晶片清洁方法和用于该方法中的晶片清洁装置的制造方法
【专利摘要】公开一种晶片清洁装置和一种晶片清洁方法，用于在半导体制造工艺过程中从晶片去除杂质。所述晶片清洁装置包括：旋转夹盘，其可旋转地支撑晶片；清洁臂，其位于所述旋转夹盘的一侧并且具有朝向置于所述旋转夹盘上的所述晶片延伸的臂部分；固定夹具，其连接到所述臂部分的端部并且具有形成为朝向所述晶片的槽；垫附接部分，其插入所述槽中并且突出到所述固定夹具之外；和清洁垫，在其第一表面上具有用于被附接到所述垫附接部分的粘结层并且在其第二表面上具有与所述晶片接触的垫表面。
【专利说明】
晶片清洁方法和用于该方法中的晶片清洁装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于在半导体制造工艺过程中从晶片中去除杂质的晶片清洁方法，并涉及一种用于该方法中的晶片清洁装置。
【背景技术】
[0002]在半导体制造工艺中，为了从晶片去除各种异物(例如颗粒、金属杂质、有机污染物、或表面膜)，单独进行湿式清洁工艺，然后将晶片干燥。
[0003]这种湿式方法的实例包括使用化学品的化学清洁方法和使用物理力的旋转洗涤器清洁方法。其中，主要使用旋转洗涤器清洁方法。
[0004]旋转洗涤器清洁方法分为:使用纯水的清洁方法、使用纯水和刷子的方法、和使用超声波的清洁方法。图1例示出传统的使用纯水的旋转洗涤器清洁装置。
[0005]这样的旋转洗涤器包括圆柱形的旋转杯12，旋转杯12安置在基板11上，具有开口，并且被构造为当旋转杯12向上运动时包围晶片W。纯水喷嘴13位于旋转杯12上的侧端处，使纯水从纯水喷嘴13喷向晶片W。
[0006]旋转夹盘17用于可旋转地支撑晶片W，并位于旋转杯12中。清洁臂20位于旋转杯12之外的位置，清洁臂20的端部被构造为在固定轴22上旋转。
[0007]海绵(或刷子)24被附接到清洁臂20的端部。当晶片W旋转时，海绵24与晶片W的表面接触并从晶片W去除异物。
[0008]在传统清洁方法中，当使用海绵24清洁晶片W时，异物粘结到海绵24。这样，当需要随后清洁另一晶片W时，应增加使用清洁化学物清洁海绵24的工序。
[0009]进一步地，由于海绵24是消耗品，因而当清洁了预定数量的晶片W之后应将海绵24更换为新海绵。此外，将海绵24更换为新海绵较复杂，而且更换费用高昂。
[0010]另外，传统清洁方法的问题在于:通过使用纯水喷嘴13将纯水从海绵24的一侧喷向晶片W来清洁晶片W，然后通过增大水压而单独地漂洗晶片的表面，使得清洁操作和漂洗操作分别进行，由此收率低。
【发明内容】
[0011]因此，本发明已经考虑到现有技术中出现的上述问题，本发明的目的在于:提供一种晶片清洁方法，用于同时进行晶片的清洁操作和漂洗操作。
[0012]进一步地，本发明的另一目的在于:提供一种晶片清洁装置，其便于更换晶片清洁垫、不需要清洁化学物、并具有长使用寿命，因而实现成本缩减。
[0013]为了实现上述目的，本发明提供一种晶片清洁装置，包括:旋转夹盘，其可旋转地支撑晶片;清洁臂，其位于所述旋转夹盘的一侧，并且具有朝向置于所述旋转夹盘上的所述晶片延伸的臂部分;固定夹具，其连接到所述臂部分的端部，并且具有形成为朝向所述晶片的槽;垫附接部分，其插入所述槽中，并突出到所述固定夹具之外;和清洁垫，在其第一表面上具有用于被附接到所述垫附接部分的粘结层，并在其第二表面上具有与所述晶片接触的垫表面。
[0014]进一步地，为了实现上述目的，本发明提供一种晶片清洁装置，包括:旋转夹盘，其可旋转地支撑晶片;侧喷嘴，其被构造为将纯水沿侧向喷向所述晶片;清洁臂，其位于所述旋转夹盘的一侧，并且具有朝向置于所述旋转夹盘上的所述晶片延伸的臂部分;固定夹具，其连接到所述臂部分的端部，并具有形成为朝向所述晶片的槽;垫附接部分，其插入所述槽中，并且突出到所述固定夹具之外;清洁垫，在其第一表面上具有用于被附接到所述垫附接部分的粘结层，并在其第二表面上具有与所述晶片接触的垫表面;和中心喷嘴，其位于所述清洁垫的垫表面上的中心部分处以将所述纯水竖直地喷向所述晶片。
[0015]另外，所述垫表面可以包括:多个接触部分、和可在所述接触部分之间形成的沟，所述多个接触部分可与所述晶片接触并可按预定间隔相互分开。
[0016]所述晶片清洁装置可进一步包括:弹性构件，其插入所述固定夹具中以将所述垫附接部分朝向所述晶片偏置。
[0017]为了实现上述目的，本发明提供一种晶片清洁方法，其包括:将晶片定位在旋转夹盘上以可旋转地支撑所述晶片；当使用具有与所述晶片接触的垫表面的清洁垫清洁所述晶片时，使用侧喷嘴将纯水从清洁垫的一侧沿侧向喷向所述晶片;使用位于所述清洁垫的中心部分处的中心喷嘴将纯水从所述清洁垫的垫表面上的中心部分竖直地喷向所述晶片，由此同时清洁所述晶片和漂洗所述晶片的表面。
[0018]通过以上描述显见的是:本发明提供一种晶片清洁方法，其中将纯水从清洁垫的中心部分竖直地喷向晶片以同时进行晶片的清洁操作和漂洗操作，由此缩短等待时间并增大清洁效率。
[0019]进一步地，本发明提供一种晶片清洁装置，其中清洁垫附接到垫附接部分，由此便于将晶片清洁用垫更换为新垫，易于经由清洁垫排出异物，从而不需要清洁化学品，而且可以实现清洁垫更长的使用寿命并因而减少成本。
【附图说明】
[0020]图1是例示出使用纯水的传统的旋转洗涤器清洁装置的图；
[0021]图2是例示出根据本发明第一实施方案的晶片清洁装置的构造的图；
[0022]图3是例示出图2的固定夹具和其它部件的详细图；
[0023]图4是例示出清洁垫附接到图3中所示垫附接部分的状态的图；
[0024]图5是例示出图3的清洁垫的接触部分的照片；
[0025]图6是例示出根据本发明第二实施方案的晶片清洁装置的构造的图；
[0026]图7是例示出图6的固定夹具和其它部件的详细图；和
[0027]图8是例示出清洁垫附接到图7中的垫附接部分的状态的图。
【具体实施方式】
[0028]〈第一实施方案〉
[0029]图2是例示出根据本发明第一实施方案的晶片清洁装置的构造的图，图3是例示出图2的固定夹具和其它部件的详细图，图4是例示出清洁垫附接到图3中所示垫附接部分的状态的图，图5是例示出图3的清洁垫的接触部分的照片。
[0030]本发明的晶片清洁装置100包括:旋转夹盘110、清洁臂120、固定夹具130、垫附接部分140、清洁垫150，等等。
[0031]旋转夹盘110可旋转地支撑晶片W。旋转夹盘110可被构造为上下运动。在晶片W在旋转夹盘110上就位且被支撑的状态下，晶片W也随旋转夹盘110旋转而旋转。
[0032]具有开口的圆柱形旋转杯116可位于基板115上。旋转杯116可上下运动并可在旋转杯16向上运动时包围晶片Wο纯水喷嘴117可位于旋转杯116的端部处以将纯水从纯水喷嘴117喷向晶片W。
[0033]清洁臂120位于旋转夹盘110的一侧。清洁臂120可包括:竖直延伸的竖直部分121、和与竖直部分121连接且朝向置于旋转夹盘110上的晶片W延伸的臂部分122。清洁臂120可被构造为上下运动。
[0034]固定夹具130连接到旋转夹盘110的臂部分122的端部。固定夹具130可经由另一部分连接至臂部分122。固定夹具130用于接纳和支撑垫附接部分140。
[0035]固定夹具130可包括上夹具131和下夹具132，上夹具131连接到臂部分122，下夹具132与上夹具131联接并具有朝向晶片W形成的槽132b。例如，下夹具132可与上夹具131以螺纹紧固方式联接。
[0036]上夹具131可包括颈部分131a，颈部分131a具有螺纹与臂部分122连接。上夹具131可形成为柱的形状，所述柱具有在其中心部分中的容纳空间。
[0037]下夹具132可形成为柱的形状，所述柱具有在其中心部分中的容纳空间，台阶部分132a可形成在下夹具132的端部中而朝向所述柱的中心向内突。台阶部分132a防止垫附接部分140从槽132b中移出。
[0038]垫附接部分140插入固定夹具130的槽132b中，垫附接部分140的端部突出到固定夹具130之外。垫附接部分140的下端140a被成形为使其截面减小以对应于下夹具132的台阶部分132a。因此，垫附接部分140可总体上形成为“T”形状。
[0039]当垫附接部分140插入到固定夹具130的槽132b中时，在其间限定细微的间隙以允许垫附接部分140轻微运动。例如，垫附接部分140可由塑料材料制成。
[0040]清洁垫150附接到垫附接部分140的下端140a，使得清洁垫150与晶片W的表面接触，从而当晶片W旋转时从其上去除异物。清洁垫150的一个表面具有将会附接到垫附接部分140的粘结层151，而其另一个表面具有与晶片W接触的垫表面152。
[0041 ]垫表面152包括:多个接触部分152a和在这些接触部分152a之间形成的沟152b，多个接触部分152a以预定间隔相互分开，用于在清洁操作过程中与晶片W接触。沟152b可布置为格栅形状。
[0042 ]如果在纯水喷射状态下每个接触部分152a均与晶片W的表面接触，则晶片W上的异物被推到接触部分152a的外侧，由此易于沿着各接触部分152a之间形成的沟152b从晶片W排出。这样，使接触部分152a由于异物造成的污染最小化，使得即使在晶片W被清洁之后，也很少有异物粘结到接触部分152a。进一步地，由于沟152b不直接接触晶片W的表面，因而晶片W上的异物不会粘结到沟152b。因此，即使当晶片W被清洁之后，垫表面152也可保持其原有状态，而不会粘附有异物。
[0043]弹性构件135插入固定夹具130中以将垫附接部分140朝向晶片W偏置。弹性构件135可为弹簧。弹性构件135使垫表面152可靠地接触晶片W的表面，由此提高从晶片W去除异物的效率。
[0044]若将本发明的晶片清洁装置100与图1中所示的传统的旋转洗涤器相比，则旋转洗涤器的海绵24没有异物排出通路，使得晶片W清洁操作完成之后相当大量的异物粘结到海绵24的表面。因此，当需要随后清洁另一晶片W时，不可避免地需要增加使用清洁化学品在70?105 °C下从海绵24去除异物的工序。
[0045]与此相比，在本发明的晶片清洁装置100中，清洁垫150的垫表面152包括接触部分152a和沟152b，以允许从接触部分152a推出的异物易于沿沟152b排出。这样，垫表面152的污染最小化，从而当清洁晶片W时能够直接使用纯水进行清洁操作，而不需使用清洁化学品，以从垫表面152去除异物。因此，在清洁晶片W的操作中使工序数减少，由此提高清洁效率并节省清洁化学品的成本。
[0046]另外，在传统旋转洗涤器中，即使使用清洁化学品，海绵24的污染物也可能无法完全去除，使得海绵24的使用寿命缩短，而且将附接到臂的海绵24更换为新海绵并不容易，由此要花费较长时间将所述海绵更换为新海绵。
[0047]与此相比，在本发明的晶片清洁装置100中，对清洁垫150的直接污染被最小化，使得清洁垫150的更换周期延长，则清洁垫150的更换成本比海绵24的更换成本小得多。因此，可以节省晶片W的清洁成本。进一步地，将清洁垫150更换为新清洁垫的过程可以非常简单地进行，这是因为，仅需要将现存的清洁垫150从垫附接部分140拆除，然后将新的清洁垫150附接到垫附接部分140。
[0048]〈第二实施方案〉
[0049]图6是例示出根据本发明实施方案的晶片清洁装置的构造的图，图7是例示出图6的固定夹具和其它部件的详细图；图8是例示出清洁垫附接到图7中的垫附接部分的状态的图。
[0050]根据本发明的晶片清洁方法包括以下各步骤:将晶片W定位在旋转夹盘110上以可旋转地支撑所述晶片W;当使用具有与所述晶片W接触的垫表面162的清洁垫160清洁所述晶片W时，使用侧喷嘴120将纯水从清洁垫160的一侧沿侧向喷向所述晶片W;使用位于所述清洁垫160的中心部分处的中心喷嘴170将纯水从所述清洁垫160的垫表面162上的中心部分竖直地喷向所述晶片W，由此同时清洁所述晶片W和漂洗所述晶片W的表面。
[0051]根据本发明的用于实施这种晶片清洁方法的晶片清洁装置被构造为包括:旋转夹盘110、侧喷嘴120、清洁臂130、固定夹具140、垫附接部分150、清洁垫160、和中心喷嘴170。
[0052]旋转夹盘110可旋转地支撑晶片W。旋转夹盘110可被构造为上下运动。在晶片W在旋转夹盘110上就位且被支撑的状态下，晶片W也随旋转夹盘110旋转而旋转。
[0053]具有开口的圆柱形旋转杯116可位于基板115上。旋转杯116可上下运动并可在旋转杯16向上运动时包围晶片W。
[0054]进一步地，侧喷嘴120位于旋转杯116上的侧端处，使得纯水从侧喷嘴120喷向晶片W。由此，在清洁晶片时可以直接使用纯水进行清洁操作，而不需要使用化学品。
[0055]清洁臂130位于旋转夹盘110的一侧。清洁臂130可包括:竖直延伸的竖直部分131、和与竖直部分131连接且朝向置于旋转夹盘110上的晶片W延伸的臂部分132。清洁臂130可被构造为上下运动。
[0056]固定夹具140连接到清洁臂130的臂部分132的端部。固定夹具140可经由臂部分132的另一部分连接。固定夹具140用于接纳和支撑垫附接部分150。
[0057]固定夹具140可包括上夹具141和下夹具142，上夹具141连接到臂部分132，下夹具142与上夹具141联接并具有朝向晶片W形成的槽142b。例如，下夹具142可与上夹具141以螺纹紧固方式联接。
[0058]上夹具141可包括颈部分141a，颈部分141a具有螺纹以与臂部分132连接。上夹具141可形成为圆柱的形状，所述圆柱具有在其中心部分中的容纳空间。
[0059]下夹具142可形成为圆柱的形状，所述圆柱具有在其中心部分中的容纳空间，台阶部分142a可形成在下夹具142的端部中以朝向所述圆柱的中心内突。台阶部分142a防止垫附接部分150从槽142b中移出。
[0060]垫附接部分150插入固定夹具140的槽142b中，垫附接部分150的端部突出到固定夹具140之外。垫附接部分150的下端150a被成形为使其截面减小以对应于下夹具142的台阶部分142a。因此，垫附接部分150可总体上形成为“T”形状。
[0061 ]当垫附接部分150插入到固定夹具140的槽142b中时，在其间限定细微的间隙以允许垫附接部分150轻微运动。例如，垫附接部分150可由塑料材料制成。
[0062]清洁垫160附接到垫附接部分150的下端150a，使得清洁垫160与晶片W的表面接触，从而当晶片W正在旋转时从其上去除异物。清洁垫160的一个表面具有将会附接到垫附接部分150的粘结层161，而其另一个表面具有与晶片W接触的垫表面162。
[0063]垫表面162包括:多个接触部分162a和在这些接触部分162a之间形成的沟162b，多个接触部分162a以预定间隔相互分开，用于在清洁操作过程中与晶片W接触。沟162b可布置为格栅形状。
[0064]也就是说，如果在纯水喷射状态下每个接触部分162a均与晶片W的表面接触，则晶片W上的异物被推到接触部分162a的外侧，由此易于沿着各接触部分162a之间形成的沟162b从晶片W排出。这样，使接触部分162a由于异物造成的污染最小化，使得即使在晶片W被清洁之后，也很少有异物粘结到接触部分162a。
[0065]进一步地，由于沟162b不直接接触晶片W的表面，因而晶片W上的异物不会粘结到沟162b。因此，即使当晶片W被清洁之后，垫表面162也可保持其原有状态，而不会粘附有异物。
[0066]同时，弹性构件145插入固定夹具140中以将垫附接部分150朝向晶片W偏置。弹性构件145可为弹簧。弹性构件145使垫表面162可靠地接触晶片W的表面，由此提高从晶片W去除异物的效率。
[0067]中心喷嘴170位于清洁垫160的垫表面162上的中心部分处，以将纯水竖直地喷向晶片W。中心喷嘴170被形成为穿透清洁垫160的垫表面162。这样的中心喷嘴170喷射纯水，其水压高于侧喷嘴120的水压，因而使采用清洁垫160的清洁操作和漂洗操作的效率均最大化。
[0068]进一步地，如图6至8中所示，中心喷嘴170优选地被形成为穿透固定夹具140和垫附接部分150并针对清洁垫160的垫表面162的中心部分露出，由此将纯水竖直地喷向晶片W。
[0069]因此，中心喷嘴170稳定地形成以穿透固定夹具140，使得在晶片W通过清洁垫160被清洁时，高压下的纯水稳定地供应到相互接触的清洁垫160的垫表面162与晶片W之间。
[0070]也就是说，通过中心喷嘴170，纯水从清洁垫160的垫表面162上的中心部分竖直地喷向晶片W，以清洁晶片W并同时漂洗晶片表面，从而同时缩短晶片的清洁时间和漂洗时间。
[0071]由此，使用清洁垫160，同时进行从晶片W去除异物的清洁过程和晶片漂洗过程，从而缩短等待时间和移动到漂洗装置所需时间，因而使总处理时间减少。
[0072]若将本发明的晶片清洁装置100与图1中所示的传统的旋转洗涤器相比，则旋转洗涤器的海绵24没有异物排出通路，使得晶片W清洁操作完成之后相当大量的异物粘附到海绵24的表面。因此，当需要随后清洁另一晶片W时，不可避免地需要增加使用清洁化学品在70?105 °C下从海绵24去除异物的工序。
[0073]与此相比，在本发明的晶片清洁装置100中，清洁垫160的垫表面162包括接触部分162a和沟162b，以允许从接触部分162a推出的异物易于沿沟162b排出。
[0074]这样，垫表面162的污染最小化，从而当清洁晶片W时能够直接使用纯水进行清洁操作，而不需使用清洁化学品从垫表面162去除异物。
[0075]因此，在清洁晶片W的操作中，工序数减少，由此提高清洁效率并节省清洁化学品的成本。
[0076]另外，在传统旋转洗涤器中，即使使用清洁化学品，海绵24的污染物也可能无法完全去除，使得海绵24的使用寿命缩短，而且将附接到臂的海绵24更换为新海绵并不容易，由此要花费较长时间将所述海绵更换为新海绵。
[0077]与此相比，在本发明的晶片清洁装置100中，对清洁垫160的直接污染被最小化，使得清洁垫160的使用周期延长，则清洁垫160的更换成本比海绵24的更换成本小得多。因此，可以节省晶片W的清洁成本。
[0078]进一步地，将清洁垫160更换为新清洁垫的工序可非常简单地进行，这是因为，仅需要将现存的清洁垫160从垫附接部分150拆除，并然后将新的清洁垫160附接到垫附接部分 150。
【主权项】
1.一种晶片清洁装置，包括: 旋转夹盘，其可旋转地支撑晶片； 清洁臂，其位于所述旋转夹盘的一侧，并且具有朝向置于所述旋转夹盘上的所述晶片延伸的臂部分； 固定夹具，其连接到所述臂部分的端部，并且具有形成为朝向所述晶片的槽； 垫附接部分，其插入所述槽中，并且突出到所述固定夹具之外;和清洁垫，在其第一表面上具有用于被附接到所述垫附接部分的粘结层，并且在其第二表面上具有与所述晶片接触的垫表面。2.根据权利要求1所述的晶片清洁装置，其中所述垫表面包括:多个接触部分和在所述接触部分之间形成的沟，所述多个接触部分与所述晶片接触并以预定间隔相互分开。3.根据权利要求1所述的晶片清洁装置，进一步包括: 弹性构件，其插入所述固定夹具中以将所述垫附接部分朝向所述晶片偏置。4.一种晶片清洁装置，包括: 旋转夹盘，其可旋转地支撑晶片； 侧喷嘴，其被构造为将纯水沿侧向喷向所述晶片； 清洁臂，其位于所述旋转夹盘的一侧，并且具有朝向置于所述旋转夹盘上的所述晶片延伸的臂部分； 固定夹具，其连接到所述臂部分的端部，并且具有形成为朝向所述晶片的槽； 垫附接部分，其插入所述槽中，并且突出到所述固定夹具之外； 清洁垫，在其第一表面上具有用于被附接到所述垫附接部分的粘结层，并且在其第二表面上具有与所述晶片接触的垫表面;和 中心喷嘴，其位于所述清洁垫的垫表面上的中心部分处以将所述纯水竖直地喷向所述曰曰斤°5.根据权利要求4所述的晶片清洁装置，其中所述清洁垫的垫表面包括:多个接触部分和在所述接触部分之间形成的沟，所述多个接触部分与所述晶片接触并以预定间隔相互分开。6.根据权利要求4所述的晶片清洁装置，进一步包括: 弹性构件，其插入所述固定夹具中以将所述垫附接部分朝向所述晶片偏置。7.根据权利要求4所述的晶片清洁装置，其中所述中心喷嘴被形成为穿透所述固定夹具和所述垫附接部分并针对所述清洁垫的垫表面的中心部分露出，由此将所述纯水竖直地喷向所述晶片。8.—种晶片清洁方法，包括: 将晶片定位在旋转夹盘上以可旋转地支撑所述晶片； 当使用具有与所述晶片接触的垫表面的清洁垫清洁所述晶片时，使用侧喷嘴将纯水从清洁垫的一侧沿侧向喷向所述晶片;和 使用位于所述清洁垫的中心部分处的中心喷嘴将纯水从所述清洁垫的垫表面上的中心部分竖直地喷向所述晶片，由此同时清洁所述晶片和漂洗所述晶片的表面。9.根据权利要求8所述的晶片清洁方法，其中所述清洁垫的垫表面包括:多个接触部分和在所述接触部分之间形成的沟，所述多个接触部分与所述晶片接触并以预定间隔相互分开。10.根据权利要求8所述的晶片清洁方法，其中所述清洁垫被可拆除地附接到固定夹具，所述固定夹具具有形成为朝向所述晶片的槽。11.根据权利要求10所述的晶片清洁方法，其中所述清洁垫附接到所述垫附接部分，所述垫附接部分插入到所述固定夹具的槽中，并且突出到所述固定夹具之外。12.根据权利要求10所述的晶片清洁方法，其中所述清洁垫在其第一表面上具有用于被附接到所述垫附接部分的粘结层，并且在其第二表面上具有与所述晶片接触的垫表面。
【文档编号】B08B1/02GK106040627SQ201610236821
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】李康锡
【申请人】光全球半导体有限公司