晶圆下置式旋转清洗设备及方法与流程

本发明涉及晶圆表面清洗，特别涉及一种晶圆下置式旋转清洗设备及方法。

背景技术：

1、晶圆在进行研磨或加工作业中，是经由胶膜将一晶圆黏固于晶圆框架的环内区域。在进行清洗作业时目前是将晶圆朝上并带动其旋转，过程中由喷液悬臂于上方将溶剂或去离子水向下喷出，以达到清洗的目的。但随着半导体制程的改变，一些特殊制程会于晶圆表面残留着一层胶层，胶层必须以特殊溶剂方能去除，例如溶剂为环戊酮，但此溶剂对胶膜黏性也有相同的解离效果，因此若采用目前晶圆朝上的清洗方式，清洗过程中溶剂会浸泡并淹没晶圆及胶膜，在晶圆表面胶层被去除的同时，晶圆也会同步脱离底部的胶膜，让后续制程无法进行，为此本发明即思考解决的方法。

技术实现思路

1、本发明的主要目的系提供一种晶圆下置式旋转清洗设备及方法，主要是将晶圆朝下设置，且将溶剂由下而上喷出，旋转过程中去除晶圆祼露表面的胶层，且不影响晶圆背面的黏固效果，因此符合实际制程的特殊需求。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、本发明为一种晶圆下置式旋转清洗设备，包括：腔体、晶圆框架及罩体，腔体设有可转动的环内衬及可摆动的喷液摆臂，喷液摆臂设有至少一个可喷出溶剂的喷头；晶圆框架是由胶膜将一晶圆黏固于环内区域，晶圆框架能设置于环内衬上且让晶圆朝下；罩体内部由中心向外依序设有吸附座及压框，罩体上设置动力装置，动力装置负责带动吸附座与压框同步转动，在操作罩体下降且与腔体对合时，由压框施压晶圆框架且由吸附座吸附晶圆，动力单元驱动压框且使晶圆框架同步转动，过程中喷液摆臂摆动且由喷头对晶圆表面喷出溶剂，以去除晶圆表面的胶层。

4、本发明实施例还提供一种晶圆下置式旋转清洗方法，晶圆是由胶膜固定于晶圆框架的环内区域，此方法步骤为：

5、晶圆朝下，将晶圆框架设置于可转动的环内衬上；操作压框施压于晶圆框架且由吸附座吸附晶圆；以及，驱动压框使得晶圆框架同步转动，操作喷液摆臂摆动，且由喷液摆臂的喷头对晶圆表面喷出溶剂，去除晶圆表面的胶层。

6、可选地，环内衬具有一内圆壁，内圆壁内径大于晶圆外径。因此在晶圆框架放置于环内衬上，晶圆位于内环壁内且仅让少数朝下的胶膜露出，能避免喷液时溶剂与胶膜接触。

7、可选地，环内衬于内圆壁相接处顶面形成上锥面，上锥面向中心及向下倾斜。因此在吸附座是经由胶膜吸附晶圆，且使晶圆位置凸出于晶圆框架表面时，使胶膜呈绷紧状态，避免旋转时产生晃动。

8、可选地，环内衬于内圆壁相接处底面形成下锥曲面，且腔体内具有锥状的槽座，槽座底部中央出具有出水口，因此能回收清洗过程中喷出的溶剂。

9、可选地，环内衬上具有至少一定位凹部，罩体内还设有传动框且位于压框外围，传动框具有朝下的至少一定位凸部，传动框也受动力装置所驱动，当罩体下降与腔体接合时，传动框施压于环内衬上，且定位凸部位于定位凹部内，操作动力装置驱动时由传动框带动环内衬同步转动。

10、可选地，吸附座为多孔性陶瓷吸盘座，动力装置为马达。

11、可选地，喷液摆臂设有两个喷头，分别为第一喷头及第二喷头，第一喷头提供低压溶剂，第二喷头提供高压溶剂。因此在操作中是先由第一喷头喷出低压溶剂于晶圆，使晶圆表面的胶层软化或渐渐溶解，之后第一喷头关闭，改由第二喷头喷出高压溶剂，利用高压溶剂使胶层从晶圆表面剥离而脱落。

12、本发明的有益效果是：

13、本发明是将晶圆朝下设置，溶剂由下而上喷出，因此溶剂只会分布于所对应处的晶圆表面，不会溢流到其他区域，达到本发明避免溶剂与胶膜接触的目的；因本发明晶圆朝下设置，喷液过程中利用重力可让晶圆表面胶层确实地及有效率地剥落，达到去除晶圆表面胶层的目的。

技术特征：

1.一种晶圆下置式旋转清洗设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆下置式旋转清洗设备，其特征在于，该环内衬具有一内圆壁，该内圆壁内径大于该晶圆外径。

3.根据权利要求2所述的晶圆下置式旋转清洗设备，其特征在于，该环内衬于该内圆壁相接处顶面形成上锥面，该上锥面向中心及向下倾斜。

4.根据权利要求2所述的晶圆下置式旋转清洗设备，其特征在于，该环内衬于该内圆壁相接处底面形成下锥曲面，且该腔体内具有锥状的槽座，该槽座底部中央出具有出水口。

5.根据权利要求4所述的晶圆下置式旋转清洗设备，其特征在于，该环内衬上具有至少一定位凹部，该罩体内还设有传动框且位于该压框外围，该传动框具有朝下的至少一定位凸部，该传动框也受该动力装置所驱动，当该罩体下降与该腔体接合时，该传动框施压于该环内衬上，且该定位凸部位于该定位凹部内，操作该动力装置驱动时由该传动框带动环内衬同步转动。

6.根据权利要求1所述的晶圆下置式旋转清洗设备，其特征在于，该吸附座为多孔性陶瓷吸盘座，该动力装置为马达。

7.根据权利要求1所述的晶圆下置式旋转清洗设备，其特征在于，该喷液摆臂设有两个喷头，分别为第一喷头及第二喷头，该第一喷头提供低压溶剂，该第二喷头提供高压溶剂。

8.一种晶圆下置式旋转清洗方法，晶圆是由胶膜固定于晶圆框架的环内区域，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的晶圆下置式旋转清洗方法，其特征在于，在该环内衬另具有内环壁，该内环壁内径大于该晶圆外径，该晶圆框架放置于该环内衬上，该晶圆位于该内环壁内且仅让少数朝下的该胶膜露出。

10.根据权利要求8所述的晶圆下置式旋转清洗方法，其特征在于，该吸附座经由该胶膜吸附该晶圆，且使该晶圆位置凸出于该晶圆框架表面，使该胶膜呈绷紧状态。

11.根据权利要求8所述的晶圆下置式旋转清洗方法，其特征在于，该喷液摆臂设有两个喷头，分别为第一喷头及第二喷头，在操作中是先由该第一喷头喷出低压溶剂于该晶圆，使该晶圆表面的胶层软化或溶解，之后该第一喷头关闭，由该第二喷头喷出高压溶剂，利用喷出的高压溶剂使该晶圆表面胶层剥离脱落。

技术总结
本发明提供了一种晶圆下置式旋转清洗设备及方法，包括腔体、晶圆框架及罩体，腔体设有可转动的环内衬及可摆动的喷液摆臂，喷液摆臂设有至少一个可喷出溶剂的喷头；晶圆框架由胶膜将一晶圆黏固于环内区域，晶圆框架设置于环内衬上且让晶圆朝下；罩体内部由中心向外依序设有吸附座及压框，罩体上设置动力装置，动力装置负责带动吸附座与压框同步转动，其方法为：操作罩体下降与腔体对合，由压框施压晶圆框架且由吸附座吸附晶圆，在该动力单元驱动压框时使晶圆框架同步转动，过程中喷液摆臂摆动且由喷头对晶圆表面喷出溶剂，以去除晶圆表面的胶层。

技术研发人员：王升龙,彭奕诚
受保护的技术使用者：全智新系统科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16