[發明專利]一種用于單面處理的夾持與保護裝置

有效

• 申請號: 200910011158.8
• 申請日: 2009-04-15
• 公開（公告）號: CN101866871A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 陳波;陳焱;谷德君
• 申請（專利權）人: 沈陽芯源微電子設備有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及主要用于夾持和保護硅片及其相似物進行單面處理的裝置，具體為一種用于單面處理的夾持與保護裝置。

背景技術

在過去的數年中，微電子集成電路制造技術取得了許多顯著的進步，從而生產出功能更多、價格更便宜的電子器件，推動這種進步的一個主要因素是新的集成電路制造設備和相應的制造技術的發明，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境，甚至亞微米級的顆粒所產生的缺陷，從而導致整個微電子器件的失效。

微電子器件一般在硅片的正面制備，通常硅片的背面不會用來制備器件。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，從而會污染硅片正面，使正面的器件失效。例如：硅片背面的銅元素，可以擴散至硅片正面，從而在微電子器件中產生缺陷，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有技術去除，這些技術包括在硅片旋轉時，將化學液噴灑到硅片背面，即處理面。然而，如果處理面上的化學液以某種方式到達非處理面，非處理面上的電子元件將會受到傷害。因此，在進行硅片單面處理時，處理面上的化學液必須盡可能減少對非處理面的污染。由于處理面上的化學液對非處理面的污染方式包括化學液液相直接污染、化學液氣相或與水汽混和相對非處理面的污染，且硅片在處理過程中需要高速旋轉，在目前的處理技術下，完全的保護非處理面的目標還未達到。

在硅片進行單面處理時，如何阻止處理面上的化學液污染非處理面，目前存在許多方法與相應的裝置。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阻止處理面上的化學液污染非處理面，尤其在硅片低速旋轉時。另外，一些裝置對非處理面采用密封圈密封和硅片采用機械夾持或真空吸附，在實際的處理過程中，密封圈和機械夾持裝置會是另外的污染源，產生大量的顆粒污染非處理面上的微電子器件，降低良率。

為阻止處理液到達不需要處理的表面，歐洲專利EP0316296B1和美國專利US4903717提出一種硅片夾持裝置，在托盤上開了斜向導氣管，壓縮氣體通過斜向導管直接吹向硅片表面。由于壓縮氣體是呈一定角度直接吹向硅片的表面，因此硅片的夾持會存在一些問題。

裝置上與硅片的接觸點同時會影響處理面上化學液的均勻分布，造成對硅片單面的非均勻處理。因此，在進行硅片的單面或雙面處理時，越少的直接接觸會有越好的處理結果，而裝置上與硅片的直接接觸面積降低，會產生硅片在裝置上的正確放置與高速旋轉時安全夾持等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于單面處理的夾持與保護裝置，解決硅片或相似物進行單面處理時，在裝置上的正確放置與高速旋轉時安全夾持等問題。

本發明的技術方案是：

一種用于單面處理的夾持與保護裝置，該裝置設有旋轉盤和旋轉軸，旋轉盤位于裝置的上方，旋轉盤的下方連著中空的旋轉軸；旋轉盤上表面的中央設有圓柱型的凹槽，支撐架位于旋轉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盤的邊緣之間存在空隙。

所述凹槽的側壁上開有氣體噴嘴，氣體噴嘴的軸線方向與凹槽內壁圓周相切。

所述旋轉盤內沿徑向分布導氣管，導氣管一端與旋轉軸中心的氣體管路相連，導氣管另一端與氣體噴嘴相連。

所述氣體噴嘴為3～60個，均布。

本發明的有益效果是：

1、本發明主要是針對硅片及其它碟形相似物進行單面的處理時，如何有效保護未處理面不被處理面上的化學液污染，解決如何避免硅片與夾持裝置較大面積直接接觸的問題。本發明裝置可以使硅片置于與硅片同軸的旋轉盤上，旋轉盤直徑略大于硅片，在旋轉盤的中央存在一個與其同軸的圓柱形凹槽。在凹槽側壁上有3～60個氣體噴嘴，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，從而形成旋轉氣流，硅片與旋轉盤之間通過支架形成一個小的縫隙，旋轉氣流通過這個縫隙流出，在硅片的邊緣形成一定的壓力分布，從而使硅片貼附于支撐架上，在旋轉盤旋轉時，硅片能隨之一起旋轉。在靜止和旋轉時，化學液可以噴灑到硅片的一面，即處理面。旋轉氣流沿硅片的另一面，即非處理面邊緣吹出時，可以阻止化學液流到該面，因此可以起到保護非處理面的作用。

2、本發明旋轉氣流在沿噴嘴噴出時，流速在硅片與旋轉盤邊緣流速較快，在沿徑向到中心位置，流速逐漸降低接近于0。這樣的氣流分布可以在硅片的邊緣產生相對較大的向外氣壓，可以在硅片下表面與外界環境形成一個氣體阻隔層，阻擋顆粒和有害氣霧進入，有效的保護硅片的向下表面。同時，只有很小的向下壓力施于沒有支撐的硅片中央。因此，在旋轉盤上，硅片可被安全固定，而施加的壓力可控制到最小。