TW201539568A - 晶圓浸泡裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之晶圓浸泡裝置，儲液槽及電動執行器分別安裝在底板上，片盒位於儲液槽內，升降連桿的一端與電動執行器的輸出端相連，另一端插入儲液槽內、與片盒鉸接；儲液槽上部的槽壁上開有供機械手將晶片送入片盒中的傳片窗口；電動執行器驅動升降連桿帶動片盒升降，使片盒上升到與傳片窗口相對應的高度取放晶片，或使片盒下降浸入到化學液以下浸泡晶片；傳片窗口內側的上下兩側分別設有安裝在儲液槽上的吹氣管，吹氣管與氣源相連通，每根吹氣管上分別均布有多個氣嘴。本發明達到單片浸泡時間和取出後等待時間的均一性，達到在濕法處理過程中對晶圓浸泡的更高要求。

Description

晶圓浸泡裝置

本發明屬於半導體行業晶片濕法處理領域，特別為一種滿足晶圓浸泡需求的晶圓浸泡裝置。

目前對於半導體行業中晶片濕法處理經常需要使用化學液對晶圓進行浸泡處理。而目前的晶圓浸泡方式，一般是採用整盒晶圓同時放入化學液槽中浸泡，到達預定時間後再整盒取出進行下一步的處理；但在下一步的處理時會出現每一片晶圓依次處理的情況，這樣就造成了整盒晶圓每一片等待的時間都不同，可能會影響最終晶片的品質。所以，如何實現每一片晶圓浸泡時間的均一性是一個不可避免的問題。

為了解決晶圓浸泡處理時單片晶圓浸泡時間和取出後等待時間的均一性問題，本發明的主要目的在於提供一種分時傳片、滿足對晶圓浸泡更高要求的晶圓浸泡裝置。

本發明的另一目的在於提供一種提高處理效率和均勻性的晶圓浸泡裝置。

本發明的目的是通過以下技術來達成的： 本發明包括片盒、儲液槽、底板、電動執行器、升降連桿、傳片窗口、吹氣管及氣嘴，其中儲液槽及電動執行器分別安裝在底板上，片盒位於儲液槽內，升降連桿的一端與電動執行器的輸出端相連，另一端插入儲液槽內、與片盒鉸接；儲液槽內的下部盛有浸泡晶片的化學液，上部的槽壁上開有供機械手將晶片送入片盒中的傳片窗口；電動執行器驅動升降連桿帶動片盒升降，使片盒上升到與傳片窗口相對應的高度取/放晶片，或使片盒下降浸入到化學液以下浸泡晶片；傳片窗口內側的上下兩側分別設有安裝在儲液槽上的吹氣管，該吹氣管與氣源相連通，每根吹氣管上分別均布有多個氣嘴，氣嘴在機械手取晶片的過程中向晶片的表面吹氣。

其中升降連桿的一端通過連接板與電動執行器的輸出端相連，該連接板上安裝有傾斜氣缸，傾斜氣缸的輸出端與傾斜連桿的一端連接，傾斜連桿的另一端插入儲液槽內、與片盒鉸接，傾斜氣缸驅動傾斜連桿帶動片盒向後傾斜；儲液槽內盛有化學液的下部安裝有超聲波發生器；電動執行器通過支架固定在底板上，電動執行器的輸出端連接有安裝板，連接板的一端與安裝板固接，另一端與升降連桿的一端相連；傾斜氣缸位於升降連桿一端與安裝板之間，隨連接板及安裝板由電動執行器驅動升降；傾斜連桿與升降連桿相平行。

上下兩根吹氣管上的氣嘴均傾斜設置，位於傳片窗口內側上方的吹氣管上的各氣嘴向下傾斜，位於傳片窗口內側下方的吹氣管上的各氣嘴向上傾斜。

儲液槽遠離電動執行器一側的頂部邊緣安裝有升降氣缸，該升降氣缸的輸出端連接有開關傳片窗口的擋板；儲液槽盛有化學液的下部 外表面貼有加熱片；儲液槽的頂面開有排風口，在儲液槽的底面及底板上開有排液口；儲液槽的內部或外部安裝有液位感測器，該液位感測器位於儲液槽內部時安裝在儲液槽盛有化學液下部的內槽壁上；液位感測器位於儲液槽外部時，安裝在液位聯通管上，液位聯通管的兩端分別聯通于儲液槽的底部及儲液槽的上部；儲液槽上部的槽壁開有維修窗口。

本發明的優點與積極效果為：

1. 本發明通過分時傳片的方式，通過電動執行器驅動升降連桿帶動片盒升降，實現了單片浸泡時間和取出後等待時間的均一性；在取出晶片的同時，吹氣管上的氣嘴分別向晶片的上下表面吹氣，去除晶片表面的水膜，實現了在濕法處理過程中對晶圓浸泡的更高要求。

2. 本發明在片盒浸入化學液中時可以將片盒向後傾斜設定角度，以保證晶圓不會滑出片盒；而且片盒在後傾的狀態下可在化學液面以下小幅度的振盪，以加快處理效率和均勻性。

3. 本發明在傳片窗口處設置了由升降氣缸控制的擋板，在晶片浸泡的時候，保證儲液槽是一個封閉的腔體；晶片浸泡在封閉腔體中，可很大限度地減少化學液揮發和對環境的影響。

4. 本發明儲液槽下部的外表面貼了加熱片，可以將存液槽中化學液進行加熱，以減少處理時間。

5. 本發明的儲液槽上分別設了排風口及排液口，實現了化學液的排放及氣體的排出。

6. 本發明的儲液槽內部或外部設置了液位感測器，可時時地監測儲液槽內化學液液位元的變化。

7. 本發明在儲液槽的槽壁上開設了維修窗口，便於觀察晶片浸泡情況。

8. 本發明結構簡單，反應迅速，安裝方便，成本低。

1‧‧‧晶片

2‧‧‧片盒

3‧‧‧儲液槽

4‧‧‧底板

5‧‧‧支架

6‧‧‧電動執行器

7‧‧‧超聲波發生器

8‧‧‧維修窗口

9‧‧‧傾斜連桿

10‧‧‧傾斜氣缸

11‧‧‧升降連桿

12‧‧‧傳片窗口

13‧‧‧加熱片

14‧‧‧擋板

15‧‧‧升降氣缸

16‧‧‧安裝板

17‧‧‧連接板

18‧‧‧排風口

19‧‧‧排液口

20‧‧‧吹氣管

21‧‧‧氣嘴

22‧‧‧液位感測器

23‧‧‧液位聯通管

第1圖為本發明外部整體結構示意圖。

第2圖為本發明的內部結構示意圖。

第3圖為本發明吹氣管及氣嘴的結構示意圖。

如第1圖至第3圖所示，本發明包括片盒2、儲液槽3、底板4、支架5、電動執行器6、超聲波發生器7、傾斜連桿9、傾斜氣缸10、升降連桿11、傳片窗口12、加熱片13、擋板14、升降氣缸15、安裝板16、連接板17、吹氣管20及氣嘴21，其中儲液槽3固定在底板4上，為封閉腔體，儲液槽3的上部為長方體或正方體，下部為圓桶狀；電動執行器6通過支架5固定在底板4上，並位於儲液槽3的一側。片盒2位於儲液槽3內，片盒2中可裝載多片晶片1；電動執行器6的輸出端與安裝板16的一端固連，升降連桿11的一端通過連接板17與安裝板16的另一端固接，升降邊桿11的另一端插入儲液槽3內、與片盒2通過連桿鉸接；連接板17上還固接有傾斜氣缸10(本實施例的傾斜氣缸10可由直線電機替換)，該傾斜氣缸10位於升降連桿11一端與安裝板16另一端之間的連接板17上，隨連接板17及安裝板16由電動執行器6驅動升降，傾斜氣缸10的輸出端與傾斜連桿9的一端連接，傾斜連桿9的另一端插入儲液槽3內、與片盒2 通過連桿鉸接，升降連桿11及傾斜連桿9之間相平行。在儲液槽3內盛有化學液的下部安裝有超聲波發生器7，可使化學液小幅度振盪。

儲液槽3上部的槽壁上分別開有傳片窗口12及維修窗口8，本實施例是在長方體或正方體的儲液槽3的四個側面當中，其中遠離電動執行器6的一面開有供機械手將晶片1送入片盒2中或從片盒2中取出晶片1的傳片窗口12，朝向電動執行器6的一面開設維修窗口8。傳片窗口12內側的上下兩側分別設有固定在儲液槽3內槽壁上的吹氣管20，每根吹氣管20均與氣源相連通；每根吹氣管20上分別均布有多個氣嘴21，氣嘴21在機械手取晶片1的過程中向晶片1的表面吹氣。上下兩根吹氣管20上的氣嘴21均傾斜設置，位於傳片窗口12內側上方的吹氣管20上的各氣嘴21向下傾斜，位於傳片窗口12內側下方的吹氣管20上的各氣嘴21向上傾斜；本實施例各氣嘴21均傾斜45°，在晶片1被機械手取出的過程中分別向晶片1的上下表面吹氣。

在儲液槽3開設傳片窗口12一面的頂部邊緣安裝有升降氣缸15，該升降氣缸15的輸出端連接有開關傳片窗口12的擋板14。儲液槽3內的下部盛有浸泡晶片1的化學液，在下部的外表面貼有加熱片13；儲液槽3的頂面開有排風口18，儲液槽3的底面及底板4上開有排液口19，實現了化學液的排放及氣體的排出。電動執行器6驅動升降連桿11帶動片盒2升降，使片盒2上升到與傳片窗口12相對應的高度取/放晶片1，或使片盒2下降浸入到化學液以下浸泡晶片1，傾斜氣缸10驅動傾斜連桿9帶動片盒2向後傾斜。

在儲液槽3的內部或外部安裝有液位感測器22，該液位感 測器22位於儲液槽3內部時安裝在儲液槽3盛有化學液下部的內槽壁上；液位感測器22位於儲液槽3外部時，安裝在液位聯通管23上，該液位聯通管23的兩端分別聯通于儲液槽3的底部及儲液槽3的上部；本實施例的液位感測器22位於儲液槽3的外部，可監測儲液槽3內化學液的液位元。

本發明的工作原理為：在進行工藝處理時，儲液槽3中的化學液可以通過加熱片13加熱；當需要取送晶片1時，電動執行器6驅動升降連桿11帶動片盒2升起到與傳片窗口12相對應的位置，傾斜氣缸10及傾斜連桿9隨著一同上升；然後，傾斜氣缸10升起，驅動傾斜連桿9使片盒2保持水準；升降氣缸15帶動擋板14升起，傳片窗口12打開後，機械手可以進行取送晶片1的動作。當晶片1放置完成後，升降氣缸15帶動擋板14下降，擋住傳片窗口12；傾斜氣缸10縮回，使片盒2向後傾斜設定的角度，然後升降連桿11在電動執行器6的帶動下緩慢下降，直至片盒2和晶片1浸入到液面以下。當到達指定浸泡時間後，採取相反的動作即可取出晶片。

機械手可按預設的時間間隔將晶片1不斷地送入片盒2中，直至片盒2被放滿；片盒2在後傾的狀態下可在化學液面以下小幅度的振盪，以加快處理效率和均勻性。本發明可同時浸泡多片晶片，並可指定每一片晶片的浸泡時間，在任意一片晶片1浸泡時間到達指定時間後，該晶片1將會被機械手取出，取出的過程中上下吹氣管20上的氣嘴21開始吹氣，將晶片1上下表面的水膜除去，實現了在濕法處理過程中對晶圓浸泡的更高要求，彌補了整盒晶片同時浸泡方式的局限。

1‧‧‧晶片

2‧‧‧片盒

3‧‧‧儲液槽

4‧‧‧底板

5‧‧‧支架

6‧‧‧電動執行器

7‧‧‧超聲波發生器

8‧‧‧維修窗口

9‧‧‧傾斜連桿

10‧‧‧傾斜氣缸

11‧‧‧升降連桿

13‧‧‧加熱片

14‧‧‧擋板

15‧‧‧升降氣缸

16‧‧‧安裝板

17‧‧‧連接板

18‧‧‧排風口

19‧‧‧排液口

20‧‧‧吹氣管

21‧‧‧氣嘴

Claims (10)

1. 一種晶圓浸泡裝置，包含：一片盒、一儲液槽、一底板、一電動執行器、一升降連桿、一傳片窗口、一吹氣管及一氣嘴，其中該儲液槽及該電動執行器分別設於該底板上，該片盒位於該儲液槽內，該升降連桿的一端與該電動執行器的輸出端相連，該升降連桿的另一端插入該儲液槽內、與該片盒鉸接；該儲液槽內的下部盛有浸泡一晶片的化學液，上部的槽壁上開有供機械手將該晶片送入該片盒中的該傳片窗口；該電動執行器驅動該升降連桿帶動該片盒升降，使該片盒上升到與該傳片窗口相對應的高度取放該晶片，或使該片盒下降浸入到化學液以下浸泡該晶片；以及該傳片窗口內側的上下兩側分別設有安裝在該儲液槽上的複數個吹氣管，各該吹氣管與氣源相連通，各該吹氣管上分別均布有複數個氣嘴，各該氣嘴在該機械手取該晶片的過程中向該晶片的表面吹氣。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓浸泡裝置，其中該升降連桿的一端通過一連接板與該電動執行器的輸出端相連，該連接板上設有一傾斜氣缸，該傾斜氣缸的輸出端與一傾斜連桿的一端連接，該傾斜連桿的另一端插入該儲液槽內、與該片盒鉸接，該傾斜氣缸驅動該傾斜連桿帶動該片盒向後傾斜；以及該儲液槽內盛有化學液的下部設有一超聲波發生器。
3. 如申請專利範圍第2項所述之晶圓浸泡裝置，其中該電動執行器通過一支架固定在該底板上，該電動執行器的輸出端連接有一安裝板，該連接 板的一端與該安裝板固接，該連接板的另一端與該升降連桿的一端相連。
4. 如申請專利範圍第3項所述之晶圓浸泡裝置，其中該傾斜氣缸設於該升降連桿一端與該安裝板之間，隨該連接板及該安裝板由該電動執行器驅動升降；以及該傾斜連桿與該升降連桿相平行。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓浸泡裝置，其中各該吹氣管上的該氣嘴均傾斜設置，設於該傳片窗口內側上方的各該吹氣管上的各該氣嘴向下傾斜，設於該傳片窗口內側下方的各該吹氣管上的各該氣嘴向上傾斜。
6. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓浸泡裝置，其中該儲液槽遠離該電動執行器一側的頂部邊緣設有一升降氣缸，該升降氣缸的輸出端連接設有開關該傳片窗口的一擋板。
7. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓浸泡裝置，其中該儲液槽盛有化學液的下部外表面設有一加熱片。
8. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓浸泡裝置，其中該儲液槽的頂面設有一排風口，在該儲液槽的底面及該底板上設有一排液口。
9. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓浸泡裝置，其中該儲液槽的內部或外部設有一液位感測器，當該液位感測器設於該儲液槽內部時，係設在該儲液槽盛有化學液下部的內槽壁上；當該液位感測器位於該儲液槽外部時，係設在一液位聯通管上，該液位聯通管的兩端分別聯通於該儲液槽的底部及該儲液槽的上部。
10. 如申請專利範圍第1或2項所述之晶圓浸泡裝置，其中該儲液槽上部的 槽壁設有一維修窗口。