晶圆寻边装置及晶圆刻蚀设备的制作方法

本实用新型涉及晶圆清洗技术领域，具体涉及一种晶圆寻边装置及晶圆刻蚀设备。

背景技术：

在对晶圆进行处理的过程中，经常需要在各个工艺腔体之间传送晶圆，然而，在传送晶圆的过程中，经常会导致晶圆表面粘附到杂质、颗粒物等，影响对后续晶圆的处理。

例如，在进行晶圆刻蚀时，放入刻蚀设备的腔体内部的晶圆在传送过程中容易沾染上杂质、颗粒物时，就会影响到晶圆的刻蚀。具体的，沾染有杂质颗粒的晶圆被放置至刻蚀设备的腔体内部的静电吸附盘上时，静电吸附盘与晶圆之间有晶圆背面沾染的杂质颗粒物，因此晶圆背面与静电吸附盘之间的距离较大，静电吸附盘表面喷出的氦气容易发生泄露，造成所述刻蚀设备掉电。在这种情况下，需要打开刻蚀设备的腔体，进行设备维护，增加人力与耗材成本，影响了晶圆刻蚀的加工良率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种晶圆寻边装置及晶圆刻蚀设备，能够在对晶圆寻边的同时刷洗晶圆，减少晶圆背面的杂质颗粒，减小晶圆生产的过程中的人力与耗材的成本，提高晶圆刻蚀的加工良率。

为解决上述技术问题，以下提供了一种晶圆寻边装置，包括：旋转台，用于放置晶圆，并用于驱动放置于所述旋转台的晶圆绕一竖直轴旋转，使晶圆表面设置的定位部在竖直方向上对准预设的定位点；刷头，安装至所述旋转台一侧，朝向所述旋转台的上表面设置，用于刷洗放置至所述旋转台的晶圆。

可选的，所述刷头包括正面刷以及背面刷中的至少一个，其中：所述正面刷的刷毛竖直向下设置，用于刷洗所述晶圆的正面；所述背面刷的刷毛竖直向上设置，用于刷洗所述晶圆的背面。

可选的，所述刷头还包括：侧面刷，刷毛设置在水平方向上，用于刷洗边的晶圆的侧面。

可选的，还包括检测单元，设置于所述旋转台一侧，用于检测所述晶圆的寻边操作是否完成。

可选的，所述检测单元包括：出光器，用于出射光信号；收光器，朝向所述出光器设置，用于接收所述出光器出射的光信号；所述出光器和收光器分别设置于所述晶圆放置位的上下两侧，且所述出光器出射光的光轴在竖直方向上，并过所述定位点。

可选的，所述出光器包括超辐射发光二极管，所述收光器包括电子耦合器件，且所述超辐射发光二极管和所述电子耦合器件的连线过所述定位点。

可选的，还包括：控制单元，连接至所述出光器、收光器和旋转台，用于控制所述旋转台的旋转，以及所述出光器的出光、收光器的收光。

可选的，所述控制单元对所述出光器、收光器和旋转台的控制包括：控制所述出光器持续出光；控制所述收光器持续收光；控制所述旋转台在所述收光器接收到光信号时停止旋转。

可选的，还包括一升降台，连接至所述刷头，用于控制所述刷头在竖直方向上运动，使所述刷头与晶圆接触，或脱离与晶圆的接触。

为解决上述技术问题，以下还提供了一种晶圆刻蚀设备，包括一晶圆寻边装置，用于对待刻蚀的晶圆进行寻边操作，所述晶圆寻边装置包括：旋转台，用于放置晶圆，并用于驱动放置于所述旋转台的晶圆绕一竖直轴旋转，使晶圆的定位部在竖直方向上对准预设的定位点；刷头，安装至所述旋转台一侧，朝向所述旋转台的上表面设置，用于刷洗放置至所述旋转台的晶圆。

上述晶圆寻边装置及晶圆刻蚀设备包括旋转台以及设置在旋转台旁的刷头，利用寻边过程中旋转台对晶圆的驱动旋转，使得在晶圆的寻边过程中也能完成对晶圆的边缘的刷洗，减少晶圆背面的杂质颗粒，减小晶圆生产的过程中的人力与耗材的成本，提高晶圆刻蚀的加工良率，简单方便。

附图说明

图1为本实用新型一种具体实施方式中晶圆寻边装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种具体实施方式中晶圆寻边装置的结构示意图。

图3为本实用新型一种具体实施方式中晶圆的俯视示意图。

图4为本实用新型一种具体实施方式中晶圆的俯视示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的一种晶圆寻边装置及晶圆刻蚀设备作进一步详细说明。

请参阅图1，为本实用新型一种具体实施方式中晶圆寻边装置的结构示意图。

该具体实施方式提供了一种晶圆寻边装置，包括：旋转台101，用于放置晶圆102，并用于驱动放置于所述旋转台101的晶圆102绕一竖直轴旋转，使晶圆102表面设置的定位部106对准预设的定位点；刷头103，安装至所述旋转台101一侧，朝向所述旋转台101的上表面设置，用于刷洗放置至所述旋转台101的晶圆102。

所述旋转台101带动晶圆102转动，使晶圆102的定位部106被旋转至与定位点对齐，从而完成晶圆102的寻边。在晶圆102的旋转过程中，由于所述旋转台101旁设置有刷头103，可以与所述旋转台101上放置的晶圆102接触，因此可以同时完成对晶圆102的刷洗，减少晶圆102背面的杂质颗粒，减小晶圆102生产的过程中的人力与耗材的成本，提高晶圆102刻蚀的加工良率，简单方便。

在一种具体实施方式中，所述旋转台101由交流伺服电机(AC Servo Motor) 驱动旋转，由轴角编码器(Position Encoder)来控制交流伺服电机的旋转角度，从而控制旋转台101表面放置的晶圆102的旋转角度。

在一种具体实施方式中，所述旋转台101的上表面设置有晶圆放置位105，用于放置晶圆102。在一种具体实施方式中，所述定位点与晶圆放置位105的中心点的距离略小于所述晶圆102的半径，因此，当晶圆102在放置到所述晶圆放置位105时，晶圆102的中心点应当被放置为与晶圆放置位105的中心点重合，使得设置在晶圆102边缘的定位部106在旋转的过程中一定能够与所述定位点对准，从而完成寻边操作。

在一种具体实施方式中，所述晶圆放置位105的尺寸小于被寻边的晶圆 102的尺寸，使得设置在晶圆102边缘的定位部106能够外露于所述晶圆放置位105，便于寻边。晶圆102的边缘外露于所述晶圆放置位105，也使得晶圆 102边缘能够与刷头103相接触，便于完成对晶圆102边缘的刷洗。

在一种具体实施方式中，设定晶圆102需要被刷洗的边缘尺寸为晶圆102 半径的四分之一，此时，晶圆102外露于所述晶圆放置位105的尺寸应当达到所述晶圆102的半径的四分之一以上。实际上，可根据需要设置晶圆放置位105 的尺寸，以使得被寻边的晶圆102外露于所述晶圆放置位105的长度为晶圆102 半径的六分之一至三分之一以内为宜。

在该具体实施方式中，晶圆102需要被刷洗的边缘的尺寸越大，刷头103 的尺寸就越大。在一种具体实施方式中，可设置所述刷头103的尺寸足够大，并通过控制刷头103相对于放置在旋转台101上的晶圆102的进深，来控制刷头103与晶圆102的接触面积。

在一种具体实施方式中，所述刷头103包括正面刷1032以及背面刷1031 中的至少一个，其中：所述正面刷1032的刷毛竖直向下设置，用于刷洗所述晶圆102的正面；所述背面刷1031的刷毛竖直向上设置，用于刷洗所述晶圆 102的背面。

图1中所述刷头103只具有背面刷1031，只刷洗晶圆102的背面，且所述刷头103与晶圆102接触的区域为矩形。该矩形区域的长度至少为被寻边的晶圆102的半径的四分之一，所述刷头103的宽度至少为被寻边的晶圆102的半径的六分之一，以获得较大的接触面积，实现较好的晶圆102边缘清洗效果。实际上，可以根据具体需求设置刷头103与晶圆102接触的区域的宽度。

其他的具体实施方式中，还可同时设置正面刷1032和背面刷1031，以及只设置正面刷1032。在同时设置所述正面刷1032和背面刷1031时，两个刷面相对设置，两个刷面之间设置有一段空隙，以便晶圆102放入。

实际上，所述刷头103与晶圆102接触的区域也可以为其他形状，如为圆形，或者为椭圆形等。此时，所述刷头103的尺寸也可根据具体需要进行设置，只要满足能够将晶圆102边缘的杂质颗粒刷去的需求即可。

请参阅图2，为本实用新型一种具体实施方式中晶圆寻边装置的结构示意图。在其他的具体实施方式中，所述刷头103还包括：侧面刷1033，刷毛设置在水平方向上，用于刷洗边的晶圆102的侧面。在该具体实施方式中，所述刷头103包括刷正面用的正面刷1032，刷侧面用的侧面刷1033以及刷背面用的背面刷1031，且正面刷1032和背面刷1031相对，侧面刷1033连接所述正面刷1032和所述背面刷1031，刷毛朝向所述晶圆放置位105设置。

在该具体实施方式中，所述侧面刷1033在竖直方向上的宽度与待寻边的晶圆102的侧面高度相匹配，使得晶圆102的侧面能够被完全刷洗到。在一种具体实施方式中，所述侧面刷1033的刷毛长度足够长，以保证在晶圆102旋转的过程中，晶圆102的侧边一定能够与侧面刷1033接触，完成对晶圆102 侧面的刷洗。

在一种具体实施方式中，所述刷头103的刷毛由尼龙丝、杜邦毛等制成，每根刷毛的长度相等，从而能够获取最均匀的刷洗效果。

在一种具体实施方式中，所述晶圆寻边装置还包括一升降台104，连接至所述刷头103，用于控制所述刷头103的竖直高度，控制所述刷头103与晶圆 102接触或不与晶圆102接触。

在该具体实施方式中，所述升降台104包括马达和升降轴，且所述升降轴安装至马达，由马达控制所述升降轴的升降。所述刷头103安装至所述升降轴顶部，用于跟随所述升降轴的升降，在竖直方向上运动。实际上，可根据需要设置所述升降台104的具体结构，如设置直线电机来代替马达和升降轴的组合，虽然价格较高，但更为方便简单。

设置升降台104的意义在于，可以通过控制升降轴的升降来控制刷头103 是否与晶圆102接触，从而控制刷头103对晶圆102的刷洗与否。在不需要对晶圆102进行刷洗时，可以控制所述升降台104带动所述刷头103下行，使得所述刷头103不与晶圆102表面接触。在需要对晶圆102进行刷洗时，则控制所述升降台104带动所述刷头103上行，使得所述刷头103与晶圆102表面接触，对晶圆102进行刷洗。

在一种具体实施方式中，所述晶圆寻边装置还包括检测单元107，设置于所述旋转台101一侧，用于检测所述晶圆102的寻边操作是否完成。

请同时参阅图1至图4，其中图3为本实用新型一种具体实施方式中晶圆的俯视示意图，图4为本实用新型一种具体实施方式中晶圆的俯视示意图。

所述定位部106包括定位槽301或定位边401中的至少一种。在一种具体实施方式中，所述定位点与晶圆放置位105的中心点的距离略小于所述晶圆 102的半径，因此，在所述晶圆102放置到所述晶圆放置位105时，所述定位点被晶圆102挡住，当所述定位部106为定位槽301，且所述定位槽301与所述定位点对准时，在竖直方向上能透过所述定位槽301看到所述定位点。当所述定位部106为定位边401，且所述定位边401与所述定位点对准时，在竖直方向上，能过所述定位边401处能够看到所述定位点。

具体的，所述检测单元107包括：出光器108，用于发射光信号；收光器 109，朝向所述出光器108设置，用于接收所述出光器108出射的光信号；所述出光器108和收光器109分别设置于所述晶圆放置位105的上下两侧，且所述出光器108出射光的光轴在竖直方向上，并过所述定位点。

实际上，由于所述出光器108出射的光的光轴在竖直方向上，因此在所述定位部106对准所述定位点时，定位部106与定位点的连线与所述出光器108 所发出的光的光轴重合。

通过设置所述出光器108和收光器109，使得一旦所述定位部106与定位点对准，所述出光器108出射的光线就会穿过所述定位部106，被收光器109 接收到。这样，可以通过检测收光器109是否接收到光信号，来确定所述定位部106是否与定位点对准，从而判断是否还需要继续寻边。

在一种具体实施方式中，所述出光器108包括超辐射发光二极管(Super luminescent diode)，用于朝向所述收光器109发射光信号。所述收光器109包括电荷耦合元件(Charge-coupled device)，用于接收所述出光器108发射的光信号，并将接收到的光信号转换为数字信号。在一种具体实施方式中，所述超辐射发光二极管和所述电子耦合器件的连线过所述定位点。

在其他的具体实施方式中，所述出光器108还可以包括镭射光源，所述收光器109还可以包括镭射侦测器。实际上，可以根据需要设置所述出光器108 和收光器109的具体结构。

在一种具体实施方式中，所述晶圆寻边装置还包括：控制单元，连接至所述出光器108、收光器109和旋转台101，用于控制所述旋转台101的旋转，以及所述出光器108的出光、收光器109的收光。

在一种具体实施方式中，所述控制单元对所述出光器108、收光器109和旋转台101的控制包括：控制所述出光器108持续出光；控制所述收光器109 持续收光；控制所述旋转台101在所述收光器109接收到光信号时停止旋转。在一种更优的具体实施方式中，所述控制器在控制所述旋转台101停止旋转后，还控制所述出光器108和收光器109停止出光和收光，以节省能源。

在一种具体实施方式中，当所述晶圆寻边装置包括升降台104时，所述控制单元还连接至所述升降台104，用于控制所述刷头103的升降。在一种具体实施方式中，所述控制器对所述升降台104的控制包括：在所述控制单元控制所述旋转台101开始旋转时，即控制所述升降台104升降，使刷头103与晶圆 102相接触，从而使所述晶圆102开始旋转寻边时就使用刷头103对晶圆102 进行刷洗，保证足够的晶圆102刷洗时间。

在一种具体实施方式中，所述控制单元包括微控制器、单片机或可编辑逻辑器件中的至少一种。

该具体实施方式还提供了一种晶圆刻蚀设备，包括一晶圆寻边装置，用于对待刻蚀的晶圆进行寻边操作，所述晶圆寻边装置包括：旋转台101，用于放置晶圆102，并用于驱动放置于所述旋转台101的晶圆102绕一竖直轴旋转，使晶圆102表面设置的定位部106对准预设的定位点；刷头103，安装至所述旋转台101一侧，朝向所述旋转台101的上表面设置，用于刷洗放置至所述旋转台101的晶圆102。

所述旋转台101带动晶圆102转动，使晶圆102的定位部106被旋转至与定位点对齐，从而完成晶圆102的寻边。在晶圆102的旋转过程中，由于所述旋转台101旁设置有刷头103，可以与所述旋转台101上放置的晶圆102接触，因此可以同时完成对晶圆102的刷洗，减少晶圆102背面的杂质颗粒，减小晶圆生产的过程中的人力与耗材的成本，简单方便。

在晶圆刻蚀设备中增加该晶圆寻边装置后，可以及时的清除掉晶圆102表面附着的杂质颗粒，防止将晶圆102表面的杂质颗粒带到晶圆102与晶圆刻蚀设备的静电吸附盘之间，从而减小静电吸附盘发生氦气泄露的可能性，防止晶圆刻蚀设备因为氦气泄露而掉电，从而提高晶圆102刻蚀的加工良率。

在一种具体实施方式中，所述旋转台101的上表面设置有晶圆放置位105，用于放置晶圆102。在一种具体实施方式中，所述定位点与晶圆放置位105的中心点的距离略小于所述晶圆102的半径，因此，当晶圆102在放置到所述晶圆放置位105时，晶圆102的中心点应当被放置为与晶圆放置位105的中心点重合，使得设置在晶圆102边缘的定位部106在旋转的过程中一定能够与所述定位点对准，从而完成寻边操作。

所述旋转台101带动晶圆102转动，使晶圆102的定位部106被旋转至与定位点对齐，从而完成晶圆102的寻边。在晶圆102的旋转过程中，由于所述旋转台101旁设置有刷头103，可以与所述旋转台101上放置的晶圆102接触，因此可以同时完成对晶圆102的刷洗。

在一种具体实施方式中，所述刷头103包括正面刷1032以及背面刷1031 中的至少一个，其中：所述正面刷1032的刷毛竖直向下设置，用于刷洗所述晶圆102的正面；所述背面刷1031的刷毛竖直向上设置，用于刷洗所述晶圆 102的背面。

在其他的具体实施方式中，所述刷头103还包括：侧面刷1033，刷毛设置在水平方向上，用于刷洗边的晶圆102的侧面。在该具体实施方式中，所述刷头103包括刷正面用的正面刷1032，刷侧面用的侧面刷1033以及刷背面用的背面刷1031，且正面刷1032和背面刷1031相对，侧面刷1033连接所述正面刷1032和所述背面刷1031，刷毛朝向所述晶圆放置位105设置。

在一种具体实施方式中，所述晶圆寻边装置还包括检测单元107，设置于所述旋转台101一侧，用于检测所述晶圆102的寻边操作是否完成。

具体的，所述检测单元107包括：出光器108，用于发射光信号；收光器 109，朝向所述出光器108设置，用于接收所述出光器108出射的光信号；所述出光器108和收光器109分别设置于所述晶圆放置位105的上下两侧，且所述出光器108出射光的光轴在竖直方向上，并过所述定位点。

通过设置所述出光器108和收光器109，使得一旦所述定位部106与定位点对准，所述出光器108出射的光线就会穿过所述定位部106，被收光器109 接收到。这样，可以通过检测收光器109是否接收到光信号，来确定所述定位部106是否与定位点对准，从而判断是否还需要继续寻边。

在一种具体实施方式中，所述出光器108包括超辐射发光二极管(Super luminescent diode)，用于朝向所述收光器109发射光信号。所述收光器109包括电荷耦合元件(Charge-coupled device)，用于接收所述出光器108发射的光信号，并将接收到的光信号转换为数字信号。在一种具体实施方式中，所述超辐射发光二极管和所述电子耦合器件的连线过所述定位点。

在其他的具体实施方式中，所述出光器108还可以包括镭射光源，所述收光器109还可以包括镭射侦测器。实际上，可以根据需要设置所述出光器108 和收光器109的具体结构。

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