一种晶圆驱动机构制造技术

本发明专利技术公开了一种晶圆驱动机构，晶圆的外边缘带有缺口部，驱动机构包括，侧方驱动轮一，带有第一凹槽，其底面与晶圆外缘接触，侧方驱动轮一自身转动以驱动晶圆转动；中间驱动轮，带有第二凹槽，其底面可与晶圆外缘接触，中间驱动轮自身转动以驱动晶圆转动；侧方驱动轮二，带有第三凹槽，其底面与晶圆外缘接触，侧方驱动轮二自身转动以驱动晶圆转动；中间驱动轮的轴心所在高度小于侧方驱动轮一和侧方驱动轮二的轴心所在高度；侧方驱动轮一和侧方驱动轮二与晶圆的接触点之间的间距为S，缺口部的水平宽度为L，S≥L。本发明专利技术通过三个主动轮的配合驱动晶圆竖直转动，提高了驱动晶圆转动的可靠性，保证晶圆的稳定转动；提高了晶圆转速检测可靠性。测可靠性。测可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆驱动机构


[0001]本专利技术属于半导体集成电路芯片制造领域，尤其是涉及一种晶圆驱动机构。

技术介绍

[0002]化学机械平坦化是集成电路工艺中的一种加工工艺，随着技术的发展，对加工工艺的要求会随之提高，同时化学机械平坦化在晶圆加工过程中属于湿法工艺，在整个工艺过程中会使用大量的研磨液以及不同的化学试剂，所以在工艺末端需要对晶圆进行一个清洗和干燥来去除附着在晶圆表面的颗粒，从而能够进入到下一道工艺的制程中。
[0003]在现有的集成电路设备中，通过将晶圆插入到刷洗机箱，在支撑轮系统和滚刷系统的配合下实现晶圆表面刷洗，确保晶圆表面无颗粒物残留。晶圆在刷洗机箱内放置于数个支撑轮上，支撑轮系统由两个主动轮和一个无动力惰性轮组成，晶圆与主动轮上的凹槽底面接触，通过主动轮自身的转动驱动晶圆旋转，与惰性轮上的凹槽底面不接触，只与惰性轮上的凹槽侧壁接触，以实现晶圆转动的同时带动惰性轮转动，实现利用惰性轮监测晶圆转速的目的。
[0004]由于8英寸晶圆和12英寸晶圆定位为小缺口形式，缺口宽度1.5～3mm深度1～2mm，如图1所示，L1为1.5～3mm，L2为1～2mm，缺口较小不会影响对惰性轮的带动旋转。但是6英寸晶圆定位缺口采取了平面的形式，平面宽度长达57.5mm，即缺口整体面积相对较大，当缺口转动至对应惰性轮的区域时，晶圆会完全脱出惰性轮的凹槽，随着晶圆的旋转，除去缺口部分的晶圆再次进入惰性轮的凹槽时，由于凹槽过窄，晶圆大概率无法切入惰性轮的凹槽内，导致晶圆脱片。而一旦将惰性轮的凹槽宽度增大，又无法实现晶圆带动惰性轮同步转动以监测晶圆转速的目的。
[0005]再者，支撑轮系统两主动轮间距较大，大于6英寸晶圆缺口平面长度，当晶圆缺口平面与其中一个支撑轮接触后，晶圆不再按固定圆心转动，支撑轮无法可靠驱动晶圆转动，导致晶圆卡住。晶圆刷洗时转速不稳定的问题，会影响清洗液喷洒的一致性，使清洗液在晶圆表面的反应时间不一致，最终影响清洗效果。为便于实现晶圆稳定转动，支撑轮驱动系统有待改进。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种可靠驱动晶圆转动，且晶圆转动稳定，晶圆转速检测准确的晶圆驱动机构。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种晶圆驱动机构，用于驱动晶圆竖直转动，所述晶圆的外边缘带有水平切削形成的缺口部，所述驱动机构包括，
[0008]侧方驱动轮一，带有第一凹槽，第一凹槽的底面与晶圆外缘接触，侧方驱动轮一自身转动以驱动晶圆转动；
[0009]中间驱动轮，带有第二凹槽，第二凹槽的底面可与晶圆外缘接触，中间驱动轮自身转动以驱动晶圆转动；
[0010]侧方驱动轮二，带有第三凹槽，第三凹槽的底面与晶圆外缘接触，侧方驱动轮二自身转动以驱动晶圆转动；
[0011]所述中间驱动轮的轴心所在高度小于侧方驱动轮一和侧方驱动轮二的轴心所在高度；
[0012]所述侧方驱动轮一和侧方驱动轮二与晶圆的接触点之间的间距为S，缺口部的水平宽度为L，则S≥L。
[0013]本专利技术的驱动机构通过侧方驱动轮一、中间驱动轮和侧方驱动轮二三个主动轮的配合驱动晶圆竖直转动，减小了晶圆和三个轮之间的冲击作用，提高了驱动晶圆转动的可靠性，避免晶圆缺口部转动至与侧方驱动轮一或中间驱动轮或侧方驱动轮二接触时，晶圆跳动产生大幅度的摆动，保证晶圆的稳定转动。
[0014]进一步的，所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽均包括下部槽体和上部槽体；所述下部槽体的各处宽度相等，且可供晶圆插入，所述上部槽体呈扩口状，且侧壁为突出的圆弧面。
[0015]上部槽体的侧壁为圆弧面，对晶圆，特别是晶圆的缺口部产生导向作用，使得晶圆转动过程更加平稳；在确保晶圆具有更大导向面基础上不会与晶面摩擦。
[0016]进一步的，所述上部槽体的侧壁的切线与水平面的夹角为70
‑
90
°
。
[0017]进一步的，所述上部槽体的高度为5
‑
10mm。
[0018]进一步的，所述上部槽体的开口宽度为4
‑
8mm。
[0019]进一步的，所述下部槽体的深度为h，则h为1
‑
3mm。
[0020]进一步的，当所述晶圆的缺口部与侧方驱动轮一、或与侧方驱动轮二接触时，晶圆的圆心在B点，当所述晶圆的缺口部不与侧方驱动轮一和侧方驱动轮二接触时，晶圆的圆心在A点，所述A点和B点的高度差小于0.4mm。上部槽体的侧壁为突出的圆弧面设计，有效减缓晶圆跳动时的摆动，晶圆转动更加稳定。
[0021]进一步的，所述侧方驱动轮一、中间驱动轮和侧方驱动轮二在驱动源的带动下同步转动。侧方驱动轮一、中间驱动轮、侧方驱动轮二和驱动源的占用空间小，节省使用成本。
[0022]进一步的，所述缺口部的水平宽度为55
‑
60mm。
[0023]进一步的，还包括计速单元，其包括，
[0024]信号发送机构，用于向晶圆所在方向发送信号，该信号可从缺口部通过，信号经过晶圆时被其阻挡；
[0025]信号接收机构，用于接收信号发送机构发送的信号，以判断缺口部是否经过信号发送的路径，或者，判断缺口部经过信号发送路径的次数；
[0026]一种利用计速单元的晶圆计速方法，包括以下步骤，
[0027]启动信号发送机构和信号接收机构，晶圆在驱动机构的驱动下转动；
[0028]信号从缺口部通过，所述信号接收机构将接收到的信号发送至信号处理机构，开始计时；
[0029]信号下一次从缺口部通过，信号处理机构读取间隔时长，获取晶圆的转速；
[0030]或者，信号多次从缺口部通过，信号处理机构读取间隔时长，通过总时长和通过次数，获取晶圆的转速。
[0031]现有刷洗装置通常箱体内支撑轮系统由两个主动轮和一个无动力惰性轮组成，通
过晶圆带动惰性轮转动以得到晶圆在刷洗时的转速，该方案晶圆与惰性轮表面会发生滑动摩擦影响传动精度，无法准确得到晶圆的真实转速，特别是缺口部面积较大时，当缺口部转动至惰性轮时，其无法带动惰性轮同步转动以实现测速的目的；利用本专利技术的计速方法可以克服上述问题，实现晶圆转速的准确记录。
[0032]本专利技术的有益效果是，通过侧方驱动轮一、中间驱动轮和侧方驱动轮二三个主动轮的配合驱动晶圆竖直转动，提高了驱动晶圆转动的可靠性，避免晶圆缺口部转动至与侧方驱动轮一或中间驱动轮或侧方驱动轮二接触时，晶圆跳动产生大幅度的摆动，保证晶圆的稳定转动；解决了晶圆带有较大面积的缺口部时无法带动现有技术中的惰性轮实现转速检测的问题；由于定位信号在晶圆旋转一圈360
°
只会存在一次不被遮挡，传递一次信号(测距传感器，会测到一次不同的距离值信号)，晶圆转速测量准确度高于惰性轮计速，提高了晶圆转速检测可靠性；将侧方驱动轮一、中间驱动轮和侧方驱动轮二三个主动轮同时驱动晶圆转动的结构与计速单元的结合，解决了6英寸晶圆在缺口部转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆驱动机构，用于驱动晶圆(1)竖直转动，其特征在于：所述晶圆(1)的外边缘带有水平切削形成的缺口部(11)，所述驱动机构包括，侧方驱动轮一(2)，带有第一凹槽(21)，第一凹槽(21)的底面与晶圆(1)外缘接触，侧方驱动轮一(2)自身转动以驱动晶圆(1)转动；中间驱动轮(3)，带有第二凹槽(31)，第二凹槽的底面可与晶圆(1)外缘接触，中间驱动轮(3)自身转动以驱动晶圆(1)转动；侧方驱动轮二(4)，带有第三凹槽(41)，第三凹槽(41)的底面与晶圆(1)外缘接触，侧方驱动轮二(4)自身转动以驱动晶圆(1)转动；所述中间驱动轮(3)的轴心所在高度小于侧方驱动轮一(2)和侧方驱动轮二(4)的轴心所在高度；所述侧方驱动轮一(2)和侧方驱动轮二(4)与晶圆(1)的接触点之间的间距为S，缺口部(11)的水平宽度为L，则S≥L。2.根据权利要求1所述的晶圆驱动机构，其特征在于：所述第一凹槽(21)、第二凹槽(31)和第三凹槽(41)均包括下部槽体(51)和上部槽体(52)；所述下部槽体(51)的各处宽度相等，且可供晶圆(1)插入，所述上部槽体(52)呈扩口状，且侧壁为突出的圆弧面。3.根据权利要求2所述的晶圆驱动机构，其特征在于：所述上部槽体(52)的侧壁的切线与水平面的夹角为70
‑
90
°
。4.根据权利要求2所述的晶圆驱动机构，其特征在于：所述上部槽体(52)的高度为5
‑
10mm。5.根据权利要求2所述的晶圆驱动机构，其特征在于：所述上部槽体(52)的开口(521)宽度为4
‑
8mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷骐，
申请(专利权)人：杭州众硅电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：