[发明专利]晶圆清洁箱内微环境控制装置及控制方法

说明书

本发明提供一种晶圆清洁箱内微环境控制装置，其适用于控制所述微环境以防止清洁后的晶圆被再次污染，包括：具有控制模块、温度探测器和压差计的控制部分、冷却气体输入管路、排气管路、不活泼气体输入管路以及去污干燥装置。该装置可在晶圆被加热清洁之后使晶圆清洁箱与冷却气体源可连通，向箱内输送冷却气体来将晶圆冷却至箱外环境温度；同时在冷却结束之后使晶圆清洁箱与不活泼气体源可连通，向箱内输送不活泼气体；另外，在冷却气体或不活泼气体进入晶圆清洁箱之前先进行干燥和去污，从而避免在晶圆的冷却过程以及晶圆进入下一道工序之前被再度污染。本发明还提供一种晶圆清洁箱内微环境控制方法。

技术领域

本发明涉及晶圆清洁设备和方法，更具体地涉及控制晶圆清洁箱内微环境的装置和方法。

背景技术

随着制程技术不断的提升以及纳米技术的不断发展，目前已进入32nm，甚至28nm制程。晶圆表面的空气污染物(AMC)会造成晶圆薄膜厚度测量的不稳定性。为得到长期稳定而准确的薄膜厚度测量值，在测量前需对晶圆进行清洗，以去除晶圆表面污染物。

大量分析及实验表明，晶圆暴露在空气中时，其表面将附着大量水分、碳氢化合物等污染热进而形成一层污染膜。因此，目前，晶圆表面污染物的去除多是通过加热方式来实现清洁。例如：卤素灯加热，微波加热，或铁盘加热等等。另有许多实验数据表明，晶圆表面空气污染物的形成异常迅速，也就是说，当晶圆表面的空气污染物被加热去除后，在冷却过程中，如果不保证晶圆所处微环境的干净干燥，晶圆表面将很快被再次污染。遗憾的是，目前大家都只是专注于如何去除表面污染物，却没有更多地考虑到晶圆的再次污染。

发明内容

本发明的目的就是提供一种晶圆清洁箱内微环境控制装置及方法，以在晶圆清洁箱内提供一个干净且干燥的不活泼微环境，从而保证清洁后的晶圆不会被再度污染。

为此，根据本发明的一个方面，提供一种晶圆清洁箱内微环境控制装置，其适用于控制所述微环境以防止清洁后的晶圆被再次污染，其特征在于，包括：

控制部分，其包括控制模块、与控制模块电连接并用来探测晶圆温度的温度探测器、和与控制模块电连接并用来测量所述微环境和箱外环境压差的压差计；

冷却气体输入管路，其一端受控制模块的控制在晶圆被清洁之后与冷却气体源可连通，另一端连接至晶圆清洁箱以有选择地向箱内输送冷却气体来将晶圆冷却至箱外环境温度；

排气管路，其一端连接至晶圆清洁箱并受控制模块的控制与微环境可连通，另一端连接至气体排放地；

不活泼气体输入管路，其一端受控制模块的控制在晶圆温度降至箱外环境温度时与不活泼气体源可连通，另一端连接至晶圆清洁箱以有选择地向箱内输送不活泼气体直至所述压差达到阈值；

去污干燥装置，其设置成对有选择地进入晶圆清洁箱内的冷却气体和不活泼气体进行过滤和干燥，所述冷却气体输入管路的另一端以及所述不活泼气体输入管路的另一端经由所述去污干燥装置与所述晶圆清洁箱连接。

在本发明的该方面，由于冷却晶圆的冷却气体已被干燥和过滤，因此进入晶圆清洁箱内的冷却气体不会对经加热而被清洁或清洗的晶圆造成再度污染，而且，由于在向晶圆清洁箱内输送冷却气体的同时也同时向外排气，因此能够及时将晶圆被加热过程中产生的热汽以及从晶圆表面清洁掉的污染物带走；而在晶圆被冷却好后向晶圆清洁箱内输入的经干燥和过滤的大于箱外环境气压的不活泼气体又可以使晶圆保持在一个干净干燥的不活泼环境中，从而避免晶圆在进入晶圆制程的下一道工序之前被再度污染。

优选地，上述冷却气体输入管路的所述一端上设置有冷却气体阀门，所述冷却气体阀门与所述控制模块电连接从而被控制打开或关闭以有选择地向箱内输送冷却气体。

优选地，上述不活泼气体输入管路的所述一端上设置有不活泼气体阀门，所述不活泼气体阀门与所述控制模块电连接从而被控制打开或关闭以有选择地向箱内输送不活泼气体。