晶圓清洗裝置及其刷洗總成的製作方法
2023-04-23 18:11:31
專利名稱：晶圓清洗裝置及其刷洗總成的製作方法
技術領域：
本發明屬於半導體加工設備及其部件，特別是一種晶圓清洗裝置及其刷洗總成。
半導體晶圓的清洗步驟通常是藉由將純水噴灑在晶圓表面上來進行，或以刷洗裝置在晶圓表面刷洗。刷洗裝置系藉由純水及刷子移除灰塵等汙染源，以清洗晶圓表面。
如
圖1所示，傳統的以去離子水清洗晶圓裝置100包括工作平臺80、設置於工作平臺80內的洗淨槽10、設置於洗淨槽10內的真空吸盤、與真空吸盤連接的轉軸及供水器30。
作業時，將晶圓放置於真空吸盤上，藉由轉軸高速旋轉，以使晶圓在真空吸盤上高速旋轉。
工作平臺80上分別設有右臂61及左臂62。
如圖1、圖2所示，右臂61前端設有刷洗頭16及與刷洗頭16連接的步進電機41、42和汽缸43。設置於右臂61前端的刷洗頭16藉由步進電機41、42及汽缸43而可自由地移動及轉動。
如圖1所示，左臂62前端設有噴洗頭32及連接並驅動左臂62、噴洗頭32轉動的步進電機。
作業時，刷洗頭16及右臂61在步進電機41、42及汽缸43驅動下依箭頭1E方向轉動，從而與設置於真空吸盤上的晶圓接觸，用以來回刷洗晶圓；左臂62及其上噴洗頭32在步進電機驅動下依箭頭1D方向轉動，並由噴洗頭32將供水器30供應的離子水噴出以噴洗晶圓表面；如此，便可於洗淨槽10內高速旋轉的晶圓同時被以噴洗頭32噴出的離子水噴洗及被刷洗頭16刷洗。
如圖2、圖3所示，習知晶圓清洗裝置刷洗總成200包括設置於右臂61頂端的刷洗臂65、設置於刷洗臂61前端的刷洗頭16及連接並控制刷洗頭16旋轉的第一步進電機41。設置於刷洗臂65前端的刷洗頭16藉由步進電機41可自由地轉動。右臂61系設置於基座64上，且在基座64上設有容器50、控制刷洗臂65左右旋轉的第二步進電機42及帶動刷洗臂65上下移動的汽缸43。當刷洗頭16位於閒置位置時，以容器50容納刷洗頭16。
如圖3所示，刷洗頭16包括本體161、旋轉軸162及刷毛163。於本體161與旋轉軸162之間形成空間164。注水管63設置於刷洗臂65上，用以在既定時間注水至空間164中。
作業時，當習知的刷洗頭16刷洗完一片晶圓表面後，刷洗頭16藉由第二步進電機42帶動而從洗淨槽10上方移動至容器50上方，再藉由汽缸43帶動而下降至容器50中，此時，第一步進電機41帶動刷洗頭16旋轉，且注水管63向刷洗頭16的空間164內注水，藉此可一邊在刷洗頭16旋轉一邊從刷毛163上方及側邊注水的情況下清洗刷毛163。
然而，習知晶圓清洗裝置的刷洗總成200由於只藉由注水清洗刷毛163，對於吸附性較強的微塵並不易清除；且由於刷毛163清洗並不確實，可能造成晶圓間相互汙染，且影響後續晶圓微塵清除。
本發明包括工作平臺、組設於工作平臺上的基座、設置於基座上的右臂及刷洗總成；刷洗總成包括刷洗臂、設置於刷洗臂前端的刷洗頭、連接並控制刷洗頭旋轉的第一步進電機、設置於基座上的容器、控制刷洗臂於清洗槽與容器之間旋轉的第二步進電機、帶動刷洗臂上下移動的汽缸及盛裝於容器內的去離子水；容器上設有藉以震蕩容器內去離子水的震蕩器。
其中容器設有複數個向位於容器中且與去離子水分離的刷洗頭噴水清洗的噴水孔。
容器設有與排水孔及與排水孔連通的排水器；排水器與容器構成排水器開啟容器排水孔的電性連接。
設置於容器上複數個噴水孔連通接設經噴水孔向其內噴水的供水器；容器接設與排水器構成向排除髒汙的去離子水後容器內補充潔淨的去離子水電性連接的注水器。
由於本發明包括工作平臺、組設於工作平臺上的基座、設置於基座上的右臂及刷洗總成；刷洗總成包括刷洗臂、設置於刷洗臂前端的刷洗頭、連接並控制刷洗頭旋轉的第一步進電機、設置於基座上的容器、控制刷洗臂於清洗槽與容器之間旋轉的第二步進電機、帶動刷洗臂上下移動的汽缸及盛裝於容器內的去離子水；容器上設有藉以震蕩容器內去離子水的震蕩器。刷洗作業時，第一步進電機帶動刷洗頭旋轉；旋轉的刷洗頭隨藉由第二步進電機帶動轉動的刷洗臂轉動至冼淨槽上方，從而與設置於真空吸盤上高速旋轉的晶圓接觸，以來回刷洗晶圓；當刷洗頭刷洗完成一片晶圓表面後，刷洗頭隨藉由第二步進電機帶動轉動的刷洗臂自洗淨槽上方移動至容器上方；再隨藉由汽缸帶動的刷洗臂下降至容器中且與去離子水接觸；此時啟動震蕩器，震蕩去離子水以對刷洗頭的刷毛作震蕩清洗，藉以可較容易地將吸附性強的微塵振下，進而令刷毛具有較佳的潔淨度，杜絕晶圓間相互汙染，不僅清洗效果好，而且使用壽命長，從而達到本發明的目的。
圖1、為習知晶圓清洗裝置結構示意立體圖。
圖2、為習知晶圓清洗裝置刷洗總成結構示意立體圖。
圖3、為圖2中A部局部放大圖。
圖4、為本發明晶圓清洗裝置刷洗總成結構示意立體圖。
圖5、為圖4中B部局部放大圖(在離子水中)。
圖6、為圖4中B部局部放大圖(離開離子水)。
如圖4、圖5所示，本發明晶圓清洗裝置刷洗總成包括刷洗臂190、設置於刷洗臂190前端的刷洗頭180、連接並控制刷洗頭180旋轉的第一步進電機191、容器110、供水器150、排水器140、注水器170、控制刷洗臂190旋轉的第二步進電機192、帶動刷洗臂190上下移動的汽缸193及震蕩器120。
如圖5所示，刷洗頭180包括本體181、旋轉軸182及刷毛183。於本體181及旋轉軸182之間形成空間184。注水管194設置於刷洗臂190上，用以在既定時間注水至刷洗頭180的空間184中。
容器110設置於位於工作平臺80上的基座64上。如圖5所示，容器110中盛裝有去離子水130；容器110設有複數個噴水孔111及排水孔112。
供水器150連通容器110上的噴水孔111，以向位於容器110中且與去離子水130分離的刷洗頭180噴水。
排水器140與容器110排水孔112連通，並與容器110電性連接。
注水器170與排水器140電性連接。
震蕩器120設置於容器110上，且震蕩容器110內的去離子水130。
刷洗作業時，如圖4所示，第一步進電機191帶動刷洗頭180旋轉；旋轉的刷洗頭180隨藉由第二步進電機192帶動轉動的刷洗臂190轉動至冼淨槽上方，從而與設置於真空吸盤上高速旋轉的晶圓接觸，以來回刷洗晶圓。
如圖5所示，當刷洗頭180刷洗完成一片晶圓表面後，刷洗頭180隨藉由第二步進電機192帶動轉動的刷洗臂190自洗淨槽上方移動至容器110上方；再隨藉由汽缸193帶動的刷洗臂190下降至容器110中且與去離子水130接觸；此時啟動震蕩器120，震蕩去離子水130以對刷洗頭180的刷毛183作震蕩清洗，藉以振除刷毛183上附著較緊的微塵。
如圖6所示，當刷洗頭180隨藉由汽缸193帶動的刷洗臂190自容器110內上升，仍位於容器110中且與去離子水130分離時，關閉震蕩器120，令供水器150經容器110上的噴水孔111向位於容器110中且與去離子水130分離的刷洗頭180噴水，以將殘留的微塵帶離；與此同時，注水管194向刷洗頭180的空間184內注水，以持續清洗刷毛183。
刷洗頭180隨藉由汽缸193帶動的刷洗臂190繼續自容器110內上升，並隨藉由第二步進電機192帶動轉動的刷洗臂190自容器110上方移動至洗淨槽上方，從而再次與設置於真空吸盤上高速旋轉的第二片晶圓接觸，用以來回刷洗第二片晶圓。
當刷洗頭180刷洗完既定數量的晶圓且本身已進行相對次數清洗後，令排水器140開啟容器110的排水孔112，以將容器110中使用過的去離子水130排除；並令與排水器140電性連接的注水器170向排除汙去離子水後的容器110內補充潔淨的去離子水130。
刷洗頭180位於容器110中清洗時，可由第一步進電機191帶動旋轉；亦可不旋轉。
本發明藉由加設震蕩器120，可較容易地將吸附性強的微塵振下，進而令刷毛183具有較佳的潔淨度，杜絕晶圓間相互汙染，達到較好的清洗效果，並延長其使用壽命。
權利要求
1.一種晶圓清洗裝置刷洗總成，它包括刷洗臂、設置於刷洗臂前端的刷洗頭、連接並控制刷洗頭旋轉的第一步進電機、容器、控制刷洗臂於清洗槽與容器之間旋轉的第二步進電機、帶動刷洗臂上下移動的汽缸及盛裝於容器內的去離子水；其特徵在於所述的容器上設有藉以震蕩容器內去離子水的震蕩器。
2.根據權利要求1所述的晶圓清洗裝置刷洗總成，其特徵在於所述的容器設有複數個向位於容器中且與去離子水分離的刷洗頭噴水清洗的噴水孔。
3.根據權利要求1或2所述的晶圓清洗裝置刷洗總成，其特徵在於所述的容器設有與排水孔及與排水孔連通的排水器；排水器與容器構成排水器開啟容器排水孔的電性連接。
4.根據權利要求3所述的晶圓清洗裝置刷洗總成，其特徵在於所述的設置於容器上複數個噴水孔連通接設經噴水孔向其內噴水的供水器；容器接設與排水器構成向排除髒汙的去離子水後容器內補充潔淨的去離子水電性連接的注水器。
5.一種晶圓清洗裝置，它包括工作平臺、組設於工作平臺上的基座、設置於基座上的右臂及刷洗總成；刷洗總成包括刷洗臂、設置於刷洗臂前端的刷洗頭、連接並控制刷洗頭旋轉的第一步進電機、設置於基座上的容器、控制刷洗臂於清洗槽與容器之間旋轉的第二步進電機、帶動刷洗臂上下移動的汽缸及盛裝於容器內的去離子水；其特徵在於所述的容器上設有藉以震蕩容器內去離子水的震蕩器。
6.根據權利要求5所述的晶圓清洗裝置，其特徵在於所述的容器設有複數個向位於容器中且與去離子水分離的刷洗頭噴水清洗的噴水孔。
7.根據權利要求5或6所述的晶圓清洗裝置，其特徵在於所述的容器設有與排水孔及與排水孔連通的排水器；排水器與容器構成排水器開啟容器排水孔的電性連接。
8.根據權利要求7所述的晶圓清洗裝置，其特徵在於所述的設置於容器上複數個噴水孔連通接設經噴水孔向其內噴水的供水器；容器接設與排水器構成向排除髒汙的去離子水後容器內補充潔淨的去離子水電性連接的注水器。
全文摘要
一種晶圓清洗裝置及其刷洗總成。為提供一種清洗效果好、使用壽命長的半導體加工設備及其部件，提出本發明，它包括工作平臺、組設於工作平臺上的基座、設置於基座上的右臂及刷洗總成；刷洗總成包括刷洗臂、設置於刷洗臂前端的刷洗頭、連接並控制刷洗頭旋轉的第一步進電機、設置於基座上的容器、控制刷洗臂於清洗槽與容器之間旋轉的第二步進電機、帶動刷洗臂上下移動的汽缸及盛裝於容器內的去離子水；容器上設有藉以震蕩容器內去離子水的震蕩器。
文檔編號H01L21/304GK1428821SQ0114475
公開日2003年7月9日 申請日期2001年12月26日 優先權日2001年12月26日
發明者曾高茂, 曾素玲, 張欣怡 申請人:矽統科技股份有限公司