CN212750845U - 一种晶圆固定装置及晶圆清洁系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶圆固定装置及晶圆清洁系统，包括底座、旋转台和真空发生装置；所述旋转台可转动的设置在所述底座上；所述旋转台上设有多个连通的导气槽和凸台；所述导气槽与所述真空发生装置连通，晶圆设置在所述凸台上，所述真空发生装置通过在所述导气槽中产生吸附气流，将所述晶圆固定在所述凸台上，通过真空吸附方式将晶圆吸附在旋转台上，避免了人工的接触，从而避免晶圆发生裂片和表面被沾污，同时也能处理晶圆背面的水分，并进行收集处理，保证了晶圆避免水分干燥的全面性，通过旋转台的设置，可以提高晶圆表面的清洁率，减少了人工的操作，避免了对晶圆的接触，提高了晶圆的良率。

Description

一种晶圆固定装置及晶圆清洁系统

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种晶圆固定装置及晶圆清洁系统。

背景技术

半导体集成电路和其他半导体器件的生产过程中需要在晶圆表面上制作多种金属层，从而达到电气互联等作用。电镀是制作这些金属层的关键工艺之一，晶圆电镀是将晶圆置于电镀液中，将电压负极施加到晶圆上预先制作好的薄金属层(种子层)，将电压正极施加到可溶解或不可溶解的阳极上，通过电场作用使得镀液中的金属离子沉积到晶圆表面。目前工艺流程的要求，大部分晶圆产品采用先磨薄再植球的作业方式；这种方式下植球回流焊后需要将助焊剂清洁掉，涉及到去除的清洗动作，清洁完之后涉及晶圆表面的吹干操作。现在常规的清洁策略是使用人工的方式吹干，手必须按住薄晶元，容易造成裂片及表面的沾污。

实用新型内容

针对现有技术的上述问题，本实用新型的目的在于，提供一种晶圆固定装置及晶圆清洁系统，解决晶圆在清洁过程中对晶圆破坏的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的具体技术方案如下：

一方面，本实用新型提供一种晶圆固定装置，包括底座、旋转台和真空发生装置；

所述旋转台可转动的设置在所述底座上；

所述旋转台上设有多个连通的导气槽和凸台；所述导气槽与所述真空发生装置连通，晶圆设置在所述凸台上，

所述真空发生装置通过在所述导气槽中产生吸附气流，将所述晶圆固定在所述凸台上。

进一步地，所述底座包括固定底座、安装底座和旋转组件；

所述固定底座呈中空设置，并设有向外连通的第一通孔；所述第一通孔与所述真空发生装置连通；

所述安装底座固定在所述固定底座上，用于安装所述旋转组件，所述安装底座包括与所述固定底座内部连通的第二通孔；

所述旋转组件的底部设置在所述安装底座上，所述旋转组件的顶部与所述旋转台连接。

进一步地，所述旋转组件包括旋转件和连接件；

所述旋转件固定在所述安装底座上，并与所述连接件转动连接，所述旋转件设有与所述第二通孔连通的第三通孔，

所述连接件与所述旋转台固定连接，所述连接件设有与所述第三通孔连通的第四通孔。

作为优选地，所述连接件的上表面与所述旋转台的下表面设有预设间隙。

进一步地，所述导气槽包括多个同圆心设置的圆形槽，多个所述圆形槽相互连通，部分所述圆形槽连通所述预设间隙；

所述凸台设置在所述圆形槽之间，并且所述凸台高于所述旋转台边缘台面。

作为优选地，多个所述圆形槽中最大圆形槽的直径小于所述晶圆的直径。

进一步地，所述旋转台外侧壁还设有至少一个转动臂，所述转动臂用于带动所述旋转台转动。

作为可选地，所述真空发生装置为真空发生器。

另一方面，本实用新型还提供一种晶圆清洁系统，所述系统包括：

上述所述的晶圆固定装置；

清洁装置，用于清洁所述晶圆的上表面；

水汽过滤装置，设置在所述底座内部；和，

真空报警装置，用于检测所述晶圆固定装置内部真空度，当所述真空度低于阈值时，进行报警提示。

作为可选地，所述清洁装置为清洁枪。

采用上述技术方案，本实用新型所述的一种晶圆固定装置及晶圆清洁系统

具有如下有益效果：

1.本实用新型所述的一种晶圆固定装置及晶圆清洁系统，通过真空吸附方式将晶圆吸附在旋转台上，避免了人工的接触，从而避免晶圆发生裂片和表面被沾污。

2.本实用新型所述的一种晶圆固定装置及晶圆清洁系统，通过真空吸附方式，也能处理晶圆背面的水分，并进行收集处理，保证了晶圆避免水分干燥的全面性。

3.本实用新型所述的一种晶圆固定装置及晶圆清洁系统，通过旋转台的设置，可以提高晶圆表面的清洁率，减少了人工的操作。

4.本实用新型所述的一种晶圆固定装置及晶圆清洁系统，结构简单，便于操作，减少了人工成本，避免了对晶圆的接触，提高了晶圆的良率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1本实用新型所述的一种晶圆固定装置结构示意图；

图2本实用新型所述的一种晶圆清洁系统的结构示意图。

图中：1-底座，2-旋转台，11-固定底座，12-安装底座，13-旋转组件，21- 导气槽，22-凸台，111-第一通孔，121-第二通孔，131-旋转件，132-连接件，1311- 第三通孔，1321-第四通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

在晶圆清洗过后会涉及到对晶圆的清洁，主要是晶圆上水分和其他污渍的吹扫，为了提高对晶圆的保护，本说明书实施例提供一种晶圆固定装置，可以避免人工接触晶圆。

具体地，如图1所示，所述晶圆固定装置包括底座1、旋转台2和真空发生装置；所述旋转台2可转动的设置在所述底座1上；所述旋转台2上设有多个连通的导气槽21和凸台22；所述导气槽21与所述真空发生装置连通，所述晶圆设置在所述凸台22上，所述真空发生装置通过在所述导气槽21 中产生吸附气流，将所述晶圆固定在所述凸台22上。

可以理解为，所述真空发生装置通过在所述旋转台2内部形成负真空环境，将所述晶圆吸附在所述旋转台2上，在晶圆固定在所述旋转台2的基础上，所述旋转台2还能相对所述底座1旋转，从而带动所述晶圆旋转。其中所述旋转台2可以为圆形台，并且大于所述晶圆，这样能将所述晶圆全部放置在所述旋转台2上，避免所述晶圆发生偏离掉落。

在本说明书实施例中，所述底座1包括固定底座11、安装底座12和旋转组件13；

所述固定底座11呈中空设置，并设有向外连通的第一通孔111；所述第一通孔111与所述真空发生装置连通；

所述安装底座12固定在所述固定底座11上，用于安装所述旋转组件13，所述安装底座12包括与所述固定底座11内部连通的第二通孔121，所述安装底座12可以通过螺栓、螺钉等方式与所述固定底座11固定连接；

所述旋转组件13的底部设置在所述安装底座12上，所述旋转组件13 的顶部与所述旋转台2连接。

具体地，所述真空发生装置通过所述第一通孔111连通所述固定底座11 内部，通过真空吸附使得所述固定底座11内部呈现负真空环境。

进一步地，所述旋转组件13包括旋转件131和连接件132；所述旋转件 131固定在所述安装底座12上，并与所述连接件132转动连接，所述旋转件 131设有与所述第二通孔121连通的第三通孔1311，所述连接件132与所述旋转台2固定连接，所述连接件132设有与所述第三通孔1311连通的第四通孔1321。

在一个可能的实施例中，所述旋转件131可以为旋转轴承，所述旋转轴承的内侧固定在所述安装底座12上，所述旋转轴承的外侧与所述连接件132连接，这样所述连接件132就能通过所述旋转轴承相对所述安装底座12转动，通过旋转轴承的设置，避免了对内部结构的二次开发，提高了固定装置的装配效率，而且在转动时无顿挫感，进而避免晶圆偏离所述旋转台2。

在一些其他实施例中，所述旋转件131可以为圆环状结构，材质可以为合金等强度高的材料，所述圆环状旋转件固定在所述安装底座12中，在圆环状旋转件的外侧壁设有至少一个旋转槽，所述旋转槽呈呈圆形状设置在所述圆环状旋转件的外侧壁，相应地，所述连接件132的底部设有凹槽，所述旋转件131 部分能嵌入所述凹槽中，并且在所述凹槽内侧壁设有导轨，所述导轨与所述旋转槽配合，将所述旋转件131和所述连接件132卡接，并且所述连接件132 能相对所述旋转件131转动，通过所述旋转槽和所述导轨的配合可以实现所述连接件132相对所述旋转件131的转动，同时由于侧壁嵌入式的导轨还能实现对连接件132和旋转件131纵向的限位和固定，提高了结构连接的稳定性和紧凑性。

需要说明的是，上述只是旋转件131和所述连接件132两种连接方式的具体实施方式，其他结构形式能实现所述连接件132相对所述安装底座2转动的方式均在本申请所要求保护的范围内。

在本说明书实施例中，通过设置相互连通的第一通孔111、第二通孔121、第三通孔1311和第四通孔1321可以保证在晶圆固定装置形成连通的环境，从而能使得能在真空发生装置的作用下形成负真空的环境，需要说明的是，为了保证负真空环境的稳定性，需要保证所述晶圆固定装置内部良好的密封条件，即可以在所述固定底座11、安装底座12、旋转件131和连接件132之间设置密封圈，在一些其他实施例中，也可以通过增加相邻两个结构的接触面积，并紧密贴合，从而提高密封的环境。在所述底座1内部形成连通的密封环境下，需要将连通的环境连通道导气槽21，因此在本说明书实施例中，所述连接件132 的上表面与所述旋转台2的下表面设有预设间隙，可以理解为，所述预设间隙能作为所述底座1内部空气流通的通道，并且所述预设间隙可以与所述导气槽 21连通，这样就能保证所述真空发生装置的负真空环境作用到所述导气槽21 中。

在本说明书实施例中，所述导气槽21包括多个同圆心设置的圆形槽，多个所述圆形槽相互连通，部分所述圆形槽连通所述预设间隙；

所述凸台22设置在所述圆形槽之间，并且所述凸台22高于所述旋转台 2边缘台面。

通过环形布置的导气槽设置，可以全面覆盖所述晶圆，从而能均匀的吸附所述晶圆，避免所述晶圆的背面受到的吸附力不均匀而发生裂片等情况，从而影响了晶圆的良率。

为了避免所述晶圆边缘受力集中发生破裂，多个所述圆形槽中最大圆形槽的直径小于所述晶圆的直径，并且相邻两个圆形槽之间的距离可以根据实际情况设置，作为优选地，邻两个圆形槽之间的距离可以设置相等的距离，可以为 3mm-20mm。

将所述凸台22设置在所述圆形槽之间，即所述凸台22也成同心圆布置，所述凸台22能够支撑所述晶圆，这样所述凸台22的上表面呈平面设置，保证对所述晶圆支撑的稳定性，作为可选地，最大的圆形槽外边缘也可以设置一圈凸台22，这样所述晶圆放置在所述凸台22上时，能将所述导气槽21完全覆盖在晶圆底部，通过真空吸附时，减少吸附气体的泄露，提高吸附的稳定性。

由于所述凸台22高于所述旋转台2的边缘台面，在放置和取出所述晶圆时可以提供一定的空间，避免晶圆完全贴合在所述旋转台2上。作为可选地，所述凸台22的高度为1mm-5mm，具体地，所述凸台22的高度为3mm。

为了方便所述旋转台2在所述底座1上转动，在所述旋转台2的外侧壁还可以设有至少一个转动臂，所述转动臂能够带动所述旋转台2转动，作为可选地，所述转动臂可以为3个，均匀的设置在所述旋转台2的外侧壁，这样操作人员就能根据需要转动所述转动臂。

为了提高操作的自动化，减少人工失误，在一些其他实施例中，还可以设置转动装置，所述转动装置可以设置在所述晶圆固定装置的内部，并能带动所述旋转台2转动，所述转动装置通过控制器控制，能够自动调节转动转速和方向，这样操作人员通过控制器就能实现旋转台2的转动操作，而且转动控制更精确，减少了人为失误对晶圆的破坏。

在本说明书实施例中，所述真空发生装置可以是真空发生器，作为高效，清洁，经济，小型的真空元器件能够节约成本，便于控制。

在上述提供的晶圆固定装置的基础上，本说明书实施例还提供一种晶圆清洁系统，能够实现晶圆清洗过后的快速高效吹干清洁，同时保护晶圆不受破坏和沾污。

具体地，如图2所示，所述晶圆清洁系统包括：

上述所述的晶圆固定装置；

清洁装置，用于清洁所述晶圆的上表面；

水汽过滤装置，设置在所述底座1内部；和，

真空报警装置，用于检测所述晶圆固定装置内部真空度，当所述真空度超出预设阈值区间时，进行报警提示。

其中所述清洁装置可以是清洁枪，将所述晶圆上表面的水分吹干和杂质掉，保证了晶圆表面的干净，作为可选地，可以选择操作人员手持清洁枪的方式操作，通过手持的方式可以提高操作的精准性。

在一些其他实施例中，所述清洁枪可以是自动清洁枪，所述自动清洁枪还设置清洁控制器，通过操作臂固定在所述旋转台2的上部，并通过预设的控制逻辑控制所述操作臂带动所述清洁枪在所述晶圆上表面按预设的运动轨迹运动，然后通过清洁控制器控制所述自动清洁枪工作，通过自动化的清洁控制，可以保证清洁的全覆盖，提高清洁的效率，避免了人为因素的影响。

在本说明书实施例中，所述水汽过滤装置可以设置在所述底部1的内部空间中，这样通过所述真空发生装置可以将所述晶圆背面的水汽吸附到水汽过滤装置中，从而能够实现对晶圆背面的干燥。

通过设置真空报警装置可以避免所述底座内部真空度多小或过大，导致对晶圆吸附力不够发生偏离，或者吸附力太大会发生裂片等现象，因此通过设置预设阈值区间，所述预设阈值区间为晶圆能稳定在所述旋转台上的真空度，包括最高真空度和最低真空度，所述最高真空度为晶圆能承受吸附力最大时的真空度，所述最低真空度为晶圆能稳定在旋转台上的吸附力最小时的真空度，需要说明的是，由于所述底座内部的负压的环境，所述最高真空度和所述最低真空度均为负值，即所述最高真空度的绝对值要大于所述最低真空度的绝对值，其中所述最高真空度和所述最低真空度的大小根据实际的晶圆和晶圆固定装置的情况设置，在这里就不一一赘述了。

在一个可能的实施例中，所述真空报警装置可以包括真空度传感器和报警器，所述真空度传感器可以提高底座内部真空度检测的灵敏性，所述真空度传感器设置在所述底座的内部，用于实时检测底部内部的真空度的大小，并将检测到的真空度值发送给报警器，报警器将接收到的真空度值和预设阈值区间进行比较，当所述真空度值在所述预设阈值区间时，则表示底座内部真空度值处于正常范围内，不需要进行调整，当所所述真空度值高于所述预设阈值区间最大值时，则表示底座内部真空度值较大，已经存在影响晶圆完整性的危险，因此所述报警器会报警，比如发出滴滴滴声响，或语音报警“真空度过高，有危险”等讯息，这时操纵人员就可以干预真空发生器的工作，降低底座真空度值；当当所所述真空度值低于所述预设阈值区间最小值时，则表示底座内部真空度值过小，不能完全固定晶圆，因此所述报警器会报警，比如发出滴滴滴声响，或语音报警“真空度过低，有危险”等讯息，这时操纵人员就可以干预真空发生器的工作，提高底座真空度值。

更进一步地，还可以设置控制装置，所述控制装置连接报警器和真空发生器，通过获得报警器的警报信息直接控制真空发生器工作，减少了人工操作，提高了调节的效率和安全。当然所述控制装置还可以直接连接真空度传感器，通过获得底座内部的真空度值来控制真空发生器。

通过上述提供的晶圆固定装置及晶圆清洁系统，可以取得如下有益效果：

1)本实用新型所述的一种晶圆固定装置及晶圆清洁系统，通过真空吸附方式将晶圆吸附在旋转台上，避免了人工的接触，从而避免晶圆发生裂片和表面被沾污。

2)本实用新型所述的一种晶圆固定装置及晶圆清洁系统，通过真空吸附方式，也能处理晶圆背面的水分，并进行收集处理，保证了晶圆避免水分干燥的全面性。

3)本实用新型所述的一种晶圆固定装置及晶圆清洁系统，通过旋转台的设置，可以提高晶圆表面的清洁率，减少了人工的操作。

4)本实用新型所述的一种晶圆固定装置及晶圆清洁系统，结构简单，便于操作，减少了人工成本，避免了对晶圆的接触，提高了晶圆的良率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种晶圆固定装置，其特征在于，包括底座(1)、旋转台(2)和真空发生装置；

所述旋转台(2)可转动的设置在所述底座(1)上；

所述旋转台(2)上设有多个连通的导气槽(21)和凸台(22)；所述导气槽(21)与所述真空发生装置连通，所述导气槽(21)靠近所述凸台(22)设置，所述凸台(22)高于所述旋转台(2)边缘台面，所述凸台(22)用于放置晶圆；

所述真空发生装置通过在所述导气槽(21)中产生吸附气流，将所述晶圆固定在所述凸台(22)上。

2.根据权利要求1所述的晶圆固定装置，其特征在于，所述底座(1)包括固定底座(11)、安装底座(12)和旋转组件(13)；

所述固定底座(11)呈中空设置，并设有向外连通的第一通孔(111)；所述第一通孔(111)与所述真空发生装置连通；

所述安装底座(12)固定在所述固定底座(11)上，用于安装所述旋转组件(13)，所述安装底座(12)包括与所述固定底座(11)内部连通的第二通孔(121)；

所述旋转组件(13)的底部设置在所述安装底座(12)上，所述旋转组件(13)的顶部与所述旋转台(2)连接。

3.根据权利要求2所述的晶圆固定装置，其特征在于，所述旋转组件(13)包括旋转件(131)和连接件(132)；

所述旋转件(131)固定在所述安装底座(12)上，并与所述连接件(132)转动连接，所述旋转件(131)设有与所述第二通孔(121)连通的第三通孔(1311)，

所述连接件(132)与所述旋转台(2)固定连接，所述连接件(132)设有与所述第三通孔(1311)连通的第四通孔(1321)。

4.根据权利要求3所述的晶圆固定装置，其特征在于，所述连接件(132)的上表面与所述旋转台(2)的下表面设有预设间隙。

5.根据权利要求4所述的晶圆固定装置，其特征在于，

所述导气槽(21)包括多个同圆心设置的圆形槽，多个所述圆形槽相互连通，部分所述圆形槽连通所述预设间隙；

所述凸台(22)设置在所述圆形槽之间，并且所述凸台(22)高于所述旋转台(2)边缘台面。

6.根据权利要求5所述的晶圆固定装置，其特征在于，多个所述圆形槽中最大圆形槽的直径小于所述晶圆的直径。

7.根据权利要求1所述的晶圆固定装置，其特征在于，所述旋转台(2)外侧壁还设有至少一个转动臂，所述转动臂用于带动所述旋转台(2)转动。

8.根据权利要求1所述的晶圆固定装置，其特征在于，所述真空发生装置为真空发生器。

9.一种晶圆清洁系统，其特征在于，所述系统包括：

权利要求1至8任一项所述的晶圆固定装置；

清洁装置，用于清洁所述晶圆的上表面；

水汽过滤装置，设置在所述底座(1)内部；和，

真空报警装置，与所述底座(1)内部连接，用于检测所述晶圆固定装置内部真空度，当所述真空度超出预设阈值区间时，进行报警提示。

10.根据权利要求9所述的晶圆清洁系统，其特征在于，所述清洁装置为清洁枪。

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