專利名稱：一種用于單面處理的夾持與保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及主要用于夾持和保護(hù)硅片及其相似物進(jìn)行單面處理的裝置， 具體為一種用于單面處理的夾持與保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
在過(guò)去的數(shù)年中，微電子集成電路制造技術(shù)取得了許多顯著的進(jìn)步，從而生 產(chǎn)出功能更多、價(jià)格更便宜的電子器件，推動(dòng)這種進(jìn)步的一個(gè)主要因素是新的集 成電路制造設(shè)備和相應(yīng)的制造技術(shù)的實(shí)用新型，微電子器件的制備通常需要非常 精確的控制、非常純的材料和非常潔凈的制備環(huán)境，甚至亞^^級(jí)的顆粒所產(chǎn)生 的缺陷，從而導(dǎo)致整個(gè)微電子器件的失效。
微電子器件一般在硅片的正面制備，通常硅片的背面不會(huì)用來(lái)制備器件。然 而，假如硅片背面的金屬殘留、顆粒等污染物不被有效清除，從而會(huì)污染硅片正 面，使正面的器件失效。例如硅片背面的銅元?dú)饪梢詳U(kuò)散至硅片正面，從而 在微電子器件中產(chǎn)生缺陷，因此硅片背面的處理是非常重要的。
硅片背面的污染可以采用現(xiàn)有技術(shù)去除，這些技術(shù)包括在硅片旋轉(zhuǎn)時(shí)，將化 學(xué)液噴灑到硅片背面，即處理面。然而，如果處理面上的化學(xué)液以某種方式到達(dá) 非處理面，非處理面上的電子元件將會(huì)受到傷害。因此，在進(jìn)行硅片單面處理時(shí)，
處理面上的化學(xué)液必須盡可能減少對(duì)非處理面的污染。由于處理面上的化學(xué)^x^t
非處理面的污染方式包括化學(xué)液液相直接污染、化學(xué)液氣相或與7jC汽混和相對(duì)非 處理面的污染，且硅片在處理過(guò)程中需要高速旋轉(zhuǎn)，在目前的處理技術(shù)下，完全 的保護(hù)非處理面的目fe^未達(dá)到。
在硅片進(jìn)行單面處理時(shí)，如何阻止處理面上的化學(xué)液污染非處理面，目前存 在許多方法與相應(yīng)的裝置。 一些裝置采用施加惰性氣體直接于硅片的非處理面，
但此種裝置并不能完全PM:處理面上的化學(xué)液污染非處理面，尤其在硅片低速旋轉(zhuǎn)時(shí)。另外， 一些裝置對(duì)非處理面采用密封圈密封和硅片采用機(jī)械夾持或真空吸 附，在實(shí)際的處理過(guò)程中，密封圈和機(jī)械夾持裝置會(huì)是另外的污染源，產(chǎn)生大量 的顆粒污染非處理面上的微電子器件，降低良率。
為阻止處理液到達(dá)不需要處理的表面，歐洲專利EP0316296B1和美國(guó)專利 US4903717提出一種硅片夾持裝置，在托盤上開(kāi)了斜向?qū)夤?，壓縮氣體通過(guò)斜 向?qū)Ч苤苯哟迪蚬杵砻?。由于壓縮氣體是呈一定角度直接吹向硅片的表面，因 此硅片的夾持會(huì)存在一些問(wèn)題。
裝置上與硅片的接觸點(diǎn)同時(shí)會(huì)影響處理面上化學(xué)液的均勻分布，造成對(duì)硅片 單面的非均勻處理。因此，在進(jìn)行硅片的單面或雙面處理時(shí)，越少的直接接觸會(huì) 有越好的處理結(jié)果，而裝置上與硅片的直^^妾觸面積降低，會(huì)產(chǎn)生硅片在裝置上 的正確放置與高速旋轉(zhuǎn)時(shí)安全夾持等問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于單面處理的夾持與保護(hù)裝置，解決硅片 或相似物進(jìn)行單面處理時(shí)，在裝置上的正確放置與高速旋轉(zhuǎn)時(shí)安全夾持等問(wèn)題。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是
一種用于單面處理的夾持與保護(hù)裝置，該裝置設(shè)有旋轉(zhuǎn)盤和旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)盤 位于裝置的上方，旋轉(zhuǎn)盤的下方連著中空的旋轉(zhuǎn)軸;旋轉(zhuǎn)盤上表面的中央設(shè)有圓 柱型的凹槽，支撐架位于旋轉(zhuǎn)盤上表面的圓周邊緣，硅片或碟形物放置于支撐架 上，硅片或碟形物與旋轉(zhuǎn)盤的邊緣之間存在空隙。
所述凹槽的側(cè)壁上開(kāi)有氣體噴嘴，氣體噴嘴的軸線方向與凹槽內(nèi)壁圓周相切。
所述旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)沿徑向分布導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管一端與旋轉(zhuǎn)軸中心的氣體管路相連， 導(dǎo)氣管另一端與氣體噴嘴相連。
所述氣體噴嘴為3^60個(gè)，均布。
本實(shí)用新型的有益效果是
1、本實(shí)用新型主要是針對(duì)硅片及其它碟形相似物進(jìn)行單面的處理時(shí)，如何有 效保護(hù)未處理面不被處理面上的化學(xué)液污染，解決如何避免硅片與夾持裝置較大 面積直接接觸的問(wèn)題。本實(shí)用新型裝置可以使硅片置于與硅片同軸的旋轉(zhuǎn)盤上， 旋轉(zhuǎn)盤直徑略大于硅片，在旋轉(zhuǎn)盤的中央存在一個(gè)與其同軸的圓柱形凹槽。在凹槽側(cè)壁上有3^60個(gè)氣體噴嘴，壓縮氣體從噴嘴中沿凹槽圓周切線或接近于切線 方向噴出，從而形成旋轉(zhuǎn)氣流，硅片與旋轉(zhuǎn)盤之間通過(guò)支架形成一個(gè)小的縫隙，
旋轉(zhuǎn)氣^il過(guò)這個(gè)縫隙流出，在硅片的邊緣形成一定的壓力分布，從而使石圭片貼
附于支撐架上，在旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，硅片能隨之一起旋轉(zhuǎn)。在靜止和旋轉(zhuǎn)時(shí)，化學(xué) 液可以噴灑到硅片的一面，即處理面。旋轉(zhuǎn)氣流沿硅片的另一面，即非處理面邊 緣吹出時(shí)，可以阻止化學(xué)液流到該面，因此可以起到保護(hù)非處理面的作用。
2、 本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)氣流在沿噴嘴噴出時(shí)，涼魂在硅片與旋轉(zhuǎn)盤邊緣涼速較快， 在沿徑向到中心位置，涼速逐漸降低接近于0。這樣的氣流分布可以在硅片的邊 緣產(chǎn)生相對(duì)較大的向外氣壓，可以在硅片下表面與外界環(huán)境形成一^Pt體阻隔層， 阻擋顆粒和有害氣霧進(jìn)入，有效的保護(hù)硅片的向下表面。同時(shí)，只有很小的向下 壓力施于沒(méi)有支撐的硅片中央。因此，在旋轉(zhuǎn)盤上，硅片可被安全固定，而施力口 的壓力可控制到最小。
3、 本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)盤同軸聯(lián)接，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤與硅片 旋轉(zhuǎn)，同軸氣體管路位于旋轉(zhuǎn)軸中央。壓縮氣體通 匕管路進(jìn)入旋轉(zhuǎn)盤，再沿多 根徑向分布的管路從噴嘴中噴出，在旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)氣流。該氣流可以使硅片 固定于旋轉(zhuǎn)盤上，同時(shí)只是硅片ii^彖與旋轉(zhuǎn)盤支撐架有較小面積的接觸，因此不 會(huì)對(duì)硅片表面產(chǎn)生接觸污染。
4、 本實(shí)用新型 硅片進(jìn)行單面處理時(shí)，旋轉(zhuǎn)盤與硅片同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，化學(xué) 液噴灑到硅片向上放置的表面。硅片旋轉(zhuǎn)使表面的化學(xué)液從邊緣甩出，此時(shí)化學(xué) 液非常容易流到硅片向下放置的表面，對(duì)其產(chǎn)生污染。旋轉(zhuǎn)氣流沿硅片與旋轉(zhuǎn)盤 邊緣的縫隙向外吹出，可以有效的阻止上表面的化學(xué)液流至i」下表面，保護(hù)硅片向 下放置的表面不受污染，提高良率。因此，在一片硅片上可以制造出更多的電子 器件。
5、 在本實(shí)用新型裝置中，壓縮空氣是在接近于硅片的邊緣沿基本平行硅片表 面的方向噴出形成旋轉(zhuǎn)氣流，對(duì)硅片單面處理時(shí)可以有效的保護(hù)非處理面，同時(shí) X寸硅片的物理接觸面小，該種氣流方式可以有效的夾持和保護(hù)處理硅片。
6、 本實(shí)用新型氣體從旋轉(zhuǎn)盤的噴嘴中噴出形成旋轉(zhuǎn)氣流，旋轉(zhuǎn)氣體形成壓力 條件，從而使硅片一面貼附在旋轉(zhuǎn)盤的支撐架上，旋轉(zhuǎn)盤和硅片同時(shí)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)盤上的支撐架緊靠圓型硅片的圓周，可以同時(shí)起到定位硅片與旋轉(zhuǎn)盤的作用。旋 轉(zhuǎn)盤具有圓柱型的側(cè)壁，氣體噴嘴位于此側(cè)壁上。當(dāng)硅片和旋轉(zhuǎn)盤一起旋轉(zhuǎn)時(shí)， 化學(xué)液可以通過(guò)噴頭噴灑到硅片的另一面上。

圖1是本實(shí)用新型旨裝置的工作示意圖。
圖2是本實(shí)用新型裝置由上向下的俯視圖，顯示旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)噴嘴與氣流的分布。
圖中，ll旋轉(zhuǎn)盤；12凹槽；13支撐架；14噴嘴；15箭頭；16箭頭；17導(dǎo) 氣管；21旋轉(zhuǎn)軸；22氣體管路；30硅片；31處理面；32下表面；41噴頭。 具體實(shí)駄式
如圖1所示，本實(shí)用新型 "裝置包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)盤11和旋轉(zhuǎn)軸21，旋轉(zhuǎn)盤 ll位于齡髓的上方，用于放置硅片30或碟形物，旋轉(zhuǎn)盤ll的下方連著中空 的旋轉(zhuǎn)軸21。在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)軸21可以帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤11以每分鐘100~5000 轉(zhuǎn)的織旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)盤11上表面的中央有一個(gè)圓柱型的凹槽12，支撐架13位于 旋轉(zhuǎn)盤ll上表面的圓周邊緣，硅片30放置于支撐架13上，使硅片30與旋轉(zhuǎn)盤 11 二者的邊纟fe間存在空隙，支撐架13可以幫助弓l導(dǎo)和夾持硅片30到正確位置。 氣體噴嘴14位于凹槽12的側(cè)壁上，氣體噴嘴14的軸線方向與凹槽12內(nèi)壁圓周 相切，氣流從噴嘴14中沿凹槽12圓周切線方向噴入，從而在旋轉(zhuǎn)盤11內(nèi)形成旋 轉(zhuǎn)氣流，即氣旋。旋轉(zhuǎn)盤ll內(nèi)沿徑向分布導(dǎo)氣管17，導(dǎo)氣管17—端與旋轉(zhuǎn)軸21 中心的氣體管路22相連，其另一端與氣體噴嘴14相連，壓縮氣體沿這些管路從 氣體噴嘴14噴出，在旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)氣流。圖1和圖2中的箭頭15指示了氣 流方向，這種氣流在硅片30的下方產(chǎn)生負(fù)壓或較低的氣體壓強(qiáng)區(qū)。因此，旋轉(zhuǎn)氣 流所產(chǎn)生的硅片上下表面的氣壓差所產(chǎn)生的壓力可以?shī)A持硅片于旋轉(zhuǎn)盤11上。在 該實(shí)用新型裝置中，旋轉(zhuǎn)氣流只能從硅片30與旋轉(zhuǎn)盤11之間的空隙流出，如箭 頭16所示，這種流出的氣流可以起到保護(hù)硅片30的朝下放置的下表面32。如圖 1所示，當(dāng)一種或多種化學(xué)液從噴頭41噴灑于硅片30向上的一面(在本實(shí)用新 型裝置中稱作處理面31 )，旋轉(zhuǎn)氣流可以避免化學(xué)液污染硅片30的另一面。
如圖1所示，化學(xué)處理液通過(guò)噴頭41噴灑到硅片30的向上放置的表面(處 理面31)，旋轉(zhuǎn)軸21帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤11和硅片30高速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)氣流在旋轉(zhuǎn)盤ll中的流出方式，X寸硅片30向下放置的表面起到一種保護(hù)層的作用。當(dāng)氣流不斷的
從旋轉(zhuǎn)盤11內(nèi)沿箭頭16方向向外吹出，在硅片30向上放置表面上的液體不會(huì)移 動(dòng)到向下放置表面，從而使向下放置表面得到有效保護(hù)。因此，可以獲得一種有 效的硅片單面處理方式。
如圖1和圖2所示，箭頭15所指為氣流方向，旋轉(zhuǎn)氣流可以在旋轉(zhuǎn)盤11中 產(chǎn)生。在M旋轉(zhuǎn)盤11圓周的噴嘴14處，氣體流速較快，因此在硅片30向下表 面的圓周邊緣處氣體的靜壓力相X寸較低。在旋轉(zhuǎn)盤11的中央位置處，氣體的流速 較低，相應(yīng)的氣體的靜壓力較高。因此，旋轉(zhuǎn)氣流在硅片30的上下表面所形成的 壓力差，在邊緣位置最大，而在中央位置較小且基本接近于零。由此，在硅片30 圓周邊緣壓差所形成的壓力可使硅片30緊緊的夾持在旋轉(zhuǎn)盤11上。同時(shí)，在中 央位置壓差較小且基本接近于零，硅片30所受的彎曲應(yīng)力降低，因此硅片30形 變較小。
氮?dú)饧捌渌鼭峖體通過(guò)位于旋轉(zhuǎn)軸21中央的氣體管路22進(jìn)入旋轉(zhuǎn)盤11， 再沿徑向分布的導(dǎo)氣管17，從噴嘴14中噴出形成旋轉(zhuǎn)氣流。
權(quán)利要求1、一種用于單面處理的夾持與保護(hù)裝置，其特征在于該裝置設(shè)有旋轉(zhuǎn)盤(11)和旋轉(zhuǎn)軸(21)，旋轉(zhuǎn)盤(11)位于裝置的上方，旋轉(zhuǎn)盤(11)的下方連著中空的旋轉(zhuǎn)軸(21)；旋轉(zhuǎn)盤(11)上表面的中央設(shè)有圓柱型的凹槽(12)，支撐架(13)位于旋轉(zhuǎn)盤(11)上表面的圓周邊緣，硅片或碟形物放置于支撐架(13)上，硅片或碟形物與旋轉(zhuǎn)盤(11)的邊緣之間存在空隙。
2、 按照權(quán)利要求1所述的夾持與保護(hù)裝置，其特征在于凹槽(12)的側(cè)壁上開(kāi)有氣體噴嘴(14)，氣體噴嘴(14)的軸線方向與凹槽(12)內(nèi)壁圓周相切。
3、 按照權(quán)禾腰求2戶腿的夾持與保護(hù)裝置，其特征在于旋轉(zhuǎn)盤(11)內(nèi)沿 徑向分布導(dǎo)氣管(17)，導(dǎo)氣管(17) —端與旋轉(zhuǎn)軸(21)中心的氣體管路(22) 相連，導(dǎo)氣管(17)另一端與氣體噴嘴(14)相連。
4、 按照權(quán)利要求1所述的夾持與保護(hù)裝置，其特征在于氣體噴嘴(14)為 3^60個(gè)，均布。
專利摘要本實(shí)用新型涉及主要用于夾持和保護(hù)硅片及其相似物進(jìn)行單面處理的裝置，具體為一種用于單面處理的夾持與保護(hù)裝置，解決硅片或相似物進(jìn)行單面處理時(shí)，在裝置上的正確放置與高速旋轉(zhuǎn)時(shí)安全夾持等問(wèn)題。該裝置設(shè)有旋轉(zhuǎn)盤和旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)盤位于裝置的上方，旋轉(zhuǎn)盤的下方連著中空的旋轉(zhuǎn)軸；旋轉(zhuǎn)盤上表面的中央設(shè)有圓柱型的凹槽，支撐架位于旋轉(zhuǎn)盤上表面的圓周邊緣，硅片或碟形物放置于支撐架上，硅片或碟形物與旋轉(zhuǎn)盤的邊緣之間存在空隙。本實(shí)用新型氣體從旋轉(zhuǎn)盤的噴嘴中噴出形成旋轉(zhuǎn)氣流，旋轉(zhuǎn)氣體形成壓力條件，從而使硅片一面貼附在旋轉(zhuǎn)盤的支撐架上，旋轉(zhuǎn)盤和硅片同時(shí)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)盤上的支撐架緊靠圓型硅片的圓周，同時(shí)起到定位硅片與旋轉(zhuǎn)盤的作用。
文檔編號(hào)H01L21/683GK201397805SQ200920012990
公開(kāi)日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日
發(fā)明者宗潤(rùn)福, 谷德君, 波 陳 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)芯源微電子設(shè)備有限公司