晶圆清洗装置及清洗方法与流程

1.本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及晶圆清洗装置及清洗方法。


背景技术：

2.晶圆是指制造芯片所用到的基础衬底材料-硅晶片。晶圆减薄是芯片封装制程中的重要工序，在晶圆成为芯片之前，需要使用晶圆减薄设备，将晶圆减薄到预定的厚度，以满足芯片封装所需厚度要求，同时也能提高芯片的散热能力。
3.对晶圆进行磨削减薄之后，晶圆表面会存在诸如硅粉等颗粒污染物，需要对晶圆的表面进行清洗，以去除表面颗粒污染物，且为了实现晶圆在晶圆减薄设备中的干进干出，在清洗之后还需要对晶圆进行甩干处理。
4.现有技术中，通常采用固定式喷嘴对晶圆表面进行清洗。清洗时，喷嘴喷出清洗水至晶圆表面，晶圆绕自身轴线旋转，晶圆上的清洗水由外到内会受到从大到小的离心力，清洗水距离轴线越近，离心力越小，越不容易被甩离晶圆表面，位于晶圆中心轴线位置的少量清洗水因所受离心力过低，会处于一个相对平衡稳定的状态，无法被甩离晶圆表面，因此存在清洗水甩干不彻底的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供晶圆清洗装置及清洗方法，旨在提高晶圆的清洗甩干效果。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.晶圆清洗装置，包括：
8.底座，设有容纳槽；
9.驱动组件，转动穿设于所述容纳槽的槽底，所述驱动组件的端部设有吸附件，所述吸附件位于所述容纳槽内，所述吸附件与所述驱动组件传动连接，且所述吸附件能吸附晶圆；
10.喷嘴组件，包括支撑杆以及设于所述支撑杆端部的喷嘴，所述支撑杆与所述容纳槽的槽底转动连接，所述喷嘴包括第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴能向所述晶圆的上表面喷射清洗液，所述第二喷嘴能向所述晶圆的上表面喷射气体，且所述第二喷嘴的输出口正对所述晶圆的中心处设置。
11.可选地，所述吸附件为盘状结构，所述吸附件内设有吸附腔，所述吸附件上表面设有若干个与所述吸附腔连通的吸附孔，所述吸附腔用于与外部气管连通。
12.可选地，所述驱动组件包括中空双出轴电机，所述中空双出轴电机包括相互导通的第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴与所述吸附件传动连接，且所述第一输出轴与所述吸附腔导通，所述第二输出轴用于与外部气管连通。
13.可选地，所述第二输出轴的端部固定连接有联轴转换件，所述联轴转换件远离所述第二输出轴的端部设有插接槽，所述插接槽的槽底设有导通孔，所述导通孔与所述第二
输出轴连通，所述插接槽用于与外部气管连接。
14.可选地，所述第一输出轴通过连轴件与所述吸附件连接，所述连轴件具有连通孔，所述第一输出轴和所述吸附腔通过所述连通孔连通。
15.可选地，所述连轴件与所述吸附件可拆卸连接。
16.可选地，所述容纳槽的槽底设有导向凸起，所述驱动组件穿设于所述导向凸起。
17.可选地，所述晶圆清洗装置还包括过滤件，所述过滤件滑动连接于所述容纳槽的侧壁，所述过滤件的高度低于所述吸附件的高度，所述过滤件能对所述清洗液进行过滤处理。
18.可选地，所述晶圆清洗装置还包括护罩，所述护罩间隔围设于所述吸附件的周侧，所述护罩的一端与所述过滤件连接，所述护罩的另一端能凸出所述容纳槽的槽口。
19.一种清洗方法，用于对晶圆进行清洗，采用如上述任一方案所述的晶圆清洗装置，包括如下步骤：
20.提供一晶圆；
21.将所述晶圆设于所述吸附件，所述吸附件对所述晶圆进行吸附；
22.转动所述支撑杆，所述支撑杆带动所述喷嘴运动使所述喷嘴运动至所述晶圆的上方；
23.所述驱动组件驱动所述吸附件转动；
24.所述第一喷嘴向所述晶圆的上表面喷射清洗液，以对所述晶圆的上表面进行清洗；
25.清洗完成后，所述第二喷嘴向所述晶圆的上表面中心处喷射气体。
26.本发明的有益效果：本发明提供的晶圆清洗装置，驱动组件的端部设置有吸附件，吸附件能对晶圆进行吸附，与现有技术中的夹持组件相比，避免了对晶圆的边缘造成损坏；支撑杆转动设于容纳槽的槽底，可通过转动支撑杆来调节设于支撑杆端部的喷嘴的位置，便于调节，提高了喷嘴使用的灵活性；第二喷嘴的输出口正对晶圆的中心处设置，其喷射的气体可以破除晶圆表面中心处的清洗液的低离心力状态，向晶圆中心处的清洗液施加一个外力，将清洗液的平衡状态打破，使中心处的清洗液向晶圆的边沿运动，从而使清洗液被甩出晶圆表面，提高了晶圆表面清洁度并改善了晶圆的甩干效果。
27.本发明提供的清洗方法，在对晶圆的清洗完成后，第二喷嘴向晶圆的上表面中心处喷射气体，以对晶圆的中心处施加一定压力，破除晶圆表面中心处的清洗液的低离心力状态，将清洗液的平衡状态打破，使中心处的清洗液向晶圆的边沿运动，从而使清洗液被甩出晶圆表面，改善了清洗液的甩干效果。
附图说明
28.图1是本发明实施例提供的晶圆清洗装置的截面图；
29.图2是本发明实施例提供的晶圆清洗装置的第一喷嘴和第二喷嘴的位置示意图；
30.图3是本发明实施例提供的晶圆清洗装置的三维剖视图。
31.图中：
32.1、底座；11、容纳槽；12、导向凸起；21、中空双出轴电机；211、第一输出轴；212、第二输出轴；22、联轴转换件；23、旋转接头；24、快换接头；25、连轴件；3、吸附件；31、吸附腔；
41、支撑杆；421、第一喷嘴；422、第二喷嘴；5、过滤件；6、护罩。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
34.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
37.如图1-图3所示，本实施例提供了一种晶圆清洗装置，该晶圆清洗装置用于对晶圆进行清洗。例如，在对晶圆进行磨削减薄处理之后，晶圆表面会存在诸如硅粉等颗粒污染物，该晶圆清洗装置能对晶圆表面颗粒污染物进行清洗，并对晶圆进行甩干处理，以实现晶圆的干进干出。
38.该晶圆清洗装置包括底座1、驱动组件和喷嘴组件，底座1设有容纳槽11；驱动组件转动穿设于容纳槽11的槽底，驱动组件的端部设有吸附件3，吸附件3位于容纳槽11内，吸附件3与驱动组件传动连接，且吸附件3能吸附晶圆；喷嘴组件包括支撑杆41以及设于支撑杆41端部的喷嘴，支撑杆41与容纳槽11的槽底转动连接，喷嘴包括第一喷嘴421和第二喷嘴422，第一喷嘴421能向晶圆的上表面喷射清洗液，第二喷嘴422能向晶圆的上表面喷射气体，且第二喷嘴422的输出口正对晶圆的中心处设置。
39.本发明提供的晶圆清洗装置，驱动组件的端部设置有吸附件3，吸附件3能对晶圆进行吸附，与现有技术中的夹持组件相比，避免了对晶圆的边缘造成损坏；支撑杆41转动设于容纳槽11的槽底，可通过转动支撑杆41来调节设于支撑杆41端部的喷嘴的位置，便于调节，提高了喷嘴使用的灵活性；第一喷嘴421能向晶圆的上表面喷射清洗液，第二喷嘴422的输出口正对晶圆的中心处设置(图2中两箭头分别示出第一喷嘴421喷射的清洗液的喷射路线和第一箭头喷射的气体的喷射路线)，其喷射的气体可以破除晶圆表面中心处的清洗液的低离心力状态，向晶圆中心处的清洗液施加一个外力，将清洗液的平衡状态打破，使中心处的清洗液向晶圆的边沿运动，从而使清洗液被甩出晶圆表面，提高了晶圆表面清洁度并
改善了晶圆的甩干效果。
40.可选地，吸附件3为盘状结构，吸附件3内设有吸附腔31，吸附件3上表面设有若干个与吸附腔31连通的吸附孔(图中未示出)，吸附腔31用于与外部气管连通。将吸附件3设置为盘状结构，与晶圆的形状匹配，便于将晶圆快速放置于吸附件3上；在将晶圆置于吸附件3后，晶圆与吸附件3的表面贴合，通过外部气管抽气，将晶圆固定于吸附件3上，提高了晶圆的固定稳定性。
41.进一步地，驱动组件包括中空双出轴电机21，中空双出轴电机21包括相互导通的第一输出轴211和第二输出轴212，第一输出轴211与吸附件3传动连接，且第一输出轴211与吸附腔31导通，第二输出轴212用于与外部气管连通。通过设置中空双出轴电机21，第一输出轴211与吸附腔31导通，第二输出轴212与外部气连通，抽气时，气管与第二输出轴212连通，形成抽气管道，便于将吸附腔31内的气体吸出，且第一输出轴211与吸附件3传动连接，第一输出轴211能带动吸附件3转动，简化了该晶圆清洗装置的整体结构，降低了制造成本，提高了加工制造效率。
42.于本实施例中，第二输出轴212的端部固定连接有联轴转换件22，联轴转换件22远离第二输出轴212的端部设有插接槽，插接槽的槽底设有导通孔，导通孔与第二输出轴212连通，插接槽用于与外部气管连接。示例性地，外部气管可安装于底座1上，其一端收纳于插接槽内，以提高外部气管与导通孔的连通效果。于本实施例中，插接槽内壁设有密封圈，外部气管可滑动插设于密封圈内，以防止抽气管道内气体泄漏，提高抽气效率。
43.或者，该晶圆清洗装置还包括旋转接头23，旋转接头23固定设置于底座1上，联轴转换件22与旋转接头23可转动密封连接，且旋转接头23的一端位于插接槽内，旋转接头23内设有l型的管道，管道的一端与导通孔连通，管道的另一端连通外部气管，以使外部气管沿垂直于中空双出轴电机21的轴线的方向延伸，减小该晶圆清洗装置在沿中空双出轴电机21的轴线的方向上的占用空间，减小整体体积。
44.可选地，旋转接头23与外部气管连接的一端设有快换接头24，便于对外部气管进行拆卸。
45.于本实施例中，第一输出轴211通过连轴件25与吸附件3连接，连轴件25具有连通孔，第一输出轴211和吸附腔31通过连通孔连通。连轴件25能提高吸附件3相对于容纳槽11的槽底的高度，便于在容纳槽11内设置其他零部件。
46.具体地，连轴件25为中空杆状结构，其一端的外周面凸设有第一连接凸起，该连接凸起与吸附件3连接，便于快速完成吸附件3的安装；连轴件25的另一端的外周面凸设有第二连接凸起，第二连接凸起固定套设于第一输出轴211，使第一输出轴211和连轴件25快速定位，提高了装配效率。
47.于本实施例中，为提高抽气效果，连轴件25与吸附件3之前设有密封件。
48.优选地，连轴件25与吸附件3可拆卸连接。该种设置，便于对吸附件3进行拆装。
49.可选地，容纳槽11的槽底设有导向凸起12，驱动组件穿设于导向凸起12。导向凸起12的设置，能有效防止驱动组件的晃动，提高了该驱动组件的使用可靠性。
50.可选地，晶圆清洗装置还包括过滤件5，过滤件5滑动连接于容纳槽11的侧壁，过滤件5的高度低于吸附件3的高度，过滤件5能对清洗液进行过滤处理。对晶圆进行清洗时，过滤件5能对从晶圆的周沿流下的清洗液进行过滤，以防止清洗液中的微尘颗粒物造成底座1
上设置的排水管堵塞；过滤件5滑动连接于容纳槽11的侧壁，可根据清洗液的水流大小调整高度，防止清洗液飞溅。
51.于本实施例中，晶圆清洗装置还包括护罩6，护罩6间隔围设于吸附件3的周侧，护罩6的一端与过滤件5连接，护罩6的另一端凸出容纳槽11的槽口。调整过滤件5时，护罩6在过滤件5的带动下凸出容纳槽11的槽口，防止对晶圆进行甩干时，清洗液飞出至容纳槽11外；对晶圆清洗甩干完成后，可调节过滤件5，过滤件5带动护罩6运动使护罩6全部收纳于容纳槽11内，防止护罩6受外部零件磕碰。
52.本实施例还提供了一种清洗方法，该方法用于对晶圆进行清洗，采用上述的晶圆清洗装置，包括如下步骤：
53.提供一晶圆；
54.将晶圆设于吸附件3，吸附件3对晶圆进行吸附；
55.转动支撑杆41，支撑杆41带动喷嘴运动使喷嘴运动至晶圆的上方；
56.驱动组件驱动吸附件3转动；
57.第一喷嘴421向晶圆的上表面喷射清洗液，以对晶圆的上表面进行清洗；
58.清洗完成后，第二喷嘴422向晶圆的上表面中心处喷射气体。
59.本实施例提供的清洗方法，在对晶圆的清洗完成后，第二喷嘴422向晶圆的上表面中心处喷射气体，以对晶圆的中心处施加一定压力，破除晶圆表面中心处的清洗液的低离心力状态，将清洗液的平衡状态打破，使中心处的清洗液向晶圆的边沿运动，从而使清洗液被甩出晶圆表面，改善了清洗液的甩干效果。
60.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。