一种硅片的清洗装置以及清洗方法与流程

1.本发明实施例涉及硅片加工技术领域，尤其涉及一种硅片的清洗装置以及清洗方法。


背景技术：

2.硅片的抛光工艺是用于去除发生在成形工艺过程中硅片表面留下的微缺陷及表面应力损伤层从而使其表面更加平整的工艺。
3.在化学机械抛光(chemical mechanical polishing，cmp)过程中，由于硅片与抛光浆料的化学反应以及抛光垫与硅片的摩擦，会生成研磨残余物和抛光垫渣滓残余物，当抛光浆料被循环使用时，未被过滤的残余物也会随着抛光浆料一起被循环使用，该残余物就会聚积于抛光垫表面。因此，再次使用受污染的抛光垫进行硅片加工时，硅片表面就会被粘带有残余物颗粒的抛光浆料所污染，形成硅片表面的颗粒杂质。在完成此抛光工序之后若不继续下一个加工工序，会暂时将抛光完成的硅片放置于水中，在放置过程中，因为水的污染和残余物的沉积就会使得硅片表面产生更严重的颗粒杂质污染，随之导致硅片的良率下降。另外，硅片表面的颗粒及杂质会形成氧化物，非常牢固地附着在硅片表面的自然氧化层上，对硅片产生进一步地损伤。
4.目前，一般会采用去离子水溢流的方式，使硅片表面的颗粒杂质随着水流而被不断地被去除。但是，这样溢流的方式针对比较重的颗粒杂质以及悬浮颗粒清洗效果欠佳，致使硅片表面仍有发生污染的风险。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例期望提供一种硅片的清洗装置以及清洗方法；能够有效地清洗掉硅片表面比较重的颗粒杂质以及悬浮颗粒物，提高硅片的清洗效果。
6.本发明实施例的技术方案是这样实现的：
7.第一方面，本发明实施例提供了一种硅片的清洗装置，所述装置包括：
8.清洗槽，所述清洗槽包括承载已完成抛光工序的硅片的内槽以及围设于所述内槽外的外槽；
9.设置在所述清洗槽正上方的淋洗槽，所述淋洗槽的底部设置有多排出水孔，所述淋洗槽中的去离子水能够通过所述多排出水孔排出并淋洗放置于所述内槽中的所述硅片；
10.为所述淋洗槽供给去离子水的供水机构。
11.第二方面，本发明实施例提供了一种硅片的清洗方法，所述方法包括：
12.将抛光工序完成后的硅片放置于清洗槽的内槽中；
13.利用供给装置为清洗槽正上方的淋洗槽供给去离子水；
14.打开所述硅片正上方的所述淋洗槽底部的出水孔，使得所述淋洗槽中的去离子水排出并淋洗所述硅片。
15.本发明实施例提供了一种硅片的清洗装置以及清洗方法；利用本发明实施例提供
的清洗装置，当硅片放置于清洗槽中准备进行清洗时，供水装置会为设置在清洗槽正上方的淋洗槽供给去离子水，而淋洗槽中的去离子水会通过设置在淋洗槽底部的出水孔排出并淋洗硅片，利用水的冲击力以及硅片表面颗粒杂质和悬浮颗粒自身的重力来达到清洗硅片的目的。
附图说明
16.图1为本发明实施例提供的硅片表面颗粒杂质示意图。
17.图2为本发明实施例提供的硅片的溢流清洗装置结构示意图。
18.图3为本发明实施例提供的一种硅片的清洗装置结构示意图。
19.图4为本发明实施例提供的花篮的具体结构示意图。
20.图5为本发明实施例提供的卡放硅片的卡槽对分布示意图。
21.图6为本发明实施例提供的一种移动挡板翻转打开出水孔的示意图。
22.图7为本发明实施例提供的一种移动挡板翻转封闭出水孔的示意图。
23.图8为本发明实施例提供的另一种移动挡板平移打开出水孔的示意图。
24.图9为本发明实施例提供的另一种移动挡板平移封闭出水孔的示意图。
25.图10为本发明实施例提供的压力传感器放置位置示意图。
26.图11为本发明实施例提供的另一种硅片的清洗装置结构示意图。
27.图12为本发明实施例提供的一种硅片的清洗方法流程示意图。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
29.参见图1，其示出了硅片w在经过抛光工序后，其表面附着了各种颗粒杂质pa。参见图2，其示出了常规方案中采用去离子水溢流清洗上述颗粒杂质pa的装置2。在装置2中，通过供水管路21向内槽23中注入去离子水，当内槽23中填满去离子水后，去离子水会溢流到溢流槽24中，由此形成去离子水从内槽23向溢流槽24的流动，从而将硅片w表面附着的颗粒杂质pa随水流带出到溢流槽24中，避免了颗粒杂质pa在硅片w的表面沉积，以防止颗粒杂质pa在硅片w表面进一步氧化形成氧化物层。但是，上述采用去离子水溢流的方式不能够清洗掉硅片w表面比较重的颗粒杂质以及悬浮颗粒。
30.基于以上问题，参见图3，其示出了本发明实施例提供的一种硅片w的清洗装置3，所述清洗装置3包括：
31.清洗槽10，所述清洗槽10包括承载已完成抛光工序的硅片w的内槽101以及围设于所述内槽101外的外槽102；
32.设置在所述清洗槽10正上方的淋洗槽20，所述淋洗槽20的底部设置有多排出水孔201，所述淋洗槽20中的去离子水能够通过所述多排出水孔201排出并淋洗放置于所述内槽101中的所述硅片w；
33.为所述淋洗槽20供给去离子水的供水机构30。
34.通过图3所示的装置3，在清洗硅片w的过程中，供水机构30需要不断地向淋洗槽20供给去离子水，淋洗槽20中的去离子水通过出水孔201能够排出并对放置在淋洗槽20正下
方的硅片w进行淋洗，以使得硅片w表面的较重颗粒杂质以及悬浮颗粒在去离子水的冲击力和自身重力的作用下能够从硅片w的表面上被去除，从而实现了彻底清洗硅片w的目的。
35.对于图3所示的技术方案，在一些示例中，如图3所示，供水机构30中设置有水泵301，所述水泵301用于将所述供水机构30中的去离子水传送至淋洗槽20中。也就是说，在清洗硅片w的过程中，水泵301提供了足够的动力用于供水机构30中的去离子水被传送至淋洗槽30中。
36.对于图3所示的技术方案，在一些示例中，为了不对硅片w造成二次污染，如图3所示，所述内槽101的底部设置有多个通孔1012，当去离子水淋洗硅片w的表面后会流入内槽101，在这种情况下，含有颗粒杂质的去离子水能够通过内槽101底部的通孔1012流出至外槽102中，也就是说，已经被污染的去离子水不会存储在内槽101中，因此不会对硅片w造成二次污染，有助于提高硅片w的清洗效果。
37.另一方面，可以理解地，为了排出外槽102中的含有颗粒杂质的去离子水，所述外槽102的底部设置有排水管路1021。需要说明的是，因为内槽101的底部设置有多个通孔1012，因此内槽101与外槽102处于连通状态，为了保证外槽102中的含有颗粒杂质的去离子水不会溢流到内槽101中，在清洗硅片w的过程中需要能够及时排出外槽102中的含有颗粒杂质的去离子水，或者说外槽102中的去离子水需要保持在一定高度以下，以使得外槽102中的去离子水不会溢流进入内槽101，因此在清洗硅片w的过程中，需要排水管路1021一直保持打开状态，直至硅片w清洗完成且外槽102中的去离子水完全排出。
38.优选地，在本发明的一些示例中，如图3所示，所述内槽101中设置有承载所述硅片w的花篮1011，需要说明的是，硅片w在进行淋洗的过程中，为了保证硅片w在去离子水的冲击力下不会发生晃动以免硅片w表面产生损伤，因此在本发明的具体实施方式中，如图4所示，所述花篮1011包含上支架1011a和下支架1011b，并且如图5所示，所述上支架1011a和所述下支架1011b设置有上下相对应的多对卡槽501，其中，所述每个卡槽对501能够卡放一个所述硅片w。
39.需要说明的是，在本发明的一些优选实施方式中，如图4所示，放置在卡槽对501中的硅片w可以与正上方的出水孔201一一对应，也就是说，当部分卡槽对501上放置了硅片w时，只需要打开硅片w正上方相对应的出水孔201排出去离子水就能够对硅片w进行清洗，这样既能够保证硅片w的清洗效果，又能够节约清洗成本。当然，放置在卡槽对501中的硅片w也可以与正上方的出水孔201设置成不一一对应，比如，每个出水孔201排出的去离子水能够淋洗多个硅片w。
40.对于图3所示的技术方案，在一些示例中，如图6和图7所示，所述淋洗槽30还包括用于遮挡和打开所述出水孔201的移动挡板202，其中，
41.在清洗所述硅片w时，所述移动挡板202能够移动至所述出水孔201的一侧且与所述出水孔201分离以使得所述出水孔201被打开；以及，
42.当清洗工作完成后，所述移动挡板202能够移动至所述出水孔201的上侧且与所述出水孔201完全贴合以使得所述出水孔201被封闭。
43.需要说明的是，移动挡板202可以设置成能够翻转，或者能够进行直线往复运动。
44.可以理解地，如图6和图7所示，当出水孔201需要被打开时，只需要控制移动挡板202沿轴线x逆时针进行翻转，此时出水孔201就会被打开；以及，当出水孔201需要被封闭
时，只需要控制移动挡板202沿轴线x顺时针翻转，则此时移动挡板位于出水孔201的上方且与出水孔201完全贴合，因此出水孔201就能够被封闭。
45.另一方面，如图8和图9所示，当出水孔201需要被打开时，只需要控制移动挡板202沿远离出水孔201的方向平移，这样出水孔201就会被打开；以及，当出水孔201需要被封闭时，只需要控制移动挡板202沿反向平移且与出水孔201完全贴合，这样出水孔201就能够被封闭。
46.需要说明的是，移动挡板202可以设置在淋洗槽20的内部，且位于出水孔201的上侧并与出水孔201能够完全贴合，以封闭出水孔201和打开出水孔201；当然，移动挡板202也可以设置在淋洗槽20的外部，且位于出水孔201的下方并与出水孔201能够完全贴合，以封闭出水孔201和打开出水孔201。
47.此外，需要说明的是，在本发明的具体实施方式中，用于遮挡出水孔201的移动挡板202可以设置成与出水孔201一一对应，这样在只有部分卡槽对501中放置了待清洗的硅片w时，移动部分移动挡板202即可以打开硅片w正上方对应的出水孔201进行硅片w的清洗，而其它没有放置硅片w的卡槽对501的正上方的出水孔201不会排出去离子水，这样既能够保证硅片w的清洗效果，又能够节约清洗成本。当然，可以理解地，在实际实施过程中，每个移动挡板202也可以用于遮挡多排出水孔201。
48.对于图3所示的技术方案，在一些示例中，如图10所示，所述装置3还包括多个压力传感器40，所述每个压力传感器40设置在所述每个卡槽对501的一侧且与所述每个卡槽对501相接触，以检测对应的每个所述卡槽对501中是否放置有所述硅片w。可以理解地，本发明实施例中使用的压力传感器40是通过感测卡槽对501承受的压力变化来检测相应的卡槽对501中是否有放置硅片w的。也就是说，当卡槽对501中没有放置硅片w时，可以设定与卡槽对501相接触的压力传感器40感测的压力数据为零，当在卡槽对501中放置了待清洗的硅片w后，与卡槽对501相接触的压力传感器40感测的压力数据会发生变化，进而工艺人员能够根据这些压力数据确定放置有硅片w的卡槽对501的具体位置。
49.需要说明的是，压力传感器40除了可以设置在花篮1011的下支架1011b上，还可以设置在上支架1011a上，在本发明的具体实施方式中对压力传感器40的放置位置不做限制，只要能够检测到卡槽对501中是否放置有硅片w即可。
50.对于图3所示的技术方案，在一些示例中，如图11所示，所述装置3还包括控制单元50，所述控制单元50与所述压力传感器40以及所述移动挡板202相连接，用于：
51.根据所述压力传感器40感测的压力数据确定卡放所述硅片w的所述卡槽对501的具体位置；
52.根据所述具体位置，控制所述移动挡板202打开所述硅片w正上方的所述出水孔201，以清洗所述硅片w。
53.需要说明的是，在本发明的具体实施方式中，控制单元50可以采用如单片机等微处理器，以实现基本的运算控制功能。
54.可以理解地，当控制单元50采集到压力数据并确定了放置有硅片w的卡槽对501的具体位置后，控制单元50能够控制移动挡板202打开硅片w的正上方的出水孔201以清洗下方的硅片w。相应地，当清洗工作完成后，控制单元50中的压力数据清零，那么此时控制单元50能够控制移动挡板202遮挡出水孔201，不让其向外排出去离子水。
55.参见图12，其示出了本发明实施例提供的一种硅片w的清洗方法，所述方法能够应用于前述的清洗装置3，所述方法包括：
56.s1201、将抛光工序完成后的硅片w放置于清洗槽10的内槽101中；
57.s1202、利用供给装置30为清洗槽10正上方的淋洗槽20供给去离子水；
58.s1203、打开所述硅片w正上方的所述淋洗槽20底部的出水孔201，使得所述淋洗槽20中的去离子水排出并淋洗所述硅片w；
59.对于图12所示的技术方案，在一些示例中，所述方法还包括：
60.当所述硅片w清洗完成后，闭合所述硅片w正上方的所述出水孔201。
61.需要说明的是：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。
62.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。