一种基板后处理装置的制作方法

1.本实用新型属于基板磨削技术领域，具体而言，涉及一种基板后处理装置。


背景技术：

2.在半导体领域，基板在被分割为半导体芯片之前，通过磨削加工设备来磨削基板的背面，从而将基板减薄至预定的厚度；而基板的相反面设置有电子器件。
3.基板磨削加工后，基板的表面会残留大量的颗粒物，需要借助基板后处理装置清洁吸盘表面，避免颗粒物在基板后处理装置中的吸盘表面堆积。
4.现有的基板后处理装置中，通过基板后处理模组对吸盘表面进行清洁。由于吸盘为多孔陶瓷，其内部极易残留微小颗粒物，基板后处理模组无法对吸盘表面进行有效清洁，致使部分颗粒物残留于吸盘表面。这些残留的微小颗粒物会影响吸盘表面的平整度，降低基板表面的加工质量，甚至形成应力集中而致使基板破碎。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供了一种基板后处理装置，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
6.本实用新型的实施例提供了一种基板后处理装置，包括：
7.吸盘，用于真空吸附待处理的基板；
8.连接座，其设置于吸盘下部，所述连接座与驱动电机的输出轴连接，以带动吸盘及其上的基板旋转；
9.后处理模组，其设置于所述吸盘上侧，以朝向基板表面喷射清洗液；
10.清洁组件，其设置于所述吸盘上侧，所述清洁组件包括清洁座，所述清洁座的下部设置有清洁刷，所述清洁座还包括抽吸孔道，所述抽吸孔道围绕所述清洁刷设置，以将吸盘表面的颗粒物移除至所述吸盘的外侧。
11.在一个实施例中，所述清洁组件还包括摆臂和旋转电机；所述摆臂的一端转动连接于吸盘的外侧，其另一端连接有所述清洁座；所述旋转电机的输出轴与所述清洁刷连接，以带动清洁刷绕中轴线旋转。
12.在一个实施例中，所述清洁座为盘状结构，其下部设置有第一凹槽，用以安装所述清洁刷。
13.在一个实施例中，所述清洁座的上部设置有第二凹槽，所述抽吸孔道经由第二凹槽的底面向下延伸设置。
14.在一个实施例中，所述清洁座的上部设置有盖板，所述盖板与所述第二凹槽形成与抽吸孔道连通的腔室；所述盖板配置有与所述腔室连通的通气孔，所述通气孔与外部的真空源连接。
15.在一个实施例中，所述抽吸孔道为圆形孔，其沿竖直方向贯通所述清洁座的厚度方向设置。
16.在一个实施例中，所述抽吸孔道的数量为多个，其以所述清洁座的中轴线为基准均匀分布。
17.在一个实施例中，所述抽吸孔道沿所述清洁座的厚度方向倾斜设置，所述抽吸孔道的倾斜方向与所述吸盘的旋转方向相匹配。
18.在一个实施例中，所述抽吸孔道的倾斜方向与吸盘表面颗粒物的离心方向一致。
19.在一个实施例中，所述抽吸孔道的内侧壁设置有防护层，所述防护层由聚四氟乙烯制成。
20.本实用新型的有益效果包括：
21.a. 配置的清洁组件具有多个朝向下侧设置的抽吸孔道，所述抽吸孔道与外部的真空源连接，实现吸盘表面颗粒物的快速移除；
22.b. 抽吸孔道的内侧壁设置防护层，以防止颗粒物附着，保证抽吸孔道的通畅性，提升清洁组件的使用效果；
23.c. 清洁座的抽吸孔道倾斜设置，抽吸孔道的倾斜方向与吸盘表面颗粒物的离心方向一致，颗粒物能够快速进入抽吸孔道，增强清洁组件的清洁能力。
附图说明
24.通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本实用新型的保护范围，其中：
25.图1是本实用新型一实施例提供的基板减薄设备的示意图；
26.图2是本实用新型一实施例提供的基板后处理装置的示意图；
27.图3是本实用新型一实施例提供的清洁组件的示意图；
28.图4是本实用新型一实施例提供的清洁座的示意图；
29.图5是图4示出的清洁座的仰视图；
30.图6是本实用新型一实施例提供的清洁组件设置于吸盘上侧的俯视图；
31.图7是本实用新型清洁座的结构示意图；
32.图8是本实用新型一实施例提供的清洁座的剖视图；
33.图9是图8中a处的局部放大图。
具体实施方式
34.下面结合具体实施例及其附图，对本实用新型所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本实用新型实施方式及本实用新型保护范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本技术权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
35.本说明书的附图为示意图，辅助说明本实用新型的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。应当理解的是，为了便于清楚地表现出本实用新型实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制，相同的参考标记用于表示附图中相同的部分。
36.在本实用新型中，基板(substrate)也称晶圆(wafer, w)，其含义和实际作用等
同。
37.图1是本实用新型一实施例提供的基板减薄设备的示意图，所述基板减薄设备包括设备前端模块1、用于对基板进行磨削的磨削模块3和用于在完成磨削之后对基板进行化学机械抛光的抛光模块2。
38.设备前端模块1设置在基板减薄设备的前端一侧，是实现将基板从外部搬送到设备机台内部的过渡模块，用于实现基板进出。设备前端模块1包括基板存储单元11和第一传输单元12。
39.基板存储单元11包括多个前开式基板传送盒（front opening unified pod，foup），具体地，前开式基板传送盒可以为两个、三个等。前开式基板传送盒是半导体制程中用来保护、运送并储存基板的容器。第一传输单元12包括取放片机械手和未示出的第一传输轨道，第一传输轨道沿设备前端模块1的宽度方向设置，取放片机械手的基座架设在第一传输轨道，该基座可在第一传输轨道上滑动，以实现不同位置之间的移动。
40.磨削模块3设置在基板减薄设备的末端，用于实现对基板的磨削，如进行粗磨削和/或精磨削。磨削模块3包括磨削单元31、第四传输单元32和清洗单元33。
41.抛光模块2设置在设备前端模块1和磨削模块3之间。抛光模块2包括第二传输单元21、第三传输单元22、化学机械抛光单元23。图1中，第四传输单元32配置有简易机械手，用于磨削模块3与第二传输单元21之间的基板传输。
42.以及基板后处理装置100，其设置于设备前端模块1与化学机械抛光单元23之间，以对基板进行清洗和/或干燥处理，获取表面洁净度符合要求的基板。
43.下面结合图1示出的基板减薄设备，简述基板减薄设备的工作流程，包括：
44.首先，第一传输单元12的取放片机械手从基板存储单元11的基板传送盒中取基板，通过取放片机械手将基板传送至第二传输单元21的固定缓存部；
45.接着，第三传输单元22的干机械手将置于固定缓存部的基板搬送至移动缓存部，此时，移动缓存部靠近固定缓存部；
46.接着，移动缓存部载着基板移动至靠近磨削模块3（如图1中虚线所示）；
47.接着，第四传输单元32的简易机械手将置于移动缓存部的基板搬送至磨削单元31的工作台上，使基板固定在当前装卸工位对应的陶瓷吸盘上；
48.接着，圆形的工作台正向旋转120
°
，基板移动至粗磨工位进行粗磨削；粗磨削完成后，工作台正向旋转120
°
，基板移动至精磨工位进行精磨削；精磨削完成后，工作台反向旋转240
°
，基板移动至装卸工位；
49.磨削后的基板在装卸工位由清洗单元33进行清洗后，由简易机械手取下并放至移动缓存部；移动缓存部移动至第二传输单元21的另一端，以使第三传输单元22的湿机械手将基板取下，并放置于化学机械抛光单元的存片部(load cup)；
50.基板在化学机械抛光单元23进行抛光；化学机械抛光后，由第三传输单元22的湿机械手将基板从存片部(load cup)取出，然后送入基板后处理装置100；基板后处理装置100可以对基板进行清洗和干燥，基板完成清洗干燥后，第一传输单元12的取放片机械手将洁净基板从基板后处理装置100中取出，并送入基板传送盒中存放。
51.图2是本实用新型一实施例提供的基板后处理装置100的示意图，基板后处理装置100包括：
52.吸盘10，用于真空吸附待处理的基板；
53.连接座20，其设置于吸盘10的下部，连接座20与驱动电机30的输出轴连接，以带动吸盘10及其上的基板旋转；具体地，驱动电机30通过联轴器与连接座20固定，以将驱动电机30的旋转运动传递至吸盘10，进而带动吸盘10及其上的基板旋转；
54.后处理模组40，其设置于吸盘10的上侧，以朝向基板表面喷射清洗液，以完成基板的表面清洗。可以理解的是，后处理模组40也可以朝向基板表面喷射如ipa蒸汽的流体，以剥离基板表面的水膜，实现基板表面的干燥。
55.需要说明的是，上面提及的吸盘10、连接座20、驱动电机30及后处理模组40需要设置在相对密闭的箱体（图2未示出）中，以避免外部颗粒物进入箱体的内部而干扰基板后处理的效果。图2所示的实施例中，吸盘10通常为多孔材料制成的陶瓷吸盘，吸盘10的下部配置有未示出的真空管路，以通过真空吸附将待处理的基板固定于吸盘10的表面。
56.基板后处理装置100在使用过程中，吸盘10表面会残留少量的微小颗粒物，这会影响吸盘10表面的平整度，甚至致使基板破碎。
57.为解决上述技术问题，图2示出的基板后处理装置100还包括清洁组件50，其设置于吸盘10的上侧，以对吸盘10表面进行清洁，实现吸盘10表面颗粒物的清理。
58.图3是本实用新型一实施例提供的清洁组件50的结构示意图，清洁组件50包括摆臂51和清洁座52。摆臂51的一端转动设置于吸盘10的外侧，摆臂51的另一端连接有清洁座52，并且，清洁座52设置于摆臂51的下方，以清理吸盘10表面的颗粒物。
59.进一步地，清洁座52的下部设置有清洁刷53，清洁刷53朝向吸盘10的表面设置，清洁刷53的下部设置具有一定弹性的刷毛，以将吸盘10表面的颗粒物刷起，使得颗粒物脱离吸盘10的表面。
60.清洁组过程中，吸盘10在驱动电机30的作用下绕轴线旋转。颗粒物因吸盘10旋转而在吸盘10表面分布不均，在吸盘10边缘更集中，清洁组件50沿着吸盘10边缘移动吸出刷下来的颗粒。清洁组件50绕定点摆动，清洁组件50在整个吸盘10表面移动，以吸出刷下来的颗粒。
61.图3中，清洁组件50还包括旋转电机54，旋转电机54设置于摆臂51的上方，并且，旋转电机54的输出轴连接于清洁刷53，以带动清洁刷53绕其中轴线旋转，实现吸盘10表面的清洁。
62.图3所示的实施例中，清洁座52包括抽吸孔道52a，抽吸孔道52a围绕清洁刷53设置，以将吸盘10表面的颗粒物移除至吸盘10的外侧。具体地，抽吸孔道52a与外部的真空源连接，在清洁组件50的底面抵接于吸盘10表面时，清洁刷53刷除并脱离吸盘10表面的颗粒物可以经由抽吸孔道52a传输至吸盘10的外侧，以增强吸盘10表面颗粒物快速移除的能力，提升吸盘10表面的清洁效果。
63.图4是本实用新型一实施例提供的清洁座52的结构示意图，清洁座52为盘状结构，其下部设置有第一凹槽52b。
64.图4中，第一凹槽52b为圆形孔，用以安装清洁刷53。可以理解的是，清洁刷53的外形及尺寸与第一凹槽52b的外形及尺寸相匹配，清洁刷53的外侧壁与第一凹槽52b的内侧壁设置有间隙，以便旋转电机54带动清洁刷53顺畅旋转，而不至于与清洁座52的内侧壁发生干涉。
65.图4中，清洁座52的上部设置有第二凹槽52c，第二凹槽52c为圆环孔，抽吸孔道52a经由第二凹槽52c的底面向下、贯通延伸设置。清洁座52的中间位置设置有凸台56，凸台56的中间位置设置有贯通孔，旋转电机54的输出轴经由凸台56的贯通孔与第一凹槽52b中的清洁刷53连接。
66.图4所示的实施例中，清洁座52的上部设置有盖板55，盖板55与第二凹槽52c形成腔室c，腔室c与抽吸孔道52a连通。盖板55配置有与腔室c连通的通气孔55a，通气孔55a与外部的真空源连接。吸盘10表面的颗粒物可以经由抽吸孔道52a进入腔室c，再经由通气孔55a传输至吸盘10的外部。
67.图3所示的实施例中，摆臂51的前端设置有与外部真空源连接的摆臂孔道51a，摆臂孔道51a与图4示出的通气孔55a连通，使得外部真空源与腔室c以及抽吸孔道52a相连通，以便抽吸吸盘10表面的颗粒物。
68.作为本实用新型的一个实施例，抽吸孔道52a可以为圆形孔，其沿竖直方向贯通清洁座52的厚度方向设置，如图4所示。
69.图5是图4示出的清洁座52的仰视图，抽吸孔道52a的数量为多个，其以清洁座52的中轴线为基准均匀分布，以保证清洁组件50对颗粒物清洁的均匀性。
70.可以理解的是，抽吸孔道52a的横向截面也可以为其他形状，如椭圆形、腰形等，以避免抽吸孔道52a出现棱角，防止颗粒物附着于抽吸孔道52a的内侧壁而致使抽吸孔道52a堵塞。
71.图6是清洁组件50设置于吸盘10上侧的俯视图，摆臂51的一端设置于吸盘10的外侧，其另一端的清洁座52设置于吸盘10上方。摆臂51带动清洁座52绕转动点摆动，清洁座52下部的清洁刷53（图3示出）刷除吸盘10表面的颗粒物。与外部真空源连通的抽吸孔道52a将吸盘10表面的颗粒物移除，以保证吸盘10表面的清洁度。
72.图7是本实用新型清洁座52的结构示意图，为了清晰体现抽吸孔道52a的位置及结构，特将设置于清洁座52上部的盖板55拆除。该实施例中，抽吸孔道52a沿清洁座52的厚度方向倾斜设置。
73.图7中，抽吸孔道52a使用虚线表示，抽吸孔道52a的倾斜方向与吸盘10的旋转方向相匹配。具体地，抽吸孔道52a的倾斜方向与吸盘10表面颗粒物的离心方向一致，以便于吸盘10表面的颗粒物经由倾斜设置的抽吸孔道52a进入腔室c，再经由管路传输至吸盘10的外部。作为本实施例的一个方面，倾斜的抽吸孔道52a与清洁座52下端面的夹角为40-80
°
，优选地，倾斜的抽吸孔道52a与清洁座52下端面的夹角为60
°
。
74.图8是本实用新型一实施例提供的清洁座52的剖视图，图9是图8中a处的局部放大图。该实施例中，抽吸孔道52a的内侧壁设置有图9示出的防护层52d，防护层52d能够有效防止颗粒物在抽吸孔道52a的内侧壁附着，避免抽吸孔道52a的堵塞。
75.在一些实施例中，防护层52d由疏水材料或超疏水材料制成；优选地，防护层52d由聚四氟乙烯制成。
76.由于清洁座52需要直接抵接吸盘10的表面，因此，清洁座52可以由耐磨性良好的非金属材料制成，如聚苯硫醚(pps)、聚醚醚酮树脂(peek)，以保证清洁座52的使用寿命。
77.需要说明的是，本实用新型提供的基板后处理装置100使用真空陶瓷吸盘来固定基板，与现有的卡爪夹持晶圆进行后处理的方案相比，本实用新型的基板后处理装置具有
稳定性高、成本低的优点；此外，由于基板的减薄面朝上，未加工面朝向陶瓷吸盘的顶面设置，因此，基板后处理装置100仅仅能够对晶圆的减薄面进行清洁。即本实用新型提供的基板后处理装置100能够适用于基板未加工面的洁净度要求不高的工况。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
78.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。