TWI790652B - 晶圓刷洗裝置 - Google Patents

Abstract

一種晶圓刷洗裝置，包括一帶動滾輪、兩刷洗滾輪以及一第一噴液管。帶動滾輪沿一第一軸線轉動。兩刷洗滾輪設置於帶動滾輪的一側，兩刷洗滾輪沿第一軸線上下疊置且沿著一第二軸線延伸。第一噴液管設置於兩刷洗滾輪上方，第一噴液管對各刷洗滾輪的投影橫越刷洗滾輪，且第一噴液管與第二軸線之間具有一非零夾角。

Description

晶圓刷洗裝置

本發明是有關於一種晶圓刷洗裝置，且特別是有關於一種能夠有效提升晶圓潔淨度的晶圓刷洗裝置。

目前，晶圓的刷洗大多為人工作業，工作人員一手持晶圓一手持海綿對晶圓進行刷洗。但工作人員刷洗晶圓的力道可能不足，使得晶圓上的髒污無法有效地被去除。因此，人工刷洗的晶圓潔淨度不佳且重洗率高。此外，工作人員在刷洗過程中需自行拿持晶圓，若工作人員有疏失，晶圓很可能會易外掉落而破碎。

本發明提供一種晶圓刷洗裝置，其可有效地提升晶圓的潔淨度。

本發明的晶圓刷洗裝置，包括一帶動滾輪、兩刷洗滾輪以及一第一噴液管。帶動滾輪沿一第一軸線轉動。兩刷洗滾輪設置於帶動滾輪的一側，兩刷洗滾輪沿第一軸線上下疊置且沿著一第二軸線延伸。第一噴液管設置於兩刷洗滾輪上方，第一噴液管對各刷洗滾輪的投影橫越刷洗滾輪，且第一噴液管與第二軸線之間具有一非零夾角。

本發明的晶圓刷洗裝置，適於刷洗一晶圓，包括一帶動滾輪、兩刷洗滾輪以及一第一噴液管。帶動滾輪適於接觸晶圓的側面，以帶動晶圓沿一第一軸線轉動。兩刷洗滾輪設置於帶動滾輪的一側，兩刷洗滾輪沿第一軸線上下疊置且沿著一第二軸線延伸，晶圓適於位在兩刷洗滾輪之間。第一噴液管設置於兩刷洗滾輪上方，第一噴液管對各刷洗滾輪的投影橫越刷洗滾輪，且第一噴液管與第二軸線之間具有一非零夾角。

在本發明的一實施例中，上述的非零夾角介於15度至20度之間。

在本發明的一實施例中，上述的晶圓刷洗裝置更包括一第一驅動模組以及兩第二驅動模組。第一驅動模組驅動帶動滾輪沿第一軸線轉動。兩第二驅動模組分別驅動兩刷洗滾輪沿第二軸線轉動，其中第一軸線垂直於第二軸線。

在本發明的一實施例中，上述的晶圓刷洗裝置，更包括一殼座及一迷宮蓋，其中第一驅動模組設置於殼座內，且迷宮蓋覆蓋殼座與第一驅動模組。

在本發明的一實施例中，上述的晶圓刷洗裝置，更包括一基座以及一連動組件。基座包括一弧形軌道。連動組件穿設於弧形軌道且連動於帶動滾輪，而使帶動滾輪適於沿著弧形軌道調整相對於基座的位置。

在本發明的一實施例中，上述的晶圓刷洗裝置，更包括一限位結構，可轉動地設置於基座，且包括一桿體及沿著桿體的延伸方向配置的一第一止擋部及一第二止擋部，其中第一止擋部及第二止擋部從桿體往不同方向延伸，限位結構可選擇地以第一止擋部來限制連動組件相對於基座的位置，或轉動桿體而以第二止擋部來限制連動組件相對於基座的位置，以固定帶動滾輪相對於基座的位置。

在本發明的一實施例中，上述的各刷洗滾輪包括一軸體及包覆於軸體外的一可撓件，軸體包括一入液端口及多個出液端口，這些出液端口均勻地配置於軸體的外表面，一液體適於從入液端口進入軸體，且由這些出液端口流出至可撓件。

在本發明的一實施例中，上述的晶圓刷洗裝置，更包括一第一輸送帶結構，設置於兩刷洗滾輪在遠離於帶動滾輪的一側，而使兩刷洗滾輪位於第一輸送帶結構與帶動滾輪之間，第一輸送帶結構適於將一晶圓移入或移出於兩刷洗滾輪之間。

在本發明的一實施例中，上述的晶圓刷洗裝置，更包括一第二輸送帶結構，可轉動地設置於兩刷洗滾輪的另一側，而適於移出或移入於第一輸送帶結構的一下游位置，當第二輸送帶結構轉動至與第一輸送帶結構同平面而移入下游位置時，第二輸送帶結構適於將刷洗後的晶圓往遠離第一輸送帶結構的方向帶出於晶圓刷洗裝置，當第二輸送帶結構移除於下游位置時，第一輸送帶結構與第二輸送帶結構非共平面，帶動滾輪適於移動至下游位置，而接觸且帶動晶圓轉動。

在本發明的一實施例中，上述的晶圓刷洗裝置，更包括兩第二噴液管，設置於第一輸送帶結構的上下兩側。

基於上述，在本案的晶圓刷洗裝置中，晶圓位在兩刷洗滾輪之間，兩刷洗滾輪沿著第二軸線延伸，第一噴液管設置於兩刷洗滾輪上方，第一噴液管對各刷洗滾輪的投影橫越刷洗滾輪，且第一噴液管與第二軸線之間具有一非零夾角。因此，第一噴液管的藥劑能夠均勻地分佈於整個晶圓而不會被兩刷洗滾輪阻擋，且兩刷洗滾輪能夠有效地刷洗晶圓的表面。藉此，晶圓的潔淨度能夠有效地被提升。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是本發明一實施例的晶圓刷洗裝置的立體圖。圖2是圖1的晶圓刷洗裝置的俯視圖。請參考圖1及圖2，本實施例的晶圓刷洗裝置100適於刷洗一晶圓W1。晶圓刷洗裝置100包括至少一帶動滾輪110、兩刷洗滾輪120以及一第一噴液管130。

帶動滾輪110適於接觸晶圓W1的側面，以帶動晶圓W1沿一第一軸線D1轉動。在本實施例中，帶動滾輪110的數量為兩個，兩帶動滾輪110分別抵靠住晶圓W1而具有較佳的定位及旋轉效果。兩刷洗滾輪120設置於帶動滾輪110的一側，兩刷洗滾輪120沿第一軸線D1上下疊置且沿著一第二軸線D2延伸，晶圓W1適於位在兩刷洗滾輪120之間。兩刷洗滾輪120緊密地夾持晶圓W1，以分別刷洗晶圓W1的上下表面。在本實施例中，第一軸線D1垂直於第二軸線D2。

在本實施例中，晶圓刷洗裝置100更包括一第一驅動模組114以及兩第二驅動模組129。第一驅動模組114驅動帶動滾輪110沿第一軸線D1轉動。兩第二驅動模組129分別驅動兩刷洗滾輪120沿第二軸線D2轉動。在本實施例中，第一驅動模組114的轉速與兩第二驅動模組129的轉速可以不同，且兩第二驅動模組129的轉速也可以不同。藉此，使用者能夠依據需求調整第一驅動模組114以及兩第二驅動模組129的轉速，以實現最佳的清洗效果。

第一噴液管130設置於兩刷洗滾輪120上方，第一噴液管130對各刷洗滾輪120的投影橫越刷洗滾輪120，且第一噴液管130與第二軸線D2之間具有一非零夾角θ(圖2)。由於刷洗滾輪120緊靠晶圓W1，若第一噴液管130對刷洗滾輪120的投影沒有橫越刷洗滾輪120，例如第一噴液管130平行於刷洗滾輪120，而僅位於圖2中所示的刷洗滾輪120的後側或後側，在晶圓W1被帶動滾輪110帶動而旋轉的過程中，藥劑會被刷洗滾輪120阻擋在晶圓W1的同一側(例如是後側)，而難以流動到晶圓W1的另一側(例如是前側)。因此，在本實施例中，第一噴液管130對刷洗滾輪120的投影橫越刷洗滾輪120的設計，第一噴液管130能夠將藥劑均勻地噴灑在刷洗滾輪120的兩側(前測與後側)，從而避免藥劑被刷洗滾輪120吸收阻擋而分佈不均。藉此，晶圓W1的整個表面能夠均勻地被藥劑濕潤，晶圓W1的潔淨度能夠有效地被提升。

如圖2所示，在本實施例中，第一噴液管130與第二軸線D2之間的非零夾角θ介於15度至20度之間。第一噴液管130的長度大於晶圓W1的直徑，且第一噴液管130的投影經過晶圓W1的中心，以確保藥劑噴塗的範圍可涵蓋整個晶圓W1，但本發明不限於上述。

如圖1所示，在本實施例中，第一噴液管130的數量為兩個，兩第一噴液管130對稱地設置於兩刷洗滾輪120的上下兩側。因此，兩第一噴液管130能夠分別對晶圓W1的上下表面噴灑藥劑。

圖3是圖1的晶圓刷洗裝置的仰視圖。圖4是圖1的晶圓刷洗裝置的另一狀態的立體圖。圖5是圖4的晶圓刷洗裝置的仰視圖。請參考圖3及圖5，在本實施例中，晶圓刷洗裝置100更包括一基座150以及至少一連動組件112。在圖3及圖5中，基座150以虛線表示。在圖1、圖2及圖4中，為了避免阻擋其他元件，省略了基座150。

基座150包括至少一弧形軌道152。連動組件112穿設於弧形軌道152且連動於帶動滾輪110，而使帶動滾輪110適於沿著弧形軌道152調整相對於基座150的位置，以因應不同尺寸的晶圓W1或晶圓W2。在本實施例中，在圖1及圖3的狀態下，晶圓刷洗裝置100適於容納直徑6吋的晶圓W1，在圖4及圖5的狀態下，晶圓刷洗裝置100適於容納直徑4吋的晶圓W2。

如圖1及圖4所示，晶圓刷洗裝置100更包括一限位結構160，可轉動地設置於基座150，且包括一桿體162及沿著桿體162的延伸方向配置的一第一止擋部164及一第二止擋部166。在本實施例中，第一止擋部164及第二止擋部166從桿體162往不同方向延伸而互相垂直，且第一止擋部164設置於較第二止擋部166遠離刷洗滾輪120的位置。

如圖1及圖3所示，限位結構160可選擇地以第一止擋部164來限制連動組件112相對於基座150(圖3)的位置。此時，第一止擋部164將連動組件112限制於較遠離刷洗滾輪120的位置，以容納較大的晶圓W1。或者，如圖4及圖5所示，使用者可以轉動桿體162，使桿體162旋轉90度而改以第二止擋部166來限制連動組件112相對於基座150(圖5)的位置。此時，第二止擋部166將連動組件112限制於較靠近刷洗滾輪120的位置，以容納較小的晶圓W2。

圖6是圖1沿A-A線的局部剖面圖。請參考圖6，在本實施例中，晶圓刷洗裝置100更包括一殼座116、一迷宮蓋117、一油封蓋118、一油封119及一軸承蓋121。第一驅動模組114設置於殼座116內。殼座116上方設置有軸承蓋121，軸承蓋121上方設置有油封蓋118。迷宮蓋117設置於油封蓋118上，而能夠防止刷洗晶圓W1的藥劑或清水從油封蓋118上方流入殼座116內。此外，油封119設置於軸承蓋121與油封蓋118內、軸承蓋121與油封蓋118之間，而能夠進一步密封軸承蓋121與油封蓋118之間的接合處。在本實施例中，殼座116與軸承蓋121之間還設置有複數個殼層，各殼層之間、殼層與殼座116之間及殼層與軸承蓋121之間設置有密封圈(O-ring)，密封圈能夠防止刷洗晶圓W1的藥劑或清水從側邊各層的接合處流入殼座116內。

圖7是圖2沿B-B線的局部剖面圖。請參考圖7，在本實施例中，各刷洗滾輪120包括一軸體122及包覆於軸體122外的一可撓件124，可撓件124例如為海綿。軸體122包括一入液端口126及多個出液端口128，這些出液端口128均勻地配置於軸體122的外表面。入液端口126適於連接藥劑槽(未繪示)，一液體適於從入液端口126進入軸體122，且由這些出液端口128流出至可撓件124。

也就是說，除了藉由第一噴液管130對晶圓W1噴灑藥劑之外，刷洗滾輪120也能夠直接從內部供給藥劑至晶圓W1的表面。藉此，能進一步加強對晶圓W1的濕潤，進而提升清洗效果。

圖8是圖2沿C-C線的局部剖面圖。如圖2及圖8所示，在本實施例中，晶圓刷洗裝置100更包括一第一輸送帶結構172，設置於兩刷洗滾輪120在遠離於帶動滾輪110的一側，而使兩刷洗滾輪120位於第一輸送帶結構172與帶動滾輪110之間。第一輸送帶172結構適於將晶圓W1移入或移出於兩刷洗滾輪120之間。

此外，如圖1及圖8所示，在本實施例中，晶圓刷洗裝置100更包括兩第二噴液管140，設置於第一輸送帶172結構的上下兩側。在本實施例中，第二噴液管140對晶圓W1噴灑清水，以在噴灑藥劑之前濕潤晶圓W1，或者在刷洗晶圓W1完畢後清除藥劑。

以下將說明本實施例晶圓刷洗裝置的運作流程。圖9是圖1的晶圓刷洗裝置的運作流程圖。請參考圖9，首先，於步驟210中，晶圓W1適於由第一輸送帶結構172的一側(圖8的左側)移入晶圓刷洗裝置100，此時晶圓W1位於第一輸送帶結構172上、兩第二噴液管140之間(如圖8所示)。於步驟220中，兩第二噴液管140對晶圓W1噴灑清水，以事先濕潤晶圓W1。於步驟230中，第一輸送帶結構172旋轉以將晶圓W1移動往靠近帶動滾輪110的一側，晶圓W1接觸到帶動滾輪110而藉由帶動滾輪110定位。

於步驟240中，第一噴液管130對晶圓W1噴灑藥劑，接著，於步驟250中，帶動滾輪110帶動晶圓W1自轉，且兩刷洗滾輪120旋轉以刷洗晶圓W1。刷洗完畢後，於步驟260中，第一輸送帶結構172反向旋轉以將晶圓W1移動往遠離帶動滾輪110的一側，此時，晶圓W1回到兩第二噴液管140之間。於步驟270中，兩第二噴液管140再度對晶圓W1噴灑清水，以清除晶圓W1上的藥劑。最後，於步驟280中，晶圓W1由第一輸送帶結構172的一側(圖8的左側)移出晶圓刷洗裝置100。

圖10是本發明另一實施例的晶圓刷洗裝置的立體圖。圖11是圖10的晶圓刷洗裝置的另一狀態的立體圖。請參考圖10及圖11，在本實施例中，晶圓刷洗裝置100的數量可以為多個(本實施例中繪示兩個為例)，多個晶圓刷洗裝置100並排地設置，晶圓刷洗裝置100的第一輸送帶結構172的一下游位置P對位於下一個晶圓刷洗裝置100的第一輸送帶結構172，且隔開一距離。

在本實施例中，晶圓刷洗裝置100更包括一第二輸送帶結構174。第二輸送帶結構174可轉動地設置於相鄰的兩第一輸送帶結構172之間，以在移入兩晶圓刷洗裝置100之間時作為兩晶圓刷洗裝置100之間的銜接段。

藉此，第一個晶圓刷洗裝置100對晶圓W1刷洗完畢後，晶圓W1適於被第二輸送帶結構174傳輸至下一個晶圓刷洗裝置100以連續進行刷洗，從而晶圓W1的潔淨度能夠進一步被提升。以下對此進行說明。

第二輸送帶結構174具有一轉動構件176(例如是轉軸)，第二輸送帶結構174相對於第一輸送帶結構172設置於兩刷洗滾輪120的另一側，第二輸送帶結構174適於透過轉動構件176可轉動地移出(圖11)或移入(圖10)於第一輸送帶結構172的下游位置P。

具體地說，在本實施例中，晶圓W1由第一輸送帶結構172的一側移入晶圓刷洗裝置100進行刷洗。如圖11所示，在刷洗過程中，帶動滾輪110位於下游位置P，而接觸晶圓W1的側面且帶動晶圓W1轉動。此時，為了避免第二輸送帶結構174與帶動滾輪110產生干涉及影響晶圓W1的轉動，第二輸送帶結構174移除於下游位置P，第一輸送帶結構172與第二輸送帶結構174非共平面。

在本實施例中，第二輸送帶結構174透過轉動構件176向上轉動90度(如圖11的箭頭所示)，但本發明不限於此。在其他實施例中，第二輸送帶結構174也可以向下轉動，其轉動角度可以不是90度，只要第二輸送帶結構174移出下游位置P而避開帶動滾輪110及晶圓W1即可。

如圖10所示，刷洗完畢後，兩帶動滾輪110透過兩連動組件112移動至左右兩側，第二輸送帶結構174轉動至與第一輸送帶結構172同平面而移入下游位置P。第二輸送帶結構174適於將刷洗後的晶圓W1往遠離第一輸送帶結構172的方向帶出於晶圓刷洗裝置100，晶圓W1移入下一個晶圓刷洗裝置100以進行進一步的刷洗。

綜上所述，在本案的晶圓刷洗裝置中，晶圓位在兩刷洗滾輪之間，兩刷洗滾輪沿著第二軸線延伸，第一噴液管設置於兩刷洗滾輪上方，第一噴液管對各刷洗滾輪的投影橫越刷洗滾輪，且第一噴液管與第二軸線之間具有非零夾角。因此，第一噴液管的藥劑能夠均勻地分佈於整個晶圓而不會被兩刷洗滾輪阻擋，且兩刷洗滾輪能夠有效地刷洗晶圓的表面。藉此，晶圓的潔淨度能夠有效地被提升。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

D1:第一軸線 D2:第二軸線 P:下游位置 W1、W2:晶圓 θ:非零夾角 100:晶圓刷洗裝置 110:帶動滾輪 112:連動組件 114:第一驅動模組 116:殼座 117:迷宮蓋 118:油封蓋 119:油封 120:刷洗滾輪 121:軸承蓋 122:軸體 124:可撓件 126:入液端口 128:出液端口 129:第二驅動模組 130:第一噴液管 140:第二噴液管 150:基座 152:弧形軌道 160:限位結構 162:桿體 164:第一止擋部 166:第二止擋部 172:第一輸送帶結構 174:第二輸送帶結構 176:轉動構件 210~280:步驟

圖1是本發明一實施例的晶圓刷洗裝置的立體圖。 圖2是圖1的晶圓刷洗裝置的俯視圖。 圖3是圖1的晶圓刷洗裝置的仰視圖。 圖4是圖1的晶圓刷洗裝置的另一狀態的立體圖。 圖5是圖4的晶圓刷洗裝置的仰視圖。 圖6是圖1沿A-A線的局部剖面圖。 圖7是圖2沿B-B線的局部剖面圖 圖8是圖2沿C-C線的局部剖面圖。 圖9是圖1的晶圓刷洗裝置的運作流程圖。 圖10是本發明另一實施例的晶圓刷洗裝置的立體圖。 圖11是圖10的晶圓刷洗裝置的另一狀態的立體圖。

D1:第一軸線 D2:第二軸線 W1:晶圓 100:晶圓刷洗裝置 110:帶動滾輪 112:連動組件 114:第一驅動模組 120:刷洗滾輪 129:第二驅動模組 130:第一噴液管 140:第二噴液管 160:限位結構 162:桿體 164:第一止擋部 166:第二止擋部

Claims (10)

1. 一種晶圓刷洗裝置，包括：一帶動滾輪，沿一第一軸線轉動；兩刷洗滾輪，設置於該帶動滾輪的一側，該兩刷洗滾輪沿該第一軸線上下疊置且沿著一第二軸線延伸，各該刷洗滾輪包括一軸體及包覆於該軸體外的一可撓件，該軸體包括一入液端口及多個出液端口，該些出液端口均勻地配置於該軸體的外表面，一液體適於從該入液端口進入該軸體，且由該些出液端口流出至該可撓件；以及一第一噴液管，設置於該兩刷洗滾輪上方，該第一噴液管對各該刷洗滾輪的投影橫越該刷洗滾輪，且該第一噴液管與該第二軸線之間具有一非零夾角。
2. 如請求項1所述的晶圓刷洗裝置，其中該非零夾角介於15度至20度之間。
3. 如請求項1所述的晶圓刷洗裝置，更包括：一第一驅動模組，驅動該帶動滾輪沿該第一軸線轉動；以及兩第二驅動模組，分別驅動該兩刷洗滾輪沿該第二軸線轉動，其中該第一軸線垂直於該第二軸線。
4. 如請求項3所述的晶圓刷洗裝置，更包括：一殼座及一迷宮蓋，其中該第一驅動模組設置於該殼座內，且該迷宮蓋覆蓋該殼座與該第一驅動模組。
5. 如請求項1所述的晶圓刷洗裝置，更包括： 一基座，包括一弧形軌道；以及一連動組件，穿設於該弧形軌道且連動於該帶動滾輪，而使該帶動滾輪適於沿著該弧形軌道調整相對於該基座的位置。
6. 如請求項5所述的晶圓刷洗裝置，更包括：一限位結構，可轉動地設置於該基座，且包括一桿體及沿著該桿體的延伸方向配置的一第一止擋部及一第二止擋部，其中該第一止擋部及該第二止擋部從該桿體往不同方向延伸，該限位結構可選擇地以該第一止擋部來限制該連動組件相對於該基座的位置，或轉動該桿體而以該第二止擋部來限制該連動組件相對於該基座的位置，以固定該帶動滾輪相對於該基座的位置。
7. 如請求項1所述的晶圓刷洗裝置，更包括：一第一輸送帶結構，設置於該兩刷洗滾輪在遠離於該帶動滾輪的一側，而使該兩刷洗滾輪位於該第一輸送帶結構與該帶動滾輪之間，該第一輸送帶結構適於將一晶圓移入或移出於該兩刷洗滾輪之間。
8. 如請求項7所述的晶圓刷洗裝置，更包括：一第二輸送帶結構，可轉動地設置於該兩刷洗滾輪的另一側，而適於移出或移入於該第一輸送帶結構的一下游位置，當該第二輸送帶結構轉動至與該第一輸送帶結構同平面而移入該下游位置時，該第二輸送帶結構適於將刷洗後的該晶圓往遠離該第一輸送帶結構的方向帶出於該晶圓刷洗裝置，當該第二輸送帶結構移除於該下游位置時，該第一輸送帶結構與該第二輸送帶結構非 共平面，該帶動滾輪適於移動至該下游位置，而接觸且帶動該晶圓轉動。
9. 如請求項7所述的晶圓刷洗裝置，更包括：兩第二噴液管，設置於該第一輸送帶結構的上下兩側。
10. 一種晶圓刷洗裝置，適於刷洗一晶圓，包括：一帶動滾輪，適於接觸該晶圓的側面，以帶動該晶圓沿一第一軸線轉動；兩刷洗滾輪，設置於該帶動滾輪的一側，該兩刷洗滾輪沿該第一軸線上下疊置且沿著一第二軸線延伸，該晶圓適於位在該兩刷洗滾輪之間，各該刷洗滾輪包括一軸體及包覆於該軸體外的一可撓件，該軸體包括一入液端口及多個出液端口，該些出液端口均勻地配置於該軸體的外表面，一液體適於從該入液端口進入該軸體，且由該些出液端口流出至該可撓件；以及一第一噴液管，設置於該兩刷洗滾輪上方，該第一噴液管對各該刷洗滾輪的投影橫越該刷洗滾輪，且該第一噴液管與該第二軸線之間具有一非零夾角。

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