[实用新型]晶圆液下偏转装置以及晶圆处理装置

说明书

一种晶圆液下偏转装置以及晶圆处理装置，包括晶圆托架和用于驱动晶圆托架在第一定向和第二定向之间摆动的驱动机构，其中所述驱动机构控制所述晶圆托架以符合预定的角速度‑时间曲线的方式从所述第一定向摆动到第二定向，所述角速度‑时间曲线包括至少一个加速段和至少一个减速段，每一个所述加速段和减速段中的瞬时加速度绝对值小于等于200 rad/s²。

技术领域

本实用新型涉及半导体制造设备领域，特别是涉及一种晶圆液下偏转装置以及晶圆处理装置。

背景技术

化学机械抛光(Chemical Mechanical Planarization, CMP)是集成电路(IC) 制造中获得全局平坦化的一种超精密表面加工工艺。在化学机械抛光中大量使用的化学试剂和研磨剂会造成晶圆表面的污染，所以在抛光之后需要通过清洗和干燥工艺去除晶圆表面的污染物，以提供光滑洁净的晶圆表面。

马兰戈尼提拉干燥是一种具有前景的干燥技术，其通过在晶圆从液面升起的过程中，在气液固三相界面弯液面处喷射诸如IPA蒸汽之类的具有表面活性的有机物蒸汽诱导产生马兰戈尼效应而实现晶圆表面干燥。

在一些采用马兰戈尼干燥技术的晶圆处理装置中，晶圆首先从容器的一个端口被送入到液体中，在液体中偏转一定角度后，再由容器的另一个端口被送出并同时进行马兰戈尼干燥。然而，这样的晶圆处理装置并非没有缺陷。例如，如图1所示，其中用于实现晶圆液下偏转的装置和控制方法尚不成熟，在转动启动和转动停止的两个时间点附近，晶圆角速度变化剧烈，产生较大的瞬间阻力矩，易导致晶圆受损等情况发生。

因此，亟待提出一种改善晶圆受力情况和作业效率的晶圆液下偏转技术及晶圆处理技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种晶圆液下偏转装置以及晶圆处理装置，其改善晶圆液下偏转时的受力情况，避免晶圆受损，提高操作效率。

根据本实用新型的一个方面，提供一种晶圆液下偏转装置，其包括晶圆托架和用于驱动晶圆托架在第一定向和第二定向之间摆动的驱动机构，其中所述驱动机构控制所述晶圆托架以符合预定的角速度-时间曲线的方式从所述第一定向摆动到第二定向，所述角速度-时间曲线包括至少一个加速段和至少一个减速段，每一个所述加速段和减速段中的瞬时加速度绝对值小于等于200 rad/s²，进一步小于等于10 rad/s²，并且所述加速段和减速段的时间长度总和为所述角速度-时间曲线的时间长度总和的30%以上。

在一些实施例中，所述角速度-时间曲线可以由一个加速段和一个减速段构成。

在优选实施例中，所述角速度-时间曲线的加速段的时间长度总和与减速段的时间长度总和的比值为r，1 ＜ r ≤ 8，进一步1 ＜r ≤ 5。

在一些实施例中，所述角速度-时间曲线的加速段和/或减速段的加速度绝对值可以是随时间递减的。所述减速段的曲线可以具有与不存在所述驱动机构的驱动力时晶圆在液体阻力作用下自然减速的曲线基本相同的形状。

在优选实施例中，所述驱动机构可以包括摆动轴和驱动摆动轴旋转的电机组件，所述晶圆托架与所述摆动轴连接以随摆动轴摆动。

优选地，所述晶圆托架包括弓形托臂，所述弓形托臂的轮廓为90^o~180^o的圆弧。

优选地，所述弓形托臂上形成槽口，并且所述槽口包括弹性材料形成的缓冲垫，用于接触并保持晶圆。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种晶圆处理装置，其包括清洗槽和如上所述的晶圆液下偏转装置，所述清洗槽用于在其中容纳液体，并具有第一端口和第二端口，所述晶圆液下偏转装置的晶圆托架安装在所述清洗槽中，使得所述第一定向与所述清洗槽的第一端口对准，所述第二定向与所述第二端口对准，所述驱动机构至少部分地安装在所述清洗槽外部。