一种硅片的处理方法和装置与流程

本发明涉及硅片技术领域，特别涉及一种硅片的处理方法和装置。

背景技术：

在硅片的抛光处理过程中，一般的抛光工程的工序按照双面抛光→清洗→边缘抛光→清洗→最终抛光的顺序进行，根据需要，也可以按照边缘抛光→清洗→双面抛光→清洗→最终抛光的顺序进行抛光工程。另外，为强化对抛光工程内硅片品质的监控，也可以追加平坦度测量工程和边缘检查工程。最终抛光是通过使用抛光垫、抛光浆料、模板组件以及其他化学品对完成双面抛光和边缘抛光的硅片进行正面的最终抛光的工程。由此，应能够最终决定硅片的平坦度，且使硅片表面的污染(颗粒、刮伤等)最小化。

最终抛光工艺通过最终抛光机进行，最终抛光机大体以装载→硅片移栽→一次抛光→二次抛光→三次抛光→硅片移栽→卸载的顺序构成，如图1所示为硅片的最终抛光过程示意图，最终抛光机主要由装载结构1、抛光结构2、机械臂3、调节器4和卸载结构5构成，使用过程中，通过装载结构1和机械臂3将硅片6置于抛光结构2上进行抛光，抛光过程中可以通过调节器4来调节硅片6，经过多次抛光后完成抛光，再通过卸载结构5将硅片6卸载。为了使硅片表面的污染最小化，增强清洗硅片时的清洗力，也可以在卸载部位施加清洗剂来构成装备。供应至最终抛光过程中的抛光浆料可以是两种或三种，最终抛光垫也同样是两种或三种，这可以根据所生产的产品，根据规格来区别选择。待完成抛光后，需要使用刷子或高压的去离子水对贴附于定盘的抛光垫进行清洗，至于清洗周期，应能够在每一次运行或每一个硅片输送盒的作业结束之后进行清洗，且应能够在装备内清洗程序中设定清洗周期。最后，在抛光之后移动的过程中，硅片表面必须维持湿润状态，为此，应能够将去离子水或化学品喷射于硅片表面。

完成最终抛光的硅片应在以水平方式位于卸载槽内的硅片输送盒待机至13pcs或25pcs的硅片完成作业的时点，此时，卸载槽应继续由去离子水溢流，从而使完成最终抛光的硅片表面污染最小化。此时所使用的硅片输送盒的材质通常使用可熔性聚四氟乙烯(pfa)、热解氮化硼(pbn)或聚碳酸酯(pc)材质，也可以根据最终抛光工程的工序及卸载槽的设计，变更硅片输送盒的种类及材质而使用。最终完成最终抛光的硅片输送盒应能够通过操作员或自动导引运输车(agv)被移送至预清洗工程，而进行对硅片表面的清洗及后续工程。

目前，客户对硅片品质的要求越趋苛刻，尤其，在客户对37nm以下微细颗粒的要求越趋严格的状况下，当前由于受到最终抛光装备的卸载槽结构受限，仅能够通过去离子水的溢流来清洗处理抛光后的硅片，清洗能力不强，生产效率不高。尤其，从装备的结构而言，13pcs或25pcs的硅片应全部完成最终抛光方可进行作为下一个工程的预清洗。但是，为了使25pcs硅片全部完成最终抛光，根据最终抛光的加工时间，需要最少四十分钟至最长一个小时左右的时间。因此，就第一个完成最终抛光的硅片而言，在卸载槽内长时间待机，因而露出后二次污染的可能性会增加。

如图2a、图2b和图2c所示，安装于卸载槽7内的硅片输送盒8为水平式，硅片输送盒8中设有多个卡槽，硅片9可以置于卡槽中，硅片输送盒8的硅片承载面与水平面平行，每当硅片9完成最终抛光工艺而被逐个装载至硅片输送盒8时，硅片输送盒8在于卸载槽7露出水的外部装载硅片9，但是，卸载槽7内硅片输送盒8向水的外部露出的次数越增加，卸载槽7内的去离子水量越不足，需在硅片输送盒8内长时间待机的硅片9容易受到二次污染，尤其，位于卸载槽7内硅片输送盒8的第一或第二卡槽的硅片的颗粒品质恶化的倾向经常发生。如图3所示，横坐标x表示硅片的编号，纵坐标n表示硅片上颗粒数，最下部的硅片编号为1，卡槽的编号从下向上依次增大，随着硅片编号的增大硅片上的污染物颗粒数逐渐减少，说明位于下部的硅片上污染物颗粒数较多，污染严重，由于最下部的硅片最先放置于硅片输送盒8中，硅片输送盒8向水的外部露出的次数较多，导致下部的硅片二次污染严重。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种硅片的处理方法。

本发明还提供一种硅片的处理装置，通过硅片的处理装置能够实现上述的硅片的处理方法，避免硅片完成最终抛光后装载至硅片输送盒时该硅片输送盒中的硅片露出，有效减少硅片的二次污染，提高清洗效果。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明第一方面实施例的硅片的处理方法，将硅片输送盒置于盛有浸没液且处于溢流状态的卸载槽中，所述硅片输送盒交互面与水平面呈平行状态，所述硅片输送盒中用于承载硅片的承载面与水平面垂直，在硅片完成最终抛光之后，将所述硅片以竖直方式装载至所述硅片输送盒中并使所述硅片浸没于所述浸没液中。

进一步地，将所述硅片装载至所述硅片输送盒中之后，通过喷嘴分别从所述卸载槽的上部和下部以不同角度喷射去离子水，以清洗所述硅片输送盒和所述硅片。

进一步地，从所述卸载槽的底部的导流口向所述卸载槽内供应所述浸没液，从所述卸载槽的底部的导出口排出所述卸载槽中的浸没液。

进一步地，从所述卸载槽的底部的导出口通过输送泵排出所述卸载槽中的浸没液。

进一步地，在所述硅片装载至所述卸载槽内的所述硅片输送盒中之后，向所述卸载槽中供应酸性中和剂和/或表面活性剂。

根据本发明第二方面实施例的硅片的处理装置，包括：

卸载槽，所述卸载槽用于盛装浸没液且处于溢流状态；

硅片输送盒，所述硅片输送盒置于所述卸载槽中且所述硅片输送盒交互面与水平面呈平行状态，所述硅片输送盒中用于承载硅片的承载面与水平面垂直，以使所述硅片以竖直方式装载至所述硅片输送盒中并使所述硅片浸没于所述浸没液中。

进一步地，所述硅片的处理装置还包括：

设置在所述卸载槽上部和下部的喷嘴，用于分别从所述卸载槽的上部和下部以不同角度喷射去离子水，以清洗所述硅片输送盒和所述硅片。

进一步地，所述硅片的处理装置还包括：

第一供应部，所述卸载槽的底部设有导流口，所述第一供应部通过管道与所述导流口连接，以使所述第一供应部从所述卸载槽的底部的导流口向所述卸载槽内供应所述浸没液，所述卸载槽的底部设有导出口以排出所述卸载槽中的浸没液。

进一步地，所述硅片的处理装置还包括：

输送泵，所述输送泵的进口与所述导出口连通，以通过所述输送泵从所述导出口排出所述卸载槽中的浸没液。

进一步地，所述硅片的处理装置还包括：

第二供应部，用于向所述卸载槽中供应酸性中和剂和/或表面活性剂。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

根据本发明的硅片的处理方法，将硅片输送盒置于盛有浸没液且处于溢流状态的卸载槽中，硅片输送盒中用于承载硅片的承载面与水平面垂直，在硅片完成最终抛光之后，将硅片以竖直方式装载至硅片输送盒中并使硅片浸没于浸没液中，避免硅片完成最终抛光后装载至硅片输送盒时该硅片输送盒中的硅片露出，减少硅片的二次污染，增强硅片上微细颗粒的去除能力，减少残留于硅片表面的抛光浆料，减轻因残留的浆料引起的蚀刻，提高清洗效果；通过硅片的处理装置能够实现上述的硅片的处理方法，有效减少硅片的二次污染，提高清洗效果。

附图说明

图1为硅片最终抛光过程示意图；

图2a为硅片输送盒未露出水面的示意图；

图2b为硅片输送盒装载硅片时的示意图；

图2c为硅片输送盒装载硅片后的示意图；

图3为硅片上颗粒数的分布示意图；

图4为喷嘴喷射的角度示意图；

图5为未设置喷嘴的卸载槽的示意图；

图6为本发明的硅片的处理装置的一个结构示意图；

图7为硅片输送盒的交互面与承载面的示意图。

附图标记：

装载结构1；抛光结构2；机械臂3；交互面a；承载面b；

调节器4；卸载结构5；硅片6；

卸载槽10；

硅片输送盒20；

喷嘴30；

输送泵40；

第一供应部50；

第二供应部60。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面具体描述根据本发明实施例的硅片的处理方法。

根据本发明实施例的硅片的处理方法，将硅片输送盒置于盛有浸没液且处于溢流状态的卸载槽中，硅片输送盒交互面与水平面呈平行状态，硅片输送盒中用于承载硅片的承载面与水平面垂直，在硅片完成最终抛光之后，将硅片以竖直方式装载至硅片输送盒中并使硅片浸没于浸没液中。

也就是说，为了解决硅片完成最终抛光后装载至硅片输送盒时该硅片输送盒中的硅片露出，硅片容易受到二次污染的问题，可以将硅片输送盒置于盛有浸没液的卸载槽中，且卸载槽中的浸没液处于溢流状态，浸没液可以为去离子水，可以在去离子水中加入适量的添加剂，比如，清洗剂、中和剂等。硅片输送盒的结构如图7所示，设置硅片输送盒时硅片输送盒中用于承载硅片的承载面b与水平面垂直，硅片输送盒交互面a与水平面呈平行状态，也即是位于卸载槽的硅片输送盒的装载方式为垂直式，能够竖直装载硅片，在硅片完成最终抛光之后，能够将硅片以竖直方式装载至硅片输送盒中的承载面b上，也即是将硅片以竖直方式装载至硅片输送盒上的卡槽中，并使硅片浸没于浸没液中，可以直接将完成最终抛光的硅片竖直装载至硅片输送盒，不需要硅片输送盒移动或露出浸没液，该硅片输送盒中的硅片不需要露出，减小因硅片多次露出浸没液带来的二次污染。

在一些实施例中，将硅片装载至硅片输送盒中之后，可以通过喷嘴分别从卸载槽的上部和下部以不同角度喷射去离子水，喷射的去离子水可以具有一定的压力，喷嘴可以位于卸载槽中的上部和下部，可以位于硅片输送盒的四周，硅片以竖直方式装载至硅片输送盒上的卡槽中，去离子水可以穿过硅片输送盒上的镂空清洗硅片输送盒的内部和硅片，可以从多个方向角度喷射去离子水，可以倾斜向上或向下喷射，从喷嘴喷射出去离子水与水平面形成的角度可以是30°、45°或60°，根据卸载槽和硅片输送盒的设计，该角度可以合理选择，喷射的去离子水能够均匀地清洗在卸载槽内硅片输送盒待机中的硅片的整体范围，另外，喷嘴的直径也应定在能够均匀地清洗整体硅片的范围内，喷射的去离子水喷射多方位地喷射在硅片输送盒和硅片上，能够有效全面地清洗硅片输送盒和硅片，通过喷射的去离子水和卸载槽的溢流结合能够提高清洗硅片表面的能力。

在另一些实施例中，从卸载槽的底部的导流口向卸载槽内供应浸没液，可以从卸载槽的底部的导出口排出卸载槽中的浸没液。通过向卸载槽供应浸没液能够为卸载槽更换新的浸没液，使得原来的浸没液不断地溢流出。从卸载槽的底部的导流口向卸载槽内供应浸没液，能够增强卸载槽下部的浸没液的扰流程度，增强下部浸没液的流动性，提高对硅片输送盒和硅片的清洗能力。

优选地，从卸载槽的底部的导出口通过输送泵排出卸载槽中的浸没液，加快浸没液的排出速度，导出口与输送泵之间可以通过管道连通，可以通过增加管道的数量或管径来增加浸没液的排出速度，提高卸载槽中浸没液的更换速度，随着硅片输送盒中硅片的不断增多，硅片输送盒中的污染物增多，快速地排出浸没液能够减少污染物对硅片的污染，使得硅片得到更好的清洗。

在一些具体实施例中，在硅片装载至卸载槽内的硅片输送盒中之后，向卸载槽中供应酸性中和剂和/或表面活性剂。在硅片装载至卸载槽内的硅片输送盒中之后，可以向卸载槽中供应酸性中和剂或表面活性剂，也可以同时供应酸性中和剂和表面活性剂。硅片在抛光完成后，硅片上残留有抛光浆料，抛光浆料具有一定的碱性，如果不去除抛光浆料会对硅片造成损坏，同时影响硅片的后续工序，所以，在硅片装载至卸载槽内的硅片输送盒中之后，可以向卸载槽中添加适量的酸性中和剂，作为可以使用的中和剂，可以选择能够维持ph3-4的酸性溶液，可以是具有酸性成分的其他化学品，以中和残留的碱性抛光浆料，能够减少残留或吸附于完成最终抛光的硅片表面的抛光浆料对硅片表面的蚀刻，减少碱性浆料对硅片的损坏。同时，为了更好地清洗硅片上的污染物，可以向卸载槽中添加表面活性剂，表面活性剂能够有效去除硅片表面的污染物，增强清洗效果。表面活性剂或酸性中和剂溶液的浓度可以根据实际条件选择，应能够在合理的范围选择，比如，可以调整为质量浓度为1％-5％，可以在应用过程中找到最优化的浓度。酸性中和剂或表面活性剂的浓度不易过高，当浓度过高时，可能反而会呈现增加硅片表面污染的副作用，过多的酸性中和剂也容易对硅片造成损坏。酸性中和剂在供应时，可以在完成最终抛光的硅片被装载至卸载槽内的硅片输送盒之后1-5s范围内自动供应，或在每个特定时间自动供应。

根据本发明的硅片的处理方法，将硅片输送盒置于盛有浸没液且处于溢流状态的卸载槽中，硅片输送盒中用于承载硅片的承载面与水平面垂直，在硅片完成最终抛光之后，将硅片以竖直方式装载至硅片输送盒中并使硅片浸没于浸没液中，避免硅片完成最终抛光后装载至硅片输送盒时该硅片输送盒中的硅片露出，减少硅片的二次污染，增强硅片上微细颗粒的去除能力，减少残留于硅片表面的抛光浆料，减轻因残留的浆料引起的蚀刻，提高清洗效果。

本发明还提供一种硅片的处理装置，硅片的处理装置包括卸载槽10和硅片输送盒20，其中，卸载槽10用于盛装浸没液，浸没液可以为去离子水，卸载槽10中的浸没液处于溢流状态，使得浸没液能够不断更换，加强对硅片的清洗能力；硅片输送盒20可以置于卸载槽10中，硅片输送盒20交互面与水平面呈平行状态，硅片输送盒20可以以垂直装载硅片的方式置于卸载槽10中，且硅片输送盒20中用于承载硅片的承载面与水平面垂直，以使硅片以竖直方式装载至硅片输送盒20中，并使硅片浸没于浸没液中，防止硅片露出浸没液带来二次污染，在装载硅片时，不需要移动硅片输送盒20，已经装载至硅片输送盒20中的硅片不会露出浸没液，避免因反复露出浸没液带来的污染。

在一些实施例中，硅片的处理装置还可以包括设置在卸载槽10上部和下部的喷嘴30，喷嘴30可以包括多个，比如，可以包括四个喷嘴30，喷嘴30可以设置于卸载槽10内的上部和下部，喷嘴30可以分别从卸载槽10的上部和下部以不同角度喷射去离子水，可以将去离子水喷射在硅片输送盒20和硅片，硅片以竖直方式装载至硅片输送盒上的卡槽中，去离子水可以穿过硅片输送盒上的镂空，以清洗硅片输送盒20和硅片，增强清洗效果，如图5所示为未设置喷嘴的卸载槽，对硅片输送盒和硅片的清洗效果差，如图6所示，在卸载槽栅设有多个喷嘴后能够增强对硅片输送盒和硅片的清洗效果。喷嘴30喷射的去离子水可以具有一定的压力，喷嘴30可以位于硅片输送盒20的四周，可以从多个方向角度喷射去离子水，可以倾斜向上或向下喷射，从喷嘴30喷射出去离子水与水平面形成的角度可以是30°、45°或60°，根据卸载槽和硅片输送盒的设计，该角度可以合理选择，如图4所示，角度可以进行多角度设计，喷射的去离子水能够均匀地清洗在卸载槽10内硅片输送盒20待机中的硅片的整体范围，另外，喷嘴30的直径也应定在能够均匀地清洗整体硅片的范围内。喷射的去离子水喷射多方位地喷射在硅片输送盒和硅片上，能够有效全面地清洗硅片输送盒和硅片，通过喷射的去离子水和卸载槽的溢流结合能够提高清洗硅片表面的能力。

如图6所示，每个硅片输送盒20的周围可以设有多个喷嘴30，比如，可以设有四个喷嘴30，四个喷嘴30可以设在卸载槽10内，在卸载槽10内的底部的左下方和右下方可以分别设有一个喷嘴30，通过左下方的喷嘴30向硅片输送盒20的左下方喷射去离子水，通过右下方的喷嘴30向硅片输送盒20的右下方喷射去离子水，以清洗硅片输送盒20的底部，在卸载槽10内的上部的左上方和右上方可以分别设有一个喷嘴30，通过左上方的喷嘴30可以向硅片输送盒20的左上方喷射去离子水，通过右上方的喷嘴30可以向硅片输送盒20的右上方喷射去离子水，以清洗硅片输送盒20的左上方和右上方，去离子水可以通过硅片输送盒20上的镂空进入硅片输送盒20内以清洗硅片输送盒20内的硅片，提高清洗效果。

在另一些实施例中，硅片的处理装置还可以包括第一供应部50，卸载槽10的底部设有导流口，第一供应部50可以通过管道与导流口连接，以使第一供应部50从卸载槽10的底部的导流口向卸载槽10内供应浸没液，卸载槽10的底部可以设有导出口以排出卸载槽10中的浸没液，导出口可以包括多个。通过卸载槽10的底部的导流口向卸载槽10供应浸没液能够为卸载槽10更换新的浸没液，使得原来的浸没液不断地溢流出，能够增强卸载槽10下部的浸没液的扰流程度，增强下部浸没液的流动性，提高对硅片输送盒20和硅片的清洗能力；通过卸载槽10的底部的导出口可以排出卸载槽10中的浸没液。

根据一些实施例，硅片的处理装置还可以包括输送泵40，卸载槽10的底部设有导出口，导出口可以包括多个，比如，可以有两个导出口，导出口可以与导流口间隔开设置，间隔开一定的距离，输送泵40的进口与导出口连通，以通过输送泵40从导出口排出卸载槽10中的浸没液，输送泵40的进口与导出口之间可以通过管道连通，通过输送泵40能够加快浸没液的排出，还可以通过增加管道的数量或管径来增加浸没液的排出速度，提高卸载槽10中浸没液的更换速度，随着硅片输送盒20中硅片的不断增多，硅片输送盒20中的污染物增多，快速地排出浸没液能够减少污染物对硅片的污染，使得硅片得到更好的清洗。

根据另一些实施例，硅片的处理装置还可以包括第二供应部60，第二供应部60可以用于向卸载槽10中供应酸性中和剂和/或表面活性剂。酸性中和剂在供应时，第二供应部60可以在完成最终抛光的硅片被装载至卸载槽内的硅片输送盒20之后1-5s范围内自动供应，或在每个特定时间自动供应。在硅片装载至卸载槽10内的硅片输送盒20中之后，可以向卸载槽10中供应酸性中和剂或表面活性剂，也可以同时供应酸性中和剂和表面活性剂。硅片在抛光完成后，硅片上残留有碱性抛光浆料，会对硅片造成损坏，在硅片装载至卸载槽内的硅片输送盒中之后，可以向卸载槽中添加适量的酸性中和剂，作为可以使用的中和剂，可以选择能够维持ph3-4的酸性溶液，可以是具有酸性成分的其他化学品，以中和残留的碱性抛光浆料，能够减少残留或吸附于完成最终抛光的硅片表面的抛光浆料对硅片表面的蚀刻，减少碱性浆料对硅片的损坏。同时，为了更好地清洗硅片上的污染物，可以向卸载槽中添加表面活性剂，表面活性剂能够有效去除硅片表面的污染物，增强清洗效果。表面活性剂或酸性中和剂溶液的浓度可以根据实际条件选择，应能够在合理的范围选择，比如，可以调整为质量浓度为1％-5％。酸性中和剂或表面活性剂的浓度不易过高，当浓度过高时，可能反而会呈现增加硅片表面污染的副作用。

如图6所示，在本发明的硅片的处理装置使用过程中，卸载槽10盛装浸没液，卸载槽10中的浸没液处于溢流状态，硅片输送盒20可以以垂直装载硅片的方式置于卸载槽10中，硅片输送盒20中用于承载硅片的承载面与水平面垂直，并使硅片浸没于浸没液中，装载硅片时不需要硅片输送盒20露出浸没液，防止硅片露出浸没液带来二次污染，卸载槽10上部和下部的喷嘴30能够清晰硅片输送盒20和硅片，可以通过第一供应部50从卸载槽10的底部的导流口向卸载槽10内供应浸没液，输送泵40能够加快浸没液的排出，第二供应部60可以向卸载槽10中供应酸性中和剂和/或表面活性剂。

通过硅片的处理装置能够实现上述的硅片的处理方法，将硅片输送盒20置于盛有浸没液且处于溢流状态的卸载槽10中，硅片输送盒20中用于承载硅片的承载面与水平面垂直，在硅片完成最终抛光之后，将硅片以竖直方式装载至硅片输送盒20中并使硅片浸没于浸没液中，避免硅片完成最终抛光后装载至硅片输送盒20时该硅片输送盒20中的硅片露出，减少硅片的二次污染，减少残留于硅片表面的抛光浆料，减轻因残留的浆料引起的蚀刻，提高清洗效果；

以上所述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来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。