CN116765966B - 晶片表面处理设备 - Google Patents
晶片表面处理设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116765966B CN116765966B CN202311042733.7A CN202311042733A CN116765966B CN 116765966 B CN116765966 B CN 116765966B CN 202311042733 A CN202311042733 A CN 202311042733A CN 116765966 B CN116765966 B CN 116765966B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wafer
- brush roller
- brush
- axis
- surface treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 47
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 46
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 238000004904 shortening Methods 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 226
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 41
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 16
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 9
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 8
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 3
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 3
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
- B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
- B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
- B24B7/228—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B27/00—Other grinding machines or devices
- B24B27/0076—Other grinding machines or devices grinding machines comprising two or more grinding tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
- B24B41/005—Feeding or manipulating devices specially adapted to grinding machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
本发明提供一种晶片表面处理设备,包括转晶机构与清理机构,转晶机构包括驱动套和从动轮,驱动套与从动轮围绕预设转料轴线周向间隔设置,以形成用于搭载圆形晶片的载料区域,驱动套与从动轮承载晶片时,转料轴线与晶片的轴线重合;清理机构包括至少两个刷辊,每个刷辊的外周能够接触晶片并形成接触段,至少一个接触段的长度小于载料直径,载料直径为载料区域沿转料轴线的垂直方向的最大尺寸。接触段作为刷辊接触晶片端面的区域短于晶片直径,因而本发明实现了缩短刷辊和晶片之间的沟槽的目的,更短的沟槽意味着残存于沟槽内的杂质及废液更少,有利于提高晶片的清洁度,通过晶片表面处理设备清理过的晶片更容易达标。
Description
技术领域
本发明涉及半导体材料处理技术领域,尤其涉及一种晶片表面处理设备。
背景技术
晶片是一种在光伏产品、半导体器件等领域中广泛使用的物料。将晶棒切割成许多片状结构后经打磨获得圆形薄板状晶片,为了提高由晶片制成的产品的品质和可靠性,需要先利用清洗液清洗晶片以去除晶片表面的晶粒、污物,然后对晶片进行抛光以实现深度清洁。
现有一种晶片表面处理设备,包括刷辊和转晶机构,刷辊用于刷洗晶片的圆形端面,转晶机构包括可转动的转轮,转轮接触晶片的外周以带动晶片转动,刷辊随着晶片往复转动反复刷洗晶片。
这类晶片表面处理设备难以充分满足目前的需求,刷辊和晶片之间的沟槽中容易积攒杂质和清洗废液,且杂质和废液难以排出,晶片清洗质量不达标,需要用额外的时间去除残余杂质和废液,晶片清洗效率低。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种能够减少杂质及废液残留、提高晶片清洗质量及清洗效率的晶片表面处理设备。
本发明提供的晶片表面处理设备包括转晶机构与清理机构,转晶机构包括驱动套和从动轮,驱动套与从动轮围绕预设转料轴线周向间隔设置,以形成用于搭载圆形晶片的载料区域,驱动套与从动轮承载晶片时,转料轴线与晶片的轴线重合;清理机构包括至少两个刷辊,每个刷辊的外周能够接触晶片并形成接触段,至少一个接触段的长度小于载料直径,载料直径为载料区域沿转料轴线的垂直方向的最大尺寸。
与现有技术相比,本发明的转晶机构有以下有益效果:
晶片通过驱动套和从动轮搭载于载料区域后,接触段即为刷辊接触晶片圆形端面的区域,刷辊接触晶片的区域沿晶片的径向方向的尺寸更短,也即刷辊和晶片之间的沟槽更短,更短的沟槽意味着残存于沟槽内的杂质及废液更少,因而本发明能够改善杂质及废液残留情况,用于清洗残留的时间和成本降低,有利于提高晶片清洗效率,且清洗后的晶片更容易达标。
在其中一个实施方式中,转料轴线经过任意一个接触段,以使任意一个接触段能够接触晶片的端面圆心。
如此设置,刷辊对晶片的洗刷更加充分,晶片圆心附近区域也能够被刷辊接触并刷洗。
在其中一个实施方式中,任意一个接触段均至少延伸至载料区域的外周,以使任意一个接触段能够接触晶片的端面边缘。
如此设置,刷辊对晶片的洗刷更加充分,晶片的端面边缘附近也能够被刷辊刷洗。
在其中一个实施方式中,刷辊呈圆柱状,刷辊的轴线与转料轴线之间形成倾斜夹角,以使刷辊的外周与晶片的端面之间形成夹角。
如此设置,晶片通过驱动套和从动轮搭载于载料区域后,刷辊外周壁中距离晶片最近的母线和晶片端面之间形成倾斜夹角,沿着晶片和该母线之间距离增大的方向,刷辊和晶片之间形成漏液间隙,有助于促使杂质及废液通过漏液间隙从沟槽中排出。
在其中一个实施方式中,刷辊的数量为两个,两个刷辊呈V形布置,二者形成两个V形布置的接触段,两个接触段正投影于晶片平面的图形至少部分重合,晶片平面垂直于转料轴线。
如此设置,两个刷辊能够分别刷洗晶片的两个圆形端面,由于两个接触段在晶片平面上的投影存在重合部分,两个刷辊作用于晶片两端的压力在一定程度上互相抵消,可以防止晶片出现较大的弯曲应力,降低了晶片断裂的风险。
在其中一个实施方式中,两个刷辊均相对转料轴线倾斜;或者,其中一个刷辊相对转料轴线倾斜,另一个刷辊垂直于转料轴线。
在其中一个实施方式中,两个接触段关于晶片平面对称布置,驱动套与从动轮承载晶片时,晶片平面沿晶片的径向将晶片两等分截切。
如此设置,两个刷辊作用于晶片两端的压力抵消,在晶片的轴向上,晶片处于受力平衡状态,消除了晶片断裂的隐患。
在其中一个实施方式中,刷辊的轴向尺寸大于或等于载料直径的二分之一,且小于载料直径。
如此设置,随着转晶机构带动晶片转动,刷辊以晶片轴线为转动中心相对于晶片转动,因而刷辊能够完整地刷洗晶片的圆形端面,同时刷辊接触晶片的区域的长度小于晶片的直径,在清洗晶片时,喷淋到晶片端面的清洗液能够绕过刷辊,然后在重力作用下向下流动,因而清洗液能够更容易地在晶片端面上流动扩散,并且及时地冲刷杂质和废液。
在其中一个实施方式中,刷辊呈圆柱状,两个刷辊平行设置,且二者的轴线均垂直于转料轴线。
如此设置,两个刷辊能够均匀地接触晶片,在晶片转动过程中,刷辊作用于晶片的刷洗力度均匀,无论是靠近晶片圆心的区域还是靠近晶片端面边缘的区域,都能够获得相同力度的刷洗清洁。
在其中一个实施方式中,清理机构还包括刷辊支架和调节单元,刷辊转动安装于刷辊支架,调节单元连接于刷辊支架,用于带动刷辊支架活动以改变刷辊相对于转料轴线的角度。
如此设置,可以根据需要调整刷辊接触晶片的区域的长度、刷辊作用于晶片的压力大小及压力分布,从而改变沟槽的长度、晶片和刷辊之间的漏液间隙长度以及晶片的刷洗力度。
在其中一个实施方式中,清理机构还包括刷辊支架和调心轴承,调心轴承的内圈固定连接于刷辊,调心轴承的外圈固定连接于刷辊支架。
如此设置,调心轴承也可以实现刷辊相对于转料轴线的角度的调节。
在其中一个实施方式中,转晶机构还包括检测模块,检测模块具有感应区,从动轮包括被测元件,检测模块相对从动轮的轴线固定设置,用于测取被测元件经过感应区的频次。
如此设置,根据被测元件在一定时间内经过感应区的次数,结合从动轮的结构参数、晶片的结构参数与晶片转动时的运动参数,能够确定晶片是否相对于从动轮打滑、晶片是否转动、晶片和从动轮之间是否存在虚接触。
在其中一个实施方式中,检测模块在感应区内产生感测光线,被测元件能够跟随从动轮转动,并在转动至感应区时遮挡感测光线。
如此设置,可以根据被测元件在一定时间内遮挡感测光线的次数确定被测元件在该时间段内经过感应区的次数,这种计数方式不影响从动轮的转动。
附图说明
图1为本发明一个实施例的晶片表面处理设备的立体结构示意图;
图2为本发明一个实施例的载料区域和刷辊的位置关系示意图;
图3为本发明一个实施例的载料区域和刷辊的位置关系示意图;
图4为本发明一个实施例的晶片表面处理设备洗刷晶片时的示意图;
图5为图4所示晶片表面处理设备在A处的局部放大示意图;
图6为本发明一个实施例的晶片表面处理设备的部分结构示意图;
图7为图6所示晶片表面处理设备在B处的局部放大示意图;
图8为本发明一个实施例的转晶单元的立体结构示意图;
图9为本发明一个实施例的转晶单元的剖视图;
图10为本发明一个实施例的晶片表面处理设备的立体结构示意图;
图11为图10所示晶片表面处理设备在D处的局部放大示意图。
附图标记:100、晶片表面处理设备;10、转晶机构;11、转晶单元;111、驱动套;1111、胀缩套;112、转晶驱动件;1121、动力轴;1122、驱动电机;113、输出轴;1131、中空段;1132、进液口;1133、排液口;1134、第一止挡部;1135、第二止挡部;1136、密封件;12、晶片搭载单元;121、从动轮;1211、被测元件;122、轮体支架;13、检测模块;131、感应区;14、加压件;15、底座;16、安装载板;20、清理机构;21、刷辊;211、接触段;22、刷辊支架;23、调节单元;24、清理驱动件;30、载料区域;31、晶片平面;40、给水系统;41、储水室;42、给水通道;200、晶片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种晶片表面处理设备100,用于清除晶片表层的杂质、细碎晶粒以及抛光液结晶。本发明中所提及的晶片是一种广泛使用于光伏产品制造、半导体器件制造等领域的物料,晶片为圆形薄板状结构,通过切割晶棒获得。切割晶片后,在抛光过程中,抛光工具会不可避免地在晶片表面上遗留污物,抛光液干了之后,会在晶片表面结晶,需要清洗去除,切割时的细碎晶粒、灰尘等杂质也会附着在晶片表面,因此有必要对晶片进行清洗,清洗后送入下一工序中,提高抛光系统的清洁度。
针对晶片的清洁除杂包括淋液刷洗和抛光修整,淋液刷洗是在向晶片淋洒或喷洒清洗液的情况下利用刷辊刷洗晶片以去除表面结晶、裁切磨削晶粒和污物灰尘等杂质,抛光修整是利用抛光器材研磨抛光晶片,以使晶片表面接近镜面,抛光修整不仅可以提高晶片表面质量、降低粗糙程度的同时,还可以提高晶片表面的平整度,消除晶片表面的起伏,此外还能够将藏匿在晶片细微凹坑内的杂质清除掉,从而实现对晶片的深度清洁。
参阅图1、图4,本发明的晶片表面处理设备100能够对晶片进行淋液刷洗,包括转晶机构10、清理机构20,还包括图中未示出的喷淋机构。转晶机构10包括转晶单元11和晶片搭载单元12,转晶单元11用于带动晶片200绕晶片200自身的轴线转动,晶片搭载单元12用于承载晶片200,以及在晶片200转动时支撑晶片200以确保晶片200不发生移动;清理机构20包括两个或两个以上的刷辊21、刷辊支架22和清理驱动件24,刷辊21可转动地安装于刷辊支架22,清理驱动件24驱动连接刷辊21,能够驱动刷辊21绕刷辊21自身的轴线转动;喷淋机构用于向晶片200和刷辊21喷淋清洗液。
晶片搭载单元12具有用于承载晶片200的载料区域30,载料区域30在晶片搭载单元12中真实存在,载料区域30的边界是假想边界,载料区域30的空间形状是轴向长度较短的圆柱体,晶片200的形状和载料区域30的形状相同,刷辊21设置于载料区域30的轴向端部。
晶片200搭载于晶片搭载单元12时,晶片200全部位于载料区域30并将载料区域30全部占据,且至少有两个刷辊21分别位于晶片200的轴向两端,刷辊21的外周壁接触晶片200的端面,载料区域30的轴线和晶片200的轴线重合。随着刷辊21绕自身轴线转动以及晶片200绕自身轴线转动,刷辊21的外周壁刷洗晶片200的端面。
具体地,转晶单元11包括转晶驱动件112和驱动套111,转晶驱动件112包括驱动电机1122和输出轴113,驱动电机1122包括动力轴1121,输出轴113连接于动力轴1121,驱动套111连接于输出轴113,驱动套111能够跟随动力轴1121和输出轴113转动而转动;晶片搭载单元12包括轮体支架122和转动安装于轮体支架122的从动轮121。驱动套111和从动轮121围绕载料区域30的轴线呈周向间隔设置,驱动套111和从动轮121抵接晶片200的外周并承载晶片200,晶片200被驱动套111和从动轮121承载后,晶片200所占据的空间即为载料区域30,相当于载料区域30被晶片200填充。
在转晶驱动件112的驱动下,驱动套111被输出轴113带动而转动,晶片200的外周和驱动套111的外周壁之间有接触压力,因此晶片200被驱动套111带动而转动;晶片200的外周和从动轮121的外周壁之间也有接触压力,随着晶片200绕自身轴线转动,所有从动轮121转动,从而减小晶片200转动时的阻力。
为便于叙述,以下将载料区域30的轴线称为转料轴线,转料轴线是确定从动轮121在轮体支架122上的安装位置的基准,也是确定转晶驱动件112和轮体支架122相对位置的基准。晶片200在载料区域30中绕自身轴线转动,相当于晶片200绕转料轴线转动;将载料区域30沿转料轴线的垂直方向的最大尺寸定义为载料直径,将转料轴线到驱动套111或者从动轮121的最短距离定义为载料半径。载料半径的长度为载料直径长度的二分之一,晶片200放入载料区域30后,载料半径相当于晶片200的半径,载料直径相当于晶片200的直径,转料轴线的垂直方向相当于晶片200的无数个径向方向的集合。
可选的,从动轮121的数量至少为两个,转料轴线到驱动套111的最短距离线的长度,与转料轴线到任意一个从动轮121的最短距离线的长度相等,驱动套111和所有从动轮121均沿着载料区域30的周向排布,载料区域30的周向也是转料轴线的周向。
优选地,从动轮121的数量为三个或更多,载料区域30、转料轴线在晶片表面处理设备100中的位置取决于晶片搭载单元12在晶片表面处理设备100中的位置,所有从动轮121均以一个轴线的周向排布,所述轴线即为转料轴线,从动轮121承载晶片200后,所述轴线和晶片200的轴线重合。
可选的,晶片200绕转料轴线转动,且喷淋机构向晶片200和刷辊21喷淋清洗液时,刷辊21的轴线相对于转料轴线固定设置。
可选的,还可以在刷辊21内部设置水路以取代喷淋机构,水路贯通刷辊21外周,清洗液能够流入水路并从刷辊21外周喷出。
参阅图1、图4,刷辊21的数量为两个,两个刷辊21分别位于载料区域30的轴向两端,晶片200在载料区域30中绕转料轴线转动时,两个刷辊21分别位于晶片200的轴向两端,二者的外周壁能够分别接触并刷洗晶片200的两个端面。
可选的,刷辊支架22、转晶驱动件112、轮体支架122均安装于同一个基座(图中未标号),刷辊支架22、转晶驱动件112、轮体支架122中的任意一者均能够相对于所述基座活动从而改变在基座上的安装位置。
本发明按照如下方式配置刷辊21和载料区域30:无论刷辊21的数量是一个还是多个,每个刷辊21的外周均有一部分能够进入载料区域30内从而形成接触段211,刷辊21通过接触段211接触并刷洗晶片200的端面。在这些刷辊21形成的接触段211中,至少有一个接触段211的长度小于载料直径,其中接触段211的长度是指接触段211沿刷辊21轴向的尺寸。
接触段211可以是线段,也可以是曲面。当刷辊21的外周与载料区域30的端面相切形成交线时,该交线形成接触段211,这种情况下,刷辊21和晶片200的端面线接触;当刷辊21的外周进入载料区域30内时,刷辊21的外周进入载料区域30的曲面部分形成接触段211,这种情况下,刷辊21和晶片200的端面形成面接触。
可选的,对于刷辊21形成的任意一个接触段211,其长度均小于载料直径。
在此补充说明,刷辊21的外周进入载料区域30内不代表刷辊21的外周会进入晶片200内,由于刷辊21的外周壁包覆有软质洗刷材料,例如毛刷、多孔塑料、刷布等,这些软质材料受压之后会变形所以并不会入侵晶片200。
在一些实施方式中,转料轴线经过任意一个接触段211,且每个接触段211均至少延伸至载料区域30的外周。参阅图2,两个刷辊21均为圆柱状结构,考察任意一根刷辊21形成的接触段211,可以确定转料轴线都经过接触段211,且接触段211都延伸至载料区域30的外周,晶片200位于载料区域30时,任意一根刷辊21晶片200端面的接触区域都经过晶片200的端面的圆心,并且接触区域延伸至晶片200的端面的边缘。
如此设置,随着晶片200绕转料轴线转动和刷辊21转动同步进行,晶片200的端面上的所有区域都可以和刷辊21的外周接触,因而晶片200的圆形端面能够被完整地刷洗,不会出现刷洗遗漏。
可以理解,在其它实施方式中,刷辊21还可以延伸至载料区域30外周之外,晶片200位于载料区域30时,刷辊21的一端可以相对于晶片200的端面边缘径向向外凸出。
可选的,在转料轴线经过任意一个接触段211的情况下,刷辊21的轴向尺寸大于或等于载料半径,且小于载料直径,这样可以确保刷辊21完整地刷洗晶片200的端面,消除刷洗遗漏的可能。在晶片200转动过程中,接触段211相当于以转料轴线为转动中心相对晶片200转动,接触段211所形成的圆形轨迹面的半径大于或等于晶片200的半径。
在一些实施方式中,刷辊21呈圆柱状,且刷辊21的轴线与转料轴线之间形成倾斜夹角,倾斜夹角限定刷辊21的轴线和转料轴线不垂直。参阅图2,其中直线S代表转料轴线,两个刷辊21分别在载料区域30的两端呈V形布置,即二者的轴线形成V形夹角,且至少一个刷辊21的轴线和转料轴线之间形成倾斜夹角。参阅图3,两个刷辊21形成的两个接触段211呈V形布置。
倾斜夹角的设置使得两个刷辊21的轴线之间形成夹角,图1所示的晶片表面处理设备100中,两个刷辊21分别在载料区域30的两端呈V形布置,二者均相对于转料轴线倾斜,也即两个刷辊21的轴线都不垂直于转料轴线,二者之间的夹角β如图1所示。
当然,也可以使其中一个刷辊21的轴线相对转料轴线倾斜,另一个刷辊21的轴线垂直于转料轴线。
可以理解,在其它实施方式中,刷辊21还可以是具有锥度的圆台状结构,这种情况下,即便两个刷辊21的轴线平行设置,且二者的轴线均垂直于转料轴线,两个刷辊21形成的两个接触段211也可以呈现图3所示的V形布置状态。
进一步地,参阅图3,为方便叙述,定义载料区域30的晶片平面31,晶片平面31是一个假想平面,该平面平行于载料区域30的两个端面,同时晶片平面31沿载料区域30的径向将载料区域30两等分截切。晶片200位于载料区域30时,晶片平面31平行于晶片200的端面并且沿晶片200的径向两等分截切晶片200。如果两个接触段211分别正投影于晶片平面31,则两个接触段211形成的投影图形至少部分重合。
可选的,在一些实施方式中,两个刷辊21关于晶片平面31对称布置,两个接触段211关于晶片平面31对称布置。
在此补充说明,在其它实施方式中,还可以这样配置刷辊21:两个刷辊21均为圆柱状结构,二者平行设置,且二者的轴线均垂直于转料轴线,任意一个刷辊21的轴向长度均小于载料区域30的直径。
在一些实施方式中,清理机构20还包括调节单元23,调节单元23连接于刷辊支架22,调节单元23用于带动刷辊支架22活动以改变刷辊21相对于转料轴线的角度,刷辊支架22的活动是指刷辊支架22相对于基座的活动。参阅图1、图4、图6,刷辊支架22和刷辊21的数量相当并且一一对应连接,刷辊支架22之间相互独立,也即每个刷辊支架22都能相对另一个刷辊支架22活动。通过调节单元23,两个刷辊21轴线之间的V形夹角能够改变,由此可以改变两个接触段211的形状及尺寸,从而改变刷辊21接触晶片200的接触区域和压力分布。
可以理解,在其它实施方式中,调节单元23还可以带动刷辊支架22相对平移,从而改变刷辊21之间的距离,由此可以改变刷辊21作用于晶片200的压力大小。
在一些实施方式中,清理机构20还包括安装于刷辊支架22的调心轴承,调心轴承的内圈固定连接于刷辊21,调心轴承的外圈固定连接于刷辊支架22,采用调心轴承,使得刷辊21的轴线能够相对于调心轴承的外圈的轴线活动,因而也可以根据需要改变刷辊21相对于转料轴线的角度。
在一些实施方式中,转晶机构10还包括检测模块13,检测模块13本身具有一个感应区131,从动轮121包括轮体和连接于轮体的被测元件1211,检测模块13相对于轮体支架122固定设置,参阅图10和图11,检测模块13和设置有被测元件1211的从动轮121的轴线相对固定。检测模块13可以测取被测元件1211跟随从动轮121轮体转动时经过感应区131的频次,也就是统计一段时间内被测元件1211转动经过感应区131的次数。
如此设置,从动轮121的转速能够确定,结合从动轮121半径能够确定从动轮121外周的线速度,由于晶片200的半径、转速均为已知条件,因此晶片200外周的线速度可以确定,通过比较从动轮121外周的线速度和晶片200外周的线速度,可以知悉晶片200是否出现了相对于从动轮121打滑;从动轮121是否转动也可以作为确定晶片200是否转动、晶片200和从动轮121之间是否虚接触的判定准则。
具体地,检测模块13在感应区131内可产生感测光线,被测元件1211能够在转动至感应区131时遮挡感测光线,由此可根据被测元件1211在一定时间内遮挡感测光线的次数确定被测元件1211在该时间段内经过感应区131的次数,实现了以非物理接触方式判断从动轮121是否转动和确定从动轮121转速,不影响从动轮121的转动。
本发明还提供一种应用于晶片表面处理设备100的转晶机构10、一种包括该转晶机构10的晶片表面处理设备100,包含本发明所提供的转晶机构10的晶片表面处理设备100既可以沿用现有同类设备所采用的刷辊21布置方式,也可以采用以上所介绍的刷辊21布置方式。
参阅图1和图6,转晶机构10包括安装于基座的转晶驱动件112、安装于基座的轮体支架122、连接于转晶驱动件112的输出轴113、转动安装于轮体支架122的从动轮121,除此以外转晶机构10还包括胀缩套1111,胀缩套1111采用多孔疏松材料制成,例如发泡塑料、多孔橡胶、海绵等,胀缩套1111能够弹性形变并且具有储蓄液体的能力,当胀缩套1111处于受压状态时,胀缩套1111体积收缩从而向外释放液体,解除作用于胀缩套1111的压力后,胀缩套1111形变膨胀从而可以吸收液体。
胀缩套1111可以仅套设于输出轴113,也可以仅套设于从动轮121,当然还可以设置多个胀缩套1111,以使输出轴113和从动轮121均套设有胀缩套1111,胀缩套1111可以套设于部分从动轮121或者套设于所有的从动轮121。最终胀缩套1111和晶片200的外周接触,且胀缩套1111和晶片200之间具有一定的接触压力。参阅图8,图8示意了作为驱动套111的胀缩套1111套设于输出轴113。
由于输出轴113需要向晶片200的外周施加较大的压力才能确保有足够的静摩擦力带动晶片200以使晶片200转动,因此,作为一种优选实施方式,输出轴113的外周套设有胀缩套1111,且胀缩套1111和输出轴113固定连接,在此基础上,可以选择为所有的从动轮121套设胀缩套1111,完全实现非刚性方式承载晶片200。
具体地,输出轴113包括沿轴向设置的第一止挡部1134和第二止挡部1135,胀缩套1111的一端抵接于第一止挡部1134,另一端抵接于第二止挡部1135,第一止挡部1134和第二止挡部1135共同配合将胀缩套1111固定夹持于中间。
参阅图9,第一止挡部1134和第二止挡部1135分别是两个沿输出轴113周向延伸的环形凸起,二者在输出轴113轴向上形成一个环形凹槽,胀缩套1111固定套设于环形凹槽内,胀缩套1111的两端分别与第一止挡部1134和第二止挡部1135紧配合。
在一些实施方式中,胀缩套1111以可拆卸方式套装于输出轴113及/或从动轮121,由此可以将胀缩套1111拆卸后对其维护,或者替换更新。
可选的,输出轴113包括轴本体和可拆卸安装于轴本体端部的端盖,第一止挡部1134和第二止挡部1135分别设置于轴本体的外周和端盖的外周,在安装胀缩套1111至输出轴113时先将端盖拆下,使胀缩套1111的一端抵接于第一止挡部1134,接着将端盖装回轴本体,并使胀缩套1111的另一端抵接于第二止挡部1135。
胀缩套1111表层的细小疏松孔不仅可以吸附并容纳液体,当胀缩套1111受压收缩形变时,胀缩套1111还可以对其中的液体进行加压,液体从这些细小疏松孔中以一定的初速度释放出,胀缩套1111的弹性形变性能越显著,对于液体的加压效果越好,液体能够以更快的初速度从胀缩套1111中排出。
可选的,胀缩套1111为海绵制成的中空圆柱套状结构。
在一些实施方式中,胀缩套1111套设于输出轴113,转晶机构10还包括固定安装于基座的底座15以及可活动安装于底座15的安装载板16,轮体支架122的位姿经调节单元23调节完成后,轮体支架122相对于底座15固定设置,转晶驱动件112安装于安装载板16,并且能够相对底座15活动从而具有了调节输出轴113与晶片200的相对位置的功能。如此设置,胀缩套1111相对于晶片200的位置可以调节,二者之间的接触压力和最大静摩擦力也因此能够改变。
参阅图4~图7,图4和图6为包含本发明所提供的转晶机构10的晶片表面处理设备100的示意图,清理机构20和转晶机构10的布置关系参考图1所示的晶片表面处理设备100。图4和图6所示的晶片表面处理设备100还包括用于向胀缩套1111供给液体的给水系统40,给水系统40供给胀缩套1111的液体可以是清洗液,也可以是纯水。给水系统40包括用于储蓄液体的储水室41,还具有给水通道42,给水通道42的一端连通储水室41,另一端向胀缩套1111延伸靠近。
参阅图5和图7,图5和图7示意了给水系统40和套设于输出轴113的胀缩套1111之间的配套方式。储水室41安装于输出轴113,能够跟随输出轴113转动而转动,给水通道42开设于输出轴113,储水室41中的液体能够通过输出轴113的流向胀缩套1111,输出轴113转动也不会影响给水通道42,液体仍可以正常地流动,储水室41和给水通道42相对固定设置,避免了在其它位置设置给水系统40造成给水通道42扭曲或阻断。
具体地,参阅图7和图9,输出轴113包括一端中空段1131,中空段1131的空腔形成给水通道42,此外中空段1131还开设有进液口1132和排液口1133,进液口1132连通给水通道42与中空的储水室41,排液口1133连通给水通道42并延伸至胀缩套1111的内圈。以下是给水系统40的运作方式:液体从储水室41排出后首先经进液口1132进入给水通道42,然后在中空段1131内流动并靠近排液口1133,接着离开给水通道42,最后经排液口1133流向胀缩套1111的内圈,从而被胀缩套1111吸收,这样就可以确保胀缩套1111保持湿润状态,防止胀缩套1111缺水固化受损。
可选的,参阅图5和图9,储水室41为套设于输出轴113的环状结构,转晶机构10还包括加压件14,加压件14相对于转晶驱动件112固定设置,二者均安装于安装载板16,加压件14抵接于储水室41的外周壁,加压件14和储水室41之间具有一定的预紧按压力,以使储水室41始终处于受压形变状态,利用加压件14可以对储水室41内的液体进行简易加压。
可选的,在一些实施方式中,给水系统40还包括调节阀,调节阀设置于给水通道42,用于调节给水通道42的流通面积,由此可以调节给水系统40中的液体流量。
参阅图9,输出轴113还套设有密封件1136,密封件1136的内圈和输出轴113的外周壁紧配合,密封件1136的外圈和储水室41紧配合,用于对输出轴113和储水室41之间提供密封保护,防止储水室41内的液体沿着输出轴113的外周壁溢流造成浪费和污染。
以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
本技术领域的普通技术人员应当认识到,以上的实施方式仅是用来说明本发明,而并非用作为对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。
Claims (11)
1.一种晶片表面处理设备,其特征在于,包括转晶机构(10)与清理机构(20),所述转晶机构(10)包括驱动套(111)和从动轮(121),所述驱动套(111)与所述从动轮(121)围绕预设转料轴线周向间隔设置,以形成用于搭载圆形晶片(200)的载料区域(30),所述驱动套(111)与所述从动轮(121)承载晶片(200)时,所述转料轴线与所述晶片(200)的轴线重合;
所述清理机构(20)包括至少两个刷辊(21),每个所述刷辊(21)的外周能够接触晶片(200)并形成接触段(211),至少一个所述接触段(211)的长度小于载料直径,所述载料直径为所述载料区域(30)沿所述转料轴线的垂直方向的最大尺寸;
所述刷辊(21)与晶片(200)之间形成漏液间隙和对应于所述接触段(211)的沟槽,所述沟槽连通所述漏液间隙,以使所述沟槽内的杂质及废液通过所述漏液间隙被排出。
2.根据权利要求1所述的晶片表面处理设备,其特征在于,所述转料轴线经过任意一个所述接触段(211),以使任意一个所述接触段(211)能够接触晶片(200)的端面圆心;及/或,
任意一个所述接触段(211)均至少延伸至所述载料区域(30)的外周,以使任意一个所述接触段(211)能够接触晶片(200)的端面边缘。
3.根据权利要求1所述的晶片表面处理设备,其特征在于,所述刷辊(21)呈圆柱状,所述刷辊(21)的轴线与所述转料轴线之间形成倾斜夹角,以使所述刷辊(21)的外周与晶片(200)的端面之间形成夹角。
4.根据权利要求3所述的晶片表面处理设备,其特征在于,所述刷辊(21)的数量为两个,两个所述刷辊(21)呈V形布置,二者形成两个V形布置的接触段(211),两个所述接触段(211)正投影于晶片平面(31)的图形至少部分重合,所述晶片平面(31)垂直于所述转料轴线。
5.根据权利要求4所述的晶片表面处理设备,其特征在于,两个所述刷辊(21)均相对所述转料轴线倾斜;或者,
其中一个所述刷辊(21)相对所述转料轴线倾斜,另一个所述刷辊(21)垂直于所述转料轴线。
6.根据权利要求2所述的晶片表面处理设备,其特征在于,所述刷辊(21)的轴向尺寸大于或等于所述载料直径的二分之一,且小于所述载料直径。
7.根据权利要求6所述的晶片表面处理设备,其特征在于,所述刷辊(21)呈圆柱状,两个所述刷辊(21)平行设置,且二者的轴线均垂直于所述转料轴线。
8.根据权利要求1~权利要求7任意一项所述的晶片表面处理设备,其特征在于,所述清理机构(20)还包括刷辊支架(22)和调节单元(23),所述刷辊(21)转动安装于所述刷辊支架(22),所述调节单元(23)连接于所述刷辊支架(22),用于带动所述刷辊支架(22)活动以改变所述刷辊(21)相对于所述转料轴线的角度。
9.根据权利要求1~权利要求7任意一项所述的晶片表面处理设备,其特征在于,所述清理机构(20)还包括刷辊支架(22)和调心轴承,所述调心轴承的内圈固定连接于所述刷辊(21),所述调心轴承的外圈固定连接于所述刷辊支架(22)。
10.根据权利要求1~权利要求7任意一项所述的晶片表面处理设备,其特征在于,所述转晶机构(10)还包括检测模块(13),所述检测模块(13)具有感应区(131),所述从动轮(121)包括被测元件(1211),所述检测模块(13)相对所述从动轮(121)的轴线固定设置,用于测取所述被测元件(1211)经过所述感应区(131)的频次。
11.根据权利要求10所述的晶片表面处理设备,其特征在于,所述检测模块(13)在所述感应区(131)内产生感测光线,所述被测元件(1211)能够跟随所述从动轮(121)转动,并在转动至所述感应区(131)时遮挡所述感测光线。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311042733.7A CN116765966B (zh) | 2023-08-18 | 2023-08-18 | 晶片表面处理设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311042733.7A CN116765966B (zh) | 2023-08-18 | 2023-08-18 | 晶片表面处理设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116765966A CN116765966A (zh) | 2023-09-19 |
CN116765966B true CN116765966B (zh) | 2023-12-19 |
Family
ID=87993393
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311042733.7A Active CN116765966B (zh) | 2023-08-18 | 2023-08-18 | 晶片表面处理设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116765966B (zh) |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0617240U (ja) * | 1992-07-30 | 1994-03-04 | 国際電気株式会社 | オリエンテーションフラット合せ器 |
JPH1126419A (ja) * | 1997-06-27 | 1999-01-29 | Yamaha Corp | ウエハ洗浄装置及びウエハ研磨システム |
CN1312953A (zh) * | 1998-07-09 | 2001-09-12 | 拉姆研究公司 | 晶片清洁装置 |
JP2002066466A (ja) * | 2000-08-25 | 2002-03-05 | Ishii Hyoki Corp | 基板洗浄装置 |
CN102074455A (zh) * | 2010-09-03 | 2011-05-25 | 清华大学 | 用于晶圆的刷洗装置 |
CN202030298U (zh) * | 2011-04-07 | 2011-11-09 | 鈊象电子股份有限公司 | 具同时侦测输送机构转动方向及速度的双感应装置 |
TW201839840A (zh) * | 2017-04-07 | 2018-11-01 | 日商荏原製作所股份有限公司 | 基板清洗裝置及基板處理裝置 |
CN109201547A (zh) * | 2017-06-30 | 2019-01-15 | 中电海康集团有限公司 | 晶圆清洗装置 |
CN111554569A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-08-18 | 华海清科股份有限公司 | 一种晶圆清洗装置和晶圆清洗方法 |
CN111558559A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-08-21 | 华海清科股份有限公司 | 一种晶圆清洗装置和晶圆清洗方法 |
CN112718619A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-30 | 华海清科股份有限公司 | 可动态调整姿态的晶圆清洗装置 |
CN114005770A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-02-01 | 华海清科股份有限公司 | 一种清洗刷组件和晶圆清洗装置 |
CN217719518U (zh) * | 2022-06-30 | 2022-11-01 | 华海清科股份有限公司 | 一种晶圆竖直清洗装置 |
CN116601740A (zh) * | 2020-10-12 | 2023-08-15 | 株式会社荏原制作所 | 基板清洗装置及基板清洗方法 |
-
2023
- 2023-08-18 CN CN202311042733.7A patent/CN116765966B/zh active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0617240U (ja) * | 1992-07-30 | 1994-03-04 | 国際電気株式会社 | オリエンテーションフラット合せ器 |
JPH1126419A (ja) * | 1997-06-27 | 1999-01-29 | Yamaha Corp | ウエハ洗浄装置及びウエハ研磨システム |
CN1312953A (zh) * | 1998-07-09 | 2001-09-12 | 拉姆研究公司 | 晶片清洁装置 |
JP2002066466A (ja) * | 2000-08-25 | 2002-03-05 | Ishii Hyoki Corp | 基板洗浄装置 |
CN102074455A (zh) * | 2010-09-03 | 2011-05-25 | 清华大学 | 用于晶圆的刷洗装置 |
CN202030298U (zh) * | 2011-04-07 | 2011-11-09 | 鈊象电子股份有限公司 | 具同时侦测输送机构转动方向及速度的双感应装置 |
TW201839840A (zh) * | 2017-04-07 | 2018-11-01 | 日商荏原製作所股份有限公司 | 基板清洗裝置及基板處理裝置 |
CN109201547A (zh) * | 2017-06-30 | 2019-01-15 | 中电海康集团有限公司 | 晶圆清洗装置 |
CN111554569A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-08-18 | 华海清科股份有限公司 | 一种晶圆清洗装置和晶圆清洗方法 |
CN111558559A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-08-21 | 华海清科股份有限公司 | 一种晶圆清洗装置和晶圆清洗方法 |
CN116601740A (zh) * | 2020-10-12 | 2023-08-15 | 株式会社荏原制作所 | 基板清洗装置及基板清洗方法 |
CN112718619A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-30 | 华海清科股份有限公司 | 可动态调整姿态的晶圆清洗装置 |
CN114005770A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-02-01 | 华海清科股份有限公司 | 一种清洗刷组件和晶圆清洗装置 |
CN217719518U (zh) * | 2022-06-30 | 2022-11-01 | 华海清科股份有限公司 | 一种晶圆竖直清洗装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116765966A (zh) | 2023-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5778481A (en) | Silicon wafer cleaning and polishing pads | |
US6200199B1 (en) | Chemical mechanical polishing conditioner | |
US6609962B1 (en) | Dressing apparatus and polishing apparatus | |
KR100316306B1 (ko) | 연마패드의유지장치및방법 | |
EP0764478B1 (en) | Method of and apparatus for cleaning workpiece | |
US9199354B2 (en) | Flexible diaphragm post-type floating and rigid abrading workholder | |
US6458012B1 (en) | Polishing apparatus | |
KR19990036434A (ko) | 웨이퍼 세척 장치 | |
JP2003151943A (ja) | スクラブ洗浄装置 | |
TW201417955A (zh) | 研磨裝置 | |
JP6535529B2 (ja) | 両面研磨装置の研磨布のドレッシング装置およびドレッシング方法 | |
EP0763402B1 (en) | Method and apparatus for polishing semiconductor substrate | |
US5931724A (en) | Mechanical fastener to hold a polishing pad on a platen in a chemical mechanical polishing system | |
WO1999051397A1 (en) | Polishing device | |
EP0842738B1 (en) | Method of and apparatus for polishing and cleaning planar workpiece | |
CN116765966B (zh) | 晶片表面处理设备 | |
CN114005770A (zh) | 一种清洗刷组件和晶圆清洗装置 | |
US6217429B1 (en) | Polishing pad conditioner | |
US6813796B2 (en) | Apparatus and methods to clean copper contamination on wafer edge | |
US6148463A (en) | Cleaning apparatus | |
KR19980032714A (ko) | 화학 기계적 연마 장치용 재료 층을 갖춘 캐리어 헤드 | |
KR100352086B1 (ko) | 반도체웨이퍼의연마장치및연마방법 | |
CN116787253A (zh) | 驱动机构、晶片表面清理设备及抛光设备 | |
US20020137440A1 (en) | Polishing apparatus | |
CN118493204A (zh) | 晶片表面清理设备及抛光设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |