卡盘销组件及晶圆清洗设备的制作方法

1.本实用新型涉及半导体设备技术领域，特别涉及一种卡盘销组件及晶圆清洗设备。


背景技术：

2.晶圆清洗设备的卡盘销组件包括多个卡销，多个卡销圆周分布并且卡销向内转动以将晶圆卡住。在晶圆清洗过程中容易出现两个方面的问题，一是卡盘销组件的卡销的宽度较窄，容易在卡盘销组件夹住晶圆旋转过程中由于离心力过大导致卡销断裂，二是驱使卡销转动的驱动结构内的零部件在驱动结构多次工作的情况下容易断裂。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种卡盘销组件及晶圆清洗设备，以解决晶圆清洗设备的卡盘销组件中的卡销容易在晶圆清洗过程中断裂的问题。
4.为解决上述技术问题，基于本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种卡盘销组件，其包括：
5.卡位结构，其包括卡盘和多个卡销，且多个所述卡销呈圆周的方向设置在所述卡盘上，所述卡销围绕所述圆周的切线可转动，所述卡销的轴向与所述卡盘不平行，所述卡销沿所述圆周的径向尺寸大于1.5mm，所述卡盘围绕所述圆周的中心线可转动；
6.驱动结构，其与所述卡销连接，用于驱动所述卡销围绕所述圆周的切线朝所述圆周的中心偏转。
7.可选的，所述卡销的轴向垂直所述卡盘。
8.可选的，所述卡销沿所述圆周的径向尺寸为3mm。
9.可选的，所述驱动结构沿所述圆周的径向可移动，且所述驱动结构被施加外力时沿所述圆周的径向向外移动，以与卡销接触并驱动所述卡销转动；所述驱动结构被撤去外力时沿所述圆周的径向向内移动，以远离所述卡销。
10.可选的，所述驱动结构包括活塞杆和弹簧，所述活塞杆的轴向平行所述圆周的径向，所述弹簧套设在所述活塞杆上，且所述弹簧的一端与所述活塞杆连接，所述弹簧的另一端沿所述圆周的径向位置固定。
11.可选的，所述卡盘销组件还包括刚性件，所述刚性件内嵌在所述活塞杆中。
12.可选的，所述刚性件包括钢针。
13.可选的，所述驱动结构还包括驱动腔，所述活塞杆与所述驱动腔体封闭连接，所述驱动腔体用于通入气体。
14.可选的，所述卡位结构包括沿圆周的方向周向均匀分布的六个所述卡销。
15.基于本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供一种晶圆清洗设备，其包括如上所述的卡盘销组件。
16.综上所述，在本实用新型提供的卡盘销组件及晶圆清洗设备中，卡盘销组件包括
卡位结构以及驱动结构；卡位结构包括卡盘和多个卡销，且多个所述卡销呈圆周的方向设置在所述卡盘上，所述卡销围绕所述圆周的切线可转动，所述卡销的轴向与所述卡盘不平行，所述卡销沿所述圆周的径向尺寸大于1.5mm，所述卡盘围绕所述圆周的中心线可转动；驱动结构与所述卡销连接，用于驱动所述卡销围绕所述圆周的切线朝所述圆周的中心偏转。
17.如此配置，第一方面，驱动组件驱使卡位销朝圆周的中心偏转，使得卡销向内倾斜，从而沿圆周的径向向内给晶圆施加压力，周向上的多个卡销均向内倾斜，从而将晶圆卡住固定，以便进行后续的清洗工作；第二方面，卡销沿圆周的径向尺寸大于1.5mm的设计，在卡盘带动卡销同步转动的过程中，可保证卡销不会因为旋转时过大的离心力而断裂，延长卡盘销组件的使用寿命。
附图说明
18.本领域的普通技术人员应当理解，提供的附图用于更好地理解本实用新型，而不对本实用新型的范围构成任何限定。其中：
19.图1是本实用新型一实施例的卡盘销组件的示意图；
20.图2是本实用新型一实施例的卡位结构的示意图；
21.图3是本实用新型一实施例的卡销的示意图。
22.附图中：
23.10-卡位结构；11-卡盘；12-卡销；20-驱动结构；21-活塞杆；22-弹簧；23-驱动腔体；30-刚性件；40-基座。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
25.如在本实用新型中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，如在本实用新型中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指
出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.图1是本实用新型一实施例的卡盘销组件的示意图，图2是本实用新型一实施例的卡位结构的示意图，图3是本实用新型一实施例的卡销的示意图。参阅图1，本实用新型一实施例示意性地给出一种应用于晶圆清洗设备的卡盘销组件，该卡盘销组件包括卡位结构10和驱动结构20。卡位结构10包括卡盘11和多个卡销12，且多个所述卡销12呈圆周的方向设置在所述卡盘11上(图2所示)，所述卡销12围绕所述圆周的切线可转动，所述卡销12的轴向与所述卡盘11不平行，优选地，卡销12的轴向与卡盘11垂直，所述卡盘11围绕所述圆周的中心线可转动。参阅图2，在一实施例中，所述卡位结构10包括沿圆周的方向周向均匀分布的六个所述卡销12。需说明的是，图1示意性地给出卡盘11的一侧以及位于该侧的卡销12，其他卡销12的设置可借鉴图2进而理解。继续参阅图2，在一实施例中，卡盘11呈圆盘状，卡销12呈圆周的方向分布，也即是卡销12沿圆盘状的卡盘11的周向分布，圆周的中心线也即是卡盘11的中心垂线。驱动结构20可以与所述卡销12连接，用于驱动所述卡销12围绕所述圆周的切线朝所述圆周的中心偏转，从而使得各个卡销12均可以朝向圆心(或卡盘11的中心)倾斜，从而将卡盘11上的晶圆夹持固定，避免晶圆在清洗过程中脱落。
27.优选地，参阅图3，所述卡销12沿所述圆周的径向尺寸大于1.5mm。如此，卡销12沿圆周的径向尺寸大于1.5mm的设计，可认为是增大了卡销12的宽度，在卡盘11带动卡销12同步转动的过程中，可保证卡销12不会因为旋转时过大的离心力而断裂，延长卡盘销组件的使用寿命。较佳地，所述卡销12沿所述圆周的径向尺寸为3mm。发明人通过实践发现，卡销12沿圆周的径向尺寸为3mm的设计可极大地改善卡销12因为离心力断裂的现象，现有技术中，1.5mm的卡销12最多可累计进行12000片晶圆的清洗工作，而3mm的卡销12最大可累计进行30000片晶圆的清洗工作。
28.进一步地，关于驱动结构20驱使卡销12转动的工作原理，具体而言，所述驱动结构20沿所述圆周的径向可移动，且所述驱动结构20被施加外力时沿所述圆周的径向向外移动，以与卡销12接触并驱动所述卡销12转动；所述驱动结构20被撤去外力时沿所述圆周的径向向内移动，以远离所述卡销12，从而复位至初始位置。
29.在一具体的实施例中，所述驱动结构20包括活塞杆21和弹簧22，所述活塞杆21的轴向平行所述圆周的径向，所述弹簧22套设在所述活塞杆21上，且所述弹簧22的一端与所述活塞杆21连接，所述弹簧22的另一端沿所述圆周的径向位置固定。如此，当活塞杆21被被施加沿圆周的径向向外的力时，活塞杆21向外移动从而与卡销12接触进而驱使卡销12转动，使得卡销12呈向内倾斜状，可理解的，在活塞杆21向外移动的过程中，弹簧22逐渐压缩从而存储势能；活塞杆21被撤去外力时，弹簧22将释放势能，活塞杆21在弹簧22的作用下沿圆周的径向向内移动，从而复位至初始位置。作为进一步实施例的细节，卡盘销组件还包括基座40，活塞杆21可移动地设于基座40中，弹簧22的一端连接活塞杆21，另一端固定在基座40上，实现弹簧22的另一端沿圆周的径向位置固定。
30.优选地，所述卡盘销组件还包括刚性件30，所述刚性件30内嵌在所述活塞杆21中(图2所示黑色填充部分)。在一实施例中，所述刚性件30包括钢针。现有技术中的活塞杆21通常是pvdf(聚偏二氟乙烯)材质制成，在活塞杆21多次往复运动以驱使卡销12转动后，活塞杆21容易断裂，本实施例通过在活塞杆21中内嵌入刚性件30，可以增加活塞杆21的韧性，
有效改善活塞杆21断裂的现象，提升卡盘销组件的使用寿命。
31.在一实施例中，可通过气动原理来驱使活塞杆21移动。具体地，所述驱动结构20还包括驱动腔，所述活塞杆21与所述驱动腔体23封闭连接，所述驱动腔体23用于通入气体，如此，向驱动腔体23中通入气体(比如可以是氮气)，可增大驱动腔体23内的压强，从而驱使活塞杆21沿圆周的径向向外移动。
32.基于上述的卡盘销组件，本实施例还提供一种晶圆清洗设备，具体可以是晶圆背面清洗设备，其包括如上所述的卡盘销组件。需说明的是，由于所述晶圆清洗设备包括所述的卡盘销组件，故所述晶圆清洗设备也具有所述卡盘销组件带来的有益技术效果，这里对晶圆清洗设备的其他组件及工作原理不再展开说明，本领域技术人员可根据现有技术获悉。
33.综上所述，在本实用新型提供的卡盘销组件及晶圆清洗设备中，卡盘销组件包括卡位结构以及驱动结构；卡位结构包括卡盘和多个卡销，且多个所述卡销呈圆周的方向设置在所述卡盘上，所述卡销围绕所述圆周的切线可转动，所述卡销的轴向与所述卡盘不平行，所述卡销沿所述圆周的径向尺寸大于1.5mm，所述卡盘围绕所述圆周的中心线可转动；驱动结构与所述卡销连接，用于驱动所述卡销围绕所述圆周的切线朝所述圆周的中心偏转。如此配置，第一方面，驱动组件驱使卡位销朝圆周的中心偏转，使得卡销向内倾斜，从而沿圆周的径向向内给晶圆施加压力，周向上的多个卡销均向内倾斜，从而将晶圆卡住固定，以便进行后续的清洗工作；第二方面，卡销沿圆周的径向尺寸大于1.5mm的设计，在卡盘带动卡销同步转动的过程中，可保证卡销不会因为旋转时过大的离心力而断裂，延长卡盘销组件的使用寿命。
34.上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种卡盘销组件，其特征在于，包括：卡位结构，其包括卡盘和多个卡销，且多个所述卡销呈圆周的方向设置在所述卡盘上，所述卡销围绕所述圆周的切线可转动，所述卡销的轴向与所述卡盘不平行，所述卡销沿所述圆周的径向尺寸大于1.5mm，所述卡盘围绕所述圆周的中心线可转动；驱动结构，其与所述卡销连接，用于驱动所述卡销围绕所述圆周的切线朝所述圆周的中心偏转。2.根据权利要求1所述的卡盘销组件，其特征在于，所述卡销的轴向垂直所述卡盘。3.根据权利要求1所述的卡盘销组件，其特征在于，所述卡销沿所述圆周的径向尺寸为3mm。4.根据权利要求1所述的卡盘销组件，其特征在于，所述驱动结构沿所述圆周的径向可移动，且所述驱动结构被施加外力时沿所述圆周的径向向外移动，以与卡销接触并驱动所述卡销转动；所述驱动结构被撤去外力时沿所述圆周的径向向内移动，以远离所述卡销。5.根据权利要求4所述的卡盘销组件，其特征在于，所述驱动结构包括活塞杆和弹簧，所述活塞杆的轴向平行所述圆周的径向，所述弹簧套设在所述活塞杆上，且所述弹簧的一端与所述活塞杆连接，所述弹簧的另一端沿所述圆周的径向位置固定。6.根据权利要求5所述的卡盘销组件，其特征在于，所述卡盘销组件还包括刚性件，所述刚性件内嵌在所述活塞杆中。7.根据权利要求6所述的卡盘销组件，其特征在于，所述刚性件包括钢针。8.根据权利要求5所述的卡盘销组件，其特征在于，所述驱动结构还包括驱动腔体，所述活塞杆与所述驱动腔体封闭连接，所述驱动腔体用于通入气体。9.根据权利要求1所述的卡盘销组件，其特征在于，所述卡位结构包括沿圆周的方向周向均匀分布的六个所述卡销。10.一种晶圆清洗设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的卡盘销组件。

技术总结
本实用新型提供一种卡盘销组件及晶圆清洗设备，卡盘销组件包括卡位结构以及驱动结构；卡位结构包括卡盘和多个卡销，且多个卡销呈圆周的方向设置在卡盘上，卡销围绕圆周的切线可转动，卡销的轴向与卡盘不平行，卡销沿圆周的径向尺寸大于1.5mm，卡盘围绕圆周的中心线可转动；驱动结构与卡销连接，用于驱动卡销围绕圆周的切线朝圆周的中心偏转。如此，卡销沿圆周的径向尺寸大于1.5mm的设计，在卡盘带动卡销同步转动的过程中，可保证卡销不会因为旋转时过大的离心力而断裂，延长卡盘销组件的使用寿命。使用寿命。使用寿命。


技术研发人员：辛金楠
受保护的技术使用者：上海华力微电子有限公司
技术研发日：2023.02.28
技术公布日：2023/9/3