CN107516644A - 用于晶圆的竖直清洗单元 - Google Patents

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饶璨
肖月朝
裴召辉
金军
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Abstract

本发明公开了一种用于晶圆的竖直清洗单元，用于晶圆的竖直清洗单元包括：第一主动轮、第二主动轮、第一从动轮和第二从动轮，所述第一从动轮和所述第一主动轮上下正对设置，所述第二主动轮和所述第二从动轮分别位于所述第一主动轮和所述第一从动轮之间连线的两侧，所述晶圆适于放置在所述第一主动轮、所述第二主动轮、所述第一从动轮和所述第二从动轮之间。由此，通过把第一从动轮设置在晶圆上方，能够增大第一主动轮与晶圆之间的摩擦力，从而可以提高传动效率，并且，通过把第一主动轮设置在晶圆下方，能够使晶圆下方变成容易清洗的主动轮，从而可以提高晶圆的清洗效率和生产效率。

Description

用于晶圆的竖直清洗单元
技术领域
本发明涉及机械抛光技术领域，特别涉及一种用于晶圆的竖直清洗单元。
背景技术
相关技术中，在化学机械抛光机的清洗单元中，通常将晶圆驱动机构中左右两边对称的支撑轮作为主动轮，通过电机的驱动，以及支撑轮与晶圆之间的摩擦力，带动晶圆旋转，而晶圆正下方的支撑轮作为从动轮，无电机驱动，通过晶圆提供的摩擦力进行旋转，在某些情况下，晶圆驱动机构的设置是，左边或右边的支撑轮作为主动轮，通过电机驱动和摩擦力，带动晶圆旋转，而晶圆另一边和正下方的支撑轮作为从动轮，通过晶圆提供的摩擦力进行旋转。
但是，上述设置的清洗单元无法提供足够的动力，导致晶圆依靠摩擦力传动的传动效率较低，而且，清洗后的废液由于重力作用，集中在晶圆正下方的从动轮上，会导致此从动轮不易清洗干净，还有，在清洗过程中，主动轮转动，从动轮不转，将晶圆正下方的支撑轮设为从动轮，将极大影响其清洗效果，从而影响后续晶圆的清洗效果。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于晶圆的竖直清洗单元，该用于晶圆的竖直清洗单元可以提高晶圆的清洗效率，也可以提高依靠摩擦力传动的传动效率。
根据本发明的用于晶圆的竖直清洗单元包括：第一主动轮、第二主动轮、第一从动轮和第二从动轮，所述第一从动轮和所述第一主动轮上下正对设置，所述第二主动轮和所述第二从动轮分别位于所述第一主动轮和所述第一从动轮之间连线的两侧，所述晶圆适于放置在所述第一主动轮、所述第二主动轮、所述第一从动轮和所述第二从动轮之间。
根据本发明的用于晶圆的竖直清洗单元，通过把第一从动轮设置在晶圆上方，能够增大第一主动轮与晶圆之间的摩擦力，从而可以提高传动效率，并且，通过把第一主动轮设置在晶圆下方，能够使晶圆下方变成容易清洗的主动轮，从而可以提高晶圆的清洗效率和生产效率。
可选地，所述第二主动轮和所述第二从动轮关于所述第一主动轮和所述第一从动轮之间连线对称设置。
进一步地，所述第一从动轮和所述第一主动轮之间连线的中心为圆心，所述第二主动轮和所述第二从动轮所对应的圆心角β满足：30°≤β≤150°。
具体地，所述的用于晶圆的竖直清洗单元还包括：限位结构，所述第一从动轮安装在所述限位结构上。
可选地，所述第一主动轮、所述第二主动轮、所述第一从动轮和所述第二从动轮中的至少一个设置有摩擦部。
进一步地，所述摩擦部为花纹、凸起和凹槽中的一种。
具体地，所述第一主动轮和所述第二主动轮上的所述摩擦部为花纹，所述第一从动轮和所述第二从动轮上的所述摩擦部为凹槽。
可选地，所述第一主动轮、所述第二主动轮、所述第一从动轮和所述第二从动轮的直径相同。
进一步地，相对于所述第一从动轮，所述第二主动轮和所述第二从动轮靠近所述第一主动轮。
具体地，所述第二主动轮位于所述第一主动轮的左上方，所述第二从动轮位于所述第一主动轮的右上方；或所述第二主动轮位于所述第一主动轮的右上方，所述第二从动轮位于所述第一主动轮的左上方。
附图说明
图1是根据本发明实施例的用于晶圆的竖直清洗单元的整体示意图；
图2是主动轮上设置有花纹的示意图；
图3是从动轮上设置有凹槽的示意图。
附图标记：
竖直清洗单元10；
第一主动轮1；第二主动轮2；第一从动轮3；第二从动轮4；晶圆5；圆心6；摩擦部7。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考图1-图3详细描述一下根据本发明实施例的用于晶圆5的竖直清洗单元10。
如图1所示，根据本发明实施例的用于晶圆5的竖直清洗单元10包括：第一主动轮1、第二主动轮2、第一从动轮3和第二从动轮4，第一从动轮3和第一主动轮1上下正对设置，也就是说，第一从动轮3设置在上方，第一主动轮1设置在下方。
第二主动轮2和第二从动轮4分别位于第一主动轮1和第一从动轮3之间连线的两侧，换言之，如果将第二主动轮2设置在第一主动轮1和第一从动轮3之间连线的左侧，就应该把第二从动轮4设置在第一主动轮1和第一从动轮3之间连线的右侧，如果将第二主动轮2设置在第一主动轮1和第一从动轮3之间连线的右侧，就应该把第二从动轮4设置在第一主动轮1和第一从动轮3之间连线的左侧，晶圆5适于放置在第一主动轮1、第二主动轮2、第一从动轮3和第二从动轮4之间，这样能够达到对晶圆5清洗的目的。
可选地，如图1所示，第二主动轮2和第二从动轮4关于第一主动轮1和第一从动轮3之间连线对称设置，在清洗晶圆5过程中，将第二主动轮2和第二从动轮4对称设置在晶圆5左右两侧，这样设置能够保证第一主动轮1和第一从动轮3之间连线的左右两侧结构一致性，从而可以提升用于晶圆5的竖直清洗单元10的工作稳定性。
下面以图1所示的竖直清洗单元10详细计算一下该竖直清洗单元10所提供给晶圆5的摩擦力。
另外，在清洗晶圆5的过程中，假设晶圆5自身重力为G，晶圆5正下方的第一主动轮1和设置在左边或者右边的第二主动轮2到晶圆5中心连线的夹角为α，晶圆5与各主动轮之间的摩擦系数为μ，第一主动轮1和第二主动轮2主动轮提供的摩擦力分别为f′2和f′3，可以根据公式求得f2′＝μ(G1+G2),f3＝μ(G1+G2)cosα，由此，可以求出第一主动轮1和第二主动轮2提供的总摩擦力为f'＝f2′+f3′＝μ(G1+G2)(1+cosα)。
根据上述计算，可以得出本技术方案能提供更大的摩擦力，在清洗晶圆5的过程中，第一从动轮3能够提供给晶圆5向下的压力，这样会增大晶圆5与第一主动轮1和第二主动轮2之间的摩擦力，摩擦力带动晶圆5转动，能够大大减小晶圆5实际转速和输入的设定转速之间的差距，从而可以使晶圆5实际转速更加接近设定转速，进而可以提高依靠摩擦力传动的传动效率，并且，也能够提高第一从动轮3和第二从动轮4与晶圆5之间的摩擦力，从而可以提高晶圆5实际转速的实时检测精度。
其中，通过将晶圆5正下方的支撑轮设置为第一主动轮1，清洗晶圆5的过程中，清洗后的废液掉落到第一主动轮1上，第一主动轮1可以转动，能够增强对废液的清洗，从而可以提高晶圆5的清洗效率和生产效率。
进一步地，如图1所示，第一从动轮3和第一主动轮1之间连线的中心为圆心6，第二主动轮2和第二从动轮4应的圆心角β满足：30°≤β≤150°，其中，圆心角α是指第一主动轮1和圆心6的连线与第二主动轮2和圆心6的连线之间的夹角，圆心角α也可以是第一主动轮1和圆心6的连线与第二从动轮4和圆心6的连线之间的夹角，这样设置能够把第二主动轮2和第二从动轮4设置在最佳工作位置，从而可以满足竖直清洗单元10的使用要求。
具体地，竖直清洗单元10还可以包括：限位结构，第一从动轮3安装在限位结构上，限位结构能够对第一从动轮3起到位置限定的作用，这样设置能够将第一从动轮3位置限定在晶圆5的正上方，从而可以进一步保证晶圆5与第一主动轮1和第二主动轮2之间的摩擦力增大，进而可以提高晶圆5的清洗效果。
可选地，如图2和图3所示，第一主动轮1、第二主动轮2、第一从动轮3和第二从动轮4中的至少一个设置有摩擦部7，换言之，也可以把第一主动轮1、第二主动轮2、第一从动轮3和第二从动轮4中的任意两个设置有摩擦部7，也可以把第一主动轮1、第二主动轮2、第一从动轮3和第从动轮中的任意三个设置有摩擦部7，也可以把第一主动轮1、第二主动轮2、第一从动轮3和第二从动轮4全部设置有摩擦部7，摩擦部7能够增大两个物体之间的摩擦力，这样设置能够进一步增大第一主动轮1、第二主动轮2、第一从动轮3和第二从动轮4与晶圆5之间的摩擦力，从而可以进一步提高第一主动轮1和第二主动轮2的传动效率，也可以进一步提高晶圆5实际转速的实时检测精度。
进一步地，如图2和图3所示，摩擦部7可以设置为花纹、凸起和凹槽中的一种，当两个物体相互接触时，花纹、凸起和凹槽都能起到增大摩擦力的作用，这样设置能够保证晶圆5与第一主动轮1、第二主动轮2、第一从动轮3和第二从动轮4之间的摩擦力增大，从而可以进一步提高传动效率。但本发明不限于此，摩擦部7也可以设置为与花纹、凸起和凹槽起到相同作用的结构。
具体地，如图2和图3所示，第一主动轮1和第二主动轮2上的摩擦部7设置为花纹，第一从动轮3和第二从动轮4上的摩擦部7设置为凹槽，这样设置能够进一步增大第一主动轮1、第二主动轮2、第一从动轮3和第二从动轮4与晶圆5之间的摩擦力，从而可以进一步提高竖直清洗单元10的清洗效率。
可选地，第一主动轮1、第二主动轮2、第一从动轮3和第二从动轮4的直径相同，换言之，第一主动轮1、第二主动轮2、第一从动轮3和第二从动轮4直径的数值大小相同，这样设置能够增强竖直清洗单元10结构一致性，从而可以提升竖直清洗单元10工作可靠性。但本发明不限于此，第一主动轮1、第二主动轮2、第一从动轮3和第二从动轮4的直径数值大小也可以不同，可以根据实际情况进行设置。
进一步地，如图1所示，相对于第一从动轮3，第二主动轮2和第二从动轮4靠近第一主动轮1，也就是说，第二主动轮2和第二从动轮4靠近第一主动轮1设置，还可以理解为，第二主动轮2和第二从动轮4到第一主动轮1的距离小于第二主动轮2和第二从动轮4到第一从动轮3的距离，这样设置可以使竖直清洗单元10更好地达到使用要求。
具体地，如图1所示，第二主动轮2位于第一主动轮1的左上方，第二从动轮4位于第一主动轮1的右上方，或者第二主动轮2位于第一主动轮1的右上方，第二从动轮4位于第一主动轮1的左上方，这样设置能够保证竖直清洗单元10的左右两侧结构一致性，从而可以提升用于晶圆5的竖直清洗单元10的工作稳定性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于晶圆的竖直清洗单元，其特征在于，包括：第一主动轮、第二主动轮、第一从动轮和第二从动轮，所述第一从动轮和所述第一主动轮上下正对设置，所述第二主动轮和所述第二从动轮分别位于所述第一主动轮和所述第一从动轮之间连线的两侧，所述晶圆适于放置在所述第一主动轮、所述第二主动轮、所述第一从动轮和所述第二从动轮之间。
2.根据权利要求1所述的用于晶圆的竖直清洗单元，其特征在于，所述第二主动轮和所述第二从动轮关于所述第一主动轮和所述第一从动轮之间连线对称设置。
3.根据权利要求1或2所述的用于晶圆的竖直清洗单元，其特征在于，所述第一从动轮和所述第一主动轮之间连线的中心为圆心，所述第二主动轮和所述第二从动轮所对应的圆心角β满足：30°≤β≤150°。
4.根据权利要求1所述的用于晶圆的竖直清洗单元，其特征在于，还包括：限位结构，所述第一从动轮安装在所述限位结构上。
5.根据权利要求1所述的用于晶圆的竖直清洗单元，其特征在于，所述第一主动轮、所述第二主动轮、所述第一从动轮和所述第二从动轮中的至少一个设置有摩擦部。
6.根据权利要求5所述的用于晶圆的竖直清洗单元，其特征在于，所述摩擦部为花纹、凸起和凹槽中的一种。
7.根据权利要求6所述的用于晶圆的竖直清洗单元，其特征在于，所述第一主动轮和所述第二主动轮上的所述摩擦部为花纹，所述第一从动轮和所述第二从动轮上的所述摩擦部为凹槽。
8.根据权利要求1所述的用于晶圆的竖直清洗单元，其特征在于，所述第一主动轮、所述第二主动轮、所述第一从动轮和所述第二从动轮的直径相同。
9.根据权利要求1所述的用于晶圆的竖直清洗单元，其特征在于，相对于所述第一从动轮，所述第二主动轮和所述第二从动轮靠近所述第一主动轮。
10.根据权利要求1所述的用于晶圆的竖直清洗单元，其特征在于，所述第二主动轮位于所述第一主动轮的左上方，所述第二从动轮位于所述第一主动轮的右上方；或
所述第二主动轮位于所述第一主动轮的右上方，所述第二从动轮位于所述第一主动轮的左上方。
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