本技術涉及半導體制造,尤其涉及一種晶圓旋轉濕法處理裝置。
背景技術:
1、晶圓清洗是半導體制造中通過物理或化學手段去除晶圓表面各類污染物,使其達到下一道工序所需潔凈度標準的工藝過程;它是貫穿整個晶圓制程的關鍵環節,其步驟數量在制造流程中占比高達30%~40%,根據清洗介質和工藝原理的不同,晶圓清洗主要分為濕法清洗、干法清洗、物理清洗和復合清洗等類型,濕法清洗是當前主流技術,市場份額約占85%,其中,旋轉濕法清洗處理應用最為廣泛,機械臂將晶圓放置在可以旋轉的承載臺上,并帶動晶圓旋轉,同時,位于裝置上方設置有投放化學清洗液的機械臂放液結構向下滴液,化學清洗液落在旋轉的晶圓表面便會對其進行清洗,同時,晶圓旋轉產生的離心作用也會將清洗甩出去,避免殘留,但是在現有技術中,對于晶圓處理前的固定卻存在一些缺陷:使用真空吸盤固定晶圓存在負壓管路和承載臺旋轉之間的沖突,一旦兩者之間的縫隙過大,就容易產生負壓損失,造成晶圓固定失效和松動,可靠性差,而采用在晶圓軸線設置多組帶動晶圓旋轉的凸軸,則容易對晶圓周邊產生應力損傷,且旋轉的凸軸頂端在帶動晶圓旋轉時還會與晶圓底部產生相對摩擦,很容易對晶圓產生磨損,因此,亟需解決。
技術實現思路
1、本技術提出了一種晶圓旋轉濕法處理裝置,具備固定效果好的優點,用以解決現有技術的問題。
2、為達到上述目的,本技術采用如下技術方案:一種晶圓旋轉濕法處理裝置,包括:
3、工作臺,所述工作臺的內部安裝有電機,所述工作臺的底部安裝有多組支座;
4、放液機構,所述放液機構位于裝置上方;
5、旋轉筒,其安裝于電機的輸出軸,所述旋轉筒的外表面安裝有多組連通框,所述連通框的一側固定連接有多組連通管;
6、固定機構,其設置為四組,并沿所述旋轉筒的軸線呈圓周等距分布,所述固定機構包括連通柱,所述連通柱的外表面分別固定連接有支撐板和限位筒,所述限位筒的外表面套接有緩沖筒,所述緩沖筒的外表面通過連接柱固定連接有容納筒,所述容納筒的內部活動套接有吸盤和彈簧,所述吸盤的外表面固定套接有位于容納筒內部的限位環;
7、晶圓,其放置于多組支撐板頂部;
8、本裝置經過重新設計,舍棄了負壓泵等部件,在旋轉中也能為晶圓在固定時提供固定所需要的負壓吸力,為實現這一目的,本裝置設置了工作臺和支撐筒作為支撐平臺,通過支撐筒內部的電機驅動旋轉筒旋轉,利用旋轉筒頂部安裝的四組固定機構對晶圓進行支撐,其中,固定機構包括連通柱、支撐板、限位筒和緩沖筒、軟管、連接柱、容納筒和吸盤,支撐板的直徑最大,其負責在限位筒和緩沖筒的限位配合下對晶圓進行限位支撐,而吸盤的頂部高于支撐板,其在受到晶圓向下壓制時,通過限位環壓縮彈簧,并輔助吸盤與晶圓抵接形成密封,由緩沖筒對晶圓的外側進行限位抵接,并產生摩擦力,利用連通腔和軟管連通吸盤和連通管,當電機驅動旋轉筒、連通框和連通管逆時針旋轉時,在連通管的內腔產生負壓,該負壓在連通腔、連通柱和軟管的連通作用下最終作用至吸盤頂部的晶圓下表面,從而產生用于固定晶圓的吸力,該吸力能夠維持晶圓在旋轉時與固定機構整體保持相對靜止的最低值,此設計大大簡化了裝置的結構,并同樣實現了對晶圓的負壓吸附固定功能,具有固定效果好的優點。
9、優選的,所述工作臺的頂部設有支撐筒,所述電機安裝于支撐筒內壁的頂部,所述支撐筒的外表面開設有多組散熱槽,所述旋轉筒的底部固定連接有導向筒,所述導向筒的外表面固定連接有多組扇葉,所述導向筒的內壁與支撐筒的外表面相適配;
10、本裝置設置的電機用于驅動旋轉筒、固定機構和晶圓旋轉,通過在支座的頂部設有支撐筒,用來安裝電機,通過在旋轉筒的內側頂部安裝有導向筒和扇葉來提升旋轉筒在旋轉時的穩定性,同時利用導向筒外側的多組扇葉在旋轉時產生自下至上的氣流,該氣流向上運動至旋轉筒內側的頂部,并沿旋轉筒的徑線向外側移動,隨后沿旋轉筒和支座之間的縫隙排出,然后利用支撐筒外表面開設的散熱槽向支座的底部引入空氣,從而加快電機附近的氣流流速,從而顯著增強電機的散熱性能。
11、優選的,所述旋轉筒的底部與支座的頂部之間留有間隙,所述旋轉筒通過電機和導向筒轉動安裝于支撐筒的頂部;
12、如圖3所示,旋轉筒和支座頂部之間的縫隙用于排出吸收電機熱量的氣流,氣流在旋轉筒內側的流動路徑如圖3,持續旋轉的扇葉會在旋轉筒的內側產生負壓,并將外側空氣從支座的底部沿散熱槽吸入,從而帶走電機的熱量。
13、優選的,所述旋轉筒的內部開設有連通腔,所述連通腔分別與連通柱和連通框連通,所述連通管與連通框連通;
14、如圖3所示,連通連通框、連通管和連通柱、吸盤之間,當電機帶動旋轉筒、連通框和連通管旋轉時,會在連通管的內部產生由連通管內腔外朝連通管的側一端開口的負壓,該負壓最終會作用至吸盤頂部的晶圓,實現了對晶圓的負壓固定功能。
15、優選的,所述連通管設置為上下平行的三組連通安裝于連通框的外側,所述連通管的外表面與旋轉筒的外表面之間相互平行,所述旋轉筒的頂部開設有多組導液槽;
16、如圖2、圖5所示,三組相互平行的連通管在隨著旋轉筒和連通框逆時針旋轉時,會在連通管的內部產生負壓,從而通過連通腔向上匯集,然后通過連通柱和軟管作用至吸盤中,而導液槽則有助于將落于其上的化學清洗液通過倒流排出。
17、優選的,所述旋轉筒、連通框和連通管的旋轉方向為逆時針,所述連通管外側一端開口的朝向與旋轉筒的旋轉方向相反;
18、如圖5所示,連通管的外側一端開口方向與其旋轉方向不一致,其便能在連通管的內腔產生朝連通管的一端開口外側的負壓,從而形成旋轉負壓,該設計使裝置的結構簡單、可靠,其負壓來源穩定、可靠。
19、優選的,所述連通柱的頂端設有凸臺,所述支撐板的直徑值大于緩沖筒的直徑值,所述晶圓的底部與吸盤的頂部抵接,所述晶圓的外表面與緩沖筒的外表面抵接;
20、如圖3所示,支撐板與限位筒、緩沖筒配合,對晶圓進行限位支撐,緩沖筒由柔性耐腐蝕材料制成,其與晶圓外表面抵接時產生的摩擦力有助于對晶圓進行固定。
21、優選的,所述吸盤與連通柱的內腔之間連通安裝有軟管,彈簧的上下兩端分別與限位環和容納筒彈性連接,所述吸盤通過限位環和彈簧彈性支撐于容納筒中;
22、如圖4所示,晶圓通過自重向下壓制吸盤,吸盤帶動限位環向下運動,并壓縮彈簧,其產生的回彈力能夠使晶圓與吸盤之間抵接形成密封,而緩沖筒通過對晶圓的外側進行限位,并產生摩擦力,在轉速低的時候,晶圓與吸盤和緩沖筒之間抵接產生的摩擦力用于抵抗晶圓因慣性所產生的相對旋轉滑動趨勢。
23、本發明的有益效果如下:
24、1.本裝置經過重新設計,舍棄了負壓泵等部件,在旋轉中也能為晶圓在固定時提供固定所需要的負壓吸力,為實現這一目的,本裝置設置了工作臺和支撐筒作為支撐平臺,通過支撐筒內部的電機驅動旋轉筒旋轉,利用旋轉筒頂部安裝的四組固定機構對晶圓進行支撐,其中,固定機構包括連通柱、支撐板、限位筒和緩沖筒、軟管、連接柱、容納筒和吸盤,支撐板的直徑最大,其負責在限位筒和緩沖筒的限位配合下對晶圓進行限位支撐,而吸盤的頂部高于支撐板,其在受到晶圓向下壓制時,通過限位環壓縮彈簧,并輔助吸盤與晶圓抵接形成密封,由緩沖筒對晶圓的外側進行限位抵接,并產生摩擦力,利用連通腔和軟管連通吸盤和連通管,當電機驅動旋轉筒、連通框和連通管逆時針旋轉時,在連通管的內腔產生負壓,該負壓在連通腔、連通柱和軟管的連通作用下最終作用至吸盤頂部的晶圓下表面,從而產生用于固定晶圓的吸力,該吸力能夠維持晶圓在旋轉時與固定機構整體保持相對靜止的最低值,此設計大大簡化了裝置的結構,并同樣實現了對晶圓的負壓吸附固定功能,具有固定效果好的優點。
25、2.本裝置設置的電機用于驅動旋轉筒、固定機構和晶圓旋轉,通過在支座的頂部設有支撐筒,用來安裝電機,通過在旋轉筒的內側頂部安裝有導向筒和扇葉來提升旋轉筒在旋轉時的穩定性,同時利用導向筒外側的多組扇葉在旋轉時產生自下至上的氣流,該氣流向上運動至旋轉筒內側的頂部,并沿旋轉筒的徑線向外側移動,隨后沿旋轉筒和支座之間的縫隙排出,然后利用支撐筒外表面開設的散熱槽向支座的底部引入空氣,從而加快電機附近的氣流流速,從而顯著增強電機的散熱性能。