晶圆清洗设备及清洗方法

摘要

本发明提供一种晶圆清洗设备，包括清洗台、吸盘、喷枪、若干真空开关和气压调节阀。其中，所述清洗台设有清洗槽，所述吸盘位于所述清洗槽内，所述吸盘采用真空控制以吸附晶圆，所述吸盘开设有若干气孔；所述喷枪用于向所述晶圆喷射液体或气体；若干所述真空开关安装于所述清洗台，每个所述真空开关控制一定的所述气孔；所述气压调节阀安装于所述清洗台，用于控制吸附所述晶圆的所述气孔进行吸气，同时控制未吸附所述晶圆的所述气孔进行吹气。该晶圆清洗设备结构简单、清洗效率高，能避免水堵住气孔导致真空失效。本发明还提供了一种晶圆的清洗方法。

权利要求

1.一种晶圆清洗设备，其特征在于，包括：

清洗台，所述清洗台设有清洗槽；

吸盘，所述吸盘位于所述清洗槽内，所述吸盘采用真空控制以吸附晶圆，其中，所述吸盘开设有若干气孔；

喷枪，用于向所述晶圆喷射液体或气体；

若干真空开关，若干所述真空开关安装于所述清洗台，每个所述真空开关控制一定的所述气孔；及气压调节阀，所述气压调节阀安装于所述清洗台，用于控制吸附所述晶圆的所述气孔进行吸气，同时控制未吸附所述晶圆的所述气孔进行吹气，安装于所述清洗台的收容器，所述清洗槽设有出水口，所述收容器借由所述出水口与所述清洗槽连通，以用于抽取并盛放所述气孔的水，所述吸盘的材质为黄铜，且所述吸盘放置所述晶圆的面为抛光，同时所述吸盘的两面镀金。

2.根据权利要求1所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述晶圆清洗设备还包括设置于所述清洗台且高出所述吸盘的光源。

3.根据权利要求1所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述晶圆清洗设备还包括环绕所述清洗槽设置的挡板。

4.根据权利要求3所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述挡板为三面挡板。

5.根据权利要求1所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述清洗台还设置有放置所述喷枪的水槽。

6.一种采用如权利要求1-5任一项所述的晶圆清洗设备清洗晶圆的方法，其特征在于，包括步骤：(1)根据晶圆的尺寸，选择真空开关以控制对应的气孔真空吸附晶圆；

(2)利用气压调节阀控制吸附晶圆的气孔进行吸气，控制未吸附晶圆的气孔进行吹气；

(3)利用喷枪朝吸附于吸盘上的晶圆喷射液体或气体。

说明书

晶圆清洗设备及清洗方法

技术领域

[0001] 本发明涉及晶圆清洗领域，更具体的涉及一种晶圆清洗装置及清洗方法。

背景技术

[0002] 晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。晶圆是生产集成电路所用的载体，一般意义晶圆多指单晶硅圆片。晶圆是最常用的半导体材料，按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格，近来发展出12英寸甚至研发更大规格(14英寸、15英寸、16英寸……20 英寸以上等)。晶圆越大，同一圆片上可生产的IC就越多，可降低成本；但对材料技术和生产技术的要求更高，例如均匀度等等的问题。一般认为硅晶圆的直径越大，代表着这座晶圆厂有更好的技术，在生产晶圆的过程当中，良品率是很重要的条件。

[0003] 晶圆测试的过程中，虽然对产品的外观进行严格的管控，但是在整个测试流程中，难免会对产品造成一些污染或者浮尘，因此，需要对产品进行清洗。晶圆测试以后，部分产品会在晶圆上对不良品进行打点标记，目的是为了后段可以通过识别墨点将这些不良品剔除掉，但由于打点设备和打点器的稳定性，人为操作失误、墨水的质量等都会影响到打点的效果，墨点的大小和位置不易管控，常出现打点错位，墨点过大，污染等问题，故，也需要对晶圆进行清洗。

[0004] 目前能进行这项操作的是测试下段的封装厂使用的洗片设备，首先将需要清洗的晶圆使用蓝膜贴住背面，并用钢圈固定上洗片设备，高压水枪冲洗，吸盘旋转将水脱离，最后进行烘烤。这种装置的稳定性强及产品风险低，然而具有以下缺点：清洗过程中无法手动擦除，部分污染物和墨迹无法清洗干净，同时也不能在清洗过程中确认是否清洗干净，操作流程相对复杂，用时比较长，不适合用于轻微或少量的异常处理。

[0005] 因此，有必要提供一种晶圆清洗装置来克服上述缺陷。

发明内容

[0006] 本发明的目的之一在于提供一种结构简单、清洗效率高的晶圆清洗设备。

[0007] 本发明的目的之二在于提供一种晶圆的清洗方法，该方法无需使用贴蓝膜，简化了操作流程，并且该方法避免水堵住气孔，可避免真空失效，大大提高了晶圆的清洗效率。

[0008] 为实现上述目的，本发明提供一种晶圆清洗设备，包括清洗台、吸盘、喷枪、若干真空开关和气压调节阀。其中，所述清洗台设有清洗槽，所述吸盘位于所述清洗槽内，所述吸盘采用真空控制以吸附晶圆，所述吸盘开设有若干气孔；所述喷枪用于向所述晶圆喷射液体或气体；若干所述真空开关安装于所述清洗台，每个所述真空开关控制一定的所述气孔；所述气压调节阀安装于所述清洗台，用于控制吸附所述晶圆的所述气孔进行吸气，同时控制未吸附所述晶圆的所述气孔进行吹气。

[0009] 较佳的，所述晶圆清洗设备还包括光源，所述光源设置于所述清洗台且高出所述吸盘。

[0010] 较佳的，所述晶圆清洗设备还包括环绕所述清洗槽设置的挡板。

[0011] 较佳的，所述挡板为三面挡板。

[0012] 较佳的，所述吸盘的材质为黄铜，且所述吸盘放置所述晶圆的面为抛光，同时所述吸盘的两面镀金。

[0013] 较佳的，所述清洗台还设置有放置所述喷枪的水槽。

[0014] 较佳的，所述晶圆清洗设备还包括安装于所述清洗台的收容器，所述清洗槽设有出水口，所述收容器借由所述出水口与所述清洗槽连通，以用于抽取并盛放所述气孔的水。

[0015] 相应地，本发明还提供一种晶圆清洗方法，包括步骤：

[0016] (1)根据晶圆的尺寸，选择真空开关以控制对应的气孔真空吸附晶圆；

[0017] (2)利用气压调节阀控制吸附晶圆的气孔进行吸气，控制未吸附晶圆的气孔进行吹气；

[0018] (3)利用喷枪朝吸附于吸盘上的晶圆喷射液体或气体。

[0019] 与现有技术相比，本发明具有以下效果：

[0020] (1)吸盘采用真空吸附，无需贴蓝膜，可直接对晶圆清洗，简化工艺流程；

[0021] (2)气压调节阀可控制吸附晶圆的气孔进行吸气，同时控制未吸附晶圆的气孔进行吹气，避免水堵住气孔导致真空失效，还可提高清洗效率。

[0022] (3)同一台清洗设备可清洗不同尺寸的晶圆，无需使用多台设备，扩大应用范围，减少设备成本。

附图说明

[0023] 图1为本发明的晶圆清洗设备的结构示意图。

[0024] 图2为本发明隐藏挡板和清洗槽的晶圆清洗设备的俯视图。

[0025] 图3为本发明晶圆清洗设备的俯视图。

[0026] 图4为本发明晶圆清洗设备的主视图。

[0027] 图5为本发明晶圆清洗设备的右视图。

[0028] 元件符号说明：

[0029] 100晶圆清洗设备，10清洗台，11清洗槽，111出水口，20吸盘，21气孔，22 支撑管，30喷枪，40真空开关，41第一真空开关，42第二真空开关，43第三真空开关，50气压调节阀，
60光源，70挡板，80水槽，90收容器。

具体实施方式

[0030] 下面结合给出的说明书附图对本发明的较佳实施例作出描述。

[0031] 如图1～5所示，本发明的晶圆清洗设备100包括清洗台10、吸盘20、喷枪 30、若干真空开关40和气压调节阀50。清洗台10设有清洗槽11，吸盘20位于清洗槽11内。本实施例中，吸盘20的下部还设有支撑管22，支撑管22的一端安装于清洗槽11中，支撑管22的另一端与吸盘20连接，支撑管22不仅具有支撑吸盘20的功能，还能提供气孔21与抽真空装置的连通通道。吸盘20采用真空控制，用于吸附晶圆。其中，吸盘20开设有若干气孔21，气孔21可与抽真空装置连通，利用吸盘20真空吸附晶圆的背面，防止清洗过程发生位移。喷枪30用于向晶圆喷射液体或气体。具体实施例中，喷枪30为水枪或气枪，使用水枪对晶圆冲洗，气枪对晶圆上的残留水渍进行吹除。若干真空开关40安装于清洗台10，以方便操作，每个真空开关40控制一定的气孔21，一定的气孔21形成一个吸附区域，每个吸附区域对应一个晶圆尺寸。
因此，可根据控制不同的气孔21形成不同的吸附区域，以吸附不同尺寸的晶圆，从而方便对不同尺寸的晶圆进行清洗。本实施例中，在清洗台10上设置3个真空开关40，分别为第一真空开关41、第二真空开关42和第三真空开关43。其中，第一真空开关41控制内四圈的气孔
21，第二真空开关42控制内六圈的气孔21，第三真空开关43控制8圈的气孔21，即控制吸盘
20上全部的气孔21。气压调节阀50 安装于清洗台10，用于控制吸附晶圆的气孔21进行吸气，同时控制未吸附晶圆的气孔21进行吹气。由于在工作的过程中，吸气的气孔21被晶圆覆盖，无法进水，余下的为吹气的气孔21，可防止清洗过程中气孔21被水堵塞的情况，避免水堵住气孔导致真空失效。

[0032] 继续参考图2-图3，晶圆清洗设备100还包括光源60和挡板70，光源60 设置于清洗台10且高出吸盘20，有利于清洗过程中方便观察晶圆是否清洗干净。挡板70环绕清洗槽11设置，尤其是采用三面挡板70可避免晶圆冲洗时的水四处飞溅，还可以保障晶圆在清洗的过程中避免受外力的损坏。

[0033] 更进一步，吸盘20的材质为黄铜，且吸盘20的正面为抛光，同时吸盘20 的两面镀金，有利于吸盘20的正面平整和光滑，减少吸盘20与晶圆之间出现间隙，防止晶圆脱落，提高稳定性。为了体现人性化设计及方便操作，吸盘20 与地面的距离为90cm。

[0034] 为了便于放置喷枪30，继续参考图2-4，在清洗台10上可设置水槽80。当无需操作喷枪30时，可将喷枪30放置水槽80中，提高无尘车间的操作性。优选地，为了更好的接收清洗过程中的水，在清洗台10的侧边设置收容器90，收容器90可与动力系统连接提供驱动力。清洗槽11设有出水口111，收容器90 借由出水口111与清洗槽11连通，以用于抽取并盛放气孔21中的水。

[0035] 相应地，本发明还提供一种晶圆清洗方法，包括步骤：

[0036] (1)根据晶圆的尺寸，选择真空开关40以控制对应的气孔21真空吸附晶圆；

[0037] (2)利用气压调节阀50控制吸附晶圆的气孔21进行吸气，控制未吸附晶圆的气孔21进行吹气；

[0038] (3)利用喷枪30朝吸附于吸盘20上的晶圆喷射液体或气体；

[0039] (4)对晶圆进行清洗后，利用气压调节阀50控制气孔21与出水口导通，使气孔21中的水通过出水口111进入到收容器90中。

[0040] 具体地，本实施例对6寸、8寸和12寸晶圆的清洗进行详细说明。

[0041] 清洗6寸晶圆时，利用吸盘20真空吸附晶圆的背面，打开第一真空开关41，在气压调节阀50的调节下，控制内4圈的气孔21吸气以吸附晶圆，同时控制外4圈未吸附晶圆的气孔21进行吹气。然后操作水枪朝吸附于吸盘20的晶圆进行冲洗，利用光源60的照射观察晶圆的清洗效果。若清洗干净，则操作气枪对晶圆上残留的水渍进行吹除；若清洗不干净，则继续采用水枪朝晶圆进行冲洗，直至清洗干净，然后再操作气枪对晶圆上残留的水渍进行吹除。故，可在清洗的过程中清楚的确认晶圆是否清洗干净，保证清洗效率。清洗过程中，清洗的水可经清洗槽11流入收容器90。对晶圆进行清洗后，利用气压调节阀50 控制气孔21与出水口111导通，使气孔21中的水通过出水口111进入到收容器 90中。

[0042] 清洗8寸晶圆时，利用吸盘20真空吸附晶圆的背面，打开第二真空开关42，在气压调节阀50的调节下，控制内6圈的气孔21吸气以吸附晶圆，同时控制外2圈未吸附晶圆的气孔21进行吹气，操作水枪朝吸附于吸盘20的晶圆进行冲洗。其余步骤参考上述说明，在此不做详细阐述。

[0043] 清洗12寸晶圆时，利用吸盘20真空吸附晶圆的背面，打开第三真空开关 43，在气压调节阀50的调节下，控制8圈的气孔21吸气以吸附晶圆，即12寸晶圆全部覆盖吸盘20，操作水枪朝吸附于吸盘20的晶圆进行冲洗。其余步骤参考上述说明，在此不做详细阐述。

[0044] 应当指出，以上具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求限定的范围。