CN101740324B - 硅片清洗机及硅片清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅片清洗机，包括硅片承载台、旋转手臂、硅片清洗槽、旋转干燥单元；所述旋转手臂的一侧设置硅片承载台，旋转手臂的下方设置硅片清洗槽，所述硅片清洗槽内设有硅片接受器；旋转手臂的该侧或另一侧设置旋转干燥单元；旋转手臂与硅片承载台之间，以及旋转手臂与旋转干燥单元之间设置有传送杆。本发明采用全自动传送硅片的方式，对单枚硅片进行连续自动化处理，可满足日益复杂的生产工艺的需求。由于该设备可以进行自动化清洗，无需手动清洗，因而能够防止手动清洗带来的如硅片沾污、划伤等风险，同时提高了生产效率。本发明还公开了利用该硅片清洗机清洗硅片的方法。

Description

硅片清洗机及硅片清洗方法

技术领域

本发明涉及一种半导体制造设备，具体涉及一种硅片清洗机，本发明还涉及一种硅片清洗方法。

背景技术

在集成电路的制造过程中，需要对硅片进行清洗。目前一般采用超声波清洗槽清洗硅片，但常用的超声波清洗槽，只能进行整批硅片的清洗，无法对单枚硅片进行清洗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种硅片清洗机，它可以对单枚硅片进行连续处理。

为解决上述技术问题，本发明硅片清洗机的技术解决方案为：

包括硅片承载台、旋转手臂、硅片清洗槽、旋转干燥单元；所述旋转手臂的一侧设置硅片承载台，旋转手臂的下方设置硅片清洗槽，所述硅片清洗槽内设有硅片接受器；旋转手臂的该侧或另一侧设置旋转干燥单元；旋转手臂与硅片承载台之间，以及旋转手臂与旋转干燥单元之间设置有传送杆。

所述硅片接受器包括驱动马达、升降轴、夹持部；驱动马达连接升降轴，升降轴的顶部连接夹持部。

所述硅片清洗槽为超声波清洗槽或湿法腐蚀槽。

所述旋转干燥单元包括旋转筒、旋转马达，旋转马达驱动旋转筒旋转；旋转筒内设有夹持件。

所述旋转手臂包括手臂支架、连接器、驱动马达；手臂支架的一端与连接器连接，连接器与驱动马达连接。所述手臂支架为彼此形成十字形的四个；或者手臂支架为互相垂直的两个；或者手臂支架为一个。所述手臂支架包括彼此形成剪刀状的两个夹柄，夹柄的尾端连接行星齿轮；所述两个行星齿轮互相噬合；所述手臂支架包括一对或多对并列的夹柄。

所述旋转手臂还可以是包括夹子、驱动马达；驱动马达带动夹子在水平位置与垂直位置之间转换。

本发明硅片清洗方法为，采用以下步骤清洗硅片：

第一步，通过传送杆将硅片承载台上的硅片传递给处于水平位置的旋转手臂；

第二步，旋转手臂接受硅片后，使旋转手臂垂直；

第三步，使硅片清洗槽内的硅片接受器上升，与旋转手臂实现对接，旋转手臂将硅片传递给硅片接受器；

第四步，使硅片接受器下降，硅片接受器上的硅片浸入硅片清洗槽内的清洗液；清洗硅片；

第五步，硅片清洗完毕后，使硅片接受器上升，硅片接受器将硅片传递给旋转手臂；

第六步，使旋转手臂恢复水平位置；

第七步，通过传送杆将手臂支架上的硅片传递给旋转干燥单元；

第八步，驱动旋转干燥单元，甩干硅片。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明采用全自动传送硅片的方式，对单枚硅片进行连续自动化处理，可满足日益复杂的生产工艺的需求。由于该设备可以进行自动化清洗，无需手动清洗，因而能够防止手动清洗带来的如硅片沾污、划伤等风险，同时提高了生产效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明硅片清洗机的结构示意图；

图2是旋转手臂的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是旋转手臂的另一种实施例的结构示意图；

图5是旋转手臂设有多个夹柄的结构示意图；

图6是旋转手臂的第三种实施例的结构示意图；

图7是旋转手臂接受硅片后顺时针旋转90度后的示意图；

图8是旋转手臂将硅片传递给硅片接收器后进行清洗的示意图；

图9是旋转手臂再次顺时针旋转90度后将硅片送出的示意图；

图10是另一种旋转手臂接受硅片的示意图；

图11是该旋转手臂旋转90度与硅片接收器对接的示意图；

图12是硅片接受器接受硅片的示意图；

图13是硅片接受器将硅片传递给旋转手臂的示意图；

图14是旋转手臂再次旋转90度的示意图。

图中，10 硅片承载台、20 旋转手臂、30 硅片清洗槽、40 旋转干燥单元，A 硅片，11、12 传送杆，31 硅片接受器，311 升降轴，312 夹持部，1、2、3、4 手臂支架，5 连接器，11 夹柄，12 行星齿轮，13 带槽卡子。

具体实施方式

如图1所示，本发明硅片清洗机，包括硅片承载台10、旋转手臂20、硅片清洗槽30、旋转干燥单元40。

旋转手臂20的一侧设置硅片承载台10，硅片承载台10用于放置待清洗的硅片；旋转手臂20的下方设置硅片清洗槽30，硅片清洗槽30用于清洗浸入槽内的硅片；旋转手臂20的另一侧设置旋转干燥单元40，旋转干燥单元40用于甩干清洗后的硅片。

旋转手臂20与硅片承载台10之间设置有传送杆11，传送杆11用于从硅片承载台10上抽取硅片并传递给旋转手臂20；旋转手臂20与旋转干燥单元40之间设置有传送杆12，传送杆12用于将旋转手臂20上的硅片传递给旋转干燥单元40。传送杆11、12为常用的传送手臂，属于现有技术，在此不作赘述。

硅片承载台10及旋转干燥单元40可设置于旋转手臂20的同一侧，旋转手臂20的该侧还设置传送杆，传送杆可将硅片在硅片承载台10与旋转手臂20之间，以及旋转手臂20与旋转干燥单元40之间传递。

如图7所示，硅片清洗槽30内设有硅片接受器31，硅片接受器31包括驱动马达、升降轴311、夹持部312，驱动马达连接升降轴311，升降轴311的顶部连接夹持部312。通过驱动马达带动升降轴311的上升和下降，能够调节硅片接受器31的高度。当升降轴311上升后，能够与旋转手臂20处于下方的手臂支架对接硅片。

夹持部312用于将硅片固定于硅片接受器31上。夹持部312包括两对或多对并列的夹子，可以同时夹持两枚或多枚硅片，此时硅片接受器31能够与手臂支架进行硅片的双向交换，例如一枚作为接受来的硅片，另一枚作为作业结束的硅片，送回手臂支架。

硅片清洗槽30为超声波清洗槽，利用超声波对浸入槽内的硅片进行清洗。硅片清洗槽30还可以是湿法腐蚀槽。

旋转干燥单元40包括旋转筒、旋转马达，旋转筒内设有夹持件，夹持件用于将硅片的四周固定于旋转筒内；旋转马达用于驱动旋转筒高速旋转，通过离心力的作用，对硅片进行干燥。

如图2所示，旋转手臂20包括手臂支架3，手臂支架3与连接器5固定连接。连接器5与转动控制轴连接，转动控制轴与驱动马达连接。驱动马达通过驱动转动控制轴的旋转，控制连接器5的转动，使手臂支架3在水平位置与垂直位置之间互换。当手臂支架3处于水平方向时接送硅片，处于垂直方向时与硅片接受器31交换硅片。

如图3所示，手臂支架包括两个夹柄11，两个夹柄11形成剪刀状，使手臂支架成为可开合的夹子。两个夹柄11的尾端各连接一个行星齿轮12。行星齿轮12固定连接于连接器5上。两个行星齿轮12互相噬合，通过控制行星齿轮12的转动方向，实现手臂支架的开合，使手臂支架能实现夹住固定硅片和释放硅片的功能。

夹柄11的顶端(即自由端)为弧形，该弧度与硅片边缘的弧度相适应。当夹子合拢时可沿硅片的圆形边缘将硅片夹紧。夹柄11的弧形部分固定设置有多个带槽卡子13，用于固定硅片。也可在夹柄11的弧形部分设有多个槽，用于卡住硅片10。手臂支架可用于固定6英寸、8英寸、12英寸、18英寸等多种规格的硅片。

如图5所示，手臂支架包括两对或多对并列的夹柄11，每对夹柄11承载一枚硅片，则手臂支架可承载多枚硅片。手臂支架的多对夹柄11共用一对行星齿轮12，可实现多枚硅片同时操作。

使用时，先使手臂支架3处于右侧的水平状态，手臂支架3在水平方向接收传送杆11从硅片承载台10上传递过来的硅片；使转动控制轴顺时针旋转90度，使手臂支架3处于下方后，手臂支架3在垂直方向与硅片接受器31交换硅片；再次使转动控制轴顺时针旋转90度，使手臂支架3处于左侧，手臂支架3在水平方向将硅片传递给传送杆12，并由传送杆12将硅片传递给旋转干燥单元40进行硅片的干燥。

旋转手臂20的手臂支架可以是一个、两个、或四个。图2所示是包括一个手臂支架的旋转手臂20。

如图4所示为包括四个手臂支架的旋转手臂20。旋转手臂20包括手臂支架1、2、3、4，手臂支架1、2、3、4分别与连接器5固定连接，手臂支架1、2、3、4彼此形成十字形。连接器5与转动控制轴连接，转动控制轴与驱动马达连接。驱动马达通过驱动转动控制轴的旋转，控制连接器5的转动。

使用时，使手臂支架1、3处于水平状态，手臂支架2、4处于垂直状态；处于右侧的手臂支架3在水平方向接收传送杆11从硅片承载台10上传递过来的硅片；处于下方的手臂支架2在垂直方向与硅片接受器31交换硅片；处于左侧的手臂支架1在水平方向将硅片传递给传送杆12，并由传送杆12将硅片传递给旋转干燥单元40进行硅片的干燥。该结构具有四个手臂支架，在转动控制轴的旋转带动下，水平方向与垂直方向的手臂支架能够实现功能互换。旋转手臂20能够实现向多方向同时传送硅片。

如图6所示为包括两个手臂支架的旋转手臂20。旋转手臂20包括手臂支架2、3，手臂支架2、3分别与连接器5固定连接，手臂支架2、3彼此垂直。连接器5与转动控制轴连接，转动控制轴与驱动马达连接。驱动马达通过驱动转动控制轴的旋转，控制连接器5的转动。在转动控制轴的旋转带动下，两个手臂支架2、3能够实现功能互换。

本发明硅片清洗方法如下：

1、通过传送杆11将硅片承载台10上的硅片A传递给旋转手臂20处于水平位置的手臂支架3；

2、旋转手臂20处于右侧的手臂支架3接受硅片A后，顺时针旋转90度，使手臂支架3处于下方，如图7所示；

3、使硅片接受器31上升，与旋转手臂20的手臂支架3实现对接，旋转手臂20将硅片A传递给硅片接受器31；

4、使硅片接受器31下降，硅片接受器31上的硅片A浸入硅片清洗槽30内的清洗液，如图8所示；

5、硅片A清洗完毕后，使硅片接受器31上升，硅片接受器31将硅片A传递给旋转手臂20的手臂支架3；

6、使旋转手臂20顺时针旋转90度，旋转手臂20的手臂支架3处于左侧，如图9所示，使硅片A从旋转手臂20的一边传递到另一边；此步骤也可将旋转手臂20顺时针旋转270度，使旋转手臂20的手臂支架3再次处于右侧，使硅片A回到原位；

7、通过传送杆12将手臂支架3上的硅片A传递给旋转干燥单元40；

8、驱动旋转干燥单元40，甩干硅片A。

旋转手臂20的手臂支架也可以是夹子。夹子的尾部连接驱动马达，驱动马达用于带动夹子在水平位置与垂直位置之间转换。

使用时，先将旋转手臂20处于水平，通过传送杆将硅片A从硅片承载台10传递给旋转手臂20，如图10所示。使旋转手臂20顺时针旋转90度至垂直位置，同时使硅片接受器31上升，与旋转手臂20实现对接，旋转手臂20将硅片A传递给硅片接受器31，如图11所示。硅片接受器31接受硅片A后，使硅片接受器31下降，硅片接受器31上的硅片A浸入硅片清洗槽30内的清洗液，如图12所示。硅片A清洗完毕后，使硅片接受器31上升，硅片接受器31将硅片A传递给旋转手臂20，如图13所示。将旋转手臂20逆时针旋转90度，使旋转手臂20恢复原位，如图14所示。然后通过传送杆旋转手臂20上的硅片A传递给旋转干燥单元40，甩干硅片A。

本发明硅片清洗机，可设置多组硅片承载台10、旋转手臂20、硅片清洗槽30及旋转干燥单元40，实现连续化自动操作。

Claims (10)

1.一种硅片清洗机，其特征在于：包括硅片承载台、旋转手臂、硅片清洗槽、旋转干燥单元；所述旋转手臂的一侧设置硅片承载台，旋转手臂的下方设置硅片清洗槽，所述硅片清洗槽内设有硅片接受器；旋转手臂的该侧或另一侧设置旋转干燥单元；旋转手臂与硅片承载台之间，以及旋转手臂与旋转干燥单元之间设置有传送杆；

旋转手臂在竖直面内做圆周运动，旋转手臂接收来自于硅片承载台的硅片，与此同时，旋转手臂将另一硅片传递给旋转干燥单元，并且与硅片接受器交换第三硅片。

2.根据权利要求1所述的硅片清洗机，其特征在于：所述硅片接受器包括驱动马达、升降轴、夹持部；驱动马达连接升降轴，升降轴的顶部连接夹持部。

3.根据权利要求2所述的硅片清洗机，其特征在于：所述夹持部包括两对或多对并列的夹子。

4.根据权利要求1所述的硅片清洗机，其特征在于：所述硅片清洗槽为超声波清洗槽或湿法腐蚀槽。

5.根据权利要求1所述的硅片清洗机，其特征在于：所述旋转干燥单元包括旋转筒、旋转马达，旋转马达驱动旋转筒旋转；旋转筒内设有夹持件。

6.根据权利要求1所述的硅片清洗机，其特征在于：所述旋转手臂包括手臂支架、连接器、驱动马达；手臂支架的一端与连接器连接，连接器与驱动马达连接。

7.根据权利要求6所述的硅片清洗机，其特征在于：所述手臂支架为彼此形成十字形的四个；或者手臂支架为互相垂直的两个；或者手臂支架为一个。

8.根据权利要求6或7所述的硅片清洗机，其特征在于：所述手臂支架包括彼此形成剪刀状的两个夹柄，夹柄的尾端连接行星齿轮；所述两个行星齿轮互相噬合；所述手臂支架包括一对或多对并列的夹柄。

9.根据权利要求1所述的硅片清洗机，其特征在于：所述旋转手臂包括夹子、驱动马达；驱动马达带动夹子在水平位置与垂直位置之间转换。

10.一种利用权利要求1所述的硅片清洗机清洗硅片的方法，其特征在于：通过以下步骤清洗硅片：

第一步，通过传送杆将硅片承载台上的硅片传递给处于水平位置的旋转手臂；

第二步，旋转手臂接受硅片后，使旋转手臂垂直；

第三步，使硅片清洗槽内的硅片接受器上升，与旋转手臂实现对接，旋转手臂将硅片传递给硅片接受器；

第四步，使硅片接受器下降，硅片接受器上的硅片浸入硅片清洗槽内的清洗液；清洗硅片；

第五步，硅片清洗完毕后，使硅片接受器上升，硅片接受器将硅片传递给旋转手臂；

第六步，使旋转手臂恢复水平位置；

第七步，通过传送杆将手臂支架上的硅片传递给旋转干燥单元；

第八步，驱动旋转干燥单元，甩干硅片。

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