用于清洁的设备和方法技术

本发明专利技术涉及用于清洁薄片和／或容易断裂的晶圆（６）的装置，其中所述晶圆（６）的一个侧面固定在托架装置（２）上，并且在两个相邻晶圆之间形成空隙（７）。所述装置主要包括：喷淋装置（１５），所述喷淋装置将流体引入各个空隙（７），并且具有至少一个喷淋单元（１６），所述喷淋单元（１６）具有多个喷嘴并且配置为两部分，其中一部分水平设置在所述槽（１４）的纵向一侧，从而所述两部分与所述槽的纵轴平行并且具有相对的流向；以及槽（１４），其能够充满流体，并且形成所需要的尺寸从而适合所述托架装置（２）；以及交替控制装置，其能够控制所述至少一个喷淋单元（１６）的两个部分，从而直接相对的喷嘴不会被同时触发，其中所述触发涉及所述流体的排放或抽吸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及用于很薄的薄片和/或容易断裂的片状物体，例如半导体晶圆、 玻璃基板、光罩，光盘等类似物体的清洁设备和清洁方法。本专利技术尤其涉及用于半导体晶圆 的清洁设备及其方法，其可以用于那种从一整块晶圆体上切割下的半导体晶圆体。根据本专利技术中对于“容易断裂的片装物体”的定义，可以理解如下，S卩非常薄的物 体，范围在80到300 μ m之间，如150到170 μ m的薄片。这种薄片的形式可以多种多样，也 可以是相对的圆形的物体(如半导体晶圆)，或者也可以是有棱角的或者是方形的(太阳能 硅片)等等，当然也可以是其边角为棱边，圆形或斜面的物体。这些物体由于其非常的薄， 所以容易断裂。本专利技术就是基于对这些物品的清洁。为了能对此专利技术设备和其使用方法更好的理解和解释，下面就以带棱角的太阳能 晶圆为例(下面简称“晶圆”)进行解释。这项专利技术不仅仅局限于对于晶圆的清洁。相反，此专利技术主要包括了对薄和/或易 断裂的脆弱的片状物体的清洁，这些物体可以放置在托架装置上彼此之间保持一定的距 离，随后一个接一个的进行清洁处理。
技术介绍
对于晶圆的生产，其起始原料，即坯料目前必须采用长方形的块状硅，它通常被称 为基础块或者锭块，并且它会被放置到托架装置上面。而这种托架装置一般都是采用金属 托架装置，在托架装置上面会放置玻璃盘作为支撑材料。相应的，需要加工的基础块被粘在 玻璃盘上。当然，也可以选择其它材料应用于此托架装置。为了能生产更多的晶片，就必须将这个由单一或者多晶硅构成的基础块尽可能的 完整的以薄片的形式进行切割，使每个切片都在玻璃片上进行延深。在使用例如像传统的 内孔切割或者线切割这样的工艺切割后制造出来的具有长边的晶圆；这些长边是面向托架 装置的；会通过粘稠连接继续和玻璃片附着在一起。当基础块完全被切割成一块块的单块 的晶圆，并且在这些单块晶圆之间已经因此而形成裂缝状的空间后，原有的基础块呈现出 如梳子或扇子的形状。如果要进行通过使用精密线切割的湿机械切割加工，一般需要两种材料。一种是 碳化硅或者具有相同功能的，有一定硬度的研磨颗粒，另一种是乙二醇、水或者油等可以作 为载体以及冷却的物质。在此过程中，要准确观测的并不是不是在硅块上切割的金属线，而 更多的是那些作为切割介质的由乙二醇或者油和碳化硅颗粒的混合在一起的“泥浆”。在这 种情况下金属线会在切割过程中被包含其他的化学添加物的介质冲刷。通过的金属线的运 动，碳化硅颗粒实施它对材料的研磨切割，这就叫做剥蚀作用。这样一来，比方说用一条直 径0. 16mm的金属线对硅块实施切割，将能切割出大约0. 12mm宽的沟槽。这种切割出来的 沟槽又可以被称作切口，使用更小直径的金属线能够使这个切口降低到更细的宽度，即80 微米。在切割过程中将会有大量的化学反应发生在晶圆表面上。切割后在晶圆之间往往存 留有泥浆、反应产物以及泥浆组成物和硅的混合物，他们常常由于自身的稠性会附着在晶圆的表面上。在把那些现在已经分别呈现片状的晶圆从托架装置上移出前需先实施清洁。通过 清洁可以把在晶圆表面上处于两片基片之间的泥浆冲洗出来。这个清洁程序就是这篇文章 所提及的本专利技术的题目和目的。技术现状在目前的技术状况中，要进行去除泥浆的清洁操作已经是众所周知。它通常是通 过手工完成的。人们用手把住喷头，利用喷出的流体流对梳子状的形成物进行清洗。经过 这个操作过程后，在基块缝隙中的泥浆就可以至少被部分的冲洗出来。但其中大多数的泥 浆仍然存留在缝隙状的空间中。这种手工的处理方法比较困难，因为冲洗是对各个面的托架装置都要进行的，并 且清洗出来的泥浆总是因为不断的打转而只能部分排出。除此以外经常这么使用托架装置 还会导致单晶圆在玻璃盘上折断损毁。当载有晶圆的托架装置经过清洗阶段进入下一个加工步骤时，晶圆的表面一般已 经晾干。但是泥浆却仍然附着在表面上，这对下一步的加工造成很大的影响。这种手工处理方法的共同的弊端就是，稳定的质量无法得到保证，同时也不能保 证产品在相关表面特性上的标准化和可再加工性。目前也存在一些已知的对基片进行自动清洁的装置。但是这种装置只适用于直径 较大，厚度很小的基片，这就限制了圆盘形的薄基片的使用寿命，导致了基片会出现很高的 破碎率。同时这些已知的装置还表现出前期清洁阶段和其他的清洁步骤串联在一起的缺 点，基片经鉴定后才能够继续加工。在W02008/071364中公布了一种冲洗设备及其相应的使用方法。通过这种冲洗设 备的清洗已经可以满足如半导体晶圆等厚度很小以及或者容易破碎的工件的要求。专利技术的任务这个专利技术的任务是通过优化整个系统的清洁效率已达到优化W02008/071364中 提及的技术理论。任务的解决方法这个专利技术的核心思想是，提出一种清洁薄片以及/或者易碎晶圆的冲洗设备及工 艺的方法，通过这种方法在经过不同工艺步骤的清洁程序后能够主动的(自动的)的运转起来。根据专利技术的需要所设计的冲洗设备作为此专利技术专利的权利要求1，与此同时根据 专利技术所需要设计的工艺方法被定义成此专利技术专利的权利要求10，优选的详细描述形式是从 属权利要求。碰为了进一步清除在间隙中存留的泥浆，我们提出一种主要包括托架装置部分、冲 洗装置部分以及水槽的冲洗设备的构想。由承托材料组成的放置基础块的托架装置，包含着由基础块切割而来的薄片(例 如晶圆)。它们是按顺序的，也就是说一个接着一个排列的，在每两个晶圆之间形成间隙。 晶圆是因此而通过它们的一个面和托架装置固定在一起。在相邻的两个晶圆之间形成一道 间隙。冲洗装置被首要安排在整个晶圆的长度延伸方向，在间隙中形成大量的流体流，并把5大量的清洁流体带到间隙中去。整个清洁的过程是在充满流体的水槽中进行的。水槽的尺 寸是能够容纳整个托架装置的。 在专利技术所提及的清洁步骤中，水槽中的清洁流体至少要充满至没过加工工件的表清洁工艺的原始情况规定，托架装置被支撑在专利技术中所提及的“筐形的辅助支架 上”。辅助支架的设计基本上没有特殊要求，只要保证流体能够无障碍的进入到晶圆之间的 间隙中去并且保证平稳的支撑住基础块以及切割下来的晶圆不受破损就可以。在前期处理 形式完成后，由两条在长度方向上平行延伸的杆将被准备好，通过这对支撑杆，此托架装置 在晶圆的侧面将其承托起来。一旦引入了辅助托架装置到冲洗设备中，在托架装置上固定 着的基础块的梳子状的产物将会使间隙向水槽的四壁和底部打开，并让清洁液流入进来。 在这种情况下托架装置位于它承载的基础块的上方。在下面阐述的专利技术中所提及的清洁程序的第一步骤，可以更好的添加乙二醇和被 加工基片串接起来。要实现专利技术中所提及的清洁程序的第一步骤，我们必须预先激活冲洗装置。专利技术 中所提及的清洗装置包含有至少一种冲洗元件。它由两部分组成，它们分别都安置在水槽 长边的两侧。这两部分平行于水槽的长轴方向且分别在水槽两侧相对安装，这样它们的水 流方向就是相对的。冲洗装置这样安装，可以让水流分别对准两个相邻的晶圆之间的间隙， 并把污垢冲走。专利技术中提及的冲洗设备还包含交变的控制系统。通过这个控制系统，我们 可以至少控制冲洗元件的两个部分的其中之一。以保证两边的喷嘴不会同时开启，而是一 边喷水一边吸水。至少一个冲洗元件，或者说至少有成对冲洗元件中的一部分通过多头喷嘴(开口 或钻孔)实施冲洗本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于清洁薄片和／或容易断裂的晶圆（６）的装置，所述晶圆的一侧固定在托架装置（２）上，并且在两个晶圆之间形成空隙（７），其组成主要包括：－喷淋装置（１５），所述喷淋装置将流体引入各个空隙（７），并且具有至少一个喷淋单元（１６），所述喷淋单元（１６）具有多个喷嘴并且配置为两部分，其中一部分水平设置在所述槽（１４）的纵向一侧，从而所述两部分与所述槽的纵轴平行并且具有相对的流向，以及－槽（１４），其能够充满流体，并且形成所需要的尺寸从而适合所述托架装置（２），以及－交替控制装置，其能够控制所述至少一个喷嘴单元（１６）的两个部分，从而直接相对的喷嘴不会被同时触发，其特征在于，所述触发涉及所述流体的排放或抽吸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兰蒂昌特瓦格纳，诺贝特布尔戈，
申请(专利权)人：里纳特种机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]