种

具体实施方式

中晶圆清洁装置的立体结构示意图。

图2为本发明的一种具体实施方式中晶圆清洁装置的侧视示意图。

图3为本发明的一种具体实施方式中晶圆清洁装置的侧视示意图。

图4为本发明的一种具体实施方式中晶圆背面的电荷的示意图。

图5为本发明的一种具体实施方式中释放晶圆背面的电荷时的示意图。

图6为本发明的一种具体实施方式中喷嘴和喷淋管路的连接示意图。

具体实施方式

研究发现,采用BST来去除所述晶圆背面的微粒时清洁效果不佳的原因在于,(1)毛刷在刷洗所述晶圆背面时,由于摩擦作用,所述晶圆背面与毛刷之间进行了电荷的转移,所述晶圆背面会不断累积静电电荷,增强了所述晶圆背面对微粒的吸引力,此处请参阅图4,为本发明的一种具体实施方式中晶圆背面的电荷的示意图;(2)去离子水的导电率很低,去离子水的冲洗不利于静电荷的释放,使得所述晶圆背面对微粒的吸引力很难被释放。

以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种晶圆清洁装置、系统以及方法作进一步详细说明。

请参阅图1、2,其中图1为本发明的一种具体实施方式中晶圆清洁装置的立体结构示意图;图2为本发明的一种具体实施方式中晶圆清洁装置的侧视示意图。

在该具体实施方式中,提供了一种晶圆清洁装置,包括清洁刷102,用于清洁待清洁的晶圆100背面的杂质,还包括喷淋器101,能够朝向所述晶圆100喷淋清洗液,所述清洗液具有导电性,能够释放所述晶圆100背面的电荷。

在该具体实施方式中,所述晶圆清洁装置具有喷淋器101,能够朝向晶圆100背面喷淋具有导电性的清洗液,从而释放所述晶圆100背面的电荷,减小由于所述晶圆100背面的电荷的存在而产生的静电场,从而减小所述晶圆100背面对微粒的吸附作用,此处可参阅图5,为本发明的一种具体实施方式中晶圆100背面的电荷被释放时的示意图。

在一种具体实施方式中,所述清洁刷102设置到所述晶圆100背面,用于清洗所述晶圆100背面。此处可参阅图1、2。在图1、2所示的具体实施方式中,所述清洁刷102具有两个用来与晶圆100接触的刷头1021,实际上,可根据需要设置所述刷头1021的个数,如设置成三个以上等。当设置有多个刷头1021时,各个清洁刷102的刷头1021均朝向所述晶圆100设置,并且均匀的设置在同一平面上。在一种具体实施方式中,各个清洁刷102的刷头1021所在的平面与所述晶圆100放置到的放置位平行,这样,各个刷头1021刷洗晶圆100的力度均等。

在一种具体实施方式中,所述喷淋器101包括至少两个喷嘴,均朝向所述晶圆100设置,且所述喷嘴中至少包括一个清洗液喷嘴1012,用于喷淋具有导电性的清洗液。所述具有导电性的清洗液,指的是溶液内有可以自由移动的离子,包括正离子、负离子等。释放晶圆100背面的电荷,指的是溶液内可以自动移动的正、负离子,分别可以中和晶圆100背面的负、正离子,从而消除所述晶圆100背面的电荷,释放所述晶圆100背面对微粒的吸引力。

在图1至3所示的具体实施方式中,所有所述喷嘴均朝向所述晶圆100的背面设置。这是因为,所述清洁刷102的刷头1021是朝向所述晶圆100的背面设置的,而晶圆100背面由于与刷头1021之间的摩擦作用,也积累了许多电荷。所述喷嘴朝向所述晶圆100背面设置,能够快速的清除所述晶圆100背面的电荷,减弱晶圆100背面对微粒的吸引力。

如图2所示,所述喷淋器101包括一个清洗液喷嘴1012,如图3所示,所述喷淋器101包括两个清洗液喷嘴1012。实际上,可根据需要设置所述清洗液喷嘴1012的数目。当设置有多个清洗液喷嘴1012时,所述多个清洗液喷嘴1012均匀分布在一与所述晶圆100放置到的放置位平行的第一平面上,以实现对所述晶圆100的均匀喷淋。实际上,也可根据需要设置所述清洗液喷嘴1012的具体位置。

设置多个清洗液喷嘴1012可以加快释放所述晶圆100背面电荷的速度,提高晶圆100的清洗效率。

在一种具体实施方式中,所述喷嘴中还包括至少一个去离子水喷嘴1011,用于喷淋去离子水。

在图2中,所述去离子水喷嘴1011的数目为1个,在图3中,所述去离子水喷嘴1011的数目为2个。实际上,可根据需要设置所述去离子水喷嘴1011的数目。当设置有多个去离子水喷嘴1011时,所述多个去离子水喷嘴1011均匀分布在一与所述晶圆100放置到的放置位平行的第二平面上,以实现对所述晶圆100的均匀喷淋。在一种具体实施方式中,所述第一平面与第二平面重合。

实际上,也可根据需要设置所述去离子水喷嘴1011的具体位置。

在一种具体实施方式中,所述清洗液喷嘴1012喷淋的清洗液包括碳酸溶液,由水和注入水中的二氧化碳反应生成。实际上,也可以采用其他的弱酸溶液,如醋酸、氢氟酸等。需要注意的是,无论采用的是哪种弱酸溶液,都需要对喷淋后的晶圆100进行清洗,以防止所述晶圆100上沾染的清洗液影响晶圆100的后续加工生产。

如图6所示,在一种具体实施方式中,所述晶圆清洁装置还包括控制阀601,设置在所述喷淋器101的液路上,用于控制所述喷淋器101的液路通断。在该具体实施方式中,所述控制阀601是设置到各个喷嘴连通的喷淋管路105上的,每一喷嘴都连通有一喷淋管路105,待喷淋的液体经由所述喷淋管路105运输到所述喷嘴。在该具体实施方式中,将控制阀601设置在所述喷淋液路上,可以有效的控制所有所述喷嘴的喷淋情况:当所述控制阀601关断时,所述喷嘴停止喷淋;当所述控制阀601打开时,所述喷嘴开始喷淋。

在一些具体实施方式中,所述控制阀601可以部分打开,这时,所述喷淋管路105也部分导通,这使得一部分液体可以通过所述控制阀601,流至所述喷嘴被喷出。这时,也可通过所述控制阀601控制所述喷嘴喷出的液体的流量。

请参阅图6,为本发明的一种具体实施方式中喷嘴和喷淋管路105的连接示意图。

在该具体实施方式中,所述晶圆清洁装置还包括流量计602以及控制器,所述流量计602设置在所述喷淋器101的液路上,用于计量所述喷淋器101的喷淋量;所述控制器连接所述流量计602以及所述控制阀601,并根据所述流量计602的测量结果控制所述控制阀601的通断。

在该具体实施方式中,所述流量计602也是设置到所述喷淋管路105上的。在该具体实施方式中,每一喷嘴所连接到的喷淋管路105上都设置有所述流量计602,所述控制器可以获取到每一喷嘴连接的喷淋管路105内的液体流量,并根据该液体流量控制所述控制阀601,分别调控所有所述喷嘴的喷淋情况。

在该具体实施方式中,由于具有控制阀601、流量计602以及所述控制器,且所述控制阀601、流量计602以及控制器形成闭环,所述控制器能够根据所述流量计602的检测结构控制所述控制阀601的开关情况,这样获取到的控制结果更加精确,能够优化喷淋效果。

在该具体实施方式中,还提供了一种晶圆清洁系统,包括如所述的晶圆清洁装置,以及清洗液源103,所述清洗液源103用于提供待喷淋的清洗液,且所述清洗液源103连通至所述喷淋器101。

在该具体实施方式中,所述晶圆清洁系统包含一晶圆清洁装置,且所述晶圆清洁装置具有喷淋器101,能够朝向晶圆100背面喷淋具有导电性的清洗液,从而释放所述晶圆100背面的电荷,减小由于所述晶圆100背面的电荷而产生的静电场,减小所述晶圆100背面对微粒的吸附作用。

在一种具体实施方式中,所述喷淋器101包括至少一个去离子水喷嘴1011以及至少一个清洗液喷嘴1012,其中所述清洗液喷嘴1012与所述清洗液源103连通;所述晶圆清洁系统还包括去离子水源104,用于提供待喷淋的去离子水,且所述去离子水源104连通至所述去离子水喷嘴1011。

在一种具体实施方式中,所有所述喷嘴均朝向所述晶圆100的背面设置。这是因为,所述清洁刷102的刷头1021是朝向所述晶圆100的背面设置的,而晶圆100背面由于与刷头1021之间的摩擦作用,也积累了许多电荷。所述喷嘴朝向所述晶圆100背面设置,能够快速的清除所述晶圆100背面的电荷,减弱晶圆100背面对微粒的吸引力。

如图2所示,所述喷淋器101包括一个清洗液喷嘴1012,如图3所示,所述喷淋器101包括两个清洗液喷嘴1012。实际上,可根据需要设置所述清洗液喷嘴1012的数目。当设置有多个清洗液喷嘴1012时,所述多个清洗液喷嘴1012均匀分布在一与所述晶圆100放置到的放置位平行的第一平面上,以实现对所述晶圆100的均匀喷淋。实际上,也可根据需要设置所述清洗液喷嘴1012的具体位置。

设置多个清洗液喷嘴1012可以加快释放所述晶圆100背面电荷的速度,提高晶圆100的清洗效率。

设置去离子水喷嘴1011喷淋去离子水,能够清洁所述晶圆100背面沾染的清洗液,在去除所述晶圆100背面电荷的同时,还能冲刷掉所述晶圆100背面的清洗液,防止清洗液妨碍所述晶圆100的后续加工生产。

在图2中,所述去离子水喷嘴1011的数目为1个,在图3中,所述去离子水喷嘴1011的数目为2个。实际上,可根据需要设置所述去离子水喷嘴1011的数目。当设置有多个去离子水喷嘴1011时,所述多个去离子水喷嘴1011均匀分布在一与所述晶圆100放置到的放置位平行的第二平面上,以实现对所述晶圆100的均匀喷淋。在一种具体实施方式中,所述第一平面与第二平面重合。

实际上,也可根据需要设置所述去离子水喷嘴1011的具体位置。

在一种具体实施方式中,所述清洗液源103包括碳酸源,实际上,所述清洗液源103也可以是其他弱酸源,如醋酸源、氢氟酸源等,此处采用弱酸是因为强酸可能对所述晶圆100背面有腐蚀作用。

在该具体实施方式中,还提供了一种晶圆清洁方法,包括以下步骤:向待清洗的晶圆100背面喷淋具有导电性的清洗液。

在该具体实施方式中,所述晶圆清洁方法朝向晶圆100背面喷淋具有导电性的清洗液,能够释放所述晶圆100背面的电荷,减小由于所述晶圆100背面的电荷的存在而产生的静电场,从而减小所述晶圆100背面对微粒的吸附作用。

在一种具体实施方式中,向所述待清洗的晶圆100的背面喷淋具有导电性的清洗液,所述清洗液包括碳酸溶液。

实际上,在其他的具体实施方式中,也可以采用其他的弱酸溶液,如醋酸、氢氟酸等,作为清洗液。需要注意的是,无论采用的是哪种弱酸溶液,都需要对喷淋后的晶圆100进行清洗,以防止所述晶圆100上沾染的清洗液影响晶圆100的后续加工生产。

在一种具体实施方式中,还包括以下步骤:获取所述清洗液已喷淋的喷淋量,并根据所述已喷淋的喷淋量调节后续的喷淋量。在该具体实施方式中,可以通过在清洗液的喷淋管路105上增加控制阀601和流量计602来实现。具体的,在所述清洗液的喷淋管路105上增加控制阀601和流量计602,并将所述控制阀601和流量计602连接到一控制器,由所述控制器根据所述流量计602的检测结果控制所述控制阀601的开关状况,从而控制所述清洗液的喷淋量。

在该具体实施方式中,由于具有控制阀601、流量计602以及所述控制器,且所述控制阀601、流量计602以及控制器形成闭环,所述控制器能够根据所述流量计602的检测结构控制所述控制阀601的开关情况,这样获取到的控制结果更加精确,能够优化喷淋效果。

在一种具体实施方式中,还包括以下步骤:在向待清洗的晶圆100背面喷淋具有导电性的清洗液前,使用清洁刷102刷洗所述晶圆100背面,并使用去离子水冲刷所述晶圆100背面;在向待清洗的晶圆100背面喷淋具有导电性的清洗液后,向所述晶圆100背面喷淋去离子水。这是因为,需要使用去离子水清洗喷淋了清洗液后的晶圆100,防止所述晶圆100上沾染的清洗液影响晶圆100的后续加工生产。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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