CN103386406B - 晶圆片生产工序间的双面刷洗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆片生产工序间的双面刷洗设备，其中，双面刷洗装置包括刷洗支座、刷洗机构和第一驱动机构，刷洗支座安装在机架上，刷洗机构具有多对同步转动的刷洗轴组件和分别套装在相应的刷洗轴组件上的毛刷，并且相邻的毛刷位于待洗晶圆片的两侧，刷洗轴组件可旋转地支承在刷洗支座上，第一驱动机构驱动刷洗轴组件旋转；每个毛刷张开机构对应一对刷洗轴组件，毛刷张开机构包括转轴、摆臂和摆缸，摆缸通过摆缸固定板安装在机架上，摆缸与转轴活动连接，转轴可旋转地支承在刷洗支座上，摆臂的一端固定连接在转轴上，摆臂的另一端与该对刷洗轴组件的其中一个固定连接。本发明能够使晶圆片表面加工过程中产生的颗粒污染物双面同步刷洗，代替了人工刷洗的传统工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种晶圆片生产工序间的双面刷洗设备。
背景技术
目前，在晶圆片的制造过程中，众所皆知的是，由已经实施过的制造操作程序所遗留在晶片表面的不必要残留必须加以清洗。此般的制造操作范例包括有等离子体蚀刻和化学机械抛光法。若不必要的残留物质和微粒在连续的制造操作过程中遗留在晶片的表面，这些残留物质和微粒将会造成如晶片表面刮伤和金属化特征间的不适当的交互作用等瑕疵。在一些案例中，此般瑕疵可能导致晶片上的装置变得无法运作。欲避免由于丢弃具有无法运作的装置的晶片而所造成的额外费用，因此，当在晶片表面上遗留不必要的残余物的制造操作程序之后，必须适当并有效率地清洗晶片。在化学机械抛光工艺后实施的清洗步骤可以是：利用旋转的清洁刷在刷洗机内清洗晶片表面，利用清洁刷的旋转动作和清洁刷施加在晶片的压力，帮助剩余浆料从晶片表面上移除。
但是，公知化学机械抛光后晶片清洗设备多是简单的单面擦洗或人工刷洗传统工艺，清洗工艺复杂，无法达到令人满意的洁净度且效率低，沿着晶片表面的边缘可以看见剩余浆料和大量缺陷，另外，对晶圆片的二次污染也很严重，自动化率和产能也不高，因此，产业上还需要一种晶圆片生产工序间的双面刷洗设备，来解决上述问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种晶圆片生产工序间的双面刷洗设备，它能够使晶圆片表面加工过程中产生的颗粒污染物双面同步刷洗，满足晶圆片在下一道退火前工序的洁净度，代替了人工刷洗不均匀，耗时耗工，效率低和洁净度达不到要求的传统工艺。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种晶圆片生产工序间的双面刷洗设备，它包括机架、控制系统、晶圆片收纳装置和活性剂供给装置；还包括双面刷洗装置，双面刷洗装置包括刷洗支座、刷洗机构和第一驱动机构，刷洗支座安装在机架上，，刷洗机构具有多对同步转动的刷洗轴组件和分别套装在相应的刷洗轴组件上的毛刷，并且相邻的毛刷位于待洗晶圆片的两侧，刷洗轴组件可旋转地支承在刷洗支座上，第一驱动机构驱动刷洗轴组件旋转；还包括具有若干组喷嘴的移动喷淋装置，每组喷嘴对应一对刷洗轴组件，并且位于该刷洗轴组件的上方；还包括驱动辊装置，驱动辊装置包括第二驱动机构和多根驱动辊以及多组成对的摩擦轮，每组成对的摩擦轮对应一对刷洗轴组件，并且位于该对刷洗轴组件的下方以便支撑该处待洗晶圆片并使其旋转，摩擦轮分别套装在相应的驱动辊上，第二驱动机构驱动驱动辊旋转；还包括多个毛刷张开机构，每个毛刷张开机构对应一对刷洗轴组件，毛刷张开机构包括转轴、摆臂和摆缸，摆缸通过摆缸固定板安装在机架上，摆缸与转轴活动连接，转轴可旋转地支承在刷洗支座上，摆臂的一端固定连接在转轴上，摆臂的另一端与该对刷洗轴组件的其中一个固定连接以便该刷洗轴组件绕摆臂旋转使该对刷洗轴组件分离。
进一步，所述的移动喷淋装置还包括驱动电机、直线滑台副、喷管固定组件和喷管，直线滑台副上具有丝杠和螺母组成的丝杠螺母副，驱动电机与丝杠活动连接，喷管的一端安装在喷管固定组件上，喷管固定组件可滑动地安装在直线滑台副上，并且喷管固定组件与螺母固定连接，所述的多组喷嘴安装在喷管上并与其连通。
进一步，每组喷嘴包括活性剂喷嘴和纯水喷嘴，所述的喷管为双通道喷管，所述的喷管固定组件上安装有对射开关检测板，所述的直线滑台副上安装有与对射开关检测板相匹配的对射开关。
进一步，所述的刷洗轴组件包括弹簧、两个卡接轴和套装毛刷的毛刷轴，所述的机架上安装有和刷洗轴组件对应的轴承座，毛刷轴的两端分别与卡接轴的一端卡接，卡接轴的另一端分别支承在相对应的轴承座上，所述的弹簧安装在其中一个轴承座内，并且其套装在卡接轴上。
更进一步，所述的机架的底部设置有滑轮组。
采用了上述技术方案后，双面刷洗装置可以实现对精圆片的双面刷洗，并配合驱动辊装置对晶圆片进行旋转，达到对晶圆片的全方位刷洗，刷洗效果好，而且工作效率高，毛刷张开机构能够将成对的刷洗轴组件分离开，取出或放下清洗的晶圆片，利用控制系统对移动喷淋装置进行控制，利用多组喷嘴对清洗过程中的晶圆片实现活性剂喷淋和纯水喷淋，自动化程度高，清洗效果好，并且在流转过程中，没有人为对晶圆片进行触碰，完全设置在一个清洗箱里进行，避免了在流转过程中对晶圆片的二次污染；另外，刷洗轴组件为可拆卸式，将刷洗轴组件的毛刷轴和卡接轴的卡接处分开，拆卸下毛刷轴，取下毛刷，就可以很方便地清洗毛刷，它实现了晶圆片表面加工过程中产生的颗粒污染物双面同步刷洗，满足晶圆片在下一道退火前工序的洁净度，代替了人工刷洗不均匀，耗时耗工，效率低和洁净度达不到要求的传统工艺。
附图说明
图1为本发明的晶圆片生产工序间的双面刷洗设备的结构示意图；
图2为图1的B-B剖视图；
图3为图1的C-C剖视图；
图4为图2的D-D剖视图；
图5为本发明的毛刷张开机构和其对应的刷洗轴组件的连接结构示意图；
图6为本发明的毛刷张开机构的结构示意图；
图7为本发明的驱动辊装置的结构示意图；
图8为图7的俯视图；
图9为本发明的双面刷洗装置的结构示意图；
图10为图9的俯视图；
图11为本发明的刷洗轴组件的结构示意图；
图12为本发明的移动喷淋装置的结构示意图；
图13为图12的右视图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，
如图1~13所示，一种晶圆片生产工序间的双面刷洗设备，它包括机架1、控制系统2、晶圆片收纳装置3和活性剂供给装置4；还包括双面刷洗装置5，双面刷洗装置5包括刷洗支座5-1、刷洗机构和第一驱动机构，刷洗支座5-1安装在机架1上，刷洗机构具有多对同步转动的刷洗轴组件5-2和分别套装在相应的刷洗轴组件5-2上的毛刷5-3，并且相邻的毛刷5-3位于待洗晶圆片的两侧，刷洗轴组件5-2可旋转地支承在刷洗支座5-1上，第一驱动机构驱动刷洗轴组件5-2旋转；还包括具有若干组喷嘴6-1的移动喷淋装置6，每组喷嘴6-1对应一对刷洗轴组件5-2，并且位于该对刷洗轴组件5-2的上方；还包括驱动辊装置7，驱动辊装置7包括第二驱动机构和多根驱动辊7-1以及多组成对的摩擦轮7-2，每组成对的摩擦轮7-2对应一对刷洗轴组件5-2，并且位于该对刷洗轴组件5-2的下方以便支撑该处待洗晶圆片并使其旋转，摩擦轮7-2分别套装在相应的驱动辊7-1上，第二驱动机构驱动驱动辊7-1旋转；还包括多个毛刷张开机构8，每个毛刷张开机构对应一对刷洗轴组件5-2，毛刷张开机构包括转轴8-1、摆臂8-2和摆缸8-3，摆缸8-3通过摆缸固定板8-4安装在机架1上，摆缸8-3与转轴8-1活动连接，转轴8-1可旋转地支承在刷洗支座5-1上，摆臂8-2的一端固定连接在转轴8-1上，摆臂8-2的另一端与该对刷洗轴组件5-2的其中一个固定连接以便该刷洗轴组件5-1绕摆臂8-2旋转使该对刷洗轴组件5-2分离。
如图12、13所示，移动喷淋装置6还包括驱动电机6-2、直线滑台副6-3、喷管固定组件6-4和喷管6-5，直线滑台副6-3上具有丝杠和螺母组成的丝杠螺母副6-6，驱动电机6-2与丝杠活动连接，喷管6-5的一端安装在喷管固定组件6-4上，喷管固定组件6-4可滑动地安装在直线滑台副6-3上，并且喷管固定组件6-4与螺母固定连接，多组喷嘴6-1安装在喷管6-5上并与其连通。
为了方便控制喷淋活性剂时间和喷淋纯水时间，如图12、13所示，每组喷嘴6-1包括活性剂喷嘴6-1-1和纯水喷嘴6-1-2，喷管6-5为双通道喷管，喷管固定组件6-4上安装有对射开关检测板6-6，直线滑台副6-3上安装有与对射开关检测板6-6相匹配的对射开关6-7。
如图5、11所示，刷洗轴组件5-2包括弹簧5-2-1、两个卡接轴5-2-2和套装毛刷5-3的毛刷轴5-2-3，机架1上安装有和刷洗轴组件5-2对应的轴承座9，毛刷轴5-2-3的两端分别与卡接轴5-2-2的一端卡接，卡接轴5-2-2的另一端分别支承在相对应的轴承座9上，弹簧5-2-1安装在其中一个轴承座9内，并且其套装在卡接轴5-2-2上。
如图1所示，机架1的底部设置有滑轮组1-1。
本发明的工作原理如下：
将待洗晶圆片放在成对的刷洗轴组件的毛刷之间，通过毛刷张开机构压紧待洗晶圆片，在双面毛刷装置工作的同时，通过驱动辊装置驱动晶圆片旋转，同时双面毛刷装置上方的移动喷淋装置对晶圆片进行活性剂喷淋和纯水喷淋，清洗晶圆片。
本发明的晶圆片生产工序间的双面刷洗设备的工作流程如下：
1、在晶圆片收纳装置的左侧槽设置装有晶圆的片盒。
2、在晶圆片收纳装置的右侧槽设置空片盒。
3、将控制系统切换到自动运行。
4、打开双面刷洗装置上方的盖子。
5、作业者采用镊子取未洗晶圆放入双面刷洗装置的毛刷之间。
6、盖上盖子。
7、按下控制系统的启动按钮，刷洗工作开始。
8、移动喷淋装置先喷活性剂然后纯水喷淋清洗。
9、刷洗结束，右刷洗轴组件张开并报警提示。
10、打开盖子，取出晶圆放入晶圆片收纳装置的右侧槽内。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种晶圆片生产工序间的双面刷洗设备，其特征在于：它包括机架（1）、控制系统（2）、晶圆片收纳装置（3）和活性剂供给装置（4）；
还包括双面刷洗装置（5），双面刷洗装置（5）包括刷洗支座（5-1）、刷洗机构和第一驱动机构，刷洗支座（5-1）安装在机架（1）上，刷洗机构具有多对同步转动的刷洗轴组件（5-2）和分别套装在相应的刷洗轴组件（5-2）上的毛刷（5-3），并且相邻的毛刷（5-3）位于待洗晶圆片的两侧，刷洗轴组件（5-2）可旋转地支承在刷洗支座（5-1）上，第一驱动机构驱动刷洗轴组件（5-2）旋转；
还包括具有若干组喷嘴（6-1）的移动喷淋装置（6），每组喷嘴（6-1）对应一对刷洗轴组件（5-2），并且位于该对刷洗轴组件（5-2）的上方；
还包括驱动辊装置（7），驱动辊装置（7）包括第二驱动机构和多根驱动辊（7-1）以及多组成对的摩擦轮（7-2），每组成对的摩擦轮（7-2）对应一对刷洗轴组件（5-2），并且位于该对刷洗轴组件（5-2）的下方以便支撑该处待洗晶圆片并使其旋转，摩擦轮（7-2）分别套装在相应的驱动辊（7-1）上，第二驱动机构驱动驱动辊（7-1）旋转；
还包括多个毛刷张开机构（8），每个毛刷张开机构对应一对刷洗轴组件（5-2），毛刷张开机构包括转轴（8-1）、摆臂（8-2）和摆缸（8-3），摆缸（8-3）通过摆缸固定板（8-4）安装在机架（1）上，摆缸（8-3）与转轴（8-1）活动连接，转轴（8-1）可旋转地支承在刷洗支座（5-1）上，摆臂（8-2）的一端固定连接在转轴（8-1）上，摆臂（8-2）的另一端与该对刷洗轴组件（5-2）的其中一个固定连接以便该刷洗轴组件（5-1）绕摆臂（8-2）旋转使该对刷洗轴组件（5-2）分离。
2.根据权利要求1所述的晶圆片生产工序间的双面刷洗设备，其特征在于：所述的移动喷淋装置（6）还包括驱动电机（6-2）、直线滑台副（6-3）、喷管固定组件（6-4）和喷管（6-5），直线滑台副（6-3）上具有丝杠和螺母组成的丝杠螺母副（6-6），驱动电机（6-2）与丝杠活动连接，喷管（6-5）的一端安装在喷管固定组件（6-4）上，喷管固定组件（6-4）可滑动地安装在直线滑台副（6-3）上，并且喷管固定组件（6-4）与螺母固定连接，所述的若干组喷嘴（6-1）安装在喷管（6-5）上并与其连通。
3. 根据权利要求2所述的晶圆片生产工序间的双面刷洗设备，其特征在于：每组喷嘴（6-1）包括活性剂喷嘴（6-1-1）和纯水喷嘴（6-1-2），所述的喷管（6-5）为双通道喷管，所述的喷管固定组件（6-4）上安装有对射开关检测板（6-6），所述的直线滑台副（6-3）上安装有与对射开关检测板（6-6）相匹配的对射开关（6-7）。
4. 根据权利要求1所述的晶圆片生产工序间的双面刷洗设备，其特征在于：所述的刷洗轴组件（5-2）包括弹簧（5-2-1）、两个卡接轴（5-2-2）和套装毛刷（5-3）的毛刷轴（5-2-3），所述的机架（1）上安装有和刷洗轴组件（5-2）对应的轴承座（9），毛刷轴（5-2-3）的两端分别与卡接轴（5-2-2）的一端卡接，卡接轴（5-2-2）的另一端分别支承在相对应的轴承座（9）上，所述的弹簧（5-2-1）安装在其中一个轴承座（9）内，并且其套装在卡接轴（5-2-2）上。
5. 根据权利要求1所述的晶圆片生产工序间的双面刷洗设备，其特征在于：所述的机架（1）的底部设置有滑轮组（1-1）。
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