一种可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘及方法与流程

专利检索2025-05-30  11


本发明涉及晶圆加工,具体地说,涉及一种可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘及方法。


背景技术:

1、在半导体加工的过程中,晶圆表面的清洁度是影响半导体器件可靠性的重要因素之一,而在晶圆的加工过程中,沉积、等离子体刻蚀、旋涂光刻胶、光刻以及电镀等加工方式均有可能导致晶圆表面引入污染物,导致晶圆表面的清洁度下降,致使采用该晶圆制造的半导体器件的良率低,因此在晶圆加工结束后需要利用清洗设备对晶圆进行清洗。

2、清洗晶圆时通常需要将晶圆固定在清洗设备的卡盘装置上,卡盘优选采用负压吸附的方式对晶圆进行固定;在对晶圆进行固定后,通过使卡盘旋转来带动晶圆进行旋转运动,然后使用喷枪将水冲击在旋转的晶圆表面,待水将晶圆表面冲刷干净后,再使用气枪将晶圆表面吹成干燥状态。

3、然而,在清洗过程中,晶圆的外圈以及靠近外圈的底部也会附着部分水珠,但气枪只能对晶圆表面的水分进行清理,导致晶圆外圈以及靠近外圈的底部无法得到清理,降低晶圆干燥的效率,影响下一步的加工效率。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘及方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明目的之一在于,提供了一种可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘,包括外环以及设置在外环内部用于将晶圆吸附固定的承载台,所述承载台外圈与外环内圈之间形成活动腔;所述承载台内部为中空结构,其内部设置有可贯穿承载台顶部的顶动件;所述活动腔内设置有引导件,所述引导件以转动的方式设置在活动腔内;

3、在气枪对晶圆顶部吹风时,所述引导件将晶圆外圈的气体向下引导,以使气体经晶圆外圈后作用于顶动件处;此时,所述顶动件利用气体的作用力驱动晶圆上移,迫使晶圆与承载台之间产生间隙,气体经晶圆外圈的过程中将晶圆外圈的水分吹除,并使间隙处形成负压区,同时将间隙处的水分抽出。

4、作为本技术方案的进一步改进,所述承载台顶部开设有与内部连通的吸风口,底部开设有与内部连通的连接管,连接管用于与外部的负压设备连接。

5、作为本技术方案的进一步改进,所述引导件包括转环,所述转环转动设置在外环外圈开设的转槽内,所述转环的顶部固定连接有多个连接臂,所述连接臂的端部固定连接有导风板,所述导风板位于活动腔内,所述导风板靠近承载台的一侧纵向滑动设置有滑块,所述导风板的顶端向承载台处的一端弯折,所述滑块靠近承载台的一端向顶部弯折。

6、作为本技术方案的进一步改进,所述顶动件包括驱动件和顶针,所述顶针包括底端以滑动的方式穿入承载台内部的直杆,直杆的顶端固定连接有圆盘;

7、所述驱动件用于利用引导的气体驱动直杆上移。

8、作为本技术方案的进一步改进,所述驱动件包括驱动部和从动部;

9、所述驱动部为设置在直杆底部的多个撬杆,所述撬杆的底部转动设置有连接轴,所述连接轴固定设置在承载台底部的内壁;所述撬杆的一端位于直杆底部,另一端向上弯折;

10、所述从动部用于利用引导的气体对撬杆的弯折端进行驱动。

11、作为本技术方案的进一步改进,所述从动部包括套设在承载台外圈的滑动环,所述滑动环纵向滑动设置在承载台外壁开设的滑动槽内,所述承载台的外壁开设有位于驱动杆内的滑动孔;所述滑动环的内部固定设置有多个驱动杆,所述驱动杆的一端穿过滑动孔后,共同固定连接有连接环,所述连接环位于撬杆弯折端的上方;

12、所述滑动环的底端向外圈弯折,所述滑动环底部的弯折端位于滑块的下方;

13、所述滑动环底部与滑动槽底部之间设置有将二者弹性连接的压缩弹簧。

14、作为本技术方案的进一步改进,所述承载台侧壁开设有泄压孔,所述泄压孔位于滑动孔的顶部,常态下,所述滑动环位于泄压孔的正前方,当滑动环下移后,所述滑动环脱离泄压孔。

15、作为本技术方案的进一步改进,所述连接臂包括固定杆和滑动杆;所述滑动杆的一端固定设置在转环的外壁;

16、所述滑动杆的一端与导风板的侧壁固定连接,另一端穿入固定杆的一端,并与固定杆之间滑动连接;

17、所述导风板的中间部位具有弹性部分;

18、所述外环的顶部设置有引导部,所述引导部用于根据外环的旋转状态对滑动杆的滑动进行控制。

19、作为本技术方案的进一步改进,所述引导部包括固定设置在滑动杆底部的凸柱,以及位于外环顶部的多个导板,多个导板之间可组成圆形状态;

20、所述导板滑动设置在外环顶部,所述导板一侧与外环顶部之间设置有将二者弹性连接的复位弹簧,常态下,所述导板通过凸柱推动导风板贴合在晶圆的外圈。

21、本发明目的之二在于,提供了一种用于可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘的方法,包括如下方法步骤:

22、s1、当承载台和外环处于旋转状态时,导风板与空气之间的阻力导致导风板与转环之间存在转速差,迫使导风板会在转动的过程中逐渐移动至晶圆外圈的各个部位;

23、s2、气体撞击晶圆的表面后会向导风板处流动,当气体撞向导风板时,会被导风板的弯折端向下引导,气体向下流动的过程中会对滑块产生冲击,从而迫使滑块下移;

24、s3、滑块下移过程中对滑动环底部的弯折端施加下压力,迫使滑动环下移带动驱动杆,驱动杆下移通过连接环对撬杆的弯折端压动,使撬杆将直杆顶动,直杆上移通过圆盘将晶圆顶动,此时晶圆与承载台之间形成间隙;

25、s4、晶圆表面的气体在被向下引导的过程中,气体首先将晶圆外圈附着的水分吹落,同时,由于承载台与晶圆之间存在间隙,在气体的高度流动下,间隙靠近晶圆外圈的部位会形成负压区,也就导致间隙处的气体以及水分会被向下流动的气体抽出。

26、与现有技术相比,本发明的有益效果:

27、1、该可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘及方法中,通过利用气体的作用力驱动晶圆上移,使晶圆与承载台之前形成间隙,这样,气体经过晶圆外圈时,就能将晶圆外圈以及靠近外圈底部的水分带走,从而实现对晶圆多部位水分的清理。

28、2、该可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘及方法中,导风板不仅能够对晶圆表面的气体进行引导,还能在外环处于静止状态下时对晶圆的位置进行校正,使晶圆能够始终处于承载台顶部的中心位置,避免在转动时将晶圆甩出。



技术特征:

1.一种可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘,包括外环(100)以及设置在外环(100)内部用于将晶圆(200)吸附固定的承载台(101),其特征在于:所述承载台(101)外圈与外环(100)内圈之间形成活动腔(102);所述承载台(101)内部为中空结构,其内部设置有可贯穿承载台(101)顶部的顶动件;所述活动腔(102)内设置有引导件(110),所述引导件(110)以转动的方式设置在活动腔(102)内;

2.根据权利要求1所述的可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘,其特征在于:所述承载台(101)顶部开设有与内部连通的吸风口(103),底部开设有与内部连通的连接管(104),连接管(104)用于与外部的负压设备连接。

3.根据权利要求1所述的可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘,其特征在于:所述引导件(110)包括转环(111),所述转环(111)转动设置在外环(100)外圈开设的转槽(105)内,所述转环(111)的顶部固定连接有多个连接臂(112),所述连接臂(112)的端部固定连接有导风板(113),所述导风板(113)位于活动腔(102)内,所述导风板(113)靠近承载台(101)的一侧纵向滑动设置有滑块(114),所述导风板(113)的顶端向承载台(101)处的一端弯折,所述滑块(114)靠近承载台(101)的一端向顶部弯折。

4.根据权利要求1所述的可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘,其特征在于:所述顶动件包括驱动件(120)和顶针(130),所述顶针(130)包括底端以滑动的方式穿入承载台(101)内部的直杆(131),直杆(131)的顶端固定连接有圆盘(132);

5.根据权利要求4所述的可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘,其特征在于:所述驱动件(120)包括驱动部和从动部;

6.根据权利要求5所述的可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘,其特征在于:所述从动部包括套设在承载台(101)外圈的滑动环(123),所述滑动环(123)纵向滑动设置在承载台(101)外壁开设的滑动槽(106)内,所述承载台(101)的外壁开设有位于驱动杆(124)内的滑动孔(108);所述滑动环(123)的内部固定设置有多个驱动杆(124),所述驱动杆(124)的一端穿过滑动孔(108)后,共同固定连接有连接环(125),所述连接环(125)位于撬杆(121)弯折端的上方;

7.根据权利要求6所述的可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘,其特征在于:所述承载台(101)侧壁开设有泄压孔(107),所述泄压孔(107)位于滑动孔(108)的顶部,常态下,所述滑动环(123)位于泄压孔(107)的正前方,当滑动环(123)下移后,所述滑动环(123)脱离泄压孔(107)。

8.根据权利要求3所述的可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘,其特征在于:所述连接臂(112)包括固定杆(140)和滑动杆(141);所述滑动杆(141)的一端固定设置在转环(111)的外壁;

9.根据权利要求8所述的可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘,其特征在于:所述引导部包括固定设置在滑动杆(141)底部的凸柱(142),以及位于外环(100)顶部的多个导板(150),多个导板(150)之间可组成圆形状态;

10.一种用于如权利要求6-9中任意一项所述的可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘的方法,其特征在于:包括如下方法步骤:


技术总结
本发明涉及晶圆加工技术领域,具体地说,涉及一种可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘及方法。其包括外环以及设置在外环内部用于将晶圆吸附固定的承载台,所述承载台外圈与外环内圈之间形成活动腔;所述承载台内部为中空结构,其内部设置有可贯穿承载台顶部的顶动件;所述活动腔内设置有引导件,所述引导件以转动的方式设置在活动腔内;该可对多部位同时清理的半导体晶圆卡盘及方法中,通过利用气体的作用力驱动晶圆上移,使晶圆与承载台之前形成间隙,这样,气体经过晶圆外圈时,就能将晶圆外圈以及靠近外圈底部的水分带走,从而实现对晶圆多部位水分的清理。

技术研发人员:杨刚,魏亮,赵勇
受保护的技术使用者:苏州晶睿半导体科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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