[发明专利]面向多规格晶圆的V字定心自适应装夹机构及其应用方法

说明书

本发明公开了面向多规格晶圆的V字定心自适应装夹机构及其应用方法，架板上开有两个U型槽，形成V字型分布。采用滚轮在槽内滑动的方式，可实现调节装夹机构的开合尺寸，适应多尺寸晶圆片装夹；底部滚轮采用自转的方式，带动晶圆旋转，避免晶圆和滚轮接触地方存在死角，无法彻底进行清洗干燥。本发明相较于传统的三爪定位装置，体现了其可装夹不同规格的晶圆的优点，避免了因加工不同尺寸晶圆片需要频繁更换夹具导致效率不高，同时也解决了晶圆清洗干燥不充分的问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及面向多规格晶圆的V字定心自适应装夹机构及其应用方法。

背景技术

在半导体制造过程中，现有的晶圆夹持装置都不具备自动调节的功能，导致加工不同规格的晶圆时，需要不断地更换晶圆夹具，导致加工效率较低，且比较耗费人力，从而导致生产成本提高。

现有的晶圆夹持装置存在以下问题：(1)由于夹持装置的滚轮位置固定，不能适应多规格的晶圆装夹；(2)安装在装夹机构上的滚轮无法自动旋转，晶圆处在静止的状态，不便于后处理工艺的开展。这些问题的存在制约着晶圆的后处理工艺的效率，不能满足企业对晶圆高效率生产的要求。

2019年，沈凌寒发明了一种晶圆清洗干燥装置，(授权公告号：CN111092036B)。该专利的优点是在于对晶圆进行清洗的箱体，箱体的顶部设有用于供晶圆进、出所述箱体的开口；设于箱体内且用于承接晶圆的支撑机构，支撑机构可升降；设于开口处且用于对清洗后的晶圆表面喷洒干燥气体的喷淋管。该晶圆清洗干燥装置通过在箱体的开口处设置喷淋管，利用喷淋管对清洗后的晶圆喷洒干燥气体，来干燥晶圆表面。可以理解的是，该方式利用了马兰戈尼效应，也即，利用表面张力梯度差，将附着在晶圆表面的水去除。缺点是此装置也只能进行清洗这一道工序，无法再次进行干燥处理，功能单一。且在清洗的时候，固定晶圆的定位装置也不能够适应多尺寸的晶圆规格。

2021年，王剑发明了一种晶圆清洗方法和晶圆清洗装置(授权公告号：CN112233971B)。该专利的优点在于根据对中操作确定的两个滚刷工装与晶圆工装同时接触的基准位置安装清洗刷并控制所述清洗刷移动至相应的清洗位置；控制清洗刷在所述清洗位置对晶圆的正反两面进行滚动刷洗。缺点是此装置只能进行清洗工艺，且在清洗的时，固定晶圆的定位装置不能够适应多尺寸的晶圆规格，如果需要清洗其他尺寸晶圆，需要更换晶圆夹持装置。

综上所述，现有方法虽然也能够进行晶圆清洗干燥，但是所用的晶圆夹持装置只能适应同一种规格的晶圆，如果处理另一种规格的晶圆，需准备多个规格的晶圆夹持装置，增加了成本，且经常拆换也导致效率不能够提高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术缺陷，提供面向多规格晶圆的V字定心自适应装夹机构及其应用方法，解决现有晶圆夹具不具备适应多尺寸晶圆的装夹的问题，提高了晶圆清洗干燥的效率。

本发明的目的一方面是这样实现的：一种面向多规格晶圆的V字定心自适应装夹机构，包括支撑架、集水箱、V字型晶圆尺寸调节机构和滚轮刷传动机构；所述集水箱放置在支撑架上，所述V字型晶圆尺寸调节机构安装在集水箱内，所述滚轮刷传动机构固定在支撑架上，所述滚轮刷传动机构上设置有滚轮刷和氮气喷管；所述V字型晶圆尺寸调节机构夹持晶圆片，通过所述滚轮刷传动机构将滚轮刷运送至晶圆片两侧对晶圆进行清洗和干燥。

为了根据所需要处理的晶圆片的尺寸，调节滚轮位置，便于适应所加工晶圆尺寸，所述V字型晶圆尺寸调节机构包括架板、两根连杆和三个滚轮，所述架板左右两侧开设有U型槽，所述U型槽内设置有左滚轮和右滚轮，所述两个连杆上部通过转动销分别与左滚轮和右滚轮相连接，所述两根连杆尾部安装在同一滑块上，所述滑块通过丝杠的转动沿着导轨上下移动，从而使两个连杆带动左滚轮和右滚轮沿着U型槽内移动，将左滚轮和右滚轮拖动至准确的位置。

为了使左右滚轮可停至不同规格晶圆所需大小的位置，起到定位的作用，所述滑块上安装有挡板，所述导轨一侧安装有传感器。