一種可控制晶圓片間距的清洗槽的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種可控制晶圓片間距的清洗槽，屬于半導體集成電路工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，包括驅(qū)動裝置、運動絲桿以及若干個相對獨立的晶圓基座，各晶圓基座夾緊所述運動絲桿，并在所述運動絲桿的帶動下做水平正向或反向運動，各晶圓基座到達清洗槽的預設位置后，松開運動絲桿。本實用新型通過運動絲桿帶動各晶圓基座做正向或反向運動，同時控制各晶圓基座的開合，使各晶圓基座放置在清洗槽的預設位置，從而合理調(diào)整晶圓的片間距，防止因晶圓的片間距過小導致反應速率過慢；本實用新型機械結(jié)構(gòu)簡單，成本低，便于維護，提高反應速率的同時增加晶圓產(chǎn)量。
【專利說明】一種可控制晶圓片間距的清洗槽

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于半導體集成電路工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體的，涉及一種可控制晶圓片間距的清洗槽。

【背景技術(shù)】
[0002]在隨著集成電路特征尺寸進入到深亞微米階段，集成電路晶片制造工藝中所要求的晶片表面的潔凈度越來越苛刻，為了保證晶片材料表面的潔凈度，集成電路的制造工藝中存在數(shù)百道清洗工序，清洗工序占了整個制造過程的30%。
[0003]其中，清洗工藝包括濕法工藝以及干法工藝，所謂濕法工藝，就是將晶圓利用酸堿有機物等液體化學品等進行浸泡或沖洗，用以達到清洗表面顆粒、去除反應聚合物、刻蝕表面膜層等目的。工藝方式按照片數(shù)可分為批式處理和單片式處理，批式處理多用在產(chǎn)量需求高、工藝要求相對較低的場合。
[0004]通常批量式清洗設備由多個濕法清洗槽并列擺放組成，按照預先設定的工藝步驟，將1?2盒硅片合并后由機械臂同時放入一個清洗槽，利用槽體內(nèi)預先設置好的化學藥品對晶圓進行濕法處理，經(jīng)過設定好時間的工藝后，由機械臂抓起后放入下一個槽繼續(xù)下一個步驟，直至經(jīng)過所有規(guī)定槽體完成所有工藝，其中，不同槽體內(nèi)的盛放的化學藥液可能不同，在工藝過程中的作用也不盡相同；最后還需經(jīng)過純水沖洗和干燥兩個步驟后，晶圓才能被機械臂抓出放回晶圓盒內(nèi)。
[0005]這種批量式清洗設備的突出優(yōu)點是產(chǎn)量高，一次可同時放入2盒左右的晶圓，且因為濕法清洗槽有多個，當前批次晶圓完成了前槽的工藝進入后槽時，即前槽處于空閑狀態(tài)，后續(xù)批次的晶圓可持續(xù)載入，通過設備端控制算法的設定，可以保證前后批次的晶圓工藝時間不沖突，這樣可以進一步保證設備的高產(chǎn)出率，這種批量式清洗設備對于產(chǎn)量要求很高的晶圓制造廠無疑具有很高利用價值。
[0006]此外，這種批量式清洗設備的另一個優(yōu)點是機械結(jié)構(gòu)相對簡單，由于晶圓在清洗槽內(nèi)通常只是整體浸泡，沒有旋轉(zhuǎn)噴灑等額外動作，使得設備的結(jié)構(gòu)相比單片式工藝設備要簡單，便于設備的維護工作。
[0007]請參考圖1，圖1是現(xiàn)有的晶圓清洗槽的結(jié)構(gòu)不意圖，包括晶圓10和晶圓基座2，現(xiàn)有的清洗槽通常由機械手一次性將晶圓10 —起放入清洗槽內(nèi)用于承載晶圓的晶圓基座2上，而現(xiàn)有的晶圓基座2為一體式基座，即晶圓基座2上承載的晶圓10之間的距尚為固定距離。
[0008]上述晶圓清洗槽的缺點是顯而易見的，由于一次性放入幾十片晶圓同時在清洗槽中反應，晶圓片與片之間的間隙非常小，用于反應的化學藥液在片間的狹小區(qū)域內(nèi)容易產(chǎn)生反應飽和的狀態(tài)，影響了反應的速度和效率，另外，當化學藥液為較粘稠的液體時，粘稠的藥液在晶圓片間的流動速度減緩，進一步影響了工藝效果。雖然可以通過延長反應時間的方法來達到相同的工藝要求，但延長反應時間的方法和提高產(chǎn)量的初衷又是背道而馳的。針對上述問題，業(yè)界亟需提供一種可控制晶圓片間距的清洗槽以解決上述問題。實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供了一種可控制晶圓片間距的清洗槽，解決晶圓的片間距過小導致反應速率過慢的問題。
[0010]為解決上述問題，本實用新型提供一種可控制晶圓片間距的清洗槽，包括清洗槽本體，還包括驅(qū)動裝置、運動絲桿以及若干個相對獨立的晶圓基座；所述驅(qū)動裝置安裝在所述清洗槽本體外側(cè)，用于驅(qū)動所述運動絲桿做水平正向或反向運動；所述運動絲桿設于所述清洗槽內(nèi)部，用于承載并帶動各晶圓基座在水平方向上產(chǎn)生不同預設長度的位移；所述晶圓基座包括:晶圓牙槽、開合裝置以及聯(lián)軸器；所述晶圓牙槽用于承載并固定晶圓，所述開合裝置用于夾緊或松開所述運動絲桿，其具有用于感測所述晶圓基座位移長度的位置傳感器，所述聯(lián)軸器用于連接所述晶圓牙槽以及開合裝置；
[0011]其中，在控制片間距的過程中，所述各晶圓基座夾緊所述運動絲桿，并在所述運動絲桿的帶動下做水平正向或反向運動，所述位置傳感器感測到達清洗槽的預設位置后，所述開合裝置松開所述運動絲桿。
[0012]優(yōu)選的，所述開合裝置包括兩塊相互配合的夾持塊，且所述夾持塊的一端與所述聯(lián)軸器活動連接；其中，所述開合裝置具有打開和閉合狀態(tài)，當所述開合裝置閉合時，所述夾持塊相互接近直至夾緊所述運動絲桿，當所述開合裝置打開時，夾持在所述運動絲桿上的夾持塊同時遠離所述運動絲桿。
[0013]優(yōu)選的，所述聯(lián)軸器具有供所述夾持塊做水平往復運動的滑軌，所述夾持塊的上端與所述聯(lián)軸器的滑軌滑動連接。
[0014]優(yōu)選的，所述開合裝置具有與所述運動絲桿外徑相適應的弧面。
[0015]優(yōu)選的，所述運動絲桿的外表面加工有螺紋牙，所述開合裝置的弧面上加工有一段與所述運動絲桿的螺紋牙相對應的螺紋凹槽，所述運動絲桿的螺紋牙可容納在所述開合裝置的螺紋凹槽內(nèi)，并與所述螺紋凹槽旋合形成螺紋副。
[0016]優(yōu)選的，所述驅(qū)動裝置包括驅(qū)動氣缸或驅(qū)動電機。
[0017]優(yōu)選的，所述驅(qū)動電機為步進電機，且所述步進電機連接高細分驅(qū)動器，所述高細分驅(qū)動器用于提高所述步進電機的調(diào)速精度。
[0018]優(yōu)選的，所述運動絲桿以及所述各晶圓基座的外表面涂覆有耐酸層和/或耐堿層。
[0019]優(yōu)選的，所述晶圓牙槽具有與所述晶圓邊緣相適應的弧形凹槽，所述弧形凹槽用于承載所述晶圓。
[0020]優(yōu)選的，所述晶圓牙槽具有固定所述晶圓的夾緊件。
[0021]從上述技術(shù)方案可以看出，本實用新型提供的可控制晶圓片間距的清洗槽，通過運動絲桿帶動各晶圓基座做正向或反向運動，同時控制各晶圓基座的開合，使各晶圓基座放置在清洗槽的預設位置，從而合理調(diào)整晶圓的片間距，防止因晶圓的片間距過小導致反應速率過慢；本實用新型機械結(jié)構(gòu)簡單，成本低，便于維護，提高反應速率的同時增加晶圓產(chǎn)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本實用新型有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中:
[0023]圖1是現(xiàn)有的晶圓清洗槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本實用新型可控制晶圓片間距的清洗槽調(diào)控前的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本實用新型可控制晶圓片間距的清洗槽調(diào)控中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是本實用新型可控制晶圓片間距的清洗槽調(diào)控后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5是本實用新型實施例晶圓基座閉合時的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0028]圖6是本實用新型實施例晶圓基座打開時的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0029][圖中附圖標記]:
[0030]10、晶圓；2、現(xiàn)有的晶圓基座；20、清洗槽本體；30、驅(qū)動裝置；40、運動絲桿；50、晶圓基座；51、晶圓牙槽；52、聯(lián)軸器；53、開合裝置。

【具體實施方式】
[0031]為使本實用新型的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本實用新型的內(nèi)容作進一步說明。當然本實用新型并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。其次，本實用新型利用示意圖進行了詳細的表述，在詳述本實用新型實例時，為了便于說明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應以此作為對本實用新型的限定。
[0032]需要說明的是，在下述的實施例中，利用圖2?圖6的結(jié)構(gòu)示意圖對按本實用新型一種可控制晶圓片間距的清洗槽進行了詳細的表述。在詳述本實用新型的實施方式時，為了便于說明，各示意圖不依照一般比例繪制并進行了局部放大及省略處理，因此，應避免以此作為對本實用新型的限定。
[0033]請參閱圖2?圖6，圖2?圖4分別是本實用新型優(yōu)選實施例可控制晶圓片間距的清洗槽調(diào)控前、調(diào)控中、調(diào)控后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5?圖6分別是本實用新型實施例晶圓基座閉合時、打開時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]如圖2?4所示，本實用新型提供了一種可控制晶圓片間距的清洗槽，包括清洗槽本體20，還包括驅(qū)動裝置30、運動絲桿40以及若干個相對獨立的晶圓基座50 ;驅(qū)動裝置30安裝在清洗槽本體20外側(cè)，用于驅(qū)動運動絲桿40做水平正向或反向運動；運動絲桿40設于清洗槽20內(nèi)部，用于承載并帶動各晶圓基座50在水平方向上產(chǎn)生不同預設長度的位移；各晶圓基座50用于夾緊或松開運動絲桿40 ;在控制片間距的過程中，各晶圓基座50夾緊運動絲桿40，并在運動絲桿40的帶動下做水平正向或反向運動，到達清洗槽本體20的預設位置后，各晶圓基座50松開運動絲桿40。
[0035]如圖5所示，晶圓基座50包括:晶圓牙槽51、開合裝置53以及聯(lián)軸器52 ;晶圓牙槽51用于承載并固定晶圓10，開合裝置53用于夾緊或松開運動絲桿40，其具有用于感測晶圓基座50位移長度的位置傳感器，聯(lián)軸器52用于連接晶圓牙槽51以及開合裝置53。其中，開合裝置53包括兩塊相互配合的夾持塊，且夾持塊的一端與聯(lián)軸器52活動連接，開合裝置53具有與運動絲桿40外徑相適應的弧面。當開合裝置53閉合時，夾持塊相互接近直至夾緊運動絲桿40，當開合裝置53打開時，夾持在運動絲桿上的夾持塊同時遠離運動絲桿40。
[0036]如圖6所示，聯(lián)軸器52具有供夾持塊做水平往復運動的滑軌，夾持塊的上端與聯(lián)軸器52的滑軌滑動連接；此外，晶圓牙槽51具有與晶圓10邊緣相適應的弧形凹槽，弧形凹槽用于承載晶圓10 ;晶圓牙槽51還具有固定晶圓10的夾緊件。
[0037]本實施例中，運動絲桿40的外表面加工有螺紋牙，開合裝置53的弧面上加工有一段與運動絲桿40的螺紋牙相對應的螺紋凹槽，運動絲桿40的螺紋牙可容納在開合裝置53的螺紋凹槽內(nèi)，并與螺紋凹槽旋合形成螺紋副。
[0038]具體的，清洗槽連接控制機臺，控制機臺根據(jù)間距要求計算出每一片晶圓相對于初始位置所需要行進的距離，由此確定每一片晶圓最后的停止位置，且停止位置各不相同，最終的晶圓間隔距離與預先設定間距保持一致。假設晶圓片片間間隔要求為delta，其中設定第1片晶圓的初始位置為P0，則在移動過程中，第η片晶圓的位置Ρη可以由以下公式設定:
[0039]Ρη= Ρ 0+(n-1) *delta
[0040]因此，只要在控制機臺端設定初始位置、片數(shù)、間隔距離，每一片晶圓最終位置即可確定，接下來驅(qū)動裝置控制每一片晶圓移動所需要的脈沖電壓。
[0041 ] 在清洗工藝結(jié)束后，所有的開合裝置53閉合重新與運動絲桿40連接，驅(qū)動裝置30帶動運動絲桿40做反向運動，每一片晶圓10的移動距離與之前完全相同，在晶圓移動10到了初始位置后，此時晶圓基座50上的開合裝置53打開，斷開與運動絲桿40的連接，該晶圓10就在當前位置保持靜止，等待所有晶圓10回到初始位置，機械手就可以將晶圓10從清洗槽內(nèi)取出。
[0042]本實施例中，驅(qū)動裝置30包括驅(qū)動氣缸或驅(qū)動電機，驅(qū)動氣缸利用壓縮空氣控制氣缸活塞的運動來開合，驅(qū)動電機直接通過直流電機方式直接控制。驅(qū)動電機優(yōu)選為步進電機，且步進電機可連接高細分驅(qū)動器，高細分驅(qū)動器用于提高步進電機的調(diào)速精度。步進電機的型號類型沒有具體限制，可根據(jù)實際系統(tǒng)情況選定。
[0043]需要注意的是，對于有些用到腐蝕性或酸堿性液體的清洗槽，運動絲桿40以及各晶圓基座50在選擇材料方面應選擇耐酸堿耐腐蝕的材料，并且做好密封設計，運動絲桿40以及各晶圓基座50的外表面可涂覆有耐酸層和/或耐喊層。
[0044]綜上所述，本實用新型提供的可控制晶圓片間距的清洗槽，通過運動絲桿40帶動各晶圓基座50做正向或反向運動，同時控制各晶圓基座50的開合，使各晶圓基座50放置在清洗槽10的預設位置，從而合理調(diào)整晶圓10的片間距，防止因晶圓10的片間距過小導致反應速率過慢；本實用新型機械結(jié)構(gòu)簡單，成本低，便于維護，提高反應速率的同時增加晶圓產(chǎn)量。
[0045]此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等。
[0046]可以理解的是，雖然本實用新型已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本實用新型。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可控制晶圓片間距的清洗槽，包括清洗槽本體，其特征在于，還包括驅(qū)動裝置、運動絲桿以及若干個相對獨立的晶圓基座； 所述驅(qū)動裝置安裝在所述清洗槽本體外側(cè)，用于驅(qū)動所述運動絲桿做水平正向或反向運動； 所述運動絲桿設于所述清洗槽內(nèi)部，用于承載并帶動各晶圓基座在水平方向上產(chǎn)生不同預設長度的位移； 所述晶圓基座包括:晶圓牙槽、開合裝置以及聯(lián)軸器；所述晶圓牙槽用于承載并固定晶圓，所述開合裝置用于夾緊或松開所述運動絲桿，其具有用于感測所述晶圓基座位移長度的位置傳感器，所述聯(lián)軸器用于連接所述晶圓牙槽以及開合裝置； 其中，在控制片間距的過程中，所述各晶圓基座夾緊所述運動絲桿，并在所述運動絲桿的帶動下做水平正向或反向運動，所述位置傳感器感測到達清洗槽本體的預設位置后，所述開合裝置松開所述運動絲桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控制晶圓片間距的清洗槽，其特征在于，所述開合裝置包括兩塊相互配合的夾持塊，且所述夾持塊的一端與所述聯(lián)軸器活動連接；其中，所述開合裝置具有打開和閉合狀態(tài)，當所述開合裝置閉合時，所述夾持塊相互接近直至夾緊所述運動絲桿，當所述開合裝置打開時，夾持在所述運動絲桿上的夾持塊同時遠離所述運動絲桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可控制晶圓片間距的清洗槽，其特征在于，所述聯(lián)軸器具有供所述夾持塊做水平往復運動的滑軌，所述夾持塊的上端與所述聯(lián)軸器的滑軌滑動連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控制晶圓片間距的清洗槽，其特征在于，所述開合裝置具有與所述運動絲桿外徑相適應的弧面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可控制晶圓片間距的清洗槽，其特征在于，所述運動絲桿的外表面加工有螺紋牙，所述開合裝置的弧面上加工有一段與所述運動絲桿的螺紋牙相對應的螺紋凹槽，所述運動絲桿的螺紋牙可容納在所述開合裝置的螺紋凹槽內(nèi)，并與所述螺紋凹槽旋合形成螺紋副。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控制晶圓片間距的清洗槽，其特征在于，所述驅(qū)動裝置包括驅(qū)動氣缸或驅(qū)動電機。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可控制晶圓片間距的清洗槽，其特征在于，所述驅(qū)動電機為步進電機，且所述步進電機連接高細分驅(qū)動器，所述高細分驅(qū)動器用于提高所述步進電機的調(diào)速精度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控制晶圓片間距的清洗槽，其特征在于，所述運動絲桿以及所述各晶圓基座的外表面涂覆有耐酸層和/或耐喊層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控制晶圓片間距的清洗槽，其特征在于，所述晶圓牙槽具有與所述晶圓邊緣相適應的弧形凹槽，所述弧形凹槽用于承載所述晶圓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控制晶圓片間距的清洗槽，其特征在于，所述晶圓牙槽具有固定所述晶圓的夾緊件。
【文檔編號】B08B13/00GK204194360SQ201420635189
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】厲心宇 申請人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司