一种用于承载和清洁硅片的装置的制作方法

1.本发明涉及半导体硅片加工技术领域，尤其涉及一种用于承载和清洁硅片的装置。


背景技术：

2.硅片是半导体元件制造的材料，一般情况下，多晶硅通过重熔拉晶，切片，倒角，研磨，抛光，清洗等工序后，即可获得表面光滑平坦，边缘整齐的芯片级硅片。随着硅片直径越来越大与集成电路特征尺寸越来越小，对晶圆表面平坦度及表面的洁净程度，损伤度提出了更高的要求。
3.在硅片的加工过程中，对执行硅片倒角工序的目的是要消除硅片边缘表面因经切割加工而产生的棱角、毛刺、崩边、裂缝或其他的缺陷和各种边缘表面污染，从而降低硅片表面的粗糙度，增加硅片边缘表面的机械强度，减少表面沾污的颗粒。
4.对于倒角工艺而言，主要是根据倒角设备的情况和所使用的磨轮磨削材料的粒度来选定合适的磨轮转速、硅片转速、硅片去除量、倒角圈数、磨轮型号、切削液类型、切削液流量等，以生产出满足客户需求的产品。
5.对硅片的倒角通常由倒角机完成。倒角机用于对晶圆边缘进行磨削，在倒角过程中，晶圆通常被真空吸附在承载台上并与承载台一起旋转，通过控制晶圆运动，由带v型槽的砂轮高速旋转对晶圆边缘进行磨削。
6.然而，硅片在被倒角之前表面洁净度通常较差，而且在边缘倒角过程中，产生的硅渣及磨轮碎屑会飞溅到承载台上，从而导致承载台在承载和吸附硅片时会对硅片表面造成损伤。


技术实现要素：

7.为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种能够同时解决对硅片的承载和清洁问题的装置。
8.本发明的技术方案是这样实现的：一种用于承载和清洁硅片的装置，所述装置包括：用于沿水平方向支承硅片的支承部分；清洁部分，所述清洁部分用于在所述硅片被所述支承部分支承时对所述硅片的下表面进行清洁，所述清洁部分包括第一部分和第二部分，所述第一部分设置成能够向所述硅片的下表面喷射清洁液，所述第二部分设置成能够相对于所述硅片旋转；其中，所述第二部分的上表面上形成有刷毛并且所述第二部分的上表面能够在第一状态与第二状态之间变形，在所述第一状态，所述刷毛不与所述硅片接触，在所述第二状态，所述刷毛能够与所述硅片的下表面接触以通过所述第二部分相对于所述硅片的下表面的旋转对所述硅片的下表面进行清洁。
9.本发明实施例提供了一种用于承载和清洁硅片的装置，所述装置包括：支承硅片的支承部分和对硅片的下表面进行清洁的清洁部分，清洁部分包括能够向硅片的下表面喷
射清洁液的第一部分以及通过刷毛对硅片的下表面进行清洁的第二部分，其中，硅片的第二部分能够在第一状态与第二状态之间变形，并且仅在第二状态与硅片接触以对硅片进行清洁，不同于常规的硅片承载台，本发明实施例提供的装置仅部分地支承硅片而非以接触硅片的整个下表面的方式支承硅片，由此减少了支承表面与硅片的接触面积，避免了因前一抛光操作导致飞溅并残留在承载台表面上的碎屑对硅片表面造成损伤，而且本发明实施例提供的装置还能够通过喷射清洁液的第一部分与具有刷毛的第二部分的相互配合对承载的硅片进行清洁，以去除因前一工序而附着在硅片表面上的碎屑，因而避免了因硅片自身的不清洁而造成对硅片表面的损伤。
附图说明
10.图1为根据本发明实施例的用于承载和清洁硅片的装置的结构示意图，其示出了装置的第二部分处于第一状态；图2为根据本发明实施例的用于承载和清洁硅片的装置的结构示意图，其示出了装置的第二部分处于第二状态；图3为根据本发明实施例的用于承载和清洁硅片的装置的俯视图，其中，移除了硅片；图4为根据本发明的另一实施例的用于承载和清洁硅片的装置的结构示意图。
具体实施方式
11.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。
12.在目前的硅片倒角操作中，硅片通常由吸附载台吸附固定，常规的吸附载台一般由质地坚硬的陶瓷制成且表面通常带有沟槽，这导致对硅片进行研磨所产生的碎屑极易附着在吸附载台的表面，从而在吸附硅片时对硅片表面造成损伤。
13.为了解决上述问题，参见图1，本发明实施例提供了用于承载和清洁硅片s的装置1，所述装置1包括：用于沿水平方向支承硅片s的支承部分10；清洁部分20，所述清洁部分20用于在所述硅片s被所述支承部分10支承时对所述硅片s的下表面s1进行清洁，所述清洁部分20包括第一部分201和第二部分202，所述第一部分201设置成能够向所述硅片s的下表面s1喷射清洁液，所述第二部分202设置成能够相对于所述硅片s旋转；其中，所述第二部分202的上表面2021上形成有刷毛2022并且所述第二部分202的上表面2021能够在第一状态与第二状态之间变形，在所述第一状态，所述刷毛2022不与所述硅片s接触，在所述第二状态，所述刷毛2022能够与所述硅片s的下表面s1接触以通过所述第二部分202相对于所述硅片s的下表面s1的旋转对所述硅片s的下表面s1进行清洁。
14.具体地，硅片s 在经过前一工序之后由机械臂r转移至用于承载和清洁硅片s的装置1处，并且机械臂r将硅片s水平固定在装置1上，其中，硅片s的下表面s1与装置1直接接触，图1和图2分别示出了装置1的第二部分202的上表面2021的第一状态和第二状态，在第一状态中，如图1所示，第二部分202的上表面2021上的刷毛2022与硅片s的下表面s1之间存在一定的间隙，也就是说，第二部分202的刷毛2022是不与硅片s的下表面s1相接触的，而且，在图1中示出的实施例中，第一部分201与硅片s的下表面s1之间也是间隔开的，只有装
置1的支承部分10与硅片s的下表面s1相接触以支承硅片s。在第二状态中，如图2所示，第二部分202的上表面2021发生向上凸出的变形，使得形成在上表面2021上的刷毛2022能够与硅片s的下表面s1相接触，在这种情况下，当装置1的第二部分202相对于硅片s旋转时，刷毛2022可以对硅片s的下表面s1进行清洁。
15.本发明实施例提供了一种用于承载和清洁硅片s的装置1，所述装置1包括：支承硅片s 的支承部分10和对硅片s的下表面s1进行清洁的清洁部分20，清洁部分20包括能够向硅片s的下表面s1喷射清洁液的第一部分201以及通过刷毛2022对硅片s的下表面s1进行清洁的第二部分202，其中，硅片s的第二部分202能够在第一状态与第二状态之间变形，并且仅在第二状态与硅片s接触以对硅片s进行清洁，不同于常规的硅片承载台，本发明实施例提供的装置1仅部分地支承硅片s而非以接触硅片s的整个下表面s1的方式支承硅片s，由此减少了支承表面与硅片的s接触面积，避免了因前一抛光操作而飞溅并残留在承载台表面上的碎屑对硅片表面造成损伤，而且本发明实施例提供的装置1还能够通过喷射清洁液的第一部分201与具有刷毛2022的第二部分202的相互配合对承载的硅片s进行清洁，以去除因前一工序而附着在硅片s的表面上的碎屑，因而避免了因硅片自身的不清洁而造成对硅片表面的损伤。
16.为了进一步避免对硅片表面的损伤，例如，支承部分10由硬度较低的橡胶材料制成。
17.为了实现第二部分202的上表面2021在第一状态与第二状态之间的转换，优选地，参见图1，所述第二部分202包括能够被充入流体的腔体2023，其中，所述第二部分202的上表面2021形成在所述腔体2023的上方并且由柔性材料制成，使得随着所述腔体2023被充入流体，所述第二部分202的上表面2021能够从所述第一状态变形至所述第二状态，具体地，随着腔体2023被充入流体，由柔性材料制成的上表面2021在充入腔体2023中的流体的作用下而逐渐向上凸起变形，使得原本与硅片s的下表面s1间隔开的刷毛2022（如图1所示），逐渐靠近硅片s的下表面s1并最终与其相接触（如图2所示）。
18.根据本发明的优选实施例，所述第二部分202的上表面2021例如可以由聚乙烯丙纶、聚四氟乙烯、pdms等材料制成。
19.根据本发明的优选实施例，参见图1至图3，所述支承部分10、所述第一部分201和所述第二部分202关于所述装置1的竖向中心线x同心地布置，在水平方向上，所述支承部分10设置在所述装置1的最外部并且所述第二部分202位于所述支承部分10与所述第一部分201之间。
20.例如，在图3示出的实施例中，当从上方观察时，装置1整体上大致呈圆形，其中，第一部分201、第二部分202和支承部分10同心地布置，第一部分201呈大致圆形并且位于中央位置处，支承部分10呈大致圆环形状并且在径向方向上位于最外部，第二部分202呈大致圆环形状并且在径向方向上位于第一部分201与支承部分10之间。通过上述布置，可以使装置1的结构更为紧凑，而且可以更高效地执行清洁操作。
21.为了更好地实现清洁液的喷射，优选地，所述第一部分201包括喷嘴2011，所述相对于所述竖向中心线x偏心地布置，并且所述第一部分201和所述第二部分202设置成能够相对于硅片s绕所述竖向中心线x旋转。通过将喷嘴2011偏心地设置，当第一部分201绕竖向中心线x旋转时，喷嘴2011可以对硅片的下表面的更多面积喷射清洁液，而且，喷嘴2011的
喷射角度可以被设置成喷射出的清洁液能够尽可能多地覆盖硅片s的下表面s1，并且由喷嘴喷射的清洁液同样可以使刷毛浸湿，从而对刷毛也起到清洁的作用。
22.为了更进一步促进对硅片的清洁，优选地，第一部分201和第二部分202设置成能够绕竖向中心线x相对于彼此沿相反的方向旋转，通过使第一部分201和第二部分202相对于彼此沿相反的方向旋转可以使第二部分的刷毛更好地与喷射出的清洁液相互配合，达到清洁的目的。
23.为了提高对清洁液的利用，降低生产成本，优选地，参见图1，所述装置1还包括与用于收集清洁液的蓄水槽30，所述蓄水槽30设置成具有位于顶部的敞开的口部301，并且所述口部301与所述第一部分201和所述第二部分202上方的空间连通，由此喷射在硅片s的下表面s1上的清洁液可以通过口部301滴落进入蓄水槽30，以便于后续循环利用，这样不仅节约了生产成本，而且也减少了因清洁液随意流动而造成对装置1的其他部分的污染。
24.根据本发明的一个实施例，装置1可以用于在硅片经受倒角时对硅片进行承载，在这种应用中，通常利用机械臂r将硅片安置在装置1上，并且当硅片s被装置1清洁完成之后，机械臂r将与硅片分离以便于执行后续的倒角操作，此时，需要通过其他方式将硅片继续固定在装置1上。针对此情况，优选地，所述蓄水槽30位于所述支承部分10的正下方，并且所述支承部分10形成有使所述支承部分10上方的空间与所述蓄水槽30的内部连通的通气孔302，在图3中示出的实施例中，设置有均匀分布在支承部分10的上表面上的四个通气孔302，当对硅片的清洁完成之后可以将蓄水槽30中的清洁液排空，接着可以通过在蓄水槽30内持续形成负压来经由通气孔302将硅片吸附在支承部分10上，由于负压作用于硅片不会对硅片表面造成损伤，而且不需要增加额外的固定装置，因此是一种经济且有效的固定方式。
25.为了便于排空蓄水槽30，优选地，如图1所示，所述蓄水槽30包括位于底部的抽水孔303，所述抽水孔303与所述蓄水槽30的内部连通以使得能够排空所述蓄水槽30，通过将抽水孔303设置在蓄水槽30的底部，存储在蓄水槽30中的清洁液通过自身重力也可以从蓄水槽30中流出，当然，也可以在抽水孔303处设置泵，以加速清洁液从蓄水槽排出，并且可以在蓄水槽30内形成负压，以将硅片吸附在装置1的支承部分10上。
26.为了提高装置1的工作效率，装置1的清洁操作可以自动地执行，优选地，参见图4，所述装置1还包括控制器40和用于感测所述蓄水槽30中的液位水平的液位传感器50，所述控制器40配置成能够根据所述液位传感器50的感测结果使所述第一部分201和所述第二部分202停止旋转。
27.例如，参见图4，装置1的蓄水槽30设置有第一刻度k1和第二刻度k2，在装置1对硅片的清洁阶段，蓄水槽30内的液面不断上升，当液位传感器50感测到液面水平达到第一刻度k1时向控制器40发送信号，控制器40则可以在收到信号之后立即使第二部分202停止旋转并排出腔体2023中的流体以使第二部分202的上表面2021恢复至第一状态，而第一部分201则继续向硅片的下表面喷射清洁液以对硅片的下表面进行二次清洁，当液位传感器50感测到液面水平达到第二刻度k2时再次向控制器40发送信号，控制器40可以在收到信号之后立即使第一部分201停止旋转并且停止喷射清洁液，与此同时，控制器40可以控制打开蓄水槽30的抽水孔303排出其容纳的清洁液，并最终在蓄水槽30内形成将硅片吸附在装置1的支承部分10上的负压，以便在机械臂r撤离的情况下进行后续的倒角操作，其中，第一刻度
k1和第二刻度k2可以根据实际产品要求以及加工情况灵活地设定，由此装置1的清洁操作可以通过控制器40和液位传感器50相互配合来自动地进行，提高了工作效率。
28.为了更好地回收利用清洁液，优选地，参见图1，所述第一部分201还包括用于排出所述第一部分201的上表面上的清洁液的第一排放孔2012。
29.根据本发明的优选实施例，参见图1，所述第二部分202的所述腔体2023设置有第二排放孔2024，其中，充入所述腔体2023中的流体能够经由所述第二排放孔排出，使得所述第二部分202的所述上表面能够从所述第二状态恢复至所述第一状态。
30.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。
31.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。