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TW201731600A - 晶圓清洗機的防噴濺裝置 - Google Patents

晶圓清洗機的防噴濺裝置 Download PDF

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TW201731600A TW105106246A TW105106246A TW201731600A TW 201731600 A TW201731600 A TW 201731600A TW 105106246 A TW105106246 A TW 105106246A TW 105106246 A TW105106246 A TW 105106246A TW 201731600 A TW201731600 A TW 201731600A
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Chih-Ming Teng
shao-yu Chen
Shin-Kuan Lu
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Els System Technology Co Ltd
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Abstract

一種晶圓清洗機的防噴濺裝置，該晶圓清洗機包含一晶圓承載吸盤及一圍繞設置於該晶圓承載裝置的周壁，該晶圓承載裝置包括一承載吸盤，該防噴濺裝置罩設於該晶圓承載裝置外周圍，該防噴濺裝置包含一遮罩單元及一驅動機構。遮罩單元包括一頂端，遮罩單元可相對於晶圓承載裝置在一收合狀態及一展開狀態之間變換。在收合狀態時，遮罩單元的頂端與承載吸盤頂面相間隔一第一距離，在展開狀態時，遮罩單元的頂端與承載吸盤頂面相間隔一第二距離，第二距離大於第一距離。驅動機構與遮罩單元相連接用以驅動遮罩單元在收合狀態及展開狀態之間變換。

Description

晶圓清洗機的防噴濺裝置
本發明是有關於一種防噴濺裝置，特別是指一種晶圓清洗機的防噴濺裝置。
在半導體製程中，晶圓在經過多種加工製程後，其表面會有製造過程中產生的微粒汙染，將影響晶圓的良率、品質及可靠度，因此須將加工完成的晶圓作清洗，以移除微粒。然而，現有的晶圓清洗機，是以一噴嘴對位於一晶圓承載裝置上的一晶圓進行清洗，而晶圓承載裝置的周圍設置有一貫通且大致呈圓筒狀的防噴濺遮罩，在清洗的過程中，由噴嘴流出用以清洗晶圓的部分洗滌液容易從防噴濺遮罩的上方開口噴濺至清洗腔室外的其他物件，造成晶圓清洗機維護上的不便。
因此，本發明之其中一目的，即在提供一種晶圓清洗機的防噴濺裝置，用以限制清洗液噴濺的空間。
本發明晶圓清洗機的防噴濺裝置，該晶圓清洗機包含一晶圓承載裝置及一圍繞設置於該晶圓承載裝置的周壁，該晶圓承載裝置包括一承載吸盤，該防噴濺裝置罩設於該晶圓承載裝置外周圍，該防噴濺裝置包含一遮罩單元，呈圓筒狀並罩設於該晶圓承載裝置外周圍，該遮罩單元包括一頂端，該遮罩單元可相對於該晶圓承載裝置在一收合狀態及一展開狀態之間變換，在該收合狀態時，該遮罩單元的該頂端與該晶圓承載裝置的該承載吸盤頂面相間隔一第一距離，在該展開狀態時，該遮罩單元的該頂端與該晶圓承載裝置的該承載吸盤頂面相間隔一第二距離，該第二距離大於該第一距離；及一驅動機構，與該遮罩單元相連接用以驅動該遮罩單元在該收合狀態及該展開狀態之間變換。
在一些實施態樣中，該遮罩單元包括一內遮罩及一外遮罩，該內遮罩呈圓筒狀並罩設於該晶圓承載裝置外周圍，該內遮罩具有一上端及一下端，該外遮罩呈圓筒狀並具有該頂端，該驅動機構與該外遮罩相連接用以帶動其上升或下降，在該收合狀態時，該外遮罩是罩設於該內遮罩外周圍，該內遮罩的該下端間隔位於該晶圓承載裝置的該承載吸盤頂面下方一段距離，在該展開狀態時，該外遮罩凸伸出該內遮罩的該上端，該內遮罩保持不動。
在一些實施態樣中，該遮罩單元更包括多個環設於該內遮罩外側且彼此相間隔的連接件，該外遮罩具有一相反於該頂端用以抬升該等連接件的環形凸緣，當該遮罩單元由該收合狀態變換至該展開狀態的過程中，該外遮罩的該環形凸緣透過該等連接件將該內遮罩向上抬升，使該內遮罩的該上端間隔位於該晶圓承載裝置的該承載吸盤頂面上方一段距離。
在一些實施態樣中，該內遮罩包括一筒形圍繞壁，及一形成於該筒形圍繞壁頂端的錐形圍繞壁，該筒形圍繞壁界定該下端，該錐形圍繞壁界定該上端，該錐形圍繞壁形成有一位於該上端的開口，該錐形圍繞壁的一外徑大於該開口的一口徑，該等連接件連接於該筒形圍繞壁頂端。
本發明至少具有以下功效：藉由該遮罩單元可相對於該晶圓承載裝置在一收合狀態及一展開狀態之間變換，當清洗晶圓時，該遮罩單元即變換至該展開狀態，將清洗液噴濺的範圍限制在遮罩單元內，以防止清洗液噴濺至其他物件。清洗完畢後，該遮罩單元即變換至收合狀態，可節省空間的使用。
參閱圖1與圖2，本發明晶圓清洗機防噴濺裝置的一實施例，晶圓清洗機包含一基板10、一設置於基板10的晶圓承載裝置1、一設置於基板10且圍繞設置於晶圓承載裝置1的周壁2、一清洗單元3及二清洗液排放管4。晶圓承載裝置1包括一基座11及一設置於基座11的承載吸盤12，承載吸盤12用以承載一晶圓5。防噴濺裝置罩設於晶圓承載裝置1外周圍，防噴濺裝置包含一遮罩單元6及一驅動機構7。晶圓承載裝置1與周壁2界定出一清洗腔室C，清洗單元3設置於驅動機構7頂端，該等清洗液排放管4連通清洗腔室C。
參閱圖1、圖3及圖4，遮罩單元6呈圓筒狀並罩設於晶圓承載裝置1外周圍，遮罩單元6包括一內遮罩61、一外遮罩62及多個連接件63。內遮罩61呈圓筒狀並罩設於晶圓承載裝置1外周圍，並具有一筒形圍繞壁611，及一形成於筒形圍繞壁611頂端的錐形圍繞壁612，筒形圍繞壁611界定一下端613， 錐形圍繞壁612界定一上端614， 錐形圍繞壁612形成有一位於上端614的開口615。錐形圍繞壁612的一外徑r2大於開口615的一口徑r1。外遮罩62呈圓筒狀並具有一頂端621及一相反於頂端621的環形凸緣622。搭配參閱圖5，該等連接件63環繞設置於內遮罩61的筒形圍繞壁611頂端且彼此相間隔，該等連接件63數量以三個為例且優選為等角度間隔排列，即彼此間隔120度。其中，該等連接件63的數量不以三為限，多個即可。
參閱圖3及圖4，遮罩單元6可相對於晶圓承載裝置1在一收合狀態及一展開狀態之間變換。在收合狀態時，遮罩單元6的外遮罩62的頂端621與承載吸盤12頂面相間隔一第一距離D1，外遮罩62罩設於內遮罩61外周圍；在展開狀態時，外遮罩62的頂端621與承載吸盤12頂面相間隔一第二距離D2，第二距離D2大於第一距離D1。遮罩單元6在從收合狀態轉換至展開狀態的過程中，外遮罩62的環形凸緣622將向上頂推該等連接件63進而抬升內遮罩61，使內遮罩61的上端614間隔位於承載吸盤12頂面上方一段距離。值得一提的是，內遮罩61也可被設計為固定設置於晶圓承載裝置1的外周圍，意即遮罩單元6在從收合狀態轉換至展開狀態的過程中，外遮罩62的環形凸緣622將抵接該等連接件63而因此被限制上升的高度，而內遮罩61並不會被抬升。除此之外，遮罩單元6還有另一變化，即遮罩單元6僅只包括內遮罩61即外遮罩62其中之一，也是可行的，本實施例僅為最佳實施態樣，並不排除上述的實施態樣。
參閱圖3，驅動機構7與遮罩單元6相連接，用以驅動遮罩單元6在收合狀態及展開狀態之間變換。具體地來說，在本實施例中，驅動機構7包括一汽缸71、一活塞桿72、一承載座73及一連接板74，活塞桿72可於汽缸71中上下移動，承載座73設置於活塞桿72頂端，連接板74連接承載座73及外遮罩62的頂端621周緣。藉由汽缸71驅動活塞桿72上下移動，即可帶動外遮罩62上下移動，藉此，使得驅動機構7能驅動遮罩單元6在收合狀態及展開狀態之間變換。其中，清洗單元3包括一固定座31、一噴水件32及一噴氣件33，固定座31固定設置於連接板74且位於承載座73上方，噴水件32及噴氣件33設置於固定座31並朝向遮罩單元6，噴水件32及噴氣件33的功用則容後補述。
參閱圖6至圖8，以下介紹晶圓清洗機清洗晶圓5的過程：首先，晶圓承載裝置1的承載吸盤12將帶動晶圓5高速旋轉，再將一第一噴嘴8移動至晶圓5上方，待驅動機構7帶動外遮罩62上升，使遮罩單元6處於展開狀態後，第一噴嘴8即開始噴射高壓清洗液水柱清洗晶圓5。高壓清洗液水柱接觸至晶圓5表面時會朝晶圓5外周圍噴濺，但因為內遮罩61的錐形圍繞壁612的設計，向外噴濺的清洗液接觸錐形圍繞壁612時，部分的清洗液會被阻擋而向下方流動，其餘的清洗液將沿著錐形圍繞壁612及筒形圍繞壁611的內壁面向下流動，最終由該等清洗液排放管4流出。再者，即使有少部分的清洗液自內遮罩61的開口615向上向外噴濺，也將被外遮罩62遮擋，並沿著外遮罩62的內壁向下流動，達到限制清洗液噴濺的範圍空間的功效，以防止清洗液噴濺至清洗腔室C以外的物件，此為第一清洗程序。
清洗完畢後，驅動機構7即帶動外遮罩62下降，使遮罩單元6處於收合狀態，隨後第一噴嘴8會移離開晶圓5上方。接著，將一第二噴嘴9移動至晶圓5上方並與晶圓5接觸，第二噴嘴9一樣會噴出清洗液，其末端具有刷毛，可進一步清除晶圓5表面的髒污。由於第二噴嘴9是平貼地接觸晶圓5表面，清洗液將因晶圓5旋轉的離心力沿水平方向向外濺出，而被內遮罩61及外遮罩62遮擋，依然可以限制清洗液噴濺的範圍空間，此為第二清洗程序。
清洗完畢後，待第二噴嘴9移離開晶圓5上方後，驅動機構7將帶動外遮罩62上升，使遮罩單元6處於展開狀態。此時清洗單元3的噴水件32將對晶圓5噴射水柱，去除晶圓5上殘餘的清洗液，過程中自晶圓5向外噴濺的水將如前述原理，被內遮罩61及外遮罩62所遮擋。最後再由噴氣件33對晶圓5噴射N2 氣體，將晶圓5表面吹乾，此為第三清洗程序。完成此三道清洗程序之後，驅動機構7即帶動外遮罩62下降，使遮罩單元6處於收合狀態，晶圓承載裝置1的將使晶圓5停止旋轉，並將晶圓5抬升，由一機器手臂(圖未示)將清洗完畢的晶圓5取走，以上即為一片晶圓5的清洗過程。
綜上所述，本發明晶圓清洗機的防噴濺裝置，藉由遮罩單元6能從收合狀態變換至展開狀態，在展開狀態時，內遮罩61的錐形圍繞壁612能將自晶圓5向外噴濺的清洗液或水限制於內遮罩61內，且即使有少部分清洗液或水透過內遮罩61的開口615向外噴濺，將被外遮罩62遮擋，達到限制清洗液噴濺的範圍空間的功效，以防止清洗液或水噴濺至清洗腔室C以外的物件，故確實能達成本發明之目的。且倘若噴濺的情形不嚴重，遮罩單元6即使處於收合狀態一樣能達到防止清洗液濺出清洗腔室C的功效，可節省空間的使用。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
10‧‧‧基板
1‧‧‧晶圓承載裝置
11‧‧‧基座
12‧‧‧承載吸盤
2‧‧‧周壁
3‧‧‧清洗單元
31‧‧‧固定座
32‧‧‧噴水件
33‧‧‧噴氣件
4‧‧‧清洗液排放管
5‧‧‧晶圓
6‧‧‧遮罩單元
61‧‧‧內遮罩
611‧‧‧筒形圍繞壁
612‧‧‧錐形圍繞壁
613‧‧‧下端
614‧‧‧上端
615‧‧‧開口
62‧‧‧外遮罩
621‧‧‧頂端
622‧‧‧環形凸緣
63‧‧‧連接件
7‧‧‧驅動機構
71‧‧‧汽缸
72‧‧‧活塞桿
73‧‧‧承載座
74‧‧‧連接板
8‧‧‧第一噴嘴
9‧‧‧第二噴嘴
C‧‧‧清洗腔室
D1‧‧‧第一距離
D2‧‧‧第二距離
r1·‧‧‧口徑
r2‧‧‧外徑
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一上視圖，說明本發明晶圓清洗機的防噴濺裝置的一實施例； 圖2是由圖1的剖面線II-II得出的剖視圖，說明該實施例； 圖3是由圖1的剖面線III-III得出的剖視圖，說明該實施例的一遮罩單元在一收合狀態； 圖4是一剖視圖，說明該實施例的該遮罩單元在一展開狀態； 圖5是圖4的一局部放大圖；及 圖6至圖8為剖視圖，說明該晶圓清洗機的清洗流程。
10‧‧‧基板
1‧‧‧晶圓承載裝置
11‧‧‧基座
12‧‧‧承載吸盤
2‧‧‧周壁
3‧‧‧清洗單元
31‧‧‧固定座
32‧‧‧噴水件
33‧‧‧噴氣件
4‧‧‧清洗液排放管
5‧‧‧晶圓
6‧‧‧遮罩單元
61‧‧‧內遮罩
611‧‧‧筒形圍繞壁
612‧‧‧錐形圍繞壁
613‧‧‧下端
614‧‧‧上端
615‧‧‧開口
62‧‧‧外遮罩
621‧‧‧頂端
7‧‧‧驅動機構
C‧‧‧清洗腔室

Claims (4)

  1. 一種晶圓清洗機的防噴濺裝置，該晶圓清洗機包含一晶圓承載裝置及一圍繞設置於該晶圓承載裝置的周壁，該晶圓承載裝置包括一承載吸盤，該防噴濺裝置罩設於該晶圓承載裝置外周圍，該防噴濺裝置包含： 一遮罩單元，呈圓筒狀並罩設於該晶圓承載裝置外周圍，該遮罩單元包括一頂端，該遮罩單元可相對於該晶圓承載裝置在一收合狀態及一展開狀態之間變換，在該收合狀態時，該遮罩單元的該頂端與該晶圓承載裝置的該承載吸盤頂面相間隔一第一距離，在該展開狀態時，該遮罩單元的該頂端與該晶圓承載裝置的該承載吸盤頂面相間隔一第二距離，該第二距離大於該第一距離；及 一驅動機構，與該遮罩單元相連接用以驅動該遮罩單元在該收合狀態及該展開狀態之間變換。
  2. 如請求項1所述晶圓清洗機的防噴濺裝置，其中，該遮罩單元包括一內遮罩及一外遮罩，該內遮罩呈圓筒狀並罩設於該晶圓承載裝置外周圍，該內遮罩具有一上端及一下端，該外遮罩呈圓筒狀並具有該頂端，該驅動機構與該外遮罩相連接用以帶動其上升或下降，在該收合狀態時，該外遮罩是罩設於該內遮罩外周圍，該內遮罩的該下端間隔位於該晶圓承載裝置的該承載吸盤頂面下方一段距離，在該展開狀態時，該外遮罩凸伸出該內遮罩的該上端，該內遮罩保持不動。
  3. 如請求項2所述晶圓清洗機的防噴濺裝置，其中，該遮罩單元更包括多個環設於該內遮罩外側且彼此相間隔的連接件，該外遮罩具有一相反於該頂端用以抬升該等連接件的環形凸緣，當該遮罩單元由該收合狀態變換至該展開狀態的過程中，該外遮罩的該環形凸緣透過該等連接件將該內遮罩向上抬升，使該內遮罩的該上端間隔位於該晶圓承載裝置的該承載吸盤頂面上方一段距離。
  4. 如請求項3所述晶圓清洗機的防噴濺裝置，其中，該內遮罩包括一筒形圍繞壁，及一形成於該筒形圍繞壁頂端的錐形圍繞壁，該筒形圍繞壁界定該下端，該錐形圍繞壁界定該上端，該錐形圍繞壁形成有一位於該上端的開口，該錐形圍繞壁的一外徑大於該開口的一口徑，該等連接件連接於該筒形圍繞壁頂端。
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