[實用新型]一種用于晶圓清洗或腐蝕的旋轉裝置

有效

• 申請號: 200820233669.5
• 申請日: 2008-12-25
• 公開（公告）號: CN201374316Y
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 寧永鐸;吳紅兵;韓晨華;徐繼平;籍小兵
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院;有研半導體材料股份有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/02;H01L21/306
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 郭佩蘭

技術領域

本實用新型涉及一種用于使晶圓在清洗或腐蝕過程中旋轉的旋轉裝置，特別適用于晶圓研磨后清洗以及腐蝕之類的晶圓需要旋轉的工藝。

背景技術

半導體晶圓產業發展非常迅速，在世界各地半導體晶圓生產加工廠紛紛成立。清洗與化學腐蝕是任何半導體材料工廠所不可或缺的工序。

在槽式濕法清洗或者腐蝕的過程中，一般使用聚四氟乙烯花籃作為晶圓的承載器具，晶圓與聚四氟乙烯花籃接觸位置的局部溫度、化學液濃度與未與聚四氟乙烯花籃接觸的位置相比，難免會由于難以即時傳導連通而導致有較大的差異。局部溫度、濃度的差別會導致晶圓表面粗糙度不同，潔凈程度也不同。宏觀的看，這種區別體現在晶圓與聚四氟乙烯花籃接觸的位置亮度或者色澤與其他區域不同。這樣的晶圓是不會通過質量標準的。

如果在清洗過程中，晶圓可以避免局部位置長時間與清洗花籃接觸，而盡可能的使晶圓表面所有位置保持和化學試劑接觸的一致性，那么勢必可以使晶圓表面各個位置得到均勻的化學作用，這樣一來晶圓在清洗或者腐蝕之后表面的光澤和粗糙程度也會是均勻一致的。

發明內容

本實用新型提供一種用于晶圓清洗或腐蝕的旋轉裝置，采用本裝置適用于8英寸、6英寸以及5英寸晶圓在清洗或者腐蝕過程中旋轉，該裝置結構簡單，操作方便，效果好。

為達到上述發明目的，本實用新型采用以下技術方案：

這種用于晶圓清洗或腐蝕的晶圓旋轉裝置，它包括電機，電機接傳動連接件，傳動連接件接滾輪，滾輪嵌入框架內。

電機的傳動軸通過傘齒輪與滾輪末端的齒牙互相嚙合，以達到傳動的效果。電機的轉速可調，晶圓的轉速隨之可調。

所述的滾輪的直徑范圍在20～100mm之間。在處理8英寸晶圓時直接采用本旋轉裝置，如果處理6英寸以及5英寸晶圓時，需要在所述的兩個滾輪上外掛5、6英寸晶圓的旋轉傳動機構。

8英寸旋轉裝置的框架直接放置于清洗或腐蝕設備的槽子內部，電機根據實際情況固定安裝在槽子側面或者架設在槽子上方。8英寸晶圓的載具放置在旋轉裝置的框架上。

支架的兩側開有孔，孔內設定位環，滾輪III、IV中心的軸與定位環配合，支架固定在框架上。

所述的滾輪表面包裹著耐化學腐蝕塑料橡膠材料。

5、6英寸的旋轉傳動機構外掛在8英寸旋轉裝置上面，易于安裝和拆卸，以適應不同尺寸的晶圓。其應用范圍可以是所有濕法清洗、腐蝕。適當調整滾輪的設計尺寸，其適用范圍可以涵蓋所有尺寸的晶圓。所述的滾輪可做成為空心筒，以減輕重量。

旋轉裝置的滾輪主要由聚四氟乙烯構成，聚四氟乙烯外表面需要接觸晶圓，所以需要包裹一層耐化學腐蝕、摩擦系數大塑料橡膠材料。

本實用新型的優點是：可以實現高端設備對低端加工品的兼容，使設備的加工對象不再單一，最大限度的利用設備，節約成本。旋轉裝置結構簡單、成本低、操作簡便。而且，硅片旋轉裝置由聚四氟乙烯經過車床加工而成有下列優點：

耐腐蝕性-能夠承受除了熔融的堿金屬，氟化介質以及高于300℃氫氧化鈉之外的所有強酸(包括王水)、強氧化劑、還原劑和各種有機溶劑的作用。

絕緣性-不受環境及頻率的影響，體積電阻可達10¹⁸歐姆·厘米，介質損耗小，穿電壓高。

耐高低溫性-對溫度的影響變化不大，溫域范圍廣，可使用溫度-190∽260℃。

自潤滑性----聚四氟乙烯具有塑料中最小的摩擦系數，是理想的無油潤滑材料。

表面不粘性-已知的固體材料都不能粘附在表面上，是一種表面能最小的固體材料。

耐大氣老化性，耐輻照性能和較低的滲透性-長期暴露于大氣中，表面及性能保持不變。

不燃性-限氧指數在90以下。

附圖說明

圖1：用于8英寸晶圓的旋轉裝置的示意圖

圖2：用于5、6英寸晶圓的旋轉裝置的示意圖

圖3：圖2中旋轉傳動機構組裝圖

圖1、圖2、圖3中，1為驅動電機，2為8英寸晶圓，3為電機的傳動軸，4為框架，5、5′為滾輪I、II，6為6英寸晶圓，7為用于5、6英寸晶圓旋轉的傳動機構，8為用于5、6英寸旋轉傳動機構的連接軸，9、9′為用于5、6英寸晶圓旋轉的傳動機構的滾輪III、IV，10為定位環，11為支架。

具體實施方式

8英寸晶圓旋轉裝置包含驅動電機，電機可以驅動兩根傳動軸，另有一框架，框架內嵌入兩根平行的滾輪，滾輪一段有齒牙與電機傳動軸的連接件上的傘齒輪嚙合，可以傳動。兩根滾輪的旋轉方向和轉速保持一致。8英寸晶圓的載具放置在框架上，晶圓與滾輪接觸。

如果處理6英寸以及5英寸晶圓時，需要在所述的兩個滾輪上外掛旋轉傳動機構。它包含支架，位于支架兩側、架在滾輪I、II上的滾輪III、IV。兩根滾輪中空，內部穿插著軸。所述的支架的兩側開有孔，孔內設定位環，滾輪III、IV中心的軸與定位環配合，支架固定在框架上。5、6英寸滾輪與8英寸滾輪接觸，可以被8英寸滾輪帶動旋轉。