CN212216330U - 一种晶圆的清洗装置 - Google Patents
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Abstract
公开了一种晶圆的清洗装置，包括基座；载台组件，载台组件可移动地设置于基座的底部，载台组件上端可旋转地设置有用于放置晶圆的载台；擦拭组件，设置于载台组件移动路径上，包括自动进给的拭材机构、可位移的擦拭头机构，以及相对载台组件移动方向位于擦拭头机构后端的滴定机构；大气压等离子装置，设置于载台组件移动路径的末端；其中，擦拭组件和大气压等离子装置均设置于载台的上方，擦拭头机构位移时抵压拭材至载台上的晶圆，载台相对擦拭头旋转或移动进行晶圆的清洗。利用该装置清洗晶圆可以降低水滴角，提升洁净度、透光性，避免后端贴膜切割再撕膜挑片困难问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及晶圆表面清洗的技术领域，并且特别涉及一种晶圆的清洗装置。
背景技术
晶圆的表面洁净度直接影响到制程与产品的合格率，因此在储存及制程中要不断的检查及清洁，以保持其洁净度。
目前晶圆清洗方式主要有以下两种方式：
1、人员将晶圆放置在工作桌上，一手固定，一手使用无尘布蘸取有机溶剂擦拭晶圆表面试图擦拭表面异物，通过水滴角量测仪器量测值体现，水滴角值越大，洁净度越差。手动擦拭方式的水滴角值过大，虽然对后端晶圆表面贴膜切割后撕膜挑片(PP一次性通过率)未造成影响，但表面洁净度差，对产品的透光及洁净度产生严重的影响。
2、真空腔体式等离子非接触式清洁，水滴角可降低至15°及以下，即表面洁净度很好，产品的透光率得到改善，但造成后端晶圆表面贴膜切割后撕膜挑片(PP一次性通过率)作业困难问题。
实用新型内容
为了解决现有技术中清洗时水滴角太大洁净度差以及对后端晶圆表面贴膜后撕膜挑片作业影响大的技术问题，本实用新型提出了一种晶圆的清洗装置，用以解决现有技术中的上述难题。
本实用新型的提出了一种晶圆的清洗装置，包括基座；
载台组件，载台组件可移动地设置于基座的底部，载台组件上端可旋转地设置有用于放置晶圆的载台；
擦拭组件，设置于载台组件移动路径上，包括自动进给的拭材机构、可位移的擦拭头机构，以及相对载台组件移动方向位于擦拭头机构后端的滴定机构；
大气压等离子装置，设置于载台组件移动路径的末端；
其中，擦拭组件和大气压等离子装置均设置于载台的上方，擦拭头机构位移时抵压拭材至载台上的晶圆，载台相对擦拭头旋转或移动进行晶圆的清洗。
优选的，载台组件还包括设置于载台下方的X轴伺服模组、Z轴伺服模组和控制载台旋转的旋转伺服模组。凭借载台组件的X轴伺服模组、Z轴伺服模组和控制载台旋转的旋转伺服模组可以实现载台的多种运动模式。
进一步优选的，X轴伺服模组的清洗移动速度取自30mm/s-60mm/s的范围内。该移动速度下可以保证晶圆表面的清洗效果。
优选的，拭材机构包括沿载台组件移动方向前后设置的无尘布进给卷取模组，以及用于将无尘布在晶圆的上方形成具有张力的清洗表面的张紧模组。凭借拭材机构可以实现无尘布的自动回收进给，保证每次清洗时无尘布都是干净的。
优选的，擦拭头机构包括擦拭头和控制擦拭头Z轴位移的第二Z轴伺服模组，第二Z轴伺服模组包括气缸和伺服电机。通过伺服模组能够精准的控制清洗过压高度，气缸通过模拟量电气模块实现擦拭头衡定压力的擦拭作业。
优选的，大气压等离子装置包括大气压等离子产生主机和长条形喷头，长条形喷头设置于晶圆的上方。凭借该大气压等离子装置的设置，能够覆盖晶圆表面，保证清洗效果。
进一步优选的，大气压等离子装置的输出功率取自600W-800W的范围内，大气压压力取自0.2Mpa-0.5Mpa的范围内。凭借该参数的设定，能够提升产品的洁净度有效地降低水滴角。
本实用新型的一种晶圆的清洗装置利用沾有有机溶剂的无尘布进行预清洁擦拭，有效的去除晶圆表面的污物及对难以擦拭干净的光刻胶进行预湿润，再利用大气压等离子装置高压分解产品表面有机物，分解完后，载台模组往回运动至干净的无尘布清洗模组，再次对晶圆产品上的残留物擦拭清洁。该装置可以将晶圆产品的水滴角控制于30°～60°的范围内，有效地改善产品的透光率及避免后端贴膜切割再撕膜挑片作业困难的问题。
附图说明
包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。
图1是根据本实用新型的一个实施例的一种晶圆的清洗装置的结构示意图；
图2是根据本实用新型的一个具体的实施例的晶圆的清洗装置的主视图；
图3是根据本实用新型的一个具体的实施例的晶圆的清洗装置的俯视图。
具体实施方式
在以下详细描述中，参考附图，该附图形成详细描述的一部分，并且通过其中可实践本实用新型的说明性具体实施例来示出。对此，参考描述的图的取向来使用方向术语，例如“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、“下”等。因为实施例的部件可被定位于若干不同取向中，为了图示的目的使用方向术语并且方向术语绝非限制。应当理解的是，可以利用其他实施例或可以做出逻辑改变，而不背离本实用新型的范围。因此以下详细描述不应当在限制的意义上被采用，并且本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
图1示出了根据本实用新型的实施例的一种晶圆的清洗装置的结构示意图。如图1所示，该晶圆的清洗装置包括载台组件1、擦拭组件2、大气压等离子装置3和基座4，载台组件1、擦拭组件2、大气压等离子装置3均设置于基座4上，其中基座4包括中部设置的龙门架41、底部设置的滑轨42、一端设置的大气压等离子装置固定架43，载台组件1可滑动地设置于滑轨42上，擦拭组件2包括拭材进料端21、擦拭头机构22和拭材收料端23，擦拭头机构22固定于龙门架41的顶部，大气压等离子装置3固定于大气压等离子装置固定架43上。载台组件1在基座4的滑轨42上来回移动时会使得载台组件1可以处于擦拭头机构22的下方以及大气压等离子装置3的下方，以便利于擦拭头机构22和大气压等离子装置3对载台组件1上的晶圆的清洗。
图2示出了根据本实用新型的实施例的一个具体的实施例的一种晶圆的清洗装置的主视图。如图2所示，载台组件1包括载台11、旋转伺服模组12、Z轴伺服模组13和X轴伺服模组14。旋转伺服模组12控制载台11使载台11可以自由旋转，X轴伺服模组14控制载台11使其可以沿滑轨42来回移动，Z轴伺服模组13用于调节载台11与大气压等离子装置3或擦拭头机构22的距离，可以实现不同程度的清洗效果。
在具体的实施例中，擦拭组件2还包括用于将拭材张紧的进料端张紧机构24和收料端张紧机构25，拭材一般为无尘布，通过卷取的方式固定于拭材进料端21和拭材收料端23上，无尘布依次穿过进料端张紧机构24和收料端张紧机构25最后卷绕于拭材收料端23上，通过设置于拭材收料端23上的伺服电机实现无尘布的自动进给回收作业，能够避免无尘布使用过程中的浪费现象。优选的，拭材进料端21的旋转机构上设置有阻尼机构，防止拭材进料端21上的无尘布因惯性或其他条件下自转导致无尘布松垮等不利于清洗的情况出现，也利于张紧机构对无尘布的张紧工作。
在具体的实施例中，擦拭头机构22具体包括有擦拭头221、气缸222、第二Z轴伺服电机223和滴定头机构224，擦拭头221固定于气缸222底部的擦拭头固定座上，可以通过螺栓将擦拭头221固定于该固定座上，可替代的，除了螺栓固定的方式外还可以通过卡槽的方式或气缸夹紧的方式将擦拭头221固定，只需保证擦拭头221不掉落，且擦拭头221与晶圆表面平行，同样能够实现本实用新型的技术效果。
在优选的实施例中，擦拭头221选用氟橡胶材质，氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种，其耐多数的有机、无机溶剂，具有优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，可以提高使用寿命，并且具有一定弹性，在压抵晶圆表面时不会对晶圆产生伤害。进一步优选的，根据本申请发明人的多次试验，氟橡胶的硬度选择邵氏90°清洁效果和使用寿命更佳。
在具体的实施例中，擦拭头221为长条状结构，其底部与晶圆的清洗接触面略大于晶圆的表面，具体的该接触面规格为长×宽为310mm×10mm，应当认识到，擦拭头221为可替换件，涵盖目前所有晶圆的尺寸(最大尺寸12寸)，且该擦拭头221耐磨，耐腐蚀，无需经常更换，可以根据晶圆的大小进行选择合适尺寸，满足不同尺寸的晶圆清洗的要求。
在具体的实施例中，擦拭头221在无尘布的上方，第二Z轴伺服电机223控制气缸222推动擦拭头221向待清洗晶圆表面移动，抵触无尘布并将无尘布向晶圆表面压紧，通过载台组件1的旋转伺服模组12或X轴伺服模组14使载台11相对擦拭头221移动或旋转即可实现擦洗工作。该结构的擦拭工作能够保证擦拭的力道均匀，相比人工清洗的方式清洗效果更加均衡。
擦拭头221相对于无尘布运动方向的后端设置有滴定机构224，滴定机构224跟随擦拭头221在气缸222的驱动下上下移动，滴定机构224的设置高度高于擦拭头221的高度，可以防止在下落的过程中触碰到无尘布影响滴定效果甚至破坏无尘布的情况发生。优选的，滴定溶剂为有机溶剂，利用有机溶剂能够溶解一些不溶于水的(如油脂、蜡、树脂、橡胶、染料、光刻胶等)的有机化合物，使得晶圆表面的清洗更加干净。
图3示出了根据本实用新型的一个具体的实施例的一种晶圆的清洗装置的俯视图，如图3所示，大气压等离子装置3设置于载台11行进方向的最末端，图1-图3上虽然示出了两个载台组件1，但应当认识到，图示的两个载台组件1是载台组件1的两种状态，即表示载台组件1在基座4上行进的两个位置状态示意。
在具体的实施例中，大气压等离子装置3包括大气压等离子产生主机和喷头31，其中喷头31为长条形喷头，具体尺寸可以为长×宽为310mm×10mm，能够更好地覆盖晶圆表面。优选的，经过本实用新型申请人多次试验，将大气压等离子装置的输出功率设置为600w～800w，大气压压力设置为0.2Mpa～0.5Mpa，载台组件1的Z轴伺服模组13调整等离子喷头31距离产品的高度10mm～30mm，载台组件1的X轴伺服模组14速度设置为30mm/s～60mm/s，可以将晶圆产品的水滴角控制在30°～60°的范围内，同时可以改善产品的透光率及避免后端贴膜切割再撕膜挑片(PP一次性通过率)作业困难问题。
表1示出了本申请发明人多次试验获得的大气压等离子装置的输出功率、大气压力、等离子喷头至晶圆高度、X轴伺服模组14速度与清洗后晶圆产品的水滴角及PP一次性通过率的对应关系：
表1：
利用上述清洗装置对晶圆表面清洗的流程具体包括以下步骤：
S401：将晶圆固定于载台11上，载台11移动至擦拭组件2下方，擦拭组件2的滴定机构224对拭材预湿润后，利用擦拭头221抵压拭材至晶圆表面以及载台11相对擦拭头机构22移动或旋转完成晶圆的预清洗。
在具体的实施例中，先利用滴定机构224对无尘布进行预湿润，第二Z轴伺服电机223控制气缸222推动擦拭头221向待清洗晶圆表面移动，抵触无尘布并将无尘布向晶圆表面压紧，载台组件1的X轴伺服模组14使载台11上的晶圆相对擦拭头221移动，实现预清洗，可替代的，还可以使载台组件1的旋转伺服模组12使载台11上的晶圆相对擦拭头221旋转完成预清洗工作，同样可以实现本实用新型的技术效果。预清洗可以利用有机溶剂清洗晶圆表面的光刻胶等脏污。
S402：载台11继续移动至大气压等离子装置3下方，利用大气压等离子装置3清除预清洗后的晶圆的滴定溶剂，拭材机构自动将预湿润的拭材回收。完成预清洗后，载台11携带晶圆继续利用X轴伺服模组14驱动移动至大气压等离子装置3的下方利用大气压等离子装置3分解晶圆表面的有机物，其中，大气压等离子装置3的清洗方式为非接触式的清洗，非接触式清洗能够避免造成对晶圆表面的伤害。
在具体的实施例中，载台组件1的Z轴伺服模组13调整等离子喷头31距离产品的高度至10mm～30mm的范围内，同时大气压等离子装置的输出功率设置为600w～800w，大气压压力设置为0.2Mpa～0.5Mpa，能够实现更好的清洗效果。
在具体的实施例中，完成预清洗工作后，无尘布在拭材收料端23的作用下将已清洗过的无尘布回收，优选的，回收的尺寸为10mm-15mm，可以保证下次清洗无尘布的洁净。
S403：载台11返回擦拭组件2下方，利用擦拭头221抵压干净的拭材至晶圆表面以及载台11相对擦拭头221旋转清洁晶圆的表面残留物，擦拭头221和载台11复位完成晶圆的清洗工作。等离子清洗后利用未经过有机溶剂湿润的干净的无尘布再对晶圆表面5在具体的实施例中，载台11在X轴伺服电机14的作用下返回至擦拭头221的下方，第二Z轴伺服电机223控制气缸222推动擦拭头221向待清洗晶圆表面移动，抵触无尘布并将无尘布向晶圆表面压紧，此时的无尘布是未经滴定机构224预湿润的干的洁净无尘布，载台组件1的旋转伺服模组12使载台11上的晶圆相对擦拭头221旋转完成预清洗工作，通过相对旋转完成的清洗能够有效的将晶圆表面的残留物清除，载台11的旋转可以设置为n×360°即旋转多圈，保证清洗的效果。
在具体的实施例中，整个清洗过程中，载台组件1的X轴伺服模组14速度设置为30mm/s～60mm/s，该移动速度能够保证晶圆得到充分的清洗，且清洗效率也得到保障，避免过快的移动速度导致清洗效果较差又或者移动速度太慢导致的清洗效率太低的情况。
利用上述方法进行清洗后能够将晶圆的水滴角控制在30°～60°的范围内，有效地改善产品的透光率及避免后端贴膜切割再撕膜挑片(PP一次性通过率)作业困难的问题。
显然，本领域技术人员在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下可以作出对本实用新型的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本实用新型的权利要求及其等同形式的范围内，则本实用新型还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。
Claims (9)
1.一种晶圆的清洗装置，其特征在于，包括：
基座；
载台组件，所述载台组件可移动地设置于所述基座的底部，所述载台组件上端可旋转地设置有用于放置所述晶圆的载台；
擦拭组件，设置于所述载台组件移动路径上，包括自动进给的拭材机构、可位移的擦拭头机构，以及相对所述载台组件移动方向位于所述擦拭头机构后端的滴定机构；
大气压等离子装置，设置于所述载台组件移动路径的末端；
其中，所述擦拭组件和大气压等离子装置均设置于所述载台的上方，所述擦拭头机构位移时抵压所述拭材至所述载台上的所述晶圆，所述载台相对所述擦拭头旋转或移动进行所述晶圆的清洗。
2.根据权利要求1所述的晶圆的清洗装置，其特征在于，所述载台组件还包括设置于所述载台下方的X轴伺服模组、Z轴伺服模组和控制所述载台旋转的旋转伺服模组。
3.根据权利要求2所述的晶圆的清洗装置，其特征在于，所述X轴伺服模组的清洗移动速度取自30mm/s-60mm/s的范围内。
4.根据权利要求1所述的晶圆的清洗装置，其特征在于，所述拭材机构包括沿所述载台组件移动方向前后设置的无尘布进给卷取模组，以及用于将所述无尘布在所述晶圆的上方形成具有张力的清洗表面的张紧模组。
5.根据权利要求1所述的晶圆的清洗装置，其特征在于，所述擦拭头机构包括擦拭头和控制所述擦拭头Z轴位移的第二Z轴伺服模组，所述第二Z轴伺服模组包括气缸和伺服电机。
6.根据权利要求1所述的晶圆的清洗装置，其特征在于，所述大气压等离子装置包括大气压等离子产生主机和长条形喷头，所述长条形喷头设置于所述晶圆的上方。
7.根据权利要求1或6所述的晶圆的清洗装置，其特征在于，所述大气压等离子装置的输出功率取自600W-800W的范围内，大气压压力取自0.2Mpa-0.5Mpa的范围内。
8.根据权利要求1所述的晶圆的清洗装置，其特征在于，具体包括所述载台的Z轴伺服模组调整所述大气压等离子装置的喷头与所述晶圆的高度取自10mm-30mm的范围内。
9.根据权利要求1所述的晶圆的清洗装置，其特征在于，所述拭材机构包括无尘布自动进给卷取模组，所述无尘布自动进给卷取模组自动回收10mm-15mm的无尘布。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111359934A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-03 | 厦门柯尔自动化设备有限公司 | 一种晶圆的清洗装置和清洗方法 |
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2020
- 2020-04-10 CN CN202020521493.4U patent/CN212216330U/zh active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 361103 unit 1, floor 1, No. 670, Honglong Road, torch high tech Zone (Xiang'an) Industrial Zone, Xiamen, Fujian Patentee after: Koer Microelectronics Equipment (Xiamen) Co.,Ltd. Address before: 361103 1st floor, No.17 Xianghong Road, torch high tech Zone (Xiang'an) Industrial Zone, Xiang'an District, Xiamen City, Fujian Province Patentee before: COER AUTOMATION EQUIPMENT CO.,LTD. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A wafer cleaning device Granted publication date: 20201225 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Xiamen Xiangan branch Pledgor: Koer Microelectronics Equipment (Xiamen) Co.,Ltd. Registration number: Y2024980005972 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |