晶圆清洗系统及其清洗方法与流程

文档序号:29307827发布日期:2022-03-19 19:01阅读:306来源:国知局
晶圆清洗系统及其清洗方法与流程

1.本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种晶圆清洗系统及其清洗方法。


背景技术:

2.在半导体的制造过程中,需要在晶圆上进行各种工艺处理,如蚀刻(etch)、氧化(oxidation)、沉积(deposition)、去光阻(pr,photoresist)以及化学机械研磨(cmp,chemical mechanical polishing)等。这些工艺处理,在实现晶圆功能的同时,都会或多或少的在晶圆表面产生污染物,如有机附着物、金属附着物以及氧化膜等。因此,在晶圆的制造过程中,需要对晶圆进行清洗,以清除晶圆表面的污染物。
3.然而,利用相关技术中的晶圆清洗系统清除晶圆表面的污染物时,无法达到较好地清洗效果。


技术实现要素:

4.为解决相关技术问题,本发明实施例提出一种晶圆清洗系统及其清洗方法。
5.本发明实施例提供了一种晶圆清洗系统,包括:
6.承载装置,用于承载晶圆;
7.喷管,沿平行于所述晶圆表面方向水平设置在所述晶圆的侧上方,用于输送清洗液;
8.至少一个喷头,设置在所述喷管上,用于向所述晶圆喷洒所述清洗液;
9.角度调整装置,包括第一控制器和第一驱动组件;其中,
10.所述第一控制器,用于根据接收的第一信息和第二信息,发出第一指令;所述第一信息包括所述喷头与所述晶圆表面之间待调整的目标夹角;所述第二信息包括所述喷头与所述晶圆表面之间的实际夹角;
11.所述第一驱动组件,用于在所述第一指令的作用下,驱动所述喷管和/或所述喷头转动第一角度,以闭环控制所述喷头与所述晶圆表面之间的夹角。
12.上述方案中,所述角度调整装置还包括:第一反馈组件,用于测量所述喷管和/或所述喷头的夹角,并将所述第二信息发送给所述第一控制器。
13.上述方案中,所述第一驱动组件包括驱动器和电机;
14.所述驱动器,用于接收所述第一指令,在所述第一指令的作用下,驱动所述电机转动;
15.所述电机,用于带动所述喷管和/或所述喷头转动所述第一角度。
16.上述方案中,所述第一反馈组件,还用于测量所述电机的实际运行参数,并将第三信息发送给所述驱动器;所述第三信息包括所述电机的实际运行参数;
17.所述驱动器,还用于根据所述第一指令和所述第三信息,调整施加在所述电机上的参数。
18.上述方案中,所述清洗系统还包括:距离调整装置,用于调整所述喷头与所述晶圆
表面之间的距离。
19.上述方案中,所述距离调整装置包括:移动轨道、第二控制器、第二驱动组件;其中,
20.所述第二控制器,用于在接收到第四信息后,向所述第二驱动组件发送第二指令;所述第四信息包括所述喷头与所述晶圆表面之间待调整的目标距离;
21.所述第二驱动组件,用于在所述第二指令的作用下,驱动所述喷管沿所述移动轨道移动第一距离。
22.上述方案中,所述距离调整装置还包括:第二反馈组件;
23.所述第二反馈组件,用于测量所述喷管与所述晶圆表面之间的实际距离,并将第五信息发送给所述第二控制器;所述第五信息包括所述喷管与所述晶圆表面之间的实际距离;
24.所述第二控制器,还用于根据所述第四信息和所述第五信息,向所述第二驱动组件发送第三指令;
25.所述第二驱动组件,还用于在所述第三指令的作用下,驱动所述喷管沿所述移动轨道移动第二距离,以使所述喷头与所述晶圆表面之间的距离更接近所述目标距离。
26.上述方案中,所述清洗系统还包括:流量调整装置,用于调整所述喷头喷出的清洗液的流量值;
27.所述流量调整装置包括:第三控制器、第一阀门组件、流量检测组件以及第二阀门组件;其中:
28.所述第三控制器,用于接收到第六信息后,向所述第一阀门组件发送第四指令;所述第六信息包括所述喷管中清洗液的目标流量值;
29.所述第一阀门组件,用于在第四指令的作用下,开启第一阀门;
30.所述流量检测组件,用于测量所述第一阀门组件流出的清洗液的流量值,并将第七信息发送给所述第三控制器;所述第七信息包括从所述第一阀门组件流出的清洗液的流量值;
31.所述第三控制器,还用于根据所述第六信息和所述第七信息,向所述第二阀门组件发送第五指令;
32.所述第二阀门组件,用于在所述第五指令的作用下,调整第二阀门开启的大小。
33.上述方案中,所述承载装置包括:洗刷组件和支撑滚轮;
34.所述洗刷组件至少包括相对所述晶圆设置的第一清洗刷和第二清洗刷,两个所述清洗刷之间形成用于放置所述晶圆的缝隙;
35.所述支撑滚轮位于所述缝隙下方,用于承载所述晶圆;
36.所述喷管包括:第一喷管和第二喷管;
37.所述第一喷管与所述第二喷管相对设置在所述晶圆的侧上方;
38.所述第一喷管与所述第一清洗刷相配合,实现所述晶圆第一表面的清洗;
39.所述第二喷管与所述第二清洗刷相配合,实现所述晶圆第二表面的清洗。
40.本发明另一方面提供了一种晶圆清洗方法,所述方法包括:
41.将晶圆放置在承载装置上;
42.利用沿平行于所述晶圆表面方向水平设置在所述晶圆的侧上方的喷管输送清洗
液,并利用设置在所述喷管上的至少一个喷头向所述晶圆喷洒所述清洗液,以清洗所述晶圆;其中,
43.在清洗所述晶圆的过程中,角度调整装置的第一控制器根据接收的第一信息和第二信息,发出第一指令;所述第一信息包括所述喷头与所述晶圆表面之间待调整的目标夹角;所述第二信息包括所述喷头与所述晶圆表面之间的实际夹角;
44.所述角度调整装置的第一驱动组件在所述第一指令的作用下,驱动所述喷管和/或所述喷头转动第一角度,以闭环控制所述喷头与所述晶圆表面之间的夹角。
45.本发明实施例提供了一种晶圆清洗系统及其清洗方法,所述晶圆清洗系统包括:承载装置,用于承载晶圆;喷管,沿平行于所述晶圆表面方向水平设置在所述晶圆的侧上方,用于输送清洗液;至少一个喷头,设置在所述喷管上,用于向所述晶圆喷洒所述清洗液;角度调整装置,包括第一控制器和第一驱动组件;其中,所述第一控制器,用于根据接收的第一信息和第二信息,发出第一指令;所述第一信息包括所述喷头与所述晶圆表面之间待调整的目标夹角;所述第二信息包括所述喷头与所述晶圆表面之间的实际夹角;所述第一驱动组件,用于在所述第一指令的作用下,驱动所述喷管和/或所述喷头转动第一角度,以闭环控制所述喷头与所述晶圆表面之间的夹角。本发明实施例提供的晶圆清洗系统中利用角度调整装置调整喷头与晶圆表面之间的夹角,使得在清洗晶圆的过程中,增大清洗液喷洒至晶圆表面的区域,使得晶圆表面均能被清洗液覆盖,从而能够获得较好的晶圆清洗效果。
附图说明
46.图1a为相关技术中的晶圆清洗系统立体结构示意图;
47.图1b为相关技术中的晶圆清洗系统正视结构示意图;
48.图1c为采用相关技术中的晶圆清洗系统清洗后的晶圆表面检测结果示意图;
49.图2为本发明实施例提供的一种晶圆清洗系统结构示意图;
50.图3为本发明实施例提供的一种晶圆清洗系统示意图;
51.图4为本发明实施例提供的一种清洗液喷洒区域示意图;
52.图5为本发明实施例提供的一种晶圆清洗系统的组成结构示意图;
53.图6为本发明实施例提供的一种晶圆清洗系统的控制结构示意图;
54.图7为本发明实施例提供的另一种晶圆清洗系统的控制结构示意图;
55.图8为本发明实施例提供的一种晶圆清洗系统的流量控制装置示意图;
56.图9为本发明实施例提供的晶圆清洗方法实现流程示意图。
具体实施方式
57.为使本发明实施例的技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对发明的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
58.随着集成电路特征尺寸进入到深亚微米阶段,集成电路的晶圆制造工艺中对晶圆表面洁净度的要求越来越苛刻。而在如蚀刻、氧化、沉积、去光阻以及化学机械研磨工艺中都会或多或少的在晶圆表面产生污染物,如有机附着物、金属附着物以及氧化膜等。因此,
为了保证研磨后晶圆表面污染物被清洗干净,在晶圆的制造过程中,会使用清洗系统对晶圆表面进行清洗。而为了保证清洗的效果,清洗系统中一般采用清洗刷与清洗液相结合的方式对晶圆表面进行清洗。具体地,在清洗刷的上方设置有喷管(spray bar),喷管上设置有多个喷头,在清洗刷擦拭晶圆表面的过程中,该多个喷头会喷出清洗液,这样,可以对晶圆表面的污染物进行清除。
59.在相关技术中,如图1a、图1b所示,多个喷头固定设置在喷管上,以致多个喷头相对于晶圆表面的夹角α以及喷头与晶圆表面之间的距离l不能够自动调节;然后,由于晶圆表面的污染物残留位置不同,清洗液未能覆盖该污染物所在晶圆表面的相应位置;或者待清洗的晶圆尺寸存在不同,进而可能会造成在清洗较大尺寸晶圆时,较大尺寸晶圆的部分区域未能被清洗液覆盖,从而造成晶圆表面附着的污染物不能被清除,致使清洗效果不佳,如图1c所示。
60.需要说明的是,图1a示出了相关技术中晶圆清洗系统的清洗喷头与晶圆的立体结构示意图;图1b示出了图1a中的晶圆清洗系统的清洗喷头与晶圆的正视结构示意图;图1c为采用相关技术中的晶圆清洗系统清洗后的晶圆表面。
61.进一步地,采用相关技术中的晶圆清洗系统清洗晶圆的过程中,由于通入喷管的液体流量未经量化控制;因此,多个喷头喷出的液体流量也存在一定随机性,这样,也会对晶圆的清洗效果产生影响,无法达到较好地清洗效果。
62.基于此,本发明实施例提供一种晶圆清洗系统200,如图2所示,包括:
63.承载装置201,用于承载晶圆;
64.喷管202,沿平行于所述晶圆表面方向水平设置在所述晶圆的侧上方,用于输送清洗液;
65.至少一个喷头203,设置在所述喷管202上,用于向所述晶圆喷洒所述清洗液;
66.角度调整装置204,包括第一控制器和第一驱动组件;其中,
67.所述第一控制器,用于根据接收的第一信息和第二信息,发出第一指令;所述第一信息包括所述喷头与所述晶圆表面之间待调整的目标夹角;所述第二信息包括所述喷头与所述晶圆表面之间的实际夹角;
68.所述第一驱动组件,用于在所述第一指令的作用下,驱动所述喷管和/或所述喷头转动第一角度,以闭环控制所述喷头与所述晶圆表面之间的夹角。
69.实际应用中,上述承载装置201用于承载晶圆,可以使晶圆竖直放置,也可以是晶圆水平放置,还可以倾斜放置。这里,晶圆包括但不限于半导体材料制成的晶片,可以是带有半成品器件或布线的硅片,也可以是未经过处理的单晶硅片。
70.这里,承载装置201可以包括支撑件,通过支撑晶圆的侧边缘上的若干个支撑点,使晶圆的表面暴露在环境中。承载装置201也可以包括若干个吸附组件,例如,吸盘或与抽气孔连接的吸附孔,通过降低与晶圆之间的气压,将晶圆吸附固定,这样,在取出晶圆时,可以先将晶圆调整至水平,然后释放吸附组件的真空,使晶圆脱离,再通过移动组件,如机械手臂等机构将晶圆取出。
71.在一些实施例中,如图3所示,所述承载装置201包括:洗刷组件2011和支撑滚轮2012;
72.所述洗刷组件2011至少包括相对所述晶圆设置的第一清洗刷2011-1和第二清洗
刷2011-2,两个所述清洗刷之间形成用于放置所述晶圆的缝隙;
73.所述支撑滚轮2012位于所述缝隙下方,用于承载所述晶圆。
74.实际应用中,洗刷组件2011可以包括两个相对设置的第一清洗刷2011-1和第二清洗刷2011-2,两个清洗刷均可以呈柱状,在第一方向,例如水平方向上相互平行,第一清洗刷2011-1和第二清洗刷2011-2并列设置;这里,两个清洗刷之间留有空隙,以使晶圆可以从该缝隙插入。第一清洗刷2011-1和第二清洗刷2011-2均包括转轴和位于转轴外部的软刷,该软刷例如可以是海绵刷,该海绵刷例如可以是由多个海绵块组成的;实际应用中,转轴可以是空心轴也可以是实心轴;这里,参考图3,以转轴为空心轴为例进行说明;转轴的侧壁上开有多个小孔,去离子水(diw)或清洗液可以从转轴中心到达海绵刷表面,以对晶圆表明进行清洗。其中,在清洗晶圆表面的过程中,转轴转动以带动海绵刷擦拭晶圆的表面,进而去除晶圆表面的污染物。
75.支撑滚轮2012,位于缝隙下方,用于承载晶圆;具体地,支撑滚轮2012具有承载晶圆的凹槽。晶圆可以放置在支撑滚轮2012的凹槽中。支撑滚轮2012的数量可以包括多个,例如两个、三个、四个等,将晶圆限定在缝隙内。支撑滚轮2012转动可以带动晶圆转动,从而使得海绵刷可以擦拭晶圆的整个表面。
76.实际应用中,参考图3,喷管202可以呈柱状,与第一清洗刷2011-1或第二清洗刷2011-2平行,设置在晶圆的侧上方,用于输送清洗液。这里,喷管202上设置有至少一个喷头203,该喷头203可以用于向晶圆喷洒清洗液。
77.这里,喷洒至晶圆的清洗液至少能够位于距晶圆顶部1/3晶圆直径位置处,即清洗液至少能够覆盖剩余2/3晶圆直径距离对应的晶圆表面区域(参考图4阴影部分)。这样,在清洗刷对晶圆表面进行擦拭时,能够保证清洗液覆盖晶圆的整个表面。
78.需要说明的是,由于不同的化学原液对不同缺陷源的清洗能力不一样,且作用的处理层也不一样,实际应用中,可以采用不同的清洗液清洗晶圆表面的污染物。实际应用中,清洗液可以包括氢氟酸(hf)、spm(硫酸(h2so4)、过氧化氢(h2o2)以及h2o的混合液)、sc1(氨水(nh4)、h2o2以及h2o的混合液)以及dsp+(h2so4、h2o2、hf以及h2o的混合液)等,但不限于此。
79.实际应用中,喷头203可以固定设置在喷管上,也可以以非固定方式,例如以可旋转的方式设置在喷管上。
80.在一些实施例中,所述喷管202包括:第一喷管2021和第二喷管2022;
81.所述第一喷管2021与所述第二喷管2022相对设置在所述晶圆的侧上方;
82.所述第一喷管2021与所述第一清洗刷2011-1相配合,实现所述晶圆第一表面的清洗;
83.所述第二喷管2022与所述第二清洗刷2011-2相配合,实现所述晶圆第二表面的清洗。
84.可以理解的是,晶圆的第一表面可以是晶圆的衬底侧,也可以是晶圆的器件结构侧;晶圆的第二表面可以是晶圆的器件结构侧,也可以是晶圆的衬底侧;但是,第一表面与第二表面不同;即在第一表面为晶圆的衬底侧时,第二表面为晶圆的器件结构侧;在第一表面为晶圆的器件结构侧时,第二表面为晶圆的衬底侧。
85.实际应用中,为了保证清洗液覆盖晶圆表面的区域能够满足要求,即清洗过程中,
使清洗液覆盖晶圆的整个表面的要求,本发明实施例中还设置了角度调整装置204。
86.实际应用中,如图5所示,角度调整装置204,设置在喷管202的一端,可以用于调整喷头203与晶圆表面之间的夹角。这里,喷头203与晶圆表面之间的夹角为α,参考图1b,α可以大于0度且小于180度,这样,在晶圆清洗的过程中,清洗液至少能够覆盖剩余2/3晶圆直径距离对应的晶圆表面区域,通过晶圆的旋转,使得清洗液能够覆盖晶圆的整个表面,提高晶圆的清洗效果。
87.在一些具体实施例中,如图6所示,角度调整装置204,包括第一控制器和第一驱动组件;
88.这里,第一控制器根据接收的第一信息和第二信息,发出第一指令;所述第一信息包括所述喷头与所述晶圆表面之间待调整的目标夹角;所述第二信息包括所述喷头与所述晶圆表面之间的实际夹角。
89.实际应用中,角度调整装置204可以包括伺服电机及其相应的伺服系统,但不限于此。可以理解的是,该伺服系统可以用于控制相应的伺服电机执行相应操作。
90.实际应用中,第一控制器可以用于接收伺服电机设备或其它设备,如现场控制设备发出的控制指令,并解析该控制命令;第一控制器也可以用于利用解析的结果向第一驱动组件发出控制信号,以调控喷头203与晶圆表面之间待调整的目标夹角。
91.示例性的,第一控制器根据喷头与所述晶圆表面之间的实际夹角,以及喷头与晶圆表面之间待调整的目标夹角,确定喷头与晶圆表面之间还需要调整的夹角范围,即第一角度,该第一角度即为喷头与晶圆表面之间实际夹角与目标夹角的差值;再通过第一控制器向第一驱动组件发出第一指令。
92.实际应用中,第一驱动组件,在第一指令的作用下,驱动喷管和/或喷头转动第一角度,以闭环控制所述喷头与所述晶圆表面之间的夹角。
93.示例性的,如图6所示,第一控制器在接收到指示所述喷头203与所述晶圆表面之间待调整的第一角度后,根据喷头与所述晶圆表面之间的实际夹角,解析第一驱动组件的调控角度,并将解析结果向第一驱动组件发送控制指令,所述控制指令用以指示第一驱动组件驱动所述喷管202和/或所述喷头203转动第一角度,以使喷头203与晶圆表面之间的夹角符合预设夹角,进而使得喷头203喷出的清洗液至少能覆盖2/3晶圆直径距离对应的晶圆表面区域。
94.本发明实施例中,在喷头203固定不动,且喷出的清洗液未能覆盖晶圆2/3晶圆直径距离对应的晶圆表面区域时,可以通过角度调整装置204,调整夹角α的大小,以使喷头203喷出的清洗液至少能够覆盖2/3晶圆直径距离对应的晶圆表面区域。
95.在一些具体实施例中,所述角度调整装置204,具体用于控制所述喷管202的转动,以调整所述喷头203与所述晶圆表面之间的夹角α;
96.和/或,
97.所述角度调整装置204,具体用于控制所述喷头203的转动,以调整所述喷头203与所述晶圆表面之间的夹角α。
98.实际应用中,为了实现喷头203与晶圆表面之间夹角α的大小可以调节,一方面,可以在喷头203不转动的情况下,调整喷管202沿其自身中心轴顺时针或者逆时针旋转;另一方面,可以在喷管不转动的情况下,调整喷头203沿喷管202的中心轴顺时针或者逆时针旋
转;再一方面,可以同时转动喷管202和喷头203以调整喷头203与喷管202的相对位置,进而调节喷头203与晶圆表面之间夹角α的大小。
99.这里,角度调整装置204可以用于控制所述喷管202的转动,也可以用于控制所述喷头203的转动;实际应用中,在将喷头203与晶圆表面之间夹角α调整至预设角度后,能够实现所述喷头203喷出的清洗液覆盖至少2/3晶圆直径距离对应的晶圆表面区域。
100.基于此,本发明实施例中,通过设置角度调整装置204,可以实现调整喷头203与晶圆表面之间的角度大小,从而使得喷头203喷出的清洗液能够覆盖至少2/3晶圆直径距离对应的晶圆表面区域;在晶圆转动的情况下,使得清洗液能够覆盖整个晶圆的表面区域,从而提升晶圆的清洗效果。
101.在一些实施例中,所述第一驱动组件包括驱动器和电机;
102.所述驱动器,用于接收所述第一指令,在所述第一指令的作用下,驱动所述电机转动;
103.所述电机,用于带动所述喷管和/或所述喷头转动所述第一角度。
104.实际应用中,驱动器可以包括步进电机驱动器、伺服电机驱动器等,本发明以伺服驱动器为例进行说明,但需要说明的是,本发明实施例包括但不限于伺服驱动器。
105.可以理解的是,伺服驱动器是用来控制伺服电机的一种控制器,其作用类似于变频器作用于普通交流马达,属于伺服系统的一部分,主要应用于高精度的定位系统。一般通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位。
106.这里,伺服驱动器接收到第一控制器发出的第一指令后,驱动电机转动。
107.实际应用中,电机可以包括异步电机、同步电机、减速电机、变频电机、直线电机等,其作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源。本发明以伺服电机为例进行说明,但需要说明的是,本发明实施例包括但不限于伺服电机。
108.可以理解的是,伺服电机在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置;其可以控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。
109.这里,伺服电机用于带动喷管和/或喷头转动第一角度,以使喷头与晶圆表面之间达到目标夹角,进而通过喷头喷洒的清洗液覆盖晶圆至少2/3晶圆直径距离对应的晶圆表面区域。
110.也就是说,实际应用中,可以通过伺服驱动器驱动伺服电机,调控喷头与晶圆表面之间的夹角。
111.在一些实施例中,参考图6,所述角度调整装置204还包括:第一反馈组件;
112.所述第一反馈组件,用于测量所述喷管和/或所述喷头的夹角,并将所述第二信息发送给所述第一控制器。
113.实际应用中,在伺服电机带动喷管和/或喷头转动第一角度后,可以通过第一反馈组件测量喷管和/或喷头与晶圆之间的夹角,以确定喷头与晶圆表面之间是否达到目标夹角。
114.如果反馈的信息表明,喷头与晶圆表面之间已经达到目标夹角,第一反馈组件向第一控制器发送第二信息,第二信息用于表明喷头与晶圆表面之间达到目标夹角,喷头和/或喷管不需要转动任何角度;即此时可以对晶圆进行清洗。
115.如果反馈的信息表明,喷头与晶圆表面之间还没有达到目标夹角,此时,第一反馈组件通过测量喷管和/或喷头与晶圆表面之间的实际夹角后,向第一控制器发送第二信息,第二信息用于表明喷头与晶圆表面之间未达到目标夹角,以及喷头和/或喷管与晶圆表面之间的实际夹角信息。
116.第一控制器在收到第一反馈组件的反馈信息后,经解析,再向第一驱动组件发出第一指令,重复前述操作,直到喷头与晶圆表面之间达到目标夹角为止。这样,即实现了闭环控制和调整喷头与晶圆表面之间的夹角。
117.实际应用中,在伺服驱动器和伺服电机的运转过程中,第一反馈组件还可以根据二者的实际运转情况进行调整,以使伺服驱动器和伺服电机能够达到较佳的运转状态;具体地,
118.在一些实施例中,所述第一反馈组件,还用于测量所述电机的实际运行参数,并将第三信息发送给所述驱动器;所述第三信息包括所述电机的实际运行参数;
119.所述驱动器,还用于根据所述第一指令和所述第三信息,调整施加在所述电机上的参数。
120.示例性的,第一反馈组件通过测量伺服电机的实际运转参数,并将该参数发送给伺服驱动器,伺服驱动器根据接收到的喷头与所述晶圆表面之间待调整的目标夹角,以及伺服电机的实际运行参数,对伺服电机的运行参数进行调整,以使伺服电机带动喷管和/或喷头转动第一角度后,达到所述目标夹角。实际应用中,所述第一反馈组件可以包括能够测量角度的传感器及通信模块,通过角度传感器检测喷头203与所述晶圆表面之间的实际夹角,并将该检测结果反馈至第一控制器。
121.所述第一控制器还可以用于接收第一反馈组件反馈的检测结果,以进一步指示第一驱动组件,驱动喷管202和/或喷头203转动第二角度,以调控所述喷头203与所述晶圆表面之间的夹角更接近目标夹角或预设夹角。
122.示例性的,在晶圆清洗的过程中,第一控制器根据第一反馈组件反馈的喷头203与所述晶圆表面之间的实际夹角,确定喷头203与晶圆表面之间夹角是否达到喷头203与晶圆表面之间的目标夹角;在未达到目标夹角时,第一控制器可用于对喷头203与所述晶圆表面之间的夹角进行调控,以使喷头203与所述晶圆表面之间的夹角达到预先设定的目标夹角。
123.这里,第一控制器根据第一反馈组件反馈的信息,通过计算及修正偏差,可以实现闭环控制。
124.在一些实施例中,如图5所示,所述清洗系统还包括:距离调整装置205,用于调整所述喷头203与所述晶圆表面之间的距离。
125.实际应用中,距离调整装置205可以包括伺服电机及其相应的伺服系统,但不限于此。可以理解的是,该伺服系统可以用于控制伺服电机执行相应操作。
126.为了实现喷头203喷出的清洗液能够覆盖整个晶圆的表面区域,可以通过改变喷管202与晶圆表面之间的距离来实现。
127.实际应用中,通过距离调整装置205调整喷头203与晶圆表面之间的距离的过程中,可以使距离调整装置205沿多个方向移动以调整喷管202相较于晶圆表面之间的相对位置。
128.具体地,在平行于晶圆表面,且垂直于喷管202中心轴的方向上,当喷头203喷出的
清洗液不能覆盖晶圆表面的部分区域时,可以通过距离调整装置205驱动喷管202沿竖直方向向晶圆的上方或下方移动,以增大晶圆表面上清洗液的覆盖区域;在平行于晶圆表面,且平行于喷管202中心轴的方向上,当喷头203喷出的清洗液不能覆盖晶圆表面的部分区域时,可以通过距离调整装置205驱动喷管202沿水平方向向晶圆的左侧或右侧移动,以增大晶圆表面上清洗液的覆盖区域;在垂直于晶圆表面的方向上,当喷头203喷出的清洗液不能覆盖晶圆表面的部分区域时,可以通过距离调整装置205驱动喷管202沿背离晶圆表面的方向移动,以增大晶圆表面上清洗液的覆盖区域。
129.在一些具体实施例中,如图5所示,在平行于晶圆表面,且垂直于喷管中心轴的方向上,当喷头203喷出的清洗液不能覆盖晶圆表面的部分区域时,可以通过距离调整装置205是喷管202沿y的正轴或y的负轴方向移动,以增大晶圆表面上清洗液的覆盖区域;在平行于晶圆表面,且平行于喷管中心轴的方向上,当喷头203喷出的清洗液不能覆盖晶圆表面的部分区域时,可以通过距离调整装置205驱动喷管202沿水平方向向晶圆的x正轴方向或x负轴方向移动,以增大晶圆表面上清洗液的覆盖区域;在垂直于晶圆表面方向上,当喷头203喷出的清洗液不能覆盖晶圆表面的部分区域时,可以通过距离调整装置205驱动喷管202沿z的正轴方向或z的负轴方向移动,以增大晶圆表面上清洗液的覆盖区域。
130.示例性地,当待清洗晶圆的尺寸较大,喷头203喷出的清洗液未能覆盖晶圆至少2/3晶圆直径距离对应的晶圆表面区域时,可以将喷管202的位置上移,增加晶圆与喷管202之间的垂直距离,以使清洗液能够至少从距离晶圆顶部1/3处的位置喷向晶圆。
131.基于此,本发明实施例中,通过设置距离调整装置205,可以实现调整管与晶圆之间的距离,从而使得喷头203喷出的清洗液能够更大面积的覆盖晶圆表面,从而提升晶圆的清洗效果。
132.在一些实施例中,如图7所示,所述距离调整装置205包括:移动轨道、第二控制器、第二驱动组件;其中,
133.所述第二控制器,用于在接收到第四信息后,向所述第二驱动组件发送第二信息;所述第四信息用于指示所述喷头203与所述晶圆表面之间待调整的目标距离;
134.所述第二驱动组件,用于在所述第二指令的作用下,驱动所述喷管202沿所述移动轨道移动第一距离。
135.实际应用中,移动轨道以竖直方向设置在喷管202的至少一侧;喷管202可以在移动轨道上沿预设方向移动。
136.第二控制器可以用于接收伺服电机设备或其它设备,如现场控制设备发出的控制指令,并解析该控制命令;第二控制器也可以用于利用解析的结果向第二驱动组件发出控制信号,以调控喷管202与晶圆表面之间待调整的目标夹角。
137.示例性的,第二控制器在接收到指示所述喷管202与所述晶圆表面之间待调整的目标距离后,经过解析,并将解析结果向第二驱动组件发送控制指令,所述控制指令用于指示第二驱动组件驱动所述喷管202移动第一距离,以使喷管202与晶圆之间的距离符合预设距离,进而使得喷头203喷出的清洗液至少能覆盖晶圆2/3晶圆直径距离对应的晶圆表面区域。
138.在一些实施例中,参考图7,所述距离调整装置205还包括:第二反馈组件;
139.所述第二反馈组件,用于测量所述喷管与所述晶圆表面之间的实际距离,并将第
五信息发送给所述第二控制器;所述第五信息用于表征所述喷管202与所述晶圆表面之间的实际距离;
140.所述第二控制器,还用于根据所述第四信息和所述第五信息,向所述第二驱动组件发送第三指令;
141.所述第二驱动组件,还用于在所述第三指令的作用下,驱动所述喷管202沿所述移动轨道移动第二距离,以使所述喷头203与所述晶圆表面之间的距离更接近所述目标距离。
142.实际应用中,所述第二反馈组件可以包括能够测量距离的传感器及通信模块,通过距离传感器检测喷头203与所述晶圆表面之间的实际距离;并将该检测结果反馈至第二控制器。
143.所述第二控制器还可以在接收到第二反馈组件反馈的检测结果,进一步指示第二驱动组件,驱动喷管202移动第二距离,以调控所述喷管202与晶圆之间的距离更接近目标距离或预设距离。
144.示例性的,在晶圆清洗的过程中,第二控制器根据第二反馈组件反馈的喷头203与所述晶圆表面之间的实际距离确定喷管202与晶圆之间的距离是否达到喷管202与晶圆之间的目标距离;在未达到目标距离时,第二控制器可用于对喷管202与晶圆之间的距离进行调控,以使喷管202与晶圆之间的距离达到预先设定的目标距离。
145.这里,第二控制器根据第二反馈组件反馈的信息,通过计算及修正偏差,可以实现闭环控制。
146.实际应用中,第一驱动组件可以包括相应的伺服电机及其相应的驱动部件;第二驱动组件也可以包括相应的伺服电机及其相应的驱动部件。
147.在一些实施例中,所述清洗系统还包括:如图8所示,流量调整装置206,用于调整所述喷头203喷出的清洗液的流量值;
148.所述流量调整装置包括:第三控制器、第一阀门组件、流量检测组件、以及第二阀门组件;其中:
149.所述第三控制器,用于接收到第六信息后,向所述第一阀门组件发送第四指令;所述第六信息用于指示所述喷管202中清洗液的目标流量值;
150.所述第一阀门组件,用于在第四指令的作用下,开启第一阀门;
151.所述流量检测组件,用于将第七信息反馈至所述第三控制器;所述第七信息用于表征从第一阀门组件流出的清洗液的流量值;
152.所述第三控制器,还用于根据所述第六信息和所述第七信息,向所述第二阀门组件发送第五指令;
153.所述第二阀门组件,用于在所述第五指令的作用下,调整第二阀门开启的大小。
154.实际应用中,第三控制器可以用于接收伺服电机设备或其它设备,如现场控制设备发出的控制指令,并解析该控制命令;第三控制器也可以用于利用解析的结果向第一阀门组件发出控制信号,以开启第一阀门。
155.可以理解的是,在晶圆清洗结束后,第三控制器还可以向第一阀门组件发出控制信号,以关闭第一阀门。
156.需要说明的是,第一阀门组件包括第一阀门,第一阀门例如可以是气动阀门(pv,pneumatic valve);第二阀门组件包括第二阀门,第二阀门例如可以是气动调节阀ltv,但
不限于此。
157.在开启第一阀门后,流量检测组件可以检测到通过该流量检测组件的清洗液的实际流量值,并将检测结果反馈至第三控制器,第三控制器根据流量检测组件检测到的清洗液的实际流量值,向第二阀门组件发送用以调整第二阀门开启的大小的指令,以使通过第二阀门组件后,流向喷管202的清洗液的流量值符合预设的清洗液流量值。
158.需要说明的是,第二阀门组件主要是用于增大或减小清洗液的实际的流量值,以减少由于清洗液的流量不足等造成的清洗效果不佳的问题。
159.所述流量调整装置还包括:输入/输出组件、模拟量控制单元(db,data board)以及伺服系统显示装置;其中,
160.所述输入/输出组件,用于接收第三控制器的指令,根据该指令的指示内容,执行清洗液输入/清洗液输出的相应操作;
161.所述模拟量控制单元,用于将流量检测组件测量到的流量值转换成模拟信号;
162.所述伺服系统显示装置,用于执行指令的输入,以及在晶圆清洗过程中,显示清洗液的流量值。
163.通过流量调整装置206可以对输送到喷管202的清洗液的流量进行量化控制,以使设置在喷管202上的喷头203喷出的清洗液的量值符合预设要求,进而减少由于清洗液的流量不足等因素造成的清洗效果不佳问题。
164.实际应用中,第一控制器、第二控制器、第三控制器可以是一个能够实现相应控制功能的总控制器,也可以是三个分别实现相应控制功能的分控制器。可以理解的是,当第一控制器、第二控制器、第三控制器为多个分控制器时,该多个分控制器之间可以实现相互通信。
165.可以理解的是,利用角度调整装置、距离调整装置可以实时监控喷头与晶圆之间的相对位置关系,并且通过相应控制器实现喷头和/或喷管的位置调整,操作简单便捷,更便于维护。
166.需要说明的是,如图5所示,所述晶圆清洗系统还包括防水装置和轴承装置;其中,
167.所述防水装置,设置在喷管202的至少一侧,用于防止清洗液喷洒至角度调整装置204、距离调整装置205及流量调整装置206,以防止角度调整装置204、距离调整装置205及流量调整装置206被损坏。
168.所述轴承装置,与角度调整装置204或距离调整装置205连接,用于将角度调整装置204固定在喷管的一端,或者,用于将距离调整装置205设置在移动管道上。
169.基于上述晶圆清洗系统,本发明实施例另一方面提供一种晶圆清洗方法,图9为本发明实施例老化测试方法的实现流程示意图。如图9所示,所述方法包括以下步骤:
170.步骤901:将晶圆放置在承载装置上;
171.步骤902:利用沿平行于所述晶圆表面方向水平设置在所述晶圆的侧上方的喷管输送清洗液,并利用设置在所述喷管上的至少一个喷头向所述晶圆喷洒所述清洗液,以清洗所述晶圆;其中,
172.在清洗所述晶圆的过程中,角度调整装置的第一控制器根据接收的第一信息和第二信息,发出第一指令;所述第一信息包括所述喷头与所述晶圆表面之间待调整的目标夹角;所述第二信息包括所述喷头与所述晶圆表面之间的实际夹角;
173.所述角度调整装置的第一驱动组件在所述第一指令的作用下,驱动所述喷管和/或所述喷头转动第一角度,以闭环控制所述喷头与所述晶圆表面之间的夹角。
174.其中,在步骤901中,将晶圆竖直放置在承载装置上。
175.在步骤902中,通过设置在晶圆侧上方的喷管输送清洗液,通过角度调整装置调整喷头与所述晶圆表面之间的夹角,将清洗液喷洒至晶圆,以清洗晶圆表面的污染物。
176.其中,在一些实施例中,所述调整设置在喷管上的喷头与所述晶圆表面之间的夹角,包括:
177.控制所述喷管的转动,以调整所述喷头与所述晶圆表面之间的夹角;
178.和/或,
179.控制所述喷头的转动,以调整所述喷头与所述晶圆表面之间的夹角。
180.在一些实施例中,所述利用角度调整装置,调整设置在喷管上的喷头与所述晶圆表面之间的夹角,包括:
181.所述角度调整装置的第一控制器在接收到第一指令后,向所述角度调整装置的第一驱动组件发送第二指令;所述第一指令用于指示所述喷头与所述晶圆表面之间待调整的目标夹角;
182.所述第一驱动组件在所述第二指令的作用下,驱动所述喷管和/或所述喷头转动第一角度,以调整所述喷头与所述晶圆表面之间的夹角。
183.在一些实施例中,所述方法还包括:
184.所述角度调整装置的第一反馈组件将第一检测结果发送给所述第一控制器;所述第一检测结果用于表征所述喷头与所述晶圆表面之间的实际夹角;
185.所述第一控制器根据所述第一检测结果,向所述第一驱动组件发送第三指令;
186.第一驱动组件在所述第三指令的作用下,驱动所述喷管和/或所述喷头转动第二角度,以调整所述喷头与所述晶圆表面之间的夹角更接近所述目标夹角。
187.在一些实施例中,所述方法还包括:
188.利用距离调整装置,调整所述喷头与所述晶圆表面之间的距离。
189.在一些实施例中,所述距离调整装置包括:移动轨道、第二控制器、第二驱动组件;
190.利用距离调整装置,调整所述喷头与所述晶圆表面之间的距离,包括:
191.所述第二控制器在接收到第四信息后,向所述第二驱动组件发送第二信息;所述第四信息用于指示所述喷头与所述晶圆表面之间待调整的目标距离;
192.第二驱动组件在所述第二信息的作用下,驱动所述喷管沿所述移动轨道移动第一距离,以调整所述喷头与所述晶圆表面之间的距离。
193.在一些实施例中,所述方法还包括:
194.所述距离调整装置的第二反馈组件将第五信息发送给所述第二控制器;所述第五信息用于表征所述喷管与所述晶圆表面之间的实际距离;
195.所述第二控制器根据所述第五信息,向所述第二驱动组件发送第三指令;
196.所述第二驱动组件,还用于在所述第三指令的作用下,驱动所述喷管沿所述移动轨道移动第二距离,以调整所述喷头与所述晶圆表面之间的距离更接近所述目标距离。
197.在一些实施例中,所述方法还包括:
198.利用流量调整装置,调整所述喷管喷向与所述晶圆表面的清洗液的流量值。
199.在一些实施例中,所述方法还包括:
200.所述流量调整装置的所述第三控制器在接收第六信息后,向所述第一阀门组件发送第四指令;所述第六信息用于指示所述喷管中清洗液的目标流量值;
201.所述流量调整装置的所述第一阀门组件在第四指令的作用下,开启第一阀门;
202.所述流量调整装置的流量检测组件将第七信息反馈至所述第三控制器;所述第七信息用于表征从第一阀门组件流出的清洗液的流量值;
203.所述第三控制器根据所述第七信息,向所述第二阀门组件发送第九指令;
204.所述流量调整装置的所述第二阀门组件在所述第九指令的作用下,调整第二阀门开启的大小。
205.需要说明的是,利用本发明实施例提供的晶圆清洗方法,能够减少晶圆表面上残留的污染物,提高清洗效率,进而提高产品的良率。
206.需要说明的是:“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
207.另外,本发明实施例所记载的技术方案之间,在不冲突的情况下,可以任意组合。
208.以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1