CN103170469B - 用于清洗和干燥晶圆盒的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于清洗和干燥晶圆盒的装置，包括清洗腔、用于支撑若干晶圆盒的支架、外接清洗液源的清洗液喷管、排液管路及排气管路，所述排液管路及所述排气管路分别连接于所述清洗腔的底部，所述支架与清洗液喷管设于所述清洗腔内，所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括外接干燥气源的干燥气体喷管，所述干燥气体喷管设于所述清洗腔内。本发明还公开了一种用于清洗和干燥晶圆盒的方法。本发明除了在清洗腔内设置外接清洗液源的清洗液喷管，还设置外接干燥气源的干燥气体喷管，使用干燥气体不但可以驱走清洗腔内的超纯水水汽，而且可以吸干所有凝结在晶圆盒内的凝结水，实现对晶圆盒的全面、充分干燥。

Description

用于清洗和干燥晶圆盒的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种半导体制造领域，尤其涉及一种用于清洗和干燥晶圆盒的装置。

背景技术

目前，在半导体生产各个制程之间，经常使用晶圆盒传送晶圆。现有的晶圆盒包括一面开口的盒体和门盖，所述门盖与盒体的开口处相配合，用于封闭所述盒体，所述盒体的内壁设有用于放置晶圆的若干凹槽。

当晶圆盒传输一定量的晶圆后，由于反复放置和撤离晶圆，晶圆和晶圆盒接触的过程中容易积聚大量的颗粒物质。因此，需要定期对晶圆盒进行清洗。目前，常用的清洗方法是：先将晶圆盒打开，然后将若干晶圆盒放入一个大的清洗装置的清洗腔内，接着在清洗腔内冲洗晶圆盒。但是，这种方法存在晶圆盒冲洗后不干燥的问题，不能直接用于晶圆的传输，要等到其彻底干燥后，才能开始用于晶圆传输。虽然，现有技术中有采用加热源例如加热管以烘干晶圆。但是使用下来发现，靠近加热源的晶圆盒干燥效果比较好，远离加热源的晶圆盒的干燥效果不好，造成干燥效果不稳定，影响晶圆盒的正常使用。

因此，如何提供一种可以彻底充分清洗和干燥晶圆盒的装置及方法是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种清洗和干燥晶圆盒的装置及方法，可以在彻底清洗晶圆盒之后能够使得晶圆盒全面、充分干燥。

为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于清洗和干燥晶圆盒的装置，包括清洗腔、用于支撑若干晶圆盒的支架、外接清洗液源的清洗液喷管、排液管路及排气管路，所述排液管路及所述排气管路分别连接于所述清洗腔的底部，所述支架与清洗液喷管设于所述清洗腔内，所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括外接干燥气源的干燥气体喷管，所述干燥气体喷管设于所述清洗腔内。

优选地，在上述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括加热管，所述支架内设有用于容置所述加热管的通孔，所述加热管的上端固定于所述清洗腔的顶部。

优选地，在上述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括驱动电机，所述驱动电机带动所述支架转动。

优选地，在上述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括保护罩，所述保护罩位于所述通孔内且固定设置于所述加热管外侧。

优选地，在上述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述清洗液喷管与所述干燥气体喷管的数量分别是两根，所述清洗液喷管与所述干燥气体喷管等距离间隔设置于所述清洗腔的内壁。

优选地，在上述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述清洗液喷管竖向设置，且所述清洗液喷管沿竖向均匀设有一排第一喷射口，所述干燥气体喷管竖向设置，且所述干燥气体喷管分别沿竖向均匀设有一排第二喷射口。

优选地，在上述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述清洗腔的底部设有排气孔，所述清洗腔经所述排气孔与所述排气管路连接。

优选地，在上述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括挡液板，所述挡液板设置于所述清洗腔的底部且环绕设于所述排气孔的四周，所述挡液板向所述排气孔方向倾斜。

优选地，在上述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述清洗液源与所述清洗液喷管之间的连接管路上依次设有第一气动阀与第一流量计。

优选地，在上述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述干燥气源与所述干燥气体喷管之间的连接管路上依次设有第二气动阀、第一过滤器与第二流量计。

优选地，在上述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述第二流量计与所述干燥气体喷管的连接管路上设有一条外接氮气源的氮气支路，所述氮气支路上设有第三气动阀、第二过滤器与第三流量计。

本发明还公开了一种用于清洗和干燥晶圆盒的方法，所述晶圆盒放置于清洗腔内，其特征在于，其包括如下步骤：

开启清洗液一段时间，向清洗腔喷射清洗液；

关闭清洗液后，开启干燥气体一段时间，向清洗腔充入干燥气体以干燥清洗腔。

优选地，在上述的用于清洗和干燥晶圆盒的方法中，在关闭清洗液后且在开启干燥气体之前，先对清洗腔进行加热一段时间，以烘干清洗腔。

优选地，在上述的用于清洗和干燥晶圆盒的方法中，在对清洗腔进行加热一段时间后且在开启干燥气体之前，先开启氮气一段时间，向清洗腔充入氮气以驱赶超纯水水汽。

优选地，在上述的用于清洗和干燥晶圆盒的方法中，在开启干燥气体一段时间后，关闭再开启氮气一段时间，向清洗腔充入氮气以驱赶干燥气体。

本发明提供的用于清洗和干燥晶圆盒的装置及方法，除了在清洗腔内设置外接清洗液源的清洗液喷管，还设置外接干燥气源的干燥气体喷管，采用干燥气体不但可以驱走清洗腔内的超纯水水汽，而且可以干燥所有凝结在晶圆盒内的凝结水，因此，可以在彻底清洗晶圆盒之后能够使用干燥气体实现对晶圆盒进行全面、充分的干燥。

另外，通过在清洗腔内设置加热管，可以在采用干燥气体前，先对清洗腔进行加热烘干，可以加快晶圆盒的干燥速度。

此外，通过增设外接氮气源的氮气支路，可以在使用干燥气体前，用氮气将超纯水水汽驱走以提高后续的干燥效果，并且可在使用完干燥气体后，可以用氮气将干燥气体驱走，以防止干燥气体残留在晶圆盒内，避免残留的干燥气体在晶圆盒的使用过程中与晶圆盒内的晶圆发生反应，从而可以提高晶圆在运输过程中的稳定性和安全性。

附图说明

本发明的用于清洗和干燥晶圆盒的装置及方法由以下的实施例及附图给出。

图1是本发明实施例一的用于清洗和干燥晶圆盒的装置的结构示意图。

图2是本发明实施例一的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中清洗液喷与管干燥气体喷管的布置图(俯视图)；

图3是本发明实施例一的用于清洗和干燥晶圆盒的方法的流程图。

图中，100-清洗腔、101-支架、102-清洗液喷管、103-排液管路、104-排气管路、105-干燥气体喷管、106-加热管、107-驱动电机、108-底座、109-保护罩、110-挡液板、111-第一气动阀、112-第一流量计、113-第二气动阀、114-第一过滤器、115-第二流量计、116-第三气动阀、117-第二过滤器、118-第三流量计、200-晶圆盒

具体实施方式

以下将对本发明的用于清洗和干燥晶圆盒的装置及方法作进一步的详细描述。

下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能与结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂与耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

请参阅图1，这种用于清洗和干燥晶圆盒的装置，包括清洗腔100、用于支撑若干晶圆盒200的支架101、外接清洗液源的清洗液喷管102、排液管路103及排气管路104，所述排液管路103及所述排气管路104分别连接于所述清洗腔100的底部，所述支架101与清洗液喷管102设于所述清洗腔100内，所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括外接干燥气源的干燥气体喷管105，所述干燥气体喷管105设于所述清洗腔100内。本发明除了在清洗腔100内设置外接清洗液源的清洗液喷管102外，还设置外接干燥气源的干燥气体喷管105，采用干燥气体不但可以驱走清洗腔100内的超纯水水汽，而且可以吸干所有凝结在晶圆盒200内的凝结水，因此，可以在彻底清洗晶圆盒200之后，能够使用干燥气体实现对晶圆盒200的全面、充分干燥。

较佳地，在本实施例的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括加热管106，所述支架101内设有用于容置所述加热管106的通孔，所述加热管106的上端固定于所述清洗腔100的顶部。通过在清洗腔100内设置加热管106，可以在采用干燥气体前，先对清洗腔进行加热烘干，如此，可以加快晶圆盒200的干燥速度。

较佳地，在本实施例的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括驱动电机107，所述驱动电机107带动所述支架101转动。所述驱动电机107设置于底座108上，所述底座108与所述清洗腔100的底部固定连接。由于晶圆盒200固定设置于所述支架101上，因此，当电机驱动支架101转动时，晶圆盒会跟随支架101运动。因此，即使采用两根相对设置的清洗液喷管102，清洗液也可以喷射到支架101上的所有晶圆盒200，加热管106可以对支架101上的所有晶圆盒200进行更加均匀的加热。

较佳地，在本实施例的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括保护罩109，所述保护罩109位于所述通孔内且固定设置于所述加热管106外侧。通过增设保护罩109，可以保护加热管106不受到清洗液的浸湿，从而延长加热管106的使用寿命。

请参阅图2，并请结合图1，较佳地，在本实施例的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述清洗液喷管102与所述干燥气体喷管105的数量分别是两根，所述清洗液喷管102与所述干燥气体喷管105等距离间隔设置于所述清洗腔的内壁。所述清洗液喷管102竖向设置，且所述清洗液喷管102沿竖向均匀设有一排第一喷射口，所述干燥气体喷管105竖向设置，且所述干燥气体喷管105分别沿竖向均匀设有一排第二喷射口。正是由于所述支架101是转动的，因此，清洗腔体内的所述清洗液喷管102与所述干燥气体喷管105的结构和数量可以更加简单。

较佳地，在本实施例的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述清洗腔的底部设有排气孔，所述清洗腔经所述排气孔与所述排气管路104连接。所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括挡液板110，所述挡液板110设置于所述清洗腔的底部且环绕设于所述排气孔的四周，所述挡液板110向所述排气孔方向倾斜。通过增设挡液板110，可以防止清洗腔内的液体例如清洗液及从晶圆盒200中冲走的腐蚀性液体通过排气孔流入排气管路104中，以延长排气管路104的使用寿命

较佳地，在本实施例的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述清洗液源与所述清洗液喷管102之间的连接管路上依次设有第一气动阀111与第一流量计112。所述第一气动阀111用于控制清洗液的开启和关闭。所述第一流量计112用于检测清洗液的流量。

较佳地，在本实施例的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述干燥气源与所述干燥气体喷管105之间的连接管路上依次设有第二气动阀113、第一过滤器114与第二流量计115。所述第二气动阀113用于控制干燥气体的开启和关闭。第一过滤器114过于对干燥气体进行过滤，以减少干燥气体中的杂质进入清洗腔内的晶圆盒200中。所述第二流量计115用于检测干燥气体的流量。

较佳地，在本实施例的用于清洗和干燥晶圆盒的装置中，所述第二流量计115与所述干燥气体喷管105的连接管路上设有一条外接氮气源的氮气支路，所述氮气支路上设有第三气动阀116、第二过滤器117与第三流量计118。所述第三气动阀116控制氮气的开启和关闭。第二过滤器117过于对氮气进行过滤，以减少氮气中的杂质进入清洗腔内的晶圆盒200中。所述第三流量计118用于检测氮气的流量。通过增设外接氮气源的氮气支路，可以在使用干燥气体前，用氮气将超纯水水汽驱走以提高后续的干燥效果，并且可在使用完干燥气体后，可以用氮气将干燥气体驱走，以防止干燥气体残留在晶圆盒200内，避免残留的干燥气体在晶圆盒200的使用过程中与晶圆盒200内的晶圆发生反应，从而可以提高晶圆在运输过程中的稳定性和安全性。

实施例二

请参阅图3，这种用于清洗和干燥晶圆盒的方法，所述晶圆盒放置于清洗腔内，可以采用如实施例一所述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置，但不限于此结构，该方法包括如下步骤：

进行步骤S1，开启清洗液一段时间，向清洗腔喷射清洗液，以对晶圆盒进行充分清洗，所述时间可以根据实际情况设定。本实施例的步骤S1中，所述清洗液采用超纯水(UPW)，开启清洗液时间是10分钟，所述清洗液的流量是60升/分(L/Min)；氮气和干燥气体均处于关闭状态；支架及其上的晶圆盒处于转动状态。

进行步骤S2，关闭清洗液后，对清洗腔进行加热一段时间，以烘干清洗腔，此步骤S2为可选步骤，在采用后续干燥气体之前，先对清洗腔进行加热烘干，可以有效加快晶圆盒的干燥速度，所述加热一段时间可根据实际需要设定。本实施例的步骤S2中，对清洗腔进行加热10分钟，加热装置例如是加热管的功率在2000瓦/小时(W/H)左右；支架及其上的晶圆盒继续转动；在后续步骤中，加热可以停止也可以继续至最后。

进行步骤S3，开启氮气一段时间，向清洗腔充入氮气以彻底驱赶超纯水水汽；此步骤S3为可选步骤，在对清洗腔进行加热一段时间后进行；如此，氮气可以彻底驱赶清洗腔内的超纯水水汽，可以进一步提高后续的干燥效果。在本实施例的步骤S3中，开启氮气的时间是10分钟，氮气的流量是2000ml/min(毫升/分钟，即sccm)；对清洗腔继续加热；支架及其上的晶圆盒继续转动；干燥气体处于关闭状态。

进行步骤S4，关闭氮气后，开启干燥气体一段时间，向清洗腔充入干燥气体以干燥清洗腔，干燥气体可以采用乙二醇(IPA)，通过向清洗腔充入干燥气体，干燥气体可以填充整个清洗腔，不但可以驱走清洗腔内剩余的超纯水水汽，而且可以干燥所有凝结在晶圆盒内的凝结水，从而，使得晶圆盒彻底干燥。在本实施例的步骤S4中，开启干燥气体的时间是10分钟，干燥气体的流量5000ml/min(毫升/分钟，即sccm)；氮气处于关闭状态，停止对清洗腔加热；支架及其上的晶圆盒继续转动。

进行步骤S5，关闭干燥气体后，开启氮气一段时间，向清洗腔充入氮气以驱赶干燥气体，此步骤S5为可选步骤，在关闭干燥气体后进行，如此，可以防止干燥气体残留在晶圆盒内，避免残留的干燥气体在晶圆盒的使用过程中与晶圆盒内的晶圆发生反应，如此可以确保晶圆在运输过程中的稳定性和安全性，在本实施例的步骤S5中，开启氮气10分钟，氮气的流量是2000ml/min(毫升/分钟，即sccm)；干燥气体处于关闭状态；支架及其上的晶圆盒继续转动。10分钟后，支架及其上的晶圆盒停止转动，晶圆盒清洗和干燥完毕。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动与变型而不脱离本发明的精神与范围。这样，倘若本发明的这些修改与变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动与变型在内。

Claims (11)

1.一种用于清洗和干燥晶圆盒的装置，包括清洗腔、用于支撑若干晶圆盒的支架、外接清洗液源的清洗液喷管、排液管路及排气管路，所述排液管路及所述排气管路分别连接于所述清洗腔的底部，所述支架与清洗液喷管设于所述清洗腔内，其特征在于，所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括外接干燥气源的干燥气体喷管，所述干燥气体喷管的连接管路上设有一条外接氮气源的氮气支路，所述干燥气体喷管设于所述清洗腔内；所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括加热管，所述支架内设有用于容置所述加热管的通孔，所述加热管的上端固定于所述清洗腔的顶部；所述清洗腔的底部设有排气孔和挡液板，所述清洗腔经所述排气孔与所述排气管路连接，所述挡液板环绕设于所述排气孔的四周，所述挡液板向所述排气孔方向倾斜；所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括保护罩，所述保护罩位于所述通孔内且固定设置于所述加热管外侧。

2.根据权利要求1所述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置，其特征在于，所述用于清洗和干燥晶圆盒的装置还包括驱动电机，所述驱动电机带动所述支架转动。

3.根据权利要求1所述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置，其特征在于，所述清洗液喷管与所述干燥气体喷管的数量分别是两根，所述清洗液喷管与所述干燥气体喷管等距离间隔设置于所述清洗腔的内壁。

4.根据权利要求3所述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置，其特征在于，所述清洗液喷管竖向设置，且所述清洗液喷管沿竖向均匀设有一排第一喷射口，所述干燥气体喷管竖向设置，且所述干燥气体喷管分别沿竖向均匀设有一排第二喷射口。

5.根据权利要求1所述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置，其特征在于，所述清洗液源与所述清洗液喷管之间的连接管路上依次设有第一气动阀与第一流量计。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置，其特征在于，所述干燥气源与所述干燥气体喷管之间的连接管路上依次设有第二气动阀、第一过滤器与第二流量计。

7.根据权利要求6所述的用于清洗和干燥晶圆盒的装置，其特征在于，所述第二流量计与所述干燥气体喷管的连接管路上设有一条外接氮气源的氮气支路，所述氮气支路上设有第三气动阀、第二过滤器与第三流量计。

8.一种用于清洗和干燥晶圆盒的方法，采用如权利要求1至7中任意一项所述的装置，所述晶圆盒放置于清洗腔内，其特征在于，包括如下步骤：

开启清洗液一段时间，向清洗腔喷射清洗液；

关闭清洗液后，开启干燥气体一段时间，向清洗腔充入干燥气体以干燥清洗腔；

关闭干燥气体。

9.根据权利要求8所述的用于清洗和干燥晶圆盒的方法，其特征在于，在关闭清洗液后且在开启干燥气体前，先对清洗腔进行加热一段时间，以烘干清洗腔。

10.根据权利要求9所述的用于清洗和干燥晶圆盒的方法，其特征在于，在对清洗腔进行加热一段时间后且在开启干燥气体前，先开启氮气一段时间，向清洗腔充入氮气以驱赶超纯水水汽。

11.根据权利要求9～10中任意一项所述的用于清洗和干燥晶圆盒的方法，其特征在于，在开启干燥气体一段时间后，关闭干燥气体，再开启氮气一段时间，向清洗腔充入氮气以驱赶干燥气体。