CN220651971U - 晶圆清洗装置及修边设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于半导体制造技术领域，公开了一种晶圆清洗装置及修边设备。该晶圆清洗装置包括转台和清洗机构。转台能绕其自身的轴线旋转，用于承载晶圆；清洗机构架设于转台的上方，转台或清洗机构可移动，清洗机构包括喷淋管和进气管，喷淋管和进气管沿第一方向并排设置，喷淋管和进气管均沿第二方向延伸，第二方向与第一方向垂直，喷淋管能与清洗液源连接，进气管能与热风源连接。该晶圆清洗装置及修边设备能对晶圆的表面和晶圆转台的表面进行清洗和烘干，避免硅粉和清洗液残留在晶圆表面和转台表面，保证晶圆表面和晶圆转台表面的洁净度。

Description

晶圆清洗装置及修边设备

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆清洗装置及修边设备。

背景技术

随着3D IC(3D堆叠芯片)技术的不断发展，需要堆叠的晶圆数量越来越多。相邻两片晶圆进行堆叠时，如果边缘不平整易导致晶圆合并不够紧密，后续晶圆研磨减薄(Grinding)工序中容易产生裂纹或碎片，严重影响品质及良率。为避免上述情况的发生，在两片晶圆进行合并之前先对其中一片晶圆进行修边(trim)处理，即用特殊的研磨刀轮将晶圆的边缘磨削凹陷处理，形成台阶槽。

修边后需要对晶圆进行清洗，以去除晶圆表面的杂质，专利CN216054585U公开了一种晶圆清洗装置，包括承载台、边部清洗单元以及防护罩。承载台用以支撑晶圆；边部清洗单元配置为通过清洗溶液对晶圆的边缘进行清洗；防护罩的上部设有开口，承载台位于防护罩内，边部清洗单元从防护罩的开口处对晶圆的边缘进行清洗。该晶圆清洗装置虽然能对晶圆的边缘进行清洗，但是清洗范围无法覆盖晶圆的表面，导致晶圆清洗不完全，同时在清洗完成后，清洗液容易残留在晶圆的表面，影响晶圆表面的洁净度。

因此，亟需一种晶圆清洗装置及修边设备，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶圆清洗装置及修边设备，能对晶圆的表面和晶圆转台的表面进行清洗和烘干，避免硅粉和清洗液残留在晶圆表面和转台表面，保证晶圆表面和晶圆转台表面的洁净度。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，提供了一种晶圆清洗装置，与晶圆修边设备配合使用，包括：

转台，所述转台能绕其自身的轴线旋转，用于承载晶圆；

清洗机构，架设于所述转台的上方，所述转台或所述清洗机构可移动，所述清洗机构包括喷淋管和进气管，所述喷淋管和所述进气管沿第一方向并排设置，所述喷淋管和所述进气管均沿第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述喷淋管能与清洗液源连接，所述进气管能与热风源连接。

作为优选，所述喷淋管朝向所述转台的一面沿其延伸方向间隔设置有多个喷孔，所述进气管朝向所述转台的一面沿其延伸方向间隔设置有多个气孔，所述喷淋管具有所述喷孔的部位的长度以及所述进气管具有所述气孔的部位的长度均不小于所述转台的半径。

作为优选，所述转台沿所述第一方向可移动地设置于所述晶圆修边设备的基座上，所述清洗机构固定连接于固定结构上。

作为优选，所述晶圆清洗装置还包括安装板，所述安装板的一端与所述固定结构相连，另一端与所述喷淋管和所述进气管相连。

作为优选，所述晶圆清洗装置还包括驱动组件，所述驱动组件包括第一驱动件和连接架，所述基座的顶面上沿所述第一方向设置有导轨，所述连接架与所述导轨滑动连接，所述第一驱动件设置于所述连接架上，且输出端与所述转台相连，用于驱动所述转台旋转。

作为优选，所述喷淋管远离所述清洗液源的一端以及所述进气管远离所述热风源的一端均设置有封堵件，所述喷淋管和所述进气管均通过对应的所述封堵件封堵。

作为优选，所述转台上设置有容置槽，所述晶圆能吸附保持于所述容置槽内。

作为优选，所述转台上设置有流通通道，所述流通通道的一端与所述容置槽连通，另一端能与真空设备相连，所述真空设备能将所述晶圆与所述容置槽之间的空气抽出，以使所述晶圆吸附保持在所述转台上。

作为优选，所述清洗机构还包括第一连接管路和第二连接管路，所述第一连接管路的一端与所述清洗液源连通，另一端与所述喷淋管连通，所述第二连接管路的一端与所述热风源的出风口连通，另一端与所述进气管连通。

另一方面，提供了一种晶圆修边设备，包括基座、抓取机构、修剪机构、以及如上所述的晶圆清洗装置，所述抓取机构设置于所述基座上，用于抓取晶圆，所述修剪机构设置于所述基座上，用于修剪所述晶圆的边缘。

有益效果：

本实用新型提供的晶圆清洗装置，具体使用时，首先驱动清洗机构或转台移动，使转台与清洗机构的相对；之后驱动转台旋转，同时将喷淋管与清洗液源连通，使清洗液通过喷淋管喷洒清洗晶圆的表面，清洗一段时间后，关闭喷淋管，并将进气管与热气源连通，使进气管烘干晶圆的表面。烘干一段时间后，将进气管与热气源断开，同时驱动转台停止转动，并驱动晶圆修边设备的抓取机构取走晶圆，从而完成晶圆表面的清洗和烘干。取走晶圆后，重复以上步骤完成对转台的清洗和烘干。转台能稳定地承载晶圆，通过驱动转台或清洗机构移动能够使转台与清洗机构的相对，使得清洗机构能对晶圆的表面和转台的表面进行清洗和烘干。在清洗的过程中，转台的旋转与喷淋管相配合使得喷淋管的清洗范围能覆盖晶圆或转台的表面，从而能对晶圆的表面和转台的表面进行完全清洗，以清洗掉晶圆表面和转台表面的硅粉。在烘干的过程中，转台的旋转使得晶圆或转台表面的清洗液在离心力的作用下脱离晶圆或转台，热风源吹出的热风能通过进气管吹向晶圆或转台，从而对晶圆的表面和转台的表面进行烘干，避免清洗液残留在晶圆或转台的表面，烘干效率高，保证了晶圆表面和转台表面的洁净度。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的晶圆清洗装置的立体示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的晶圆清洗装置的立体示意图。

图中：

1、转台；

2、清洗机构； 21、喷淋管； 22、进气管；

3、安装板； 31、连接板； 311、连接孔；

4、驱动组件； 41、第一驱动件； 42、连接架；

100、晶圆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供了一种晶圆清洗装置，与晶圆修边设备配合使用，能对晶圆的表面和晶圆转台的表面进行清洗和烘干，避免硅粉和清洗液残留在晶圆表面和转台表面，保证晶圆表面和晶圆转台表面的洁净度。参阅图1，该晶圆清洗装置包括转台1和清洗机构2。

其中，转台1能绕其自身的轴线旋转，用于承载晶圆100。清洗机构2架设于转台1的上方，转台1或清洗机构2可移动，清洗机构2包括喷淋管21和进气管22，喷淋管21和进气管22沿第一方向(图中X向)并排设置，喷淋管21和进气管22均沿第二方向(图中Y向)延伸，第二方向与第一方向垂直，喷淋管21能与清洗液源连接，进气管22能与热风源连接。

本实施例提供的晶圆清洗装置，具体使用时，首先驱动清洗机构2或转台1移动，使转台1与清洗机构2相对；之后驱动转台1旋转，同时将喷淋管21与清洗液源连通，使清洗液通过喷淋管21喷洒清洗晶圆100的表面，清洗一段时间后，关闭喷淋管21，并将进气管22与热气源连通，使进气管22烘干晶圆100的表面。烘干一段时间后，将进气管22与热气源断开，同时驱动转台1停止转动，并驱动晶圆修边设备的抓取机构取走晶圆100，从而完成晶圆100表面的清洗和烘干。取走晶圆100后，重复以上步骤完成对转台1的清洗和烘干。转台1能稳定地承载晶圆100，通过驱动转台1或清洗机构2移动能够使转台1与清洗机构2相对，使得清洗机构2能对晶圆100的表面和转台1的表面进行清洗和烘干。在清洗的过程中，转台1的旋转与喷淋管21相配合使得喷淋管21的清洗范围能覆盖晶圆100或转台1的表面，从而能对晶圆100的表面和转台1的表面进行完全清洗，以清洗掉晶圆100表面和转台1表面的硅粉。在烘干的过程中，转台1的旋转使得晶圆100或转台1表面的清洗液在离心力的作用下脱离晶圆100或转台1，热风源吹出的热风能通过进气管22吹向晶圆100或转台1，从而对晶圆100的表面和转台1的表面进行烘干，避免清洗液残留在晶圆100或转台1的表面，烘干效率高，保证了晶圆100表面和转台1表面的洁净度。

可选地，喷淋管21朝向转台1的一面沿其延伸方向间隔设置有多个喷孔，进气管22朝向转台1的一面沿其延伸方向间隔设置有多个气孔，喷淋管21具有喷孔的部位的长度以及进气管22具有气孔的部位的长度均不小于转台1的半径。在清洗和烘干的过程中，清洗液能经由喷淋管21和多个喷孔喷洒清洗晶圆100的表面和转台1的表面，热风源吹出的热风能经由进气管22和多个气孔吹向晶圆100的表面和转台1的表面，从而烘干晶圆100的表面和转台1的表面。由于喷淋管21具有喷孔的部位的长度以及进气管22具有气孔的部位的长度均不小于转台1的半径，即，喷淋管21和进气管22的有效长度均不小于转台1的半径，因此通过驱动转台1旋转，即可保证喷淋管21的清洗范围以及进气管22的烘干范围能覆盖晶圆100和转台1的表面。优选地，多个喷孔等间距设置在喷淋管21上，多个气孔等间距布置在进气管22上，以能提高清洗和烘干的均匀性。

参阅图1，在本实施例中，喷淋管21和进气管22的有效长度均不小于转台1的直径，即喷淋管21和进气管22的长度能完全覆盖晶圆100和转台1，以提高清洗和烘干的效率。在本实施例中，通过控制转台1旋转的圈数来控制清洗和烘干的时间，在驱动转台1转动时，可以驱动转台1沿同一方向旋转，也可以驱动转台1沿相反的两个方向交替旋转。在另一个可选的实施例中，参阅图2，喷淋管21和进气管22的有效长度也可以均等于转台1的半径。

当然，在其他实施例中，当喷淋管21和进气管22的有效长度均不小于转台1的直径时，在清洗和烘干晶圆100表面和转台1表面时，也可以不驱动转台1旋转，只驱动转台1在清洗机构2的下方往复移动也可以使清洗机构的清洗范围和烘干范围覆盖晶圆100的表面和转台1的表面。

在本实施例中，转台1沿第一方向可移动地设置于晶圆修边设备的基座上，清洗机构2固定连接于固定结构上，转台1通过移动能与清洗机构2相对。参照图1，完成晶圆100的修剪之后，驱动转台1沿第一方向移动，使转台1移动至与清洗机构2相对，之后启动清洗机构2对晶圆100表面和转台1表面进行清洗和烘干即可，操作简便。当然，在其他实施例中，也可以将转台1固定设置在基座上，清洗机构2沿第一方向可移动地设置于固定结构上，通过驱动清洗机构2沿第一方向移动使转台1能与清洗机构2相对。

可选地，晶圆清洗装置还包括驱动组件4，驱动组件4包括第一驱动件41和连接架42，基座上沿第一方向设置有导轨，连接架42与导轨滑动连接，第一驱动件41设置于连接架42上，且输出端与转台1相连，用于驱动转台1旋转。导轨能为转台1的滑动提供导向作用，使得转台1能沿第一方向稳定地滑动，导轨还能限制转台1的滑动行程，避免转台1脱离基座。通过驱动连接架42沿导轨滑动即可带动第一驱动件41和转台1沿导轨滑动，启动第一驱动件41即可驱动转台1旋转，调节方便。可选地，导轨上沿其延伸方向设置有导向槽，连接架42上设置有滑块，滑块卡入导向槽内并与导向槽滑动配合，从而实现连接架42与导轨的滑动连接。

可选地，导轨为电动导轨，通过控制电动导轨的电机即可驱动连接架42沿导轨滑动。进一步地，电动导轨的电机与晶圆修边设备的控制单元通讯连接，使得通过控制单元能自动化控制连接架42的滑动。可选地，第一驱动件41为电机，并与晶圆修边设备的控制单元通讯连接，使得通过控制单元能自动化控制转台1的转动。

可选地，晶圆清洗装置还包括安装板3，安装板3的一端与固定结构相连，另一端与喷淋管21和进气管22相连。安装板3实现了清洗机构2与固定结构的稳定连接，保证了晶圆清洗装置整体结构的稳定性。进一步地，安装板3可拆卸连接在固定结构上，喷淋管21和进气管22均与所述安装板3可拆卸连接，装拆方便，便于对零件进行维修和替换。可选地，安装板3靠近固定结构的一端设置有连接板31，连接板31上设置有连接孔311，螺栓穿设于连接孔311并旋拧于固定结构上，从而实现了安装板3与固定结构的可拆卸连接。进一步地，喷淋管21的外壁上设置有外螺纹，喷淋管21穿设于安装板3，喷淋管21上于安装板3的两侧均旋拧有螺母，通过旋拧螺母将喷淋管21限位固定于安装板3上。同样地，进气管22的外壁上设置有外螺纹，进气管22穿设于安装板3，进气管22上于安装板3的两侧均旋拧有螺母，通过旋拧螺母将进气管22限位固定于安装板3上。需要说明的是，固定结构可以为任意能将安装板3固定的结构，本实施例不做详细描述，当然，也可以直接将安装板3固定连接在基座上。

可选地，清洗机构2还包括第一连接管路和第二连接管路，第一连接管路的一端与清洗液源连通，另一端与喷淋管21连通，第二连接管路的一端与热风源的出风口连通，另一端与进气管22连通。第一连接管路实现了清洗液源与喷淋管21的连通，清洗液源内的清洗液能通过第一连接管路输送至喷淋管21内；第二连接管路实现了热风源与进气管22的连通，热风源吹出的热风能通过第二连接管路输送至进气管22内。

可选地，清洗液源包括储液箱和第二驱动件，第二驱动件的输入端与储液箱相连，第一连接管路的一端连接于第二驱动件的输出端，另一端连接于喷淋管21，启动第二驱动件，储液箱内的清洗能经由第一连接管路输送至喷淋管21内。可选地，第二驱动件为增压泵，并与晶圆修边设备的控制单元通讯连接，以自动化控制增压泵的开启或关闭。可选地，清洗液可以为去离子水、稀氢氟酸溶剂、臭氧水等。

可选地，热风源为鼓风机，第二连接管路的一端连接于鼓风机的出风口，另一端连接于进气管22。进一步地，鼓风机与晶圆修边设备的控制单元通讯连接，以自动化控制鼓风机的开启或关闭。

可选地，喷淋管21远离清洗液源的一端以及进气管22远离热风源的一端均设置有封堵件，喷淋管21和进气管22均通过对应的封堵件封堵。封堵件能将对应的喷淋管21和进气管22封堵严实，避免喷淋管21出现漏水现象以及避免进气管22出现漏气现象。可选地，封堵件为圆柱形，其上设置有凹槽，喷淋管21或进气管22密封插接于与其对应的凹槽内。为了提高封堵效果，封堵件由橡胶材料制成，橡胶材料的弹性大，易变形，密封效果好。

可选地，转台1上设置有容置槽，晶圆100能吸附保持于容置槽内。如此设置能将晶圆100稳定地限位于转台1上，避免在转台1旋转的过程中晶圆100脱离转台1。

优选地，转台1上设置有流通通道，流通通道的一端与容置槽连通，另一端能与真空设备相连，真空设备能将晶圆100与容置槽之间的空气抽出，以使晶圆100吸附保持在转台1上。将晶圆100放置于容置槽内后，启动真空设备将晶圆100与容置槽之间的空气抽出，使容置槽内产生负压，晶圆100即可在在大气压强的作用下被紧密吸附于容置槽内，从而保证了晶圆100与转台1限位的稳定性。可选地，真空设备为真空泵，并与晶圆修边设备的控制单元通讯连接。可选地，晶圆清洗装置还包括第三连接管路，第三连接管路的一端与真空设备相连，另一端与流通通道相连。

本实施例还提供了一种晶圆修边设备，包括基座、抓取机构、修剪机构、以及如上所述的晶圆清洗装置，抓取机构设置于基座上，用于抓取晶圆100，修剪机构设置于基座上，用于修剪晶圆100的边缘。该晶圆修边设备能对晶圆100的表面和晶圆100转台1的表面进行清洗和烘干，避免硅粉和清洗液残留在晶圆100表面和转台1表面，保证晶圆100表面和晶圆100转台1表面的洁净度。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.晶圆清洗装置，与晶圆修边设备配合使用，其特征在于，包括：

转台(1)，所述转台(1)能绕其自身的轴线旋转，用于承载晶圆(100)；

清洗机构(2)，架设于所述转台(1)的上方，所述转台(1)或所述清洗机构(2)可移动，所述清洗机构(2)包括喷淋管(21)和进气管(22)，所述喷淋管(21)和所述进气管(22)沿第一方向并排设置，所述喷淋管(21)和所述进气管(22)均沿第二方向延伸，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述喷淋管(21)能与清洗液源连接，所述进气管(22)能与热风源连接。

2.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述喷淋管(21)朝向所述转台(1)的一面沿其延伸方向间隔设置有多个喷孔，所述进气管(22)朝向所述转台(1)的一面沿其延伸方向间隔设置有多个气孔，所述喷淋管(21)具有所述喷孔的部位的长度以及所述进气管(22)具有所述气孔的部位的长度均不小于所述转台(1)的半径。

3.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述转台(1)沿所述第一方向可移动地设置于所述晶圆修边设备的基座上，所述清洗机构(2)固定连接于固定结构上。

4.根据权利要求3所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆清洗装置还包括安装板(3)，所述安装板(3)的一端与所述固定结构相连，另一端与所述喷淋管(21)和所述进气管(22)相连。

5.根据权利要求3所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆清洗装置还包括驱动组件(4)，所述驱动组件(4)包括第一驱动件(41)和连接架(42)，所述基座上沿所述第一方向设置有导轨，所述连接架(42)与所述导轨滑动连接，所述第一驱动件(41)设置于所述连接架(42)上，且输出端与所述转台(1)相连，用于驱动所述转台(1)旋转。

6.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述喷淋管(21)远离所述清洗液源的一端以及所述进气管(22)远离所述热风源的一端均设置有封堵件，所述喷淋管(21)和所述进气管(22)均通过对应的所述封堵件封堵。

7.根据权利要求1-6任一项所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述转台(1)上设置有容置槽，所述晶圆(100)能吸附保持于所述容置槽内。

8.根据权利要求7所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述转台(1)上设置有流通通道，所述流通通道的一端与所述容置槽连通，另一端能与真空设备相连，所述真空设备能将所述晶圆(100)与所述容置槽之间的空气抽出，以使所述晶圆(100)吸附保持在所述转台(1)上。

9.根据权利要求1-6任一项所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述清洗机构(2)还包括第一连接管路和第二连接管路，所述第一连接管路的一端与所述清洗液源连通，另一端与所述喷淋管(21)连通，所述第二连接管路的一端与所述热风源的出风口连通，另一端与所述进气管(22)连通。

10.晶圆修边设备，其特征在于，包括基座、抓取机构、修剪机构、以及如权利要求1-9任一项所述的晶圆清洗装置，所述抓取机构设置于所述基座上，用于抓取晶圆(100)，所述修剪机构设置于所述基座上，用于修剪所述晶圆(100)的边缘。