[發明專利]一種半導體加工晶圓超聲懸浮驅動裝置

在審

• 申請號: 202210652114.9
• 申請日: 2022-06-10
• 公開（公告）號: CN115064478A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 吳疆;王立鵬;陳騰;榮學文;宋銳;李貽斌
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆圣娟

本發明涉及一種半導體加工晶圓超聲懸浮驅動裝置，包括連接在振子模塊頂部的彎振換能器和縱振換能器，彎振換能器和縱振換能器同圓心布置且兩者處于同一高度平面。通過同圓心布置的縱振/彎振換能器形成晶圓自旋平臺，通過發射縱向駐波和彎曲行波驅動晶圓懸停與旋轉，實現裝置對晶圓的非接觸、無磨損的自旋和懸?？刂?，從而提高晶圓加工過程中的良品率。

技術領域

本發明涉及半導體加工技術領域，具體為一種半導體加工晶圓超聲懸浮驅動裝置。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

晶圓是半導體加工的基礎材料，一片晶圓上通常需要超精密光刻、切割出上百塊芯片。受加工過程磨損、劃傷、破裂及缺陷等因素影響，經過制造、中測、封裝等各工序后晶圓加工的整體良品率不理想，在芯片柵極長度更窄的7nm、3nm工藝制程方面，現有加工方式的良品率則更為低下，造成巨大產能浪費的同時，嚴重阻礙了芯片產業尤其先進芯片制造的發展。

因此，需要對晶圓加工環境與加工過程進行優化，通過控制加工環境中溫度、濕度、集塵、靜電等因素、自動化生產線改造與高精密控制，降低加工過程晶圓的磨損、劃傷與破裂，提高各工序良品率。

針對晶圓的加工過程，現有技術采用機械式末端執行器夾持晶圓進行自旋，此種方式下，由于晶圓自身剛度極低，自旋過程極易產生塑性變形甚至破裂；另一方面，晶圓加工過程對精度、表面光潔度與粗糙度要求極高，機械式末端執行器與晶圓接觸，兩者間摩擦無法避免，摩擦力難以控制。摩擦導致的磨損、劃傷及磨損產生的顆粒均會降低良品率甚至導致晶圓報廢。

發明內容

為了解決上述背景技術中存在的技術問題，本發明提供一種半導體加工晶圓超聲懸浮驅動裝置，通過同心布置的縱振/彎振換能器，構筑晶圓自旋平臺，通過發射縱向駐波和彎曲行波驅動晶圓懸停與旋轉，實現裝置對晶圓的非接觸、無磨損操控；使形成的聲浮晶圓自旋平臺體積小、集成度高、制作成本低，可定制化使用，極易在晶圓制造、加工、運輸各工序和環節中集成應用。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一個方面提供一種半導體加工晶圓超聲懸浮驅動裝置，包括：連接在振子模塊頂部的彎振換能器和縱振換能器，彎振換能器和縱振換能器同圓心布置且兩者處于同一高度平面。

彎振換能器和縱振換能器均位于振子模塊的軸線上。

振子模塊包括通過緊固件串聯連接的端蓋、壓電陶瓷組和振子本體。

振子模塊向位于頂部的彎振換能器或縱振換能器提供振子激勵。

彎振換能器為圓盤型，與彎振換能器同心的縱振換能器為圓環型。彎振換能器在電場與振子激勵下產生軸向縱波，表面與附近空氣形成駐波聲場，使待加工晶圓在聲輻射力作用下懸浮在彎振換能器上表面的設定高度范圍內；縱振換能器在電場激勵下產生周向行波，表面與附近空氣形成行波聲場，使待加工晶圓在行波聲輻射力作用下繞垂直軸軸周向轉動。

彎振換能器為圓環型，與彎振換能器同心的縱振換能器為圓盤型?？v振換能器在電場與振子激勵下產生軸向縱波，表面與附近空氣形成駐波聲場，使待加工晶圓在聲輻射力作用下懸浮在縱振換能器上表面的設定高度范圍內；彎振換能器在電場激勵下產生周向行波，表面與附近空氣形成行波聲場，使待加工晶圓在行波聲輻射力作用下繞垂直軸軸周向轉動。

振子模塊為朗之萬型振子。

本發明的第二個方面提供一種半導體加工裝置，具有晶圓自旋平臺，晶圓自旋平臺連接了上述晶圓超聲懸浮驅動裝置。

與現有技術相比，以上一個或多個技術方案存在以下有益效果：