TWI759727B

TWI759727B - 批次式基板浸泡洗邊設備

Info

Publication number: TWI759727B
Application number: TW109113940A
Authority: TW
Inventors: 黃立佐; 張修凱; 黃富源
Original assignee: 弘塑科技股份有限公司
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2022-04-01
Also published as: TW202140157A

Abstract

一種批次式基板浸泡洗邊設備，包括一槽體、一升降機構、一旋轉機構、以及一洗邊構件。所述槽體包括一容槽，用於盛裝溶液及用於容納基板載具及所述基板載具中的基板。所述旋轉機構包括至少一旋轉軸桿，用於與所述基板接觸並帶動所述基板旋轉，所述旋轉軸桿的表面設有複數個凹槽。所述洗邊構件包括設置在所述凹槽外兩側的刷毛叢及/或設置在所述凹槽內表面的粗糙部，所述刷毛叢及/或粗糙部用於在所述旋轉軸桿帶動所述基板旋轉時，摩擦所述基板的邊緣。

Description

批次式基板浸泡洗邊設備

[0001] 本申請關於晶圓基板清洗的技術領域，尤指一種批次式基板浸泡洗邊設備，其結合化學藥劑浸泡處理方式及物理摩擦處理方式，可以提升基板的清洗效果，用於解決殘留在基板邊緣的黏著劑無法完全清除的問題。

[0002] 為了縮小半導體元件的封裝尺寸，在半導體的製造流程中，必須對晶圓進行薄化處理(wafer thinning)，由於在薄化處理之後，晶圓會變薄或發生翹曲(warpage)，因此，經常需要使用基板(例如：玻璃、金屬板、矽晶圓)作為晶圓的支撐載體(Support Carrier)，將基板與晶圓進行暫時性鍵合(temporary bonding)，用以增加晶圓的機械強度，以利於進行晶圓後續的一系列製造流程。[0003] 晶圓與基板的鍵合需要使用接合劑，例如高分子黏著劑。鍵合後的基板與晶圓在完成後續製造流程後，需要將暫時性鍵合的基板與晶圓進行解鍵合(de-bonding)，晶圓與基板解鍵合之後，基板的表面時常發生黏著劑的殘留。由於基板需要重複使用，因此，殘留在基板表面上的黏著劑通常以化學藥劑浸泡處理(Soaking Treatment)及單晶圓旋轉噴洗(Single Wafer Spin Spray)等清洗製程去除。然而，以上述浸泡處理及單晶圓旋轉噴洗等清洗方式，無法完全去除殘留在基板表面的黏著劑，尤其在基板邊緣處時常有黏著劑殘留之問題。

[0004] 由於現有的基板清洗設備，無法完全去除殘留在基板邊緣處的黏著劑，本申請提出一種能有效去除基板邊緣殘留的黏著劑的批次式基板浸泡洗邊設備。[0005] 本申請的主要目的在於提供一種批次式基板浸泡洗邊設備，其不僅以化學藥劑浸泡處理的方式去除基板表面上的殘留黏著劑，還配合以物理摩擦處理的方式去除殘留在基板邊緣的黏著劑，解決因基板的邊緣殘留黏著劑，造成後續重工處理的問題。[0006] 為達成上述目的，本申請提出一種批次式基板浸泡洗邊設備，包括：[0007] 一槽體，所述槽體包括一容槽，用於盛裝溶液及容納基板載具及所述基板載具中的基板；[0008] 一升降機構，設置在所述槽體上，包括一升降座，用於承載所述基板載具；[0009] 一旋轉機構，設置在所述升降座上，所述旋轉機構包括至少一旋轉軸桿，用於與所述基板接觸並帶動所述基板旋轉，在所述旋轉軸桿的表面，沿著所述旋轉軸桿的軸向設有複數個向所述旋轉軸桿的中心軸方向內縮的凹槽，所述複數個凹槽用於容納所述基板的邊緣；以及[0010] 一洗邊構件，包括設置在所述凹槽外兩側的刷毛叢，所述刷毛叢用於在所述旋轉軸桿帶動所述基板旋轉時，摩擦所述基板的邊緣。[0011] 在一較佳實施例中，所述升降機構還包括一固定座及一升降驅動模組，所述固定座固定設置在所述槽體外，所述升降驅動模組以可作動方式設置在所述固定座上，所述升降座固定設置在所述升降驅動模組上，且可受到所述升降驅動模組的驅動而相對所述槽體上升到容槽外或是相對所述槽體下降到所述容槽內，所述升降座用於承托所述基板載具及所述基板載具中的基板。[0012] 在一較佳實施例中，所述旋轉機構還包括一旋轉驅動模組及一傳動組件，所述傳動組件連接所述旋轉驅動模組並可受到所述旋轉驅動模組的驅動而作動，所述旋轉軸桿連接到所述傳動組件，且可受所述傳動組件的驅動而旋轉。[0013] 在一較佳實施例中，所述批次式基板浸泡洗邊設備還包括一控制模組，電連接所述升降機構及所述旋轉機構，且控制所述升降機構的升降以及所述旋轉機構的旋轉。[0014] 在一較佳實施例中，所述旋轉機構包括二個旋轉軸桿，所述二個旋轉軸桿以垂直所述基板的排列方向間隔排列，所述二個旋轉軸桿的距離介於所述基板直徑的1/4至2/3之間。[0015] 在一較佳實施例中，所述洗邊構件還包括設置在所述複數個凹槽內的表面的粗糙部，用於在所述旋轉軸桿帶動所述基板旋轉時，摩擦所述基板的邊緣。[0016] 在一較佳實施例中，所述粗糙部為一由纖維所構成的不織布。[0017] 在一較佳實施例中，所述不織布的厚度介於1-5mm。[0018] 在一較佳實施例中，所述刷毛叢向所述凹槽的方向傾斜，其中所述刷毛叢與所述旋轉軸桿的表面所形成的角度介於15-75度之間。[0019] 在一較佳實施例中，所述刷毛叢的長度為5-20mm。[0020] 本申請另外提出一種批次式基板浸泡洗邊設備，包括：[0021] 一槽體，所述槽體包括一容槽，用於盛裝溶液及用於容納基板載具及置於所述基板載具中的基板；[0022] 一升降機構，設置在所述槽體上，包括一升降座，用於承載所述基板載具；[0023] 一旋轉機構，設置在所述升降座上，所述旋轉機構包括至少一旋轉軸桿，用於與所述基板接觸並帶動所述基板旋轉，在所述旋轉軸桿的表面，沿著所述旋轉軸桿的軸向設有複數個向所述旋轉軸桿的中心軸方向內縮的凹槽，所述複數個凹槽用於容納所述基板的邊緣；以及[0024] 一洗邊構件，包括設置在所述複數個凹槽內的表面的粗糙部，用於在所述旋轉軸桿帶動所述基板旋轉時，摩擦所述基板的邊緣。[0025] 在一較佳實施例中，所述粗糙部為一纖維所構成的不織布。[0026] 在一較佳實施例中，所述升降機構還包括一固定座及一升降驅動模組，所述固定座固定設置在所述槽體外，所述升降驅動模組以可作動方式設置在所述固定座上，所述升降座固定設置在所述升降驅動模組上，且可受到所述升降驅動模組的驅動而相對所述槽體上升到容槽外或是相對所述槽體下降到所述容槽內，所述升降座用於承托所述基板載具及所述基板載具中的基板。[0027] 在一較佳實施例中，所述旋轉機構還包括一旋轉驅動模組及一傳動組件，所述傳動組件連接所述旋轉驅動模組並可受到所述旋轉驅動模組的驅動而作動，所述旋轉軸桿連接到所述傳動組件，且可受所述傳動組件的驅動而旋轉。[0028] 在一較佳實施例中，所述批次式基板浸泡洗邊設備還包括一控制模組，電連接所述升降機構及所述旋轉機構，且控制所述升降機構的升降以及所述旋轉機構的旋轉。

[0035] 請參照圖1，圖1(a)為本申請實施例在進行晶圓薄化流程之後，晶圓91透過一黏著劑99與基板90進行暫時性鍵合(temporary bonding)的示意圖，圖1(b)為晶圓91與基板90進行解鍵合(de-bonding)之後，在基板90的邊緣處殘留黏著劑99的示意圖。[0036] 請一併參照圖2、圖3及圖6，在本申請實施例中，基板90置於本申請提出的批次式基板浸泡洗邊設備的容槽100中，進行清洗處理，所述容槽100中盛裝有5%的氫氧化氨(ammonia hydroxide)或其他清洗化學藥劑。[0037] 所述批次式基板浸泡洗邊設備包括：[0038] 一槽體10，所述槽體10包括一容槽100；一升降機構20，設置在所述槽體10上，包括一升降座25，所述升降座25用於承載所述基板載具30 (例如晶舟)；一旋轉機構40，設置在所述升降座25上，所述旋轉機構40包括至少一旋轉軸桿45，用於與所述基板90接觸並帶動所述基板90旋轉，在所述旋轉軸桿45的表面，沿著所述旋轉軸桿45的軸向設有複數個向所述旋轉軸桿45的中心軸方向內縮的凹槽451，所述複數個凹槽451用於容納所述基板90的邊緣；以及一洗邊構件，包括設置在所述凹槽451外兩側的刷毛叢452，所述刷毛叢452用於在所述旋轉軸桿45帶動所述基板90旋轉時，摩擦所述基板90的邊緣。[0039] 如圖6所示，所述刷毛叢452向所述凹槽451的方向傾斜，其中所述刷毛叢452與所述旋轉軸桿45表面所形成的角度約為30度，所述刷毛叢452的長度為10 mm。[0040] 承上，所述洗邊構件還包括設置在所述複數個凹槽451的表面的粗糙部453，用於在所述旋轉軸桿45帶動所述基板90旋轉時，摩擦所述基板90的邊緣。所述粗糙部453較佳為一纖維所構成的不織布，所述不織布的厚度為1.5mm。[0041] 所述升降機構20還包括一固定座21及一升降驅動模組24，所述固定座21固定設置在所述槽體10外，所述升降驅動模組24以可作動方式設置在所述固定座21上，所述升降座25固定設置在所述升降驅動模組24上，且可受到所述升降驅動模組24的驅動而相對所述槽體10上升到容槽100外或是相對所述槽體10下降到所述容槽100內，所述升降座25用於承托所述基板載具30及所述基板載具30中的基板90。[0042] 請一併參照圖3及圖4，在一較佳實施例中，所述升降驅動模組24為一油壓/氣壓缸，在所述油壓/氣壓缸上以可伸縮方式設置一作動桿241，所述作動桿241連接所述升降座25。此外，所述油壓/氣壓缸外接一油壓/氣壓源，以便驅動所述油壓/氣壓缸的作動桿241進行伸縮。所述升降座25上有一垂直板體251，在所述垂直板體251底成有一水平托板253以用於承托所述基板載體30。[0043] 所述固定座21上設置有二滑軌22，所述升降座25上設置有二滑塊23，所述二滑塊23分別以可滑動方式結合在所述二滑軌22上。滑軌22與滑塊23的配置可以使所述升降座25穩定的垂直移動。[0044] 所述旋轉機構40設置在所述升降機構20的所述升降座25上，且包括一旋轉驅動模組41、一傳動組件以及一組旋轉軸桿45。所述旋轉驅動模組41固定設置在所述升降座25上。[0045] 所述旋轉機構40還包括一旋轉驅動模組41及一傳動組件(圖未顯示)，所述傳動組件連接所述旋轉驅動模組41並可受到所述旋轉驅動模組41的驅動而作動，所述旋轉軸桿45連接到所述傳動組件，且可受所述傳動組件的驅動而旋轉。[0046] 所述旋轉驅動模組41為一驅動馬達而具有一驅動軸。[0047] 所述傳動組件連接所述旋轉驅動模組41並可受到所述旋轉驅動模組41的驅動而作動，所述旋轉軸桿45設置在所述升降座25上，連接到所述傳動組件，且可受到所述傳動組件的驅動而旋轉。在一較佳實施例中，所述傳動組件包括一垂直傳動桿42以及一水平傳動軸43。所述垂直傳動桿42以可旋轉方式貫穿設置在所述垂直板體251上，且與所述驅動軸嚙合，所述水平傳動軸43與所述垂直傳動桿42嚙合。[0048] 如圖3所示，在一較佳實施例中，所述旋轉軸桿45有二個，用於在其旋轉時同時帶動所述基板90進行旋轉。所述二個旋轉軸桿45與所述水平傳動軸43嚙合。[0049] 如圖4所示，所述驅動軸與所述垂直傳動桿42之間透過二傘形齒輪400相互嚙合；所述垂直傳動桿42與所述水平傳動軸43之間透過二傘形齒輪400相互嚙合；所述水平傳動軸43與各所述水平旋轉帶動桿45之間透過二齒輪430、450相互嚙合。[0050] 請參照圖5，所述控制模組70電連接所述升降機構20以及所述旋轉機構40，可控制所述升降機構20的升降以及所述旋轉機構40的旋轉。在一較佳實施例中，所述主控模組70為一電腦而具有一中央處理器、一記憶體、一儲存器、一輸入介面及輸出介面，並於所述儲存器內載有一主控軟體，所述電腦通過執行所述主控軟體以自動執行或是受使用者操控而驅動所述升降機構20及／或所述旋轉機構40以使所述基板90升降及／或旋轉。[0051] 本申請藉由上述技術手段，利用化學藥劑浸泡處理方式結合物理摩擦處理的方式清洗晶圓基板，當旋轉軸桿45旋轉而帶動所述基板90旋轉時，刷毛叢452及粗糙部453以摩擦方式清洗所述基板90的邊緣，可以有效地去除殘留在基板邊緣處的黏著劑。因此，可以減少重工，因而提升生產效率及降低生產成本。

[0052] 10:槽體 100:容槽 20:升降機構 21:固定座 22:滑軌 23:滑塊 24:升降驅動模組 25:升降座 251:垂直板體 30:基板載具 40:旋轉機構 400:傘形齒輪 41:旋轉驅動模組 42:垂直傳動桿 43:水平傳動軸 45:旋轉軸桿 451:凹槽 452:刷毛叢 453:粗糙部 430、450:齒輪 455:接觸帶動部 70:控制模組 90:基板

[0029] 圖1為本申請實施例的晶圓與基板的暫時性鍵合與解鍵合的示意圖。[0030] 圖2為本申請實施例的批次式基板浸泡洗邊設備的立體外觀圖。[0031] 圖3為本申請實施例的批次式基板浸泡洗邊設備的立體剖視圖。[0032] 圖4為本申請實施例的批次式基板浸泡洗邊設備省略槽體及升降座的立體外觀圖。[0033] 圖5為本申請實施例的批次式基板浸泡洗邊設備的控制模組、升降機構、以及旋轉機構的架構方塊圖。[0034] 圖6為本申請實施例的批次式基板浸泡洗邊設備的旋轉軸桿結構及洗邊構件示意圖。

10:槽體

100:容槽

20:升降機構

21:固定座

22:滑軌

23:滑塊

24:升降驅動模組

25:升降座

251:垂直板體

30:基板載具

40:旋轉機構

41:旋轉驅動模組

90:基板

Claims

一種批次式基板浸泡洗邊設備，包括：一槽體，所述槽體包括一容槽，用於盛裝溶液及容納基板載具及所述基板載具中的基板；一升降機構，設置在所述槽體上，包括一升降座，所述升降座用於承載所述基板載具；一旋轉機構，設置在所述升降座上，所述旋轉機構包括至少一旋轉軸桿，用於與所述基板接觸並帶動所述基板旋轉，在所述旋轉軸桿的表面，沿著所述旋轉軸桿的軸向設有複數個向所述旋轉軸桿的中心軸方向內縮的凹槽，所述複數個凹槽用於容納所述基板的邊緣；以及一洗邊構件，包括設置在所述凹槽外兩側的刷毛叢，所述刷毛叢用於在所述旋轉軸桿帶動所述基板旋轉時，摩擦所述基板的邊緣。
如請求項1所述的批次式基板浸泡洗邊設備，所述升降機構還包括一固定座及一升降驅動模組，所述固定座固定設置在所述槽體外，所述升降驅動模組以可作動方式設置在所述固定座上，所述升降座固定設置在所述升降驅動模組上，且可受到所述升降驅動模組的驅動而相對所述槽體上升到容槽外或是相對所述槽體下降到所述容槽內，所述升降座用於承托所述基板載具及所述基板載具中的基板。
如請求項2所述的批次式基板浸泡洗邊設備，其中所述旋轉機構還包括一旋轉驅動模組及一傳動組件，所述傳動組件連接所述旋轉驅動模組並可受到所述旋轉驅動模組的驅動而作動，所述旋轉軸桿連接到所述傳動組件，且可受所述傳動組件的驅動而旋轉。
如請求項3所述的批次式基板浸泡洗邊設備，還包括一控制模組，所述控制模組電連接所述升降機構及所述旋轉機構，且控制所述升降機構的升降以及所述旋轉機構的旋轉。
如請求項1所述的批次式基板浸泡洗邊設備，其中所述旋轉機構包括二個旋轉軸桿，所述二個旋轉軸桿以垂直所述基板的排列方向間隔排列，所述二個旋轉軸桿的距離介於所述基板直徑的1/4-2/3之間。
如請求項1所述的批次式基板浸泡洗邊設備，其中所述洗邊構件還包括設置在所述複數個凹槽內的表面的粗糙部，用於在所述旋轉軸桿帶動所述基板旋轉時，摩擦所述基板的邊緣。
如請求項6所述的批次式基板浸泡洗邊設備，其中所述粗糙部為一纖維所構成的不織布。
如請求項7所述的批次式基板浸泡洗邊設備，其中所述不織布的厚度介於1-5mm。
如請求項1所述的批次式基板浸泡洗邊設備，其中所述刷毛叢向所述凹槽的方向傾斜，其中所述刷毛叢與所述旋轉軸桿的表面所形成的角度介於15-75度之間。
如請求項1所述的批次式基板浸泡洗邊設備，其中所述刷毛叢的長度為5-20mm。
一種批次式基板浸泡洗邊設備，包括：一槽體，所述槽體包括一容槽，用於盛裝溶液及容納基板載具及置於所述基板載具中的基板；一升降機構，設置在所述槽體上，包括一升降座，所述升降座用於承載所述基板載具；一旋轉機構，設置在所述升降座上，所述旋轉機構包括至少一旋轉軸桿，用於與所述基板接觸並帶動所述基板旋轉，所述旋轉軸桿的表面設有複數個用於容納所述基板的邊緣的凹槽，每一凹槽的長度延伸方向與所述旋轉軸桿的中心軸的延伸方向相交；以及一洗邊構件，包括設置在所述複數個凹槽內的表面的粗糙部，用於在所述旋轉軸桿帶動所述基板旋轉時，摩擦所述基板的邊緣。
如請求項11所述的批次式基板浸泡洗邊設備，其中所述粗糙部為一纖維所構成的不織布。
如請求項12所述的批次式基板浸泡洗邊設備，所述升降機構還包括一固定座及一升降驅動模組，所述固定座固定設置在所述槽體外，所述升降驅動模組以可作動方式設置在所述固定座上，所述升降座固定設置在所述升降驅動模組上，且可受到所述升降驅動模組的驅動而相對所述槽體上升到容槽外或是相對所述槽體下降到所述容槽內，所述升降座用於承托所述基板載具及所述基板載具中的基板。
如請求項13所述的批次式基板浸泡洗邊設備，其中所述旋轉機構還包括一旋轉驅動模組及一傳動組件，所述傳動組件連接所述旋轉驅動模組並可受到所述旋轉驅動模組的驅動而作動，所述旋轉軸桿連接到所述傳動組件，且可受所述傳動組件的驅動而旋轉。
如請求項14所述的批次式基板浸泡洗邊設備，還包括一控制模組，所述控制模組電連接所述升降機構及所述旋轉機構，且控制所述升降機構的升降以及所述旋轉機構的旋轉。