可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置、方法及晶圓清洗平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置、方法及晶圓清洗平臺，包括：若干個固定銷，用于固定晶圓，所述固定銷可開合的安裝于晶圓邊緣；若干個彈性裝置，所述各彈性裝置與各固定銷對應(yīng)連接，用于控制各固定銷的移動；電機，所述電機輸出電流或電壓，用于控制彈性裝置的移動；還包括若干套力矩控制系統(tǒng)，所述各力矩控制系統(tǒng)的一端與各彈性裝置連接，另一端與所述電機連接，通過力矩控制系統(tǒng)發(fā)出信號調(diào)控所述電機輸出的電流或電壓，使所述彈性裝置產(chǎn)生正向或反向的位移，從而改變所述固定銷的位置。本發(fā)明解決了現(xiàn)有晶圓固定裝置因固定銷以固定力矩固定晶圓，導(dǎo)致晶圓局部因力矩過大或過小而產(chǎn)生對晶圓損傷等問題。
【專利說明】可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置、方法及晶圓清洗平臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路設(shè)備領(lǐng)域，具體是涉及一種可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置、方法及晶圓清洗平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路制造工藝中，包含了多道晶圓的濕法處理工藝步驟。所謂濕法工藝，就是利用酸堿有機物等液體化學(xué)品對晶圓進行浸泡或沖洗，從而達到清洗表面顆粒、去除反應(yīng)聚合物、刻蝕表面膜層等目的。隨著對于工藝有效性要求的不斷提高，濕法設(shè)備的類型由早期的批量式處理晶圓逐漸轉(zhuǎn)為單片式處理晶圓。
[0003]通常單片式處理晶圓的工藝方法為:將硅片放置在卡盤上，卡盤平臺高速旋轉(zhuǎn)，卡盤上方的噴頭噴射化學(xué)藥品到晶圓表面，在離心力的作用下迅速擴散至整片晶圓，待化學(xué)品在晶圓表面反應(yīng)一段時間后，用去尚子水噴射至晶圓表面，沖洗晶圓從而去除晶圓表面殘留的化學(xué)品，最后用氮氣噴頭吹掃晶圓，利用離心力將晶圓表面的液體甩出，從而達到干燥晶圓的目的。
[0004]通常晶圓在卡盤平臺上的旋轉(zhuǎn)速度可達數(shù)千轉(zhuǎn)每分鐘，因此需要由固定裝置將晶圓固定在平臺上，保證晶圓在高速旋轉(zhuǎn)過程中不被甩出平臺。如圖1至圖3所示，圖1至圖3為現(xiàn)有的晶圓固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，現(xiàn)有的晶圓固定裝置是在晶圓I周圍均勻布有若干固定銷2，固定銷2為可開合活動結(jié)構(gòu)，固定銷2設(shè)有開、合位置，固定銷2連接彈性裝置3，彈性裝置3為彈簧機構(gòu)或者氣缸傳動機構(gòu)，通過彈簧的拉伸回縮或者氣缸的往復(fù)運動，使固定銷2移動，晶圓固定裝置還包括電機4，電機4輸出電流或電壓，用于控制彈性裝置3的移動。如圖1所示，在開位置，用以拉伸固定銷I的彈簧處于完全松弛狀態(tài)，固定銷2移動至遠離平臺中心的位置，此時晶圓I在平臺上不受固定銷2的約束，可實現(xiàn)在平臺上的取放動作。如圖2所示，在合位置，彈簧處于緊拉狀態(tài)，固定銷2向靠近平臺中心的方向移動，此時固定銷2將緊緊和晶圓I邊緣接觸，從而實現(xiàn)固定晶圓I的功能。如圖1至圖3所示，彈性裝置3與電機4之間設(shè)有聯(lián)動結(jié)構(gòu)5，聯(lián)動結(jié)構(gòu)5可以同時控制所有彈簧的開合，即所有固定銷2都是同時動作的。
[0005]如上所述，現(xiàn)有的各固定銷以固定的力矩接觸晶圓，而在對晶圓實際處理的過程中，由于晶圓擺放位置的微小差異或者晶圓本身的尺寸質(zhì)量差異，如以固定力矩對晶圓各接觸點作用，晶圓的實際作用力并不相同，并且在晶圓清洗工藝中，卡盤會高速旋轉(zhuǎn)，因此晶圓各接觸點的作用力可能隨時會發(fā)生變化，這就造成了某些接觸點作用晶圓實際作用力偏大，容易引起晶圓該作用點處裂片或損傷。此外，有些特殊工藝會用到非常薄的晶圓，需要用很小的作用力來固定晶圓，如仍采用針對普通厚度晶圓的力矩，極易發(fā)生晶圓破片的情況。
[0006]因此，需對現(xiàn)有的晶圓固定裝置、方法及晶圓清洗平臺進行改進，使晶圓固定裝置可有效感知晶圓各固定銷的作用力并調(diào)節(jié)各固定銷對晶圓的作用力。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置、方法及晶圓清洗平臺，從而有效感知晶圓各固定銷的作用力并調(diào)節(jié)各固定銷對晶圓的作用力。
[0008]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置，包括:若干個固定銷，用于固定晶圓，所述固定銷可開合的安裝于晶圓邊緣；若干個彈性裝置，所述各彈性裝置與各固定銷對應(yīng)連接，用于控制各固定銷的移動；電機，所述電機輸出電流或電壓，用于控制彈性裝置的移動；
[0009]還包括若干套力矩控制系統(tǒng)，所述各力矩控制系統(tǒng)的一端與各彈性裝置連接，另一端與所述電機連接，通過力矩控制系統(tǒng)發(fā)出信號調(diào)控電機輸出的電流或電壓，使彈性裝置產(chǎn)生正向或反向的位移，從而改變固定銷的位置。
[0010]優(yōu)選的，所述力矩控制系統(tǒng)包括依次連接的力矩傳感器、聯(lián)軸器、中央處理模塊以及電機控制器，其中:
[0011]所述力矩傳感器為若干個，用于偵測與晶圓接觸點的力矩；
[0012]所述聯(lián)軸器用于連接力矩傳感器和中央處理模塊；
[0013]所述中央處理模塊用于接收力矩傳感器測量的力矩值信號，并發(fā)送調(diào)整指令給電機控制器；
[0014]所述電機控制器用于調(diào)節(jié)電機的輸入電壓或電流設(shè)定值，改變電機的輸出扭矩。
[0015]優(yōu)選的，中央處理模塊為單片機或可編程控制器。
[0016]優(yōu)選的，所述彈性裝置為彈簧機構(gòu)或氣缸傳動機構(gòu)，通過彈簧的拉伸回縮或者氣缸的往復(fù)運動使固定銷移動。
[0017]優(yōu)選的，所述電機上設(shè)有電流或電壓控制器。
[0018]優(yōu)選的，所述晶圓水平圓周方向上均勻設(shè)有若干個固定銷。
[0019]優(yōu)選的，所述力矩控制系統(tǒng)的數(shù)量與固定銷數(shù)量相匹配，為6到12組。
[0020]優(yōu)選的，所述電機為步進電機。
[0021]本發(fā)明還提供一種晶圓清洗平臺，包括:可旋轉(zhuǎn)卡盤，所述卡盤用于承載晶圓，所述晶圓的上方設(shè)有噴頭，所述晶圓邊緣設(shè)有上述所述的可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置。
[0022]本發(fā)明還提供一種調(diào)節(jié)晶圓固定的方法，包括以下步驟:
[0023]步驟一 S1:將晶圓片通過設(shè)備機械臂放置在靜止的卡盤平臺上；
[0024]步驟二 S2:啟動電機，使得固定銷逐漸靠近并接觸晶圓邊緣；
[0025]步驟三S3:固定銷與晶圓接觸后，由力矩傳感器偵測到實際力矩值，轉(zhuǎn)換成頻率信號到中央控制模塊；
[0026]步驟四S4:中央控制模塊根據(jù)各接觸點的實際力矩值，發(fā)送調(diào)節(jié)指令給電機控制器，電機控制器根據(jù)調(diào)節(jié)指令使電機增大或減小電流或電壓；
[0027]步驟五S5:電機通過改變輸出的電壓或電流，使電機產(chǎn)生正向或者反向位移，從而使固定銷的位置發(fā)生改變。
[0028]本發(fā)明通過增設(shè)力矩控制系統(tǒng)使得力矩控制系統(tǒng)內(nèi)的力矩傳感器偵測實際力矩，且傳遞信號至中央處理模塊和電機控制器，進而調(diào)整電機輸入電流或電壓，改變電機運動位移，從而調(diào)節(jié)晶圓的固定銷位置；本發(fā)明解決了現(xiàn)有晶圓固定裝置因固定銷以固定力矩固定晶圓，導(dǎo)致晶圓局部力矩過大或過小而產(chǎn)生對晶圓損傷等問題?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1為現(xiàn)有晶圓固定裝置打開時結(jié)構(gòu)不意圖；
[0031]圖2為現(xiàn)有晶圓固定裝置閉合時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3為現(xiàn)有晶圓固定裝置的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0033]圖4為本發(fā)明可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5為本發(fā)明可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0035]附圖中各標號所代表的部件列表如下:
[0036]1、晶圓；2、固定銷；3、彈性裝置；4、電機；5、聯(lián)動機構(gòu)；6、連接軸；7、卡盤；8、力矩傳感器；9、中央控制模塊；10、電機控制器；11、聯(lián)軸器。
【具體實施方式】
[0037]本發(fā)明特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的示例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖示在本質(zhì)上當作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
[0038]如圖1至圖3所示，圖1至圖3為現(xiàn)有晶圓固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，現(xiàn)有的晶圓固定裝置是在晶圓I周圍均勻布有若干固定銷2，固定銷2為可開合活動結(jié)構(gòu)，固定銷2設(shè)有開、合位置，固定銷2連接彈性裝置3，所述彈性裝置3設(shè)在晶圓I下方，彈性裝置3為彈簧機構(gòu)或者氣缸傳動機構(gòu)，通過彈簧的拉伸回縮或者氣缸的往復(fù)運動，使固定銷2移動，從而固定晶圓。晶圓固定裝置還包括電機4，電機4輸出電流或電壓，用于控制彈性裝置3的移動。
[0039]如圖1所示，當固定銷2在開位置，用以拉伸固定銷I的彈簧處于完全松弛狀態(tài)，固定銷2移動至遠離卡盤7中心的位置，此時晶圓I在卡盤7上不受固定銷2的約束，可實現(xiàn)在卡盤7上的取放動作。如圖2所示，在合位置，彈簧處于緊拉狀態(tài)，固定銷2向靠近卡盤7中心的方向移動，此時固定銷2將緊緊和晶圓I邊緣接觸，從而實現(xiàn)固定晶圓I的功能。如圖1至圖3所示，彈性裝置3與電機4之間設(shè)有聯(lián)動結(jié)構(gòu)5，聯(lián)動結(jié)構(gòu)5通過連接軸6與電機4連接，聯(lián)動結(jié)構(gòu)5可以同時控制所有彈簧的開合，即所有固定銷2都是同時動作的。
[0040]如圖4所示，圖4為本發(fā)明可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明提供的可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置包括:若干個固定銷2，用于固定晶圓1，所述固定銷2可開合的安裝于晶圓I邊緣；若干個彈性裝置3，所述各彈性裝置3與各固定銷2對應(yīng)連接，用于控制各固定銷2的移動；電機4，所述電機4輸出電流或電壓，用于控制彈性裝置3的移動；可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置還包括若干套力矩控制系統(tǒng)，所述各力矩控制系統(tǒng)的一端與各彈性裝置3連接，另一端與所述電機4連接，通過力矩控制系統(tǒng)發(fā)出信號調(diào)控電機4輸出的電流或電壓，使彈性裝置3產(chǎn)生正向或反向的位移，從而改變固定銷2的位置。
[0041]其中，力矩控制系統(tǒng)的數(shù)量與固定銷2及彈性裝置3的數(shù)量相等，力矩控制系統(tǒng)的數(shù)量為6到12組，根據(jù)需要預(yù)設(shè)數(shù)量，固定銷2可在晶圓I水平圓周方向上均勻設(shè)置或不均勻設(shè)置。
[0042]上述所述力矩控制系統(tǒng)包括依次連接的力矩傳感器8、聯(lián)軸器11、中央處理模塊9以及電機控制器10，其中:所述力矩傳感器8為若干個，用于偵測與晶圓I接觸點的力矩；所述聯(lián)軸器11用于連接力矩傳感器8和中央處理模塊9 ;所述中央處理模塊9用于接收力矩傳感器8測量的力矩值信號，并發(fā)送調(diào)整指令給電機控制器10 ;所述電機控制器10用于調(diào)節(jié)電機4的輸入電壓或電流設(shè)定值，改變電機4的輸出扭矩。
[0043]其中，力矩傳感器8是一種測量各種扭矩、轉(zhuǎn)速及機械功率的精密測量儀器，采用應(yīng)變片電測技術(shù)，在彈性軸上組成應(yīng)變橋，隨著扭矩的改變，當彈性軸受扭矩產(chǎn)生微小變形后引起電橋電阻值變化，將電阻的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕淖兓瘡亩鴮崿F(xiàn)扭矩測量。
[0044]所述彈性裝置3為彈簧機構(gòu)或氣缸傳動機構(gòu)，通過彈簧的拉伸回縮或者氣缸的往復(fù)運動使固定銷移動；中央處理模塊9則采用單片機或可編程控制器；所述電機4上設(shè)有電流或電壓控制器，優(yōu)選為步進電機。
[0045]由于晶圓I邊緣的各固定銷2單獨配備一套力矩控制系統(tǒng)，使得每一個固定銷2都可以受到各力矩控制系統(tǒng)單獨控制，所述的中央處理模塊9可為所有固定銷2共用一套，也可為每個固定銷2單獨設(shè)置。每一個固定銷2的位置可根據(jù)力矩傳感器8的檢測進行實時調(diào)整，力矩傳感器8將實際偵測到的力矩反饋給中央處理模塊9，中央控制模塊9根據(jù)各接觸點的實際力矩值，發(fā)送調(diào)節(jié)指令給電機控制器10，電機控制器10根據(jù)調(diào)節(jié)指令使電機4增大或減小電流或電壓，使得電機4正向或反向步進運動，并持續(xù)反饋實時力矩，最終符合設(shè)定力矩。
[0046]如圖5所示，圖5為本發(fā)明可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置的結(jié)構(gòu)俯視圖，本發(fā)明還提供一種晶圓清洗平臺，包括:可旋轉(zhuǎn)卡盤7，所述卡盤7用于承載晶圓1，所述晶圓I的上方設(shè)有噴頭(圖上未標出)，所述晶圓I邊緣設(shè)有上述所述的可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置。其中，所述噴頭為可移動嗔頭，方便取放晶圓。
[0047]本發(fā)明還提供一種調(diào)節(jié)晶圓固定的方法，包括以下步驟:
[0048]步驟一 S1:將晶圓片通過設(shè)備機械臂放置在靜止的卡盤平臺上；
[0049]步驟二 S2:啟動電機，使得固定銷逐漸靠近并接觸晶圓邊緣；
[0050]步驟三S3:固定銷與晶圓接觸后，由力矩傳感器偵測到實際力矩值，轉(zhuǎn)換成頻率信號到中央控制模塊；
[0051]步驟四S4:中央控制模塊根據(jù)各接觸點的實際力矩值，發(fā)送調(diào)節(jié)指令給電機控制器，電機控制器根據(jù)調(diào)節(jié)指令使電機增大或減小電流或電壓；
[0052]步驟五S5:電機通過改變輸出的電壓或電流，使電機產(chǎn)生正向或者反向位移，從而使固定銷的位置發(fā)生改變。
[0053]本發(fā)明通過增設(shè)力矩控制系統(tǒng)使得力矩控制系統(tǒng)內(nèi)的力矩傳感器偵測實際力矩傳遞信號至中央處理模塊和電機控制器，進而調(diào)整電機輸出電流或電壓，改變電機運動位移，從而調(diào)節(jié)晶圓的固定銷位置；本發(fā)明解決了現(xiàn)有晶圓裝置因晶圓局部力矩過大或過小而產(chǎn)生對晶圓損傷等問題。
[0054]以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述實施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍，因此凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置，包括: 若干個固定銷，用于固定晶圓，所述固定銷可開合的安裝于晶圓邊緣； 若干個彈性裝置，所述各彈性裝置與各固定銷對應(yīng)連接，用于控制各固定銷的移動； 電機，所述電機輸出電流或電壓，用于控制彈性裝置的移動； 其特征在于，還包括若干套力矩控制系統(tǒng)，所述各力矩控制系統(tǒng)的一端與各彈性裝置連接，另一端與所述電機連接，通過力矩控制系統(tǒng)發(fā)出信號調(diào)控所述電機輸出的電流或電壓，使所述彈性裝置產(chǎn)生正向或反向的位移，從而改變所述固定銷的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置，其特征在于，所述力矩控制系統(tǒng)包括依次連接的力矩傳感器、聯(lián)軸器、中央處理模塊以及電機控制器，其中: 所述力矩傳感器為若干個，用于偵測與晶圓接觸點的力矩； 所述聯(lián)軸器用于連接力矩傳感器和中央處理模塊； 所述中央處理模塊用于接收力矩傳感器測量的力矩值信號，并發(fā)送調(diào)整指令給電機控制器； 所述電機控制器用于調(diào)節(jié)電機的輸入電壓或電流設(shè)定值，改變電機的輸出扭矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置，其特征在于，所述中央處理模塊為單片機或可編程控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置，其特征在于，所述彈性裝置為彈簧機構(gòu)或氣缸傳動機構(gòu)，通過彈簧的拉伸回縮或者氣缸的往復(fù)運動使固定銷移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一所述的可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置，其特征在于，所述電機上設(shè)有電流或電壓控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一所述的可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置，其特征在于，所述晶圓水平圓周方向上均勻設(shè)有若干個固定銷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一所述的可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置，其特征在于，所述力矩控制系統(tǒng)的數(shù)量與固定銷數(shù)量相匹配，為6到12組。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一所述的可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置，其特征在于，所述電機為步進電機。
9.一種晶圓清洗平臺，包括:可旋轉(zhuǎn)卡盤，所述卡盤用于承載晶圓，所述晶圓的上方設(shè)有噴頭，其特征在于:所述晶圓邊緣設(shè)有如權(quán)利要求1?8任一所述的可調(diào)節(jié)式晶圓固定裝置。
10.一種調(diào)節(jié)晶圓固定的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一 S1:將晶圓片通過設(shè)備機械臂放置在靜止的卡盤平臺上； 步驟二 S2:啟動電機，使得固定銷逐漸靠近并接觸晶圓邊緣； 步驟三S3:固定銷與晶圓接觸后，由力矩傳感器偵測到實際力矩值，轉(zhuǎn)換成頻率信號到中央控制I吳塊； 步驟四S4:中央控制模塊根據(jù)各接觸點的實際力矩值，發(fā)送調(diào)節(jié)指令給電機控制器，電機控制器根據(jù)調(diào)節(jié)指令使電機增大或減小電流或電壓； 步驟五S5:電機通過改變輸出的電壓或電流，使電機產(chǎn)生正向或者反向位移，從而使固定銷的位置發(fā)生改變。
【文檔編號】B08B13/00GK103715128SQ201310746900
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30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