CN214043613U - 晶圆浸泡清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶圆浸泡清洗装置，其包含浸泡槽、升降机构及振荡机构。当升降机构所具有的晶舟朝下方的浸泡槽移动，使复数晶舟凹槽承载的复数晶圆完全浸入浸泡槽内的化学液体后，振荡机构所具有的顶起平台顶持于复数晶圆的底部。顶起平台接着朝上移动特定距离以带动复数晶圆朝上移动所述特定距离，使各晶圆脱离各晶舟凹槽的限制后，振荡机构驱动顶起平台，使顶起平台驱动复数晶圆进行往复振荡。

Description

晶圆浸泡清洗装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种晶圆装置，特别涉及一种晶圆浸泡清洗装置。

【背景技术】

随者半导体组件的微小化(miniaturization)，以及芯片导线连接(interconnection)图案密度的持续增加，导线逐渐朝向更小线宽与线距(fine linewidth and space)的方向发展，这使得半导体清洗蚀刻制程面临更加严峻的挑战。

目前晶圆或基板通常需要进行多道清洗与蚀刻处理制程，才能确保最终清洗蚀刻效果，进而满足组件的制程规格需求。

现阶段的晶圆清洗仍以湿式清洗为主。湿式清洗通常分为浸泡式清洗和单晶圆旋转喷洗两种方式。

浸泡式清洗能同时处理复数片晶圆，具有很高的清洗效率。然而随着半导体组件关键尺寸的缩小，浸泡式清洗已经越来越无法满足湿式清洗的要求，其原因之一在于浸泡式清洗的污染物去除率受到一定的限制。这是因为即使在清洗中使用高纯度的化学试剂与去离子水，从晶圆上清洗下来的污染物仍会存在于清洗液中而对基板造成二次污染。为了避免晶圆被二次污染，单晶圆旋转喷洗正逐步取代浸泡式清洗。

又或者，如本案申请人所获颁的「晶圆湿处理工作站」专利(证书号：CN211017026U)所示，可先透过浸泡式清洗的方式处理复数片晶圆，于清洗完毕后将复数片晶圆进行90度翻转，使复数晶圆呈现水平设置的态样后，再逐片取出以单晶圆旋转喷洗完成后续处理，如此便可于避免二次污染的同时，仍提高整体的晶圆清洗效率。

当进行浸泡式清洗时，承载有复数晶圆的晶舟除了要完全浸入至浸泡槽内，尚须控制晶舟在浸泡槽内进行升降振荡，才能够让晶舟内的复数晶圆与浸泡槽内的化学液体充分作用，达到清洗晶圆表面的效果。此外，晶圆被承载于晶舟内时，为了避免晶圆彼此之间发生碰撞，晶圆会对应地被设置于晶舟所具有的晶舟凹槽内，如此一来，当晶舟内的复数晶圆随着晶舟同步进行升降振荡时，各晶圆的振荡作动始终会被各晶舟凹槽所限制，这使浸泡槽内的化学液体在清洗晶圆时，化学液体的流场会受到晶舟凹槽的影响，造成流场阻碍，导致靠近晶舟凹槽处的晶圆的二侧边与化学液体无法充分或完全接触，从而严重影响清洗效果。

有鉴于此，如何提供一种晶圆浸泡清洗装置，使当晶圆被设置于浸泡槽的化学液体内进行振荡时，化学液体能完全接触到靠近晶舟凹槽处的晶圆的二侧边，乃为此一业界亟待解决的问题。

【实用新型内容】

本实用新型的一目的在于提供一种晶圆浸泡清洗装置，当晶舟具有的复数晶舟凹槽承载复数晶圆并完全浸入浸泡槽内的化学液体后，振荡机构所具有的顶起平台顶持于各晶圆的底部，顶起平台接着朝上移动特定距离以带动复数晶圆朝上移动所述特定距离，借此显露出原本靠近晶舟凹槽处的晶圆的二侧边。晶圆的二侧边露出于晶舟凹槽后，振荡机构驱动顶起平台，使顶起平台同步驱动复数晶圆进行往复振荡，让化学液体得以充分且完全地接触原本靠近晶舟凹槽处的晶圆的二侧边，提升晶圆的清洗效果。

为达上述目的，本实用新型的一种晶圆浸泡清洗装置，包含：

浸泡槽，浸泡槽内侧用以容纳化学液体；

升降机构，设置于浸泡槽上方，升降机构具有晶舟，晶舟具有复数晶舟凹槽以承载复数晶圆；以及

振荡机构，邻设于浸泡槽，振荡机构具有连接设置的顶起平台，且顶起平台浸设于浸泡槽的化学液体内；

其中，当晶舟朝下方的浸泡槽移动，使复数晶舟凹槽所承载的复数晶圆完全浸入化学液体后，顶起平台顶持于各晶圆的底部，顶起平台接着朝上移动特定距离以带动复数晶圆朝上移动所述特定距离，使各晶圆脱离各晶舟凹槽的限制后，振荡机构驱动顶起平台，使顶起平台驱动复数晶圆进行往复振荡。

于本实用新型的晶圆浸泡清洗装置中，复数晶舟凹槽彼此等距设置。

于本实用新型的晶圆浸泡清洗装置中，晶舟凹槽自晶圆的侧边及侧边下方顶持晶圆。

于本实用新型的晶圆浸泡清洗装置中，当顶起平台设置于浸泡槽内时，顶起平台不与浸泡槽的底部接触。

于本实用新型的晶圆浸泡清洗装置中，顶起平台具有复数顶起平台凹槽，且各顶起平台凹槽顶持于各晶圆的底部。

于本实用新型的晶圆浸泡清洗装置中，所述特定距离介于5 mm～10mm之间。

于本实用新型的晶圆浸泡清洗装置中，顶起平台驱动复数晶圆进行往复振荡时，往复振荡的频率介于30rpm～100rpm之间。

于本实用新型的晶圆浸泡清洗装置中，往复振荡为沿垂直方向的上下振荡。

于本实用新型的晶圆清洗装置中，复数晶圆沿垂直方向或水平方向插设于复数晶舟凹槽内。

于本实用新型的晶圆清洗装置中，当复数晶圆由水平式传动机构送至晶圆浸泡清洗装置时，复数晶圆沿水平方向插设于复数晶舟凹槽内，随后可利用升降机构的翻转功能将晶舟进行垂直翻转，使复数晶圆处于垂直设置的方向后，晶舟再朝下浸入于浸泡槽的化学液体内。

于本实用新型的晶圆清洗装置中，当晶舟朝下方的浸泡槽移动，使复数晶舟凹槽所承载的复数晶圆完全浸入化学液体后，晶舟维持固定不动。

为让本实用新型的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

【附图说明】

图1为本实用新型晶圆清洗装置的立体图。

图2为本实用新型晶圆清洗装置的升降机构所具有的晶舟完全浸入浸泡槽内的化学液体的示意图。

图3为本实用新型晶圆清洗装置的振荡机构所具有的顶起平台顶持于晶圆的底部的立体图。

图4为本实用新型晶圆清洗装置的振荡机构所具有的顶起平台顶持于晶圆的底部的前视图。

图5为本实用新型晶圆清洗装置的振荡机构所具有的顶起平台朝上移动特定距离以带动晶圆朝上移动所述特定距离的立体图。

图6为本实用新型晶圆清洗装置的振荡机构所具有的顶起平台朝上移动特定距离以带动晶圆朝上移动所述特定距离的前视图。

【具体实施方式】

为了让本实用新型的上述及其他目的、特征、优点能更明显易懂，下文将特举本实用新型优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。再者，本实用新型所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧层、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。

本实用新型关于一种晶圆浸泡清洗装置，其乃是基于本案申请人先前获颁的「晶圆湿处理工作站」专利(证书号：CN 211017026U)而进行的改良。于「晶圆湿处理工作站」专利中，被装载于晶舟内的复数晶圆乃是以垂直于浸泡槽清洗液的液面的方式朝下浸入于清洗液内。在完成浸泡槽的清洗程序后，将晶舟上升使复数晶圆离开浸泡槽，并透过翻转部将晶舟进行90度翻转，使原本垂直设置的晶圆被翻转为水平设置的晶圆，继而利用机械手臂将复数晶圆逐片取出以进行单晶圆旋转喷洗。换言之，申请人先前获颁的「晶圆湿处理工作站」专利即是透过一站式的「Soaking&Sing wafer Spin设备」，结合浸泡式清洗与单晶圆旋转喷洗来提高整体的晶圆清洗效率。

本实用新型的晶圆浸泡清洗装置则是针对晶圆处于浸泡式清洗阶段时所进行的优化改良。当复数晶圆处于浸泡式清洗时，本实用新型晶圆浸泡清洗装置所具有的顶起平台可朝上移动特定距离以带动复数晶圆朝上移动所述特定距离，借此显露出原本靠近晶舟凹槽处的晶圆的二侧边。晶圆的二侧边露出于晶舟凹槽后，振荡机构驱动顶起平台，使顶起平台驱动复数晶圆进行往复振荡，让化学液体得以充分且完全地接触原本靠近晶舟凹槽处的晶圆的二侧边，提升晶圆的清洗效果。

参阅图1，本实用新型的晶圆浸泡清洗装置100包含浸泡槽 200、升降机构300及振荡机构400。浸泡槽200的内侧用以容纳化学液体500。升降机构300设置于浸泡槽200上方，升降机构300 具有晶舟310，且晶舟310具有复数晶舟凹槽312以承载复数晶圆 600(图式中仅绘示单一晶圆600以方便说明)。振荡机构400邻设于浸泡槽200，振荡机构400具有连接设置的顶起平台410，且顶起平台410浸设于浸泡槽200的化学液体500内。

利用升降机构300的翻转功能将晶舟310进行垂直翻转(即： 90度翻转)，使复数晶圆600处于垂直设置的方向后，晶舟310再朝下浸入于浸泡槽200的化学液体500内。

当复数晶圆600由水平式传动机构(图未示出)传送至晶圆浸泡清洗装置100的上方时，复数晶圆600乃是先沿水平方向插设于复数晶舟凹槽312内。随后，参阅图2，利用升降机构300的翻转功能将晶舟310进行垂直翻转(即：90度翻转)，使复数晶圆600 处于垂直设置的方向后，晶舟310再朝下浸入于浸泡槽200的化学液体500内，使复数晶舟凹槽312所承载的复数晶圆600完全地浸入化学液体500内。

参阅图3及图4(为方便说明，已省略浸泡槽200与化学液体 500的绘示)，当复数晶圆600完全浸入化学液体500内后，顶起平台410适可顶持于各晶圆600的底部610。如图5及图6所示，顶起平台410接着朝上移动特定距离D以带动复数晶圆600朝上移动特定距离D，使各晶圆600脱离各晶舟凹槽312的限制后，振荡机构400驱动顶起平台410，使顶起平台410同步驱动复数晶圆600 进行往复振荡。

于本实施例中，复数晶舟凹槽312彼此等距设置，且当晶舟 310的复数晶舟凹槽312承载复数晶圆600时，晶舟凹槽312是自晶圆600的侧边620及侧边下方622顶持晶圆600。

于一较佳实施例中，当顶起平台410设置于浸泡槽200内时，顶起平台410不与浸泡槽200的底部210接触。换言之，顶起平台 410是设置于浸泡槽200的底部210的上方。此设置的目的是为了使晶舟310完全浸入浸泡槽200内且顶起平台410顶持于各晶圆 600的底部610时，晶圆600的底部610可不与浸泡槽200的底部210 碰触，避免晶圆600的底部610因不当碰触到浸泡槽200的底部210 时所可能对造成的损坏。

请再次参阅图3，于本实用新型的晶圆浸泡清洗装置100中，顶起平台410进一步具有复数顶起平台凹槽412，当复数晶舟凹槽 312所承载的复数晶圆600完全浸入化学液体500内之后，便可透过顶起平台410具有的顶起平台凹槽412顶持于各晶圆600的底部 610。

于本实用新型的晶圆浸泡清洗装置100中，顶起平台410带动复数晶圆600朝上移动的特定距离D介于5mm～10mm之间。当顶起平台410驱动复数晶圆600进行升降式的往复振荡时(即：为沿垂直方向的上下振荡)，往复振荡的频率介于30rpm～100rpm之间，且往复振荡的震幅为4mm。

由于顶起平台410带动复数晶圆600朝上移动特定距离D后，会使得各晶圆600的侧边620及侧边下方622脱离各晶舟凹槽312 的限制，故晶圆600上原本靠近晶舟凹槽312处的二侧边620将自晶舟凹槽312处露出，让化学液体500得以充分并完全地接触原本靠近晶舟凹槽312处的二侧边620，防止产生化学液体500的流场阻碍，提升晶圆600的整体清洗效果。

需说明的是，虽然顶起平台410带动复数晶圆600朝上移动特定距离D后，会使得各晶圆600的侧边620及侧边下方622脱离各晶舟凹槽312的限制，但因为各晶圆600的底部610在此时已被顶起平台410的复数顶起平台凹槽412所顶持，且复数顶起平台凹槽 412对应于复数晶舟凹槽312的设置方式，也具有彼此等距设置的结构，如此一来，即便各晶圆600处于被顶起平台410驱动而进行升降式的往复振荡的状态，各晶圆600在往复振荡期间依旧不会产生相互碰撞的情况。

于本实施例中，复数晶圆600是沿垂直方向插设于晶舟310 所具有的复数晶舟凹槽312内，但并非以此做为限制。换言之，复数晶圆600也可先沿水平方向插设于晶舟310所具有的复数晶舟凹槽312内，随后利用升降机构300将晶舟310进行翻转，使复数晶圆600处于垂直设置的方向后，再朝下浸入于浸泡槽200的化学液体500内。

此外，当晶舟310朝下方的浸泡槽200移动，使复数晶舟凹槽 312所承载的复数晶圆600完全浸入化学液体500后，晶舟310的位置便将维持固定不动。换言之，在顶起平台410带动复数晶圆600 朝上移动特定距离D，且随后驱动复数晶圆600进行往复振荡的期间，晶舟310皆呈现固定不动的状态。

综上所述，本实用新型的晶圆浸泡清洗装置100在将复数晶圆600完全地浸入浸泡槽200的化学液体500内后，透过顶起平台 410的作动，使复数晶圆600朝上移动特定距离D，借此显露出原本靠近晶舟凹槽312处的晶圆600的二侧边620。晶圆600的二侧边 620露出于晶舟凹槽312后，振荡机构400驱动顶起平台410，使顶起平台410同步驱动复数晶圆600进行升降式的往复振荡，让化学液体500得以充分且完全地接触原本靠近晶舟凹槽312处的晶圆600的二侧边620，从而提升晶圆600的清洗效果。

另一方面，由于本实用新型的振荡机构400是独立于升降机构300设置，故振荡机构400于进行驱动步骤时，仅需考虑顶起平台410的重量与复数晶圆600的重量，其所需的驱动力道与现有技术中将晶舟同步进行升降振荡的驱动力道相比，将得以更为缩减，从而对降低功耗与提高节能效果有所帮助。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶圆浸泡清洗装置，包含：

浸泡槽，所述浸泡槽内侧用以容纳化学液体；

升降机构，设置于所述浸泡槽上方，所述升降机构具有晶舟，所述晶舟具有复数晶舟凹槽以承载复数晶圆；以及

振荡机构，邻设于所述浸泡槽，所述振荡机构具有连接设置的顶起平台，且所述顶起平台浸设于所述浸泡槽的所述化学液体内；

其特征在于，当所述晶舟朝下方的所述浸泡槽移动，使所述复数晶舟凹槽所承载的所述复数晶圆完全浸入所述化学液体后，所述顶起平台顶持于各所述晶圆的底部，所述顶起平台接着朝上移动特定距离以带动所述复数晶圆朝上移动所述特定距离，使各所述晶圆脱离各所述晶舟凹槽的限制后，所述振荡机构驱动所述顶起平台，使所述顶起平台驱动所述复数晶圆进行往复振荡。

2.如权利要求1所述的晶圆浸泡清洗装置，其特征在于，所述复数晶舟凹槽彼此等距设置，且所述晶舟凹槽自所述晶圆的侧边及侧边下方顶持所述晶圆。

3.如权利要求1所述的晶圆浸泡清洗装置，其特征在于，当所述顶起平台设置於所述浸泡槽内时，所述顶起平台不与所述浸泡槽的底部接触。

4.如权利要求1所述的晶圆浸泡清洗装置，其特征在于，所述顶起平台具有复数顶起平台凹槽，且各所述顶起平台凹槽顶持于各所述晶圆的所述底部。

5.如权利要求1所述的晶圆浸泡清洗装置，其特征在于，所述特定距离介于5mm～10mm之间。

6.如权利要求1所述的晶圆浸泡清洗装置，其特征在于，所述顶起平台驱动所述复数晶圆进行所述往复振荡时，所述往复振荡的频率介于30rpm～100rpm之间。

7.如权利要求1所述的晶圆浸泡清洗装置，其特征在于，所述往复振荡为沿垂直方向的上下振荡。

8.如权利要求1所述的晶圆浸泡清洗装置，其特征在于，所述复数晶圆沿垂直方向或水平方向插设于所述复数晶舟凹槽内。

9.如权利要求1所述的晶圆浸泡清洗装置，其特征在于，当所述复数晶圆由水平式传动机构送至所述晶圆浸泡清洗装置时，所述复数晶圆沿水平方向插设于所述复数晶舟凹槽内，随后可利用所述升降机构的翻转功能将所述晶舟进行垂直翻转，使所述复数晶圆处于垂直设置的方向后，所述晶舟再朝下浸入于所述浸泡槽的所述化学液体内。

10.如权利要求1所述的晶圆浸泡清洗装置，其特征在于，当所述晶舟朝下方的所述浸泡槽移动，使所述复数晶舟凹槽所承载的所述复数晶圆完全浸入所述化学液体后，所述晶舟维持固定不动。

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