TWI795105B - 攪碎機、晶圓震盪裝置和晶圓清洗系統 - Google Patents

Abstract

本申請提供一種攪碎機、晶圓震盪裝置和晶圓清洗系統。攪碎機包含框架、晶舟和處理裝置。該晶舟設置在該框架上，配置為承載晶圓。該處理裝置設置在該框架上且位於該框架和該晶舟之間。該處理裝置與該晶舟分隔設置。該處理裝置面對該晶舟之開口使得從該晶圓分離的異物由該晶舟之開口進入該處理裝置。該處理裝置配置為將該異物攪碎。

Description

攪碎機、晶圓震盪裝置和晶圓清洗系統

本申請涉及半導體領域，特別是關於一種攪碎機、晶圓震盪裝置和晶圓清洗系統。

晶圓的製程中包含光阻去除(photoresist stripping)步驟或金屬剝除(metal lift-off) 步驟。在光阻去除和金屬剝除步驟中通常是以化學液體將光阻或金屬溶解或從晶圓表面剝除。從晶圓表面剝除的光阻或金屬會跟隨化學液體流動到下游管路。然而，如果剝除後的光阻或金屬之尺寸太大，則此大尺寸的光阻或金屬會堵塞管路，進而造成製程設備異常而無法運行。

有鑑於此，本申請提供一種攪碎機、晶圓震盪裝置和晶圓清洗系統，以解決上述技術問題。

本申請提供一種攪碎機、晶圓震盪裝置和晶圓清洗系統，可避免從晶圓的表面分離的大尺寸異物堵塞下游管路的問題。

在第一方面，本申請提供一種攪碎機，包含一框架、一晶舟和一處理裝置。該晶舟設置在該框架上，配置為承載一晶圓，其中該晶舟包含一容置腔、一第一開口和一第二開口，該容置腔配置為容置該晶圓，該第一開口作為提供該晶圓進入或離開該晶舟的通道，以及該第二開口相對於該第一開口，並且該第二開口作為排出該容置腔內的從該晶圓分離的異物的通道。該處理裝置設置在該框架上且位於該框架和該晶舟之間，其中該處理裝置與該晶舟分隔設置，以及該處理裝置面對該晶舟之該第二開口使得該異物由該晶舟之該第二開口進入該處理裝置，並且該處理裝置配置為將該異物攪碎。

在一些實施例中，該處理裝置包含一對齒輪，且該對齒輪可轉動地安裝在該框架上。

在一些實施例中，該處理裝置還包含一驅動組，與該對齒輪連接，配置為驅動該對齒輪彼此逆向旋轉。

在第二方面，本申請提供一種晶圓震盪裝置，包含：一機架、一攪碎機和一升降裝置。該機架包含相對的第一端和第二端。該攪碎機設置該機架的該第一端，包含：一框架、一晶舟和一處理裝置。該框架與該機架之該第一端固定連接。該晶舟設置在該框架上，配置為承載一晶圓，其中該晶舟包含一容置腔、一第一開口和一第二開口，該容置腔配置為容置該晶圓，該第一開口作為提供該晶圓進入或離開該晶舟的通道，以及該第二開口相對於該第一開口，並且該第二開口作為排出該容置腔內的從該晶圓分離的異物的通道。該處理裝置設置在該框架上且位於該框架和該晶舟之間，其中該處理裝置與該晶舟分隔設置，以及該處理裝置面對該晶舟之該第二開口使得該異物由該晶舟之該第二開口進入該處理裝置，並且該處理裝置配置為將該異物攪碎。該升降裝置設置在該機架的該第二端，配置為控制該機架沿著垂直方向移動以帶動該攪碎機進行往復運動。

在一些實施例中，該升降裝置，包含：一伸縮桿和一馬達，該伸縮桿與該機架之該第二端固定連接，以及該馬達與該伸縮桿連接，配置為控制該伸縮桿的伸縮。

在一些實施例中，該攪碎機之該處理裝置包含一對齒輪，且該對齒輪可轉動地安裝在該框架上。

在一些實施例中，該攪碎機之該處理裝置還包含一驅動組，與該對齒輪連接，配置為驅動該對齒輪彼此逆向旋轉。

在第三方面，本申請提供一種晶圓清洗系統，包含：一槽體、一管路組和一晶圓震盪裝置。該管路組與該槽體連接，配置為將一製程液體輸入至該槽體的內部或從該槽體的該內部輸出該製程液體。該晶圓震盪裝置包含：一機架、一攪碎機和一升降裝置。該機架包含相對的第一端和第二端。該攪碎機設置該機架的該第一端，其中該機架的該第一端和該攪碎機設置在該槽體的該內部，以及該攪碎機包含：一框架、一晶舟和一處理裝置。該框架與該機架之該第一端固定連接。該晶舟設置在該框架上，配置為承載一晶圓，其中該晶舟包含一容置腔、一第一開口和一第二開口，該容置腔配置為容置該晶圓，該第一開口作為提供該晶圓進入或離開該晶舟的通道，以及該第二開口相對於該第一開口，並且該第二開口作為排出該容置腔內的從該晶圓分離的異物的通道。該處理裝置設置在該框架上且位於該框架和該晶舟之間，其中該處理裝置與該晶舟分隔設置，以及該處理裝置面對該晶舟之該第二開口使得該異物由該晶舟之該第二開口進入該處理裝置，並且該處理裝置配置為將該異物攪碎。該升降裝置設置在該機架的該第二端，配置為控制該機架沿著垂直方向移動以帶動該攪碎機進行往復運動，其中該機架的該第二端和該升降裝置設置在該槽體的外部。

在一些實施例中，該晶圓清洗系統的該槽體包含輸入口和排出口，該輸入口設置在該槽體的側壁，以及該排出口設置在該槽體的底部並且面對該攪碎機的該處理裝置，以及經由該攪碎機的該處理裝置攪碎後的該異物從該排出口排出；以及該晶圓清洗系統的該管路組包含一循環管路，包含一輸入管路、一輸出管路、一幫浦和一過濾器，該輸入管路與該槽體之該輸入口連接，該輸出管路連接至該槽體之下游，該幫浦連接該輸入管路和該輸出管路，以及該過濾器設置在該輸出管路上。

在一些實施例中，該晶圓震盪裝置之該升降裝置，包含：一伸縮桿和一馬達，該伸縮桿與該機架之該第二端固定連接，以及該馬達與該伸縮桿連接，配置為控制該伸縮桿的伸縮。

在一些實施例中，該攪碎機之該處理裝置包含一對齒輪，且該對齒輪可轉動地安裝在該框架上。

在一些實施例中，該攪碎機之該處理裝置還包含一驅動組，與該對齒輪連接，配置為驅動該對齒輪彼此逆向旋轉。

相較於現有技術，本申請通過提供具有攪碎機的晶圓震盪裝置和晶圓清洗系統，可將從晶圓表面分離的大尺寸異物攪碎成小尺寸顆粒，使得前往下游管路的小尺寸顆粒不會阻塞管路，以確保管路系統的順暢。

現參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限於在此闡述的範例。相反，提供這些實施方式使得本申請將更加全面和完整，並將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。附圖僅為本申請的示意性圖解，並非一定是按比例繪製。圖中相同的附圖標記表示相同或類似的部分，因而將省略對它們的重複描述。

參照第1圖和第2圖，第1圖顯示根據本申請之實施例之晶圓震盪裝置之第一立體圖，以及第2圖顯示根據本申請之實施例之晶圓震盪裝置之第二立體圖。晶圓震盪裝置20包含攪碎機10。攪碎機10包含框架11、晶舟12和處理裝置13。框架11包含平板和凸台112。平板具有簍空部111，以及凸台112設置在平板上。藉由凸台112使得框架11包含兩種不同水平高度的表面，即平板的表面和凸台112的上表面。

如第1圖所示，晶舟12設置在框架11的凸台112上。應當理解的是，晶舟12為可分離地放置在框架11上，例如藉由機械手臂或搬運機構來實現晶舟12和框架11的組合或分離。晶舟12配置為承載晶圓W，包含第一開口121、第二開口122和容置腔123。容置腔123配置為容置一片或多片晶圓W。第一開口121作為提供晶圓W進入或離開晶舟12的通道。第二開口122相對於第一開口121，並且第二開口122作為排出容置腔123內的從晶圓W分離的異物的通道。從晶圓W分離的異物包含光阻、金屬、薄膜等。具體來說，晶圓的製程中包含光阻去除(photoresist stripping)步驟或金屬剝除(metal lift-off) 步驟。在光阻去除或金屬剝除步驟中，以化學液體去除晶圓W的表面的光阻和部分金屬，並且從晶圓W分離的異物會隨著化學液體流出晶舟12。

如第1圖所示，處理裝置13設置在框架11的平板上。由於框架11的平板的表面低於凸台112的上表面，因此處理裝置13位於框架11和晶舟12之間。應當注意的是，處理裝置13與晶舟12分隔設置，即處理裝置13與晶舟12之間間隔垂直距離，以避免處理裝置13與晶舟12和晶圓W直接接觸。

參照第1圖和第3圖，第3圖顯示第1圖的A部分的放大圖。處理裝置13包含第一齒輪131和第二齒輪132，且第一齒輪131和第二齒輪132可轉動地安裝在框架11上。具體來說，框架11包含一對安裝架113，且該對安裝架113固定在框架11的平板上。第一齒輪131和第二齒輪132的轉軸的兩端突出於外部，並且分別與該對安裝架113可轉動地組裝。

如第2圖和第3圖所示，處理裝置13包含驅動組，與第一齒輪131和第二齒輪132對應連接，配置為驅動第一齒輪131和第二齒輪132旋轉。驅動組包含驅動齒輪23和長桿24，其中長桿24的一端與驅動齒輪23連接，另一端與驅動器連接。驅動齒輪23與第一齒輪131和第二齒輪132的其中之一相互嚙合。驅動器控制長桿24繞軸旋轉時會帶動驅動齒輪23一起旋轉，進而使得驅動齒輪23驅使第一齒輪131和第二齒輪132的其中之一轉動。應當理解的是，在一些實施例中，亦可採用其他方式來使第一齒輪131和第二齒輪132轉動。

參照第4圖，其顯示根據本申請之實施例之攪碎機10的運作示意圖。攪碎機10的處理裝置13的第一齒輪131和第二齒輪132相互嚙合，並且第一齒輪131和第二齒輪132彼此逆向旋轉(如第4圖中的箭頭方向)。如第1圖所示，處理裝置13的一側對應於框架11的簍空部111，以及處理裝置13的另一相對側面對晶舟12之第二開口122，使得異物由晶舟12之第二開口122進入處理裝置13，並且處理裝置13配置為將異物攪碎。具體來說，如第4圖所示，通過相互嚙合且彼此逆向旋轉的第一齒輪131和第二齒輪132，進入第一齒輪131和第二齒輪132之間間隙的異物(如金屬61、光阻62)會因齒輪擠壓而破碎，進而使得大尺寸異物被攪碎成小尺寸顆粒。

如第1圖和第2圖所示，晶圓震盪裝置20還包含機架21和升降裝置22。機架21包含相對的第一端211和第二端212。攪碎機10設置在機架21的第一端211，並且攪碎機10的框架11與機架21的第一端211固定連接。升降裝置22設置在機架21的第二端212，配置為控制機架21沿著垂直方向移動以帶動攪碎機10進行往復運動。升降裝置22升降裝置包含伸縮桿221和馬達222。伸縮桿221與機架21的第二端212固定連接，以及馬達222與伸縮桿221連接，配置為控制伸縮桿221的伸縮，進而控制機架21移動至不同的水平高度。

參照第5圖，其顯示根據本申請之實施例之晶圓清洗系統1之示意圖。晶圓清洗系統1包含前述的晶圓震盪裝置20、槽體30和管路組。晶圓震盪裝置20及其攪碎機10的具體結構如同前述，在此不加以贅述。再者，晶圓震盪裝置20的機架21的第一端211和攪碎機10可移動地設置在槽體30的內部，以及機架21的第二端212和升降裝置22設置在槽體30的外部。應當注意的是，晶圓震盪裝置的升降裝置22啟動時，晶圓W會隨之上下震盪，進而可促進晶圓W與化學液體頻繁接觸以加速反應。再者，藉由震盪運動可加速將異物帶離晶圓W的表面。

如第5圖所示，槽體30包含外槽301和內槽302，且外槽301環繞內槽302。外槽301的槽壁高於內槽302的槽壁，使得從外槽301溢出的液體會進入到內槽302。外槽301和內槽302的頂部皆具有開口，且內槽302的頂部的開口作為攪碎機10的晶舟12進入或離開槽體30的通道。外槽301的側壁設置有輸入口和第一排出口，其中輸入口的水平高度高於第一排出口的水平高度。內槽302的底部設置有第二排出口，其中第二排出口的水平高度低於第一排出口的水平高度。第二排出口面對攪碎機10的處理裝置13，以及經由攪碎機10的處理裝置13攪碎後的異物從第二排出口排出。

如第5圖所示，管路組與槽體30連接，配置為將製程液體輸入至槽體30的內部或從槽體30的內部輸出製程液體。具體來說，晶圓清洗系統1的管路組包含循環管路31、第一進液管路32、第二進液管路33和排液管路。第一進液管路32的一端與化學液體供應設備40連接，以及另一端延伸至槽體30的頂部，並且正對外槽301的頂部的開口以將化學液體注入外槽301。第二進液管路33的一端與去離子水供應設備50連接，以及另一端延伸至槽體30的頂部，並且正對外槽301的頂部的開口以將化學液體注入外槽301。在本實施例中，製程液體包含化學液體和去離子水，然而不侷限於此。

如第5圖所示，管路組的循環管路31包含輸入管路311、輸出管路312、幫浦313、第一過濾器314和第二過濾器315。輸入管路311的一端連接至槽體30的外槽301的輸入口，且另一端連接至幫浦313。輸出管路312的一端連接至槽體30的內槽302的下游，且另一端連接至幫浦313。具體來說，晶圓清洗系統1包含集酸盒35。集酸盒35與內槽302的第二排出口連接，並且集酸盒35還與循環管路31的輸出管路312的一端連接。第一過濾器314設置在輸出管路312上，以及第二過濾器315設置在輸入管路311上。通過在輸出管路312上設置第一過濾器314，可避免異物進入幫浦313內部而造成幫浦313損壞。

如第5圖所示，管路組的排液管路34包含第一段和第二段。第一段連接槽體30的外槽301的第一排出口和集酸盒35。第二段連接集酸盒35和廢液收集裝置。在排液管路34的第一段設置有第一閥341，以及在排液管路34的第二段設置有第二閥342。此外，在循環管路31的輸出管路312設置有第三閥316，以及在循環管路31的輸入管路311設置有第四閥317。在第一進液管路32設置有第五閥321。在第二進液管路33設置有第六閥331。

當本申請的晶圓清洗系統1應用在晶圓的製程的光阻去除步驟或金屬剝除步驟中時，第一進液管路32的第五閥321開啟，化學液體輸入至槽體30。化學液體由外槽301往內槽302流動之循環方式，防止光阻或雜質回沾到晶圓W。具體來說，在清洗晶圓W的過程中，第一閥341和第二閥342關閉，且第三閥316和第四閥317開啟。化學液體由內槽302的底部流到集酸盒35，經由第一過濾器314過濾之後，再由幫浦313將化學液體經由第二過濾器315再次過濾後輸送回外槽301。接著，回送的化學液體由外槽301溢流進入內槽302，如此形成一次去除光阻或金屬剝除步驟的液體循環流動。應當注意的是，從晶圓W表面剝除的光阻或金屬會隨著化學液體的流動而通過晶圓震盪裝置20的攪碎機10。攪碎機10將大尺寸異物攪碎為小顆粒的金屬或光阻。並且，集酸盒35可蒐集攪碎後的顆粒。藉由攪碎機10的設計，可防止大尺寸異物堵塞槽體30的下游管路，如循環管路31和槽體30與集酸盒35之間的管路。

如第5圖所示，當將化學液體從槽體30和集酸盒35排出時，第一閥341和第二閥342開啟，且第三閥316和第四閥317關閉。因此，可將槽體30和集酸盒35內之顆粒與使用後的化學液體排至廢液收集裝置。

如第5圖所示，當清洗槽體30和集酸盒35時，第一閥341和第二閥342關閉，且第三閥316、第四閥317和第六閥331開啟。因此，可將去離子水由去離子水供應設備50注入槽體30和集酸盒35。並且，當去離子水加滿槽體30後，關閉第六閥331，並且藉由循環管路31使去離子水進行多次循環以清洗槽體30和集酸盒35。

如第5圖所示，當將去離子水從槽體30和集酸盒35排出時，第一閥341和第二閥342開啟，且第三閥316和第四閥317關閉。因此，可將槽體30和集酸盒35內之去離子水排至廢液收集裝置。

如第5圖所示，當將槽體30和集酸盒35注入化學液體時，第一閥341和第二閥342關閉，且第三閥316、第四閥317和第五閥321開啟。因此，可將化學液體(如去光阻液) 由化學液體供應設備40注入槽體30和集酸盒35。並且，當化學液體加滿槽體30後，關閉第五閥321，並且藉由循環管路31使化學液體進行多次循環，使化學液體濃度均勻分佈於槽體。

相較於現有技術，本申請通過提供具有攪碎機的晶圓震盪裝置和晶圓清洗系統，可將從晶圓表面分離的大尺寸異物攪碎成小尺寸顆粒，使得前往下游管路的小尺寸顆粒不會阻塞管路，以確保管路系統的順暢。

以上所述僅為本申請的具體實施方式，但本申請的保護範圍並不局限於此，任何所屬技術領域通常知識者在本申請揭露的技術範圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本申請的保護範圍之內。因此，本申請的保護範圍應以所述申請專利範圍的保護範圍為准。

1:晶圓清洗系統 10:攪碎機 11:框架 111:簍空部 112:凸台 113:安裝架 12:晶舟 121:第一開口 122:第二開口 123:容置腔 13:處理裝置 131:第一齒輪 132:第二齒輪 20:晶圓震盪裝置 21:機架 211:第一端 212:第二端 22:升降裝置 221:伸縮桿 222:馬達 23:驅動齒輪 24:長桿 30:槽體 301:外槽 302:內槽 31:循環管路 311:輸入管路 312:輸出管路 313:幫浦 314:第一過濾器 315:第二過濾器 316:第三閥 317:第四閥 32:第一進液管路 321:第五閥 33:第二進液管路 331:第六閥 34:排液管路 341:第一閥 342:第二閥 35:集酸盒 40:化學液體供應設備 50:去離子水供應設備 61:金屬 62:光阻 W:晶圓 A:放大圖

第1圖顯示根據本申請之實施例之晶圓震盪裝置之第一立體圖； 第2圖顯示根據本申請之實施例之晶圓震盪裝置之第二立體圖； 第3圖顯示第1圖的A部分的放大圖； 第4圖顯示根據本申請之實施例之攪碎機的運作示意圖；以及 第5圖顯示根據本申請之實施例之晶圓清洗系統之示意圖。

10:攪碎機

11:框架

111:簍空部

112:凸台

12:晶舟

121:第一開口

122:第二開口

123:容置腔

13:處理裝置

20:晶圓震盪裝置

21:機架

212:第二端

222:馬達

W:晶圓

A:放大圖

Claims (12)

1. 一種攪碎機，包含：一框架，包含一平板和一凸台，其中該凸台設置在該平板上，以及該凸台的上表面和該平板的表面位於不同水平高度；一晶舟，設置在該框架的該凸台上，配置為承載一晶圓，其中該晶舟包含一容置腔、一第一開口和一第二開口，該容置腔配置為容置該晶圓，該第一開口作為提供該晶圓進入或離開該晶舟的通道，以及該第二開口相對於該第一開口，並且該第二開口作為排出該容置腔內的從該晶圓分離的異物的通道；以及一處理裝置，設置在該框架的該平板上且位於該框架和該晶舟之間，其中該處理裝置與該晶舟分隔設置，以及該處理裝置面對該晶舟之該第二開口使得該異物由該晶舟之該第二開口進入該處理裝置，並且該處理裝置配置為將該異物攪碎。
2. 如請求項1所述的攪碎機，其中該處理裝置包含一對齒輪，且該對齒輪可轉動地安裝在該框架上。
3. 如請求項2所述的攪碎機，其中該處理裝置還包含一驅動組，與該對齒輪連接，配置為驅動該對齒輪彼此逆向旋轉。
4. 一種晶圓震盪裝置，包含：一機架，包含相對的第一端和第二端；一攪碎機，設置該機架的該第一端，包含：一框架，與該機架之該第一端固定連接；一晶舟，設置在該框架上，配置為承載一晶圓，其中該晶舟包含一容置腔、一第一開口和一第二開口，該容置腔配置為容置該晶圓，該第一開口作 為提供該晶圓進入或離開該晶舟的通道，以及該第二開口相對於該第一開口，並且該第二開口作為排出該容置腔內的從該晶圓分離的異物的通道；以及一處理裝置，設置在該框架上且位於該框架和該晶舟之間，其中該處理裝置與該晶舟分隔設置，以及該處理裝置面對該晶舟之該第二開口使得該異物由該晶舟之該第二開口進入該處理裝置，並且該處理裝置配置為將該異物攪碎；以及一升降裝置，設置在該機架的該第二端，配置為控制該機架沿著垂直方向移動以帶動該攪碎機進行往復運動。
5. 如請求項4所述的晶圓震盪裝置，其中該升降裝置，包含：一伸縮桿和一馬達，該伸縮桿與該機架之該第二端固定連接，以及該馬達與該伸縮桿連接，配置為控制該伸縮桿的伸縮。
6. 如請求項4所述的晶圓震盪裝置，其中該攪碎機之該處理裝置包含一對齒輪，且該對齒輪可轉動地安裝在該框架上。
7. 如請求項4所述的晶圓震盪裝置，其中該攪碎機之該處理裝置還包含一驅動組，與該對齒輪連接，配置為驅動該對齒輪彼此逆向旋轉。
8. 一種晶圓清洗系統，包含：一槽體；一管路組，與該槽體連接，配置為將一製程液體輸入至該槽體的內部或從該槽體的該內部輸出該製程液體；以及一晶圓震盪裝置，包含：一機架，包含相對的第一端和第二端； 一攪碎機，設置該機架的該第一端，其中該機架的該第一端和該攪碎機設置在該槽體的該內部，以及該攪碎機包含：一框架，與該機架之該第一端固定連接；一晶舟，設置在該框架上，配置為承載一晶圓，其中該晶舟包含一容置腔、一第一開口和一第二開口，該容置腔配置為容置該晶圓，該第一開口作為提供該晶圓進入或離開該晶舟的通道，以及該第二開口相對於該第一開口，並且該第二開口作為排出該容置腔內的從該晶圓分離的異物的通道；以及一處理裝置，設置在該框架上且位於該框架和該晶舟之間，其中該處理裝置與該晶舟分隔設置，以及該處理裝置面對該晶舟之該第二開口使得該異物由該晶舟之該第二開口進入該處理裝置，並且該處理裝置配置為將該異物攪碎；以及一升降裝置，設置在該機架的該第二端，配置為控制該機架沿著垂直方向移動以帶動該攪碎機進行往復運動，其中該機架的該第二端和該升降裝置設置在該槽體的外部。
9. 如請求項8所述的晶圓清洗系統，其中該晶圓清洗系統的該槽體包含輸入口和排出口，該輸入口設置在該槽體的側壁，以及該排出口設置在該槽體的底部並且面對該攪碎機的該處理裝置，以及經由該攪碎機的該處理裝置攪碎後的該異物從該排出口排出；以及該晶圓清洗系統的該管路組包含一循環管路，包含一輸入管路、一輸出管路、一幫浦和一過濾器，該輸入管路與該槽體之該輸入口連接，該輸出管路連接至該槽體之下游，該幫浦連接該輸入管路和該輸出管路，以及該過濾器設置在該輸出管路上。
10. 如請求項8所述的晶圓清洗系統，其中該晶圓震盪裝置之該升降裝置，包含：一伸縮桿和一馬達，該伸縮桿與該機架之該第二端固定連接，以及該馬達與該伸縮桿連接，配置為控制該伸縮桿的伸縮。
11. 如請求項8所述的晶圓清洗系統，其中該攪碎機之該處理裝置包含一對齒輪，且該對齒輪可轉動地安裝在該框架上。
12. 如請求項8所述的晶圓清洗系統，其中該攪碎機之該處理裝置還包含一驅動組，與該對齒輪連接，配置為驅動該對齒輪彼此逆向旋轉。

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