[发明专利]用于清洁薄晶圆的旋转夹盘

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体地，涉及用于清洁薄晶圆的旋转夹盘。

背景技术

诸如射频识别(RFID)集成电路、高密度存储器件的新兴应用越来越需要薄半导体器件。薄半导体器件等能够应用于更精密的制造技术，包括微机电系统(MEMS)、穿透硅通孔(TSV)以及新式3D封装技术。

在薄半导体器件的制造工艺中，一个重要的步骤是在半导体制造工艺之后清洁薄晶圆。例如，在化学机械抛光工艺之后，一些残留物，比如碳或者粘性的膜和颗粒可能会留在薄晶圆的表面上。这些薄膜和颗粒可能会导致表面粗糙，从而会在后续制造工艺中造成缺陷，比如由于晶圆的表面不平坦而产生的光刻工艺的缺陷。

在传统领域中，湿式晶圆清洁通常通过在晶圆上喷洒各种清洁化学溶剂，从而去除多余的残留物。当晶圆处于该晶圆清洁工艺中时，晶圆可以直接置于真空夹盘上，然后，随着真空夹盘的旋转，多个喷嘴首先将化学溶剂喷洒到晶圆上。在碳和粘性的薄膜和颗粒溶解或者分解之后，化学溶剂将薄膜和颗粒从晶圆清除。在清洁工艺的最终步骤中，随着晶圆的旋转，喷洒去离子水，从而进行彻底清洁。

然而，薄晶圆易碎，并且必须对其整个面积进行支撑，以防止不必要的损坏。一种保护薄晶圆的常见方法涉及使用粘性层来将薄晶圆暂时接合到平板上，从而利用晶圆框架(frame)来防止薄晶圆横向移动。这样，我们期望，在薄晶圆接合到胶带层(tape layer)并且通过晶圆框架保护的时候清洁薄晶圆。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于清洁薄晶圆的器件，包括：旋转夹盘，旋转夹盘包括：圆形平板，沿着圆形平板的边缘具有至少三个延长件；至少三个固定卡具，安装在延长件上，其中，在第一位置中，每个固定卡具打开，而通过将固定卡具从第一位置转动到第二位置，每个固定卡具锁定；以及转动的传动轴，连接到圆形平板。

其中，延长件为半椭圆形。

其中，转动的传动轴通过电机驱动。

其中，电机的速度处于500rpm和1000rpm之间，最大速度为大约2000rpm。

其中，固定卡具进一步包括上部和底部。

其中，当固定卡具处于第一位置时，底部在基本垂直于圆形平板的方向上延伸，上部从圆形平板的中心向外突出；当固定卡具处于第二位置时，上部从圆形平板的中心向内突出。

其中，圆形平板的直径为大约400nm。

该器件进一步包括：一个附加延长件和一个附加固定卡具，其中，圆形平板的所有延长件沿着圆形平板的边缘设置，每个延长件都具有固定卡具。

此外，还提供了一种用于清洁薄晶圆的系统，包括：旋转夹盘，旋转夹盘包括：圆形平板，沿着圆形平板的边缘具有至少三个延长件，配置为在圆形平板上容纳胶带层，胶带层具有第一直径；至少三个固定卡具，每个固定卡具都具有上部和底部，上部和底部安装在延长件上，其中，在第一位置中，每个固定卡具打开，而通过将固定卡具从第一位置转动到第二位置，每个固定卡具锁定；以及转动的传动轴，连接到圆形平板；以及晶圆框架，安装在旋转夹盘上，配置为固定胶带层。

其中，晶圆框架为圆环形，圆环形具有外边缘和内边缘，外边缘具有外直径，内边缘具有内直径。

其中，晶圆框架的外直径大于胶带层的直径，晶圆框架的内直径小于胶带层的直径。

其中，当固定卡具锁定时，固定卡具的上部防止晶圆框架纵向移动。

其中，当固定卡具锁定时，固定卡具的底部与晶圆框架的外边缘相接触，从而防止晶圆框架横向移动。

该系统进一步包括：胶带层区域，位于晶圆框架的内边缘和薄晶圆之间，薄晶圆安装在胶带层上，其中，胶带层区域无粘性。

该系统进一步包括：一个附加延长件和一个附加固定卡具，其中，圆形平板的所有延长件都沿着圆形平板的边缘设置，每个延长件都具有固定卡具。

此外，还提供了一种用于清洁薄晶圆的系统，包括：旋转夹盘，旋转夹盘包括：圆形平板，沿着圆形平板的边缘具有至少三个延长件，配置为在圆形平板上容纳胶带层；至少三个固定卡具，每个固定卡具都具有上部和底部，上部和底部安装在延长件上，其中，在第一位置中，每个固定卡具打开，而通过将固定卡具从第一位置转动到第二位置，每个固定卡具锁定；以及转动的传动轴，连接到圆形平板；晶圆框架，安装在旋转夹盘上，配置为固定胶带层；杯体，具有内壁和外壁；至少三个喷嘴和至少三个导管，至少三个喷嘴固定在杯体的内壁，至少三个导管固定在杯体的外壁；化学溶剂喷嘴，置于杯体内和旋转夹盘上方；以及废弃化学品吸收体。