CN110918517A - 一种半导体晶圆清洗设备 - Google Patents

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    • F26B21/14Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects using gases or vapours other than air or steam, e.g. inert gases

Abstract

本发明公开了一种半导体晶圆清洗设备,其结构包括风罩、气泵、晶圆清洁装置、电机、液泵、液箱、底座、支柱,本发明具有的效果:液箱内部的清洗液通过液泵以喷淋的方式进入清洗框,通过控制能够使左刷洗机构和右刷洗机构靠近或者远离晶圆固定机构,从而方便从晶圆固定机构上安装或取下晶圆,同时适时调节左刷洗机构和右刷洗机构相互的收距程度,能够大大提高对晶圆表面清洗效率,通过晶圆固定机构对晶圆进行固定,利用电机产生的驱动转矩,能够带动晶圆固定机构转动,使晶圆随电机轴转动的同时进行自转,提高晶圆表面与刷毛接触率,经过液洗后的晶圆,风罩通过气泵朝转动中晶圆表面喷吹惰性气体,以移除晶圆表面的水痕与防止晶圆受氧影响。

Description

一种半导体晶圆清洗设备
技术领域
本发明涉及半导体清洗领域,尤其是涉及到一种半导体晶圆清洗设备。
背景技术
半导体产业是现代电子工业的核心,而半导体产业的基础是硅材料工业,晶圆的原始材料是硅,晶圆表面的污染物会严重影响器件的性能、可靠性、和成品率,随着微电子技术的飞速发展以及人们要求的提高,污染物对器件的影响也愈加突,在晶圆的工艺制造过程中,不可避免遭到尘埃、金属、有机物和无机物的污染,这些污染很容易造成其表面缺陷及孔内污垢,产生发射点、黑点、暗斑等,导致晶圆的良品率下降,使得晶圆的质量不稳定以至失效,因此在晶圆的制造过程中去除晶圆表面的污染物十分重要,现有液体清洗晶圆设备无法逐量高效率对晶圆表面进行清洗,并且通过液体清洗的晶圆表面上容易产生水痕,水痕的生成易造成合格率与电性不佳等问题,所以需要研制一种半导体晶圆清洗设备,以此来解决现有液体清洗晶圆设备无法逐量高效率对晶圆表面进行清洗,并且通过液体清洗的晶圆表面上容易产生水痕,水痕的生成易造成合格率与电性不佳等问题。
本发明内容
针对现有技术的不足,本发明是通过如下的技术方案来实现:一种半导体晶圆清洗设备,其结构包括风罩、气泵、晶圆清洁装置、电机、液泵、液箱、底座、支柱,所述的底座前端设有液箱,所述的液箱安装在底座外壁上,所述的液箱顶部设有液泵,所述的底座顶部设有晶圆清洁装置,所述的液箱和晶圆清洁装置通过液泵连接,所述的晶圆清洁装置前端中心位置设有电机,所述的电机安装在晶圆清洁装置上,所述的晶圆清洁装置正上方设有风罩,所述的风罩底部设有支柱,所述的风罩通过支柱安装在晶圆清洁装置上,所述的支柱后端设有气泵,所述的气泵和风罩连接。
作为本技术方案的进一步优化,所述的晶圆清洁装置由左刷洗机构、进液清洗框、晶圆固定机构、右刷洗机构组成,所述的进液清洗框两侧设有左刷洗机构和右刷洗机构,所述的左刷洗机构和右刷洗机构与进液清洗框相配合,所述的进液清洗框内部中心位置设有晶圆固定机构,所述的晶圆固定机构和进液清洗框相配合。
作为本技术方案的进一步优化,所述的左刷洗机构由推板、推杆、伸缩杆、限位套、刷毛座、刷毛组成,所述的推板设于进液清洗框外侧,所述的推板中心位置设有推杆,所述的推杆上设有限位套,所述的限位套和推杆采用滑动配合,所述的限位套固定在进液清洗框上,所述的推杆上下两端设有两根伸缩杆,所述的伸缩杆首尾两端分别固定在推板和进液清洗框上,所述的刷毛座设于进液清洗框内侧,所述的刷毛座和推杆连接。所述的刷毛座前端均匀分布有刷毛。
作为本技术方案的进一步优化,所述的进液清洗框由液管、清洗框、喷淋嘴、进液座组成,所述的清洗框底部设有进液座,所述的进液座和清洗框采用螺纹配合,所述的进液座和液箱通过液泵连接,所述的清洗框内部设有液管,所述的液管垂直固定在清洗框内壁上并且置于刷毛座的后端,所述的液管前端设有喷淋嘴,所述的喷淋嘴和液管连接,所述的液管和进液座采用螺纹配合。
作为本技术方案的进一步优化,所述的晶圆固定机构由转杆、吸盘、固定环、外环、内轴套、支杆组成,所述的外环内圈中心位置设有内轴套,所述的内轴套和外环之间设有支杆,所述的内轴套和外环通过支杆连接,所述的内轴套和电机通过电机轴连接,所述的外环外圈上设有转杆,所述的转杆底端和外环通过轴承连接,所述的转杆顶端设有吸盘,所述的吸盘固定在转杆上,所述的外环后端设有固定环,所述的固定环固定在清洗框内壁上,所述的固定环和转杆相啮合。
作为本技术方案的进一步优化,所述的左刷洗机构和右刷洗机构所组成的结构部件相同。
作为本技术方案的进一步优化,所述的固定环所形成的圆周直径大于外环形成的圆周直径。
作为本技术方案的进一步优化,所述的刷毛座呈矩形板状结构并且表面上分布有通孔。
作为本技术方案的进一步优化,所述的固定环前端表面上均匀分布有齿槽,所述的转杆表面上分布有轮齿。
有益效果
本发明一种半导体晶圆清洗设备,设计合理,功能性强,具有以下有益效果:
本发明液箱内部的清洗液通过液泵以喷淋的方式进入清洗框,通过控制能够使左刷洗机构和右刷洗机构靠近或者远离晶圆固定机构,从而方便从晶圆固定机构上安装或取下晶圆,同时适时调节左刷洗机构和右刷洗机构相互的收距程度,能够大大提高对晶圆表面清洗效率,通过晶圆固定机构对晶圆进行固定,利用电机产生的驱动转矩,能够带动晶圆固定机构转动,使晶圆随电机轴转动的同时进行自转,提高晶圆表面与刷毛接触率,经过液洗后的晶圆,风罩通过气泵朝转动中晶圆表面喷吹惰性气体,以移除晶圆表面的水痕与防止晶圆受氧影响;
本发明液管设于刷毛座后端,因为液管前端设有的喷淋嘴朝刷毛座设置,刷毛座前端设有刷毛并且表面上均匀分布有通孔,喷淋嘴喷出的清洗液穿过通孔直接和刷毛接触,滋润刷毛的同时喷出少量的清洁液,降低刷毛和晶圆表面瞬间产生的摩擦力,防止刷毛刮花晶圆,从而提高刷毛对晶圆表面的清洗效果,同时最大程度上对清洗液进行利用;
本发明外环通过内轴套和电机延伸出的电机轴连接,因为外环外圈上垂直安装有转杆,且转杆底端通过轴承和外环连接,因为固定在清洗框内壁上的固定环与转杆相啮合,所以外环利用电机产生驱动转矩转动时,带动转杆沿固定环转动,因为固定环和转杆相啮合,此时转杆带动吸盘沿固定环转动的同时产生自转,使固定在吸盘上的晶圆,能够提高与刷毛接触率,以刷头与去离子水移除晶圆表面的微粒。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明一种半导体晶圆清洗设备的前视结构示意图;
图2为本发明晶圆清洁装置的剖面结构示意图;
图3为本发明左刷洗机构的侧视结构示意图;
图4为本发明进液清洗框的剖面结构示意图;
图5为本发明晶圆固定机构的前视结构示意图。
图中:风罩-1、气泵-2、晶圆清洁装置-3、左刷洗机构-31、推板-31a、推杆-31b、伸缩杆-31c、限位套-31d、刷毛座-31e、刷毛-31f、进液清洗框-32、液管-32a、清洗框-32b、喷淋嘴-32c、进液座-32d、晶圆固定机构-33、转杆-33a、吸盘-33b、固定环-33c、外环-33d、内轴套-33e、支杆-33f、右刷洗机构-34、电机-4、液泵-5、液箱-6、底座-7、支柱-8。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式以及附图说明,进一步阐述本发明的优选实施方案。
实施例
请参阅图1-5,本发明提供一种半导体晶圆清洗设备的具体实施方式:
请参阅图1,一种半导体晶圆清洗设备,其结构包括风罩1、气泵2、晶圆清洁装置3、电机4、液泵5、液箱6、底座7、支柱8,所述的底座7前端呈轴对称结构设有两个液箱6,所述的液箱6安装在底座7外壁上,所述的液箱6顶部设有液泵5,所述的底座7顶部设有晶圆清洁装置3,所述的液箱6和晶圆清洁装置3通过液泵5连接,所述的晶圆清洁装置3前端中心位置设有电机4,所述的电机4安装在晶圆清洁装置3上,所述的晶圆清洁装置3正上方设有风罩1,所述的风罩1的出风口朝下设置,所述的风罩1底部设有支柱8,所述的风罩1通过支柱8安装在晶圆清洁装置3上,所述的支柱8后端设有气泵2,所述的气泵2和风罩1连接。
请参阅图2,所述的晶圆清洁装置3由左刷洗机构31、进液清洗框32、晶圆固定机构33、右刷洗机构34组成,所述的进液清洗框32两侧呈轴对称结构设有左刷洗机构31和右刷洗机构34,所述的左刷洗机构31和右刷洗机构34与进液清洗框32相配合,所述的进液清洗框32内部中心位置设有晶圆固定机构33,所述的晶圆固定机构33和进液清洗框32相配合,所述的左刷洗机构31和右刷洗机构34所组成的结构部件相同。
请参阅图3,所述的左刷洗机构31由推板31a、推杆31b、伸缩杆31c、限位套31d、刷毛座31e、刷毛31f组成,所述的推板31a设于进液清洗框32外侧,所述的推板31a中心位置设有推杆31b,所述的推杆31b水平固定在推板31a上,所述的推杆31b上设有限位套31d,所述的限位套31d和推杆31b采用滑动配合,所述的限位套31d固定在进液清洗框32上,所述的推杆31b上下两端设有两根伸缩杆31c,所述的伸缩杆31c和推杆31b相互平行,所述的伸缩杆31c首尾两端分别固定在推板31a和进液清洗框32上,所述的刷毛座31e设于进液清洗框32内侧,所述的刷毛座31e和推杆31b连接。所述的刷毛座31e呈矩形板状结构并且表面上分布有通孔,所述的刷毛座31e前端均匀分布有刷毛31f。
请参阅图4,所述的进液清洗框32由液管32a、清洗框32b、喷淋嘴32c、进液座32d组成,所述的清洗框32b呈中空矩形结构并且底部设有两个进液座32d,所述的进液座32d和清洗框32b采用螺纹配合,所述的进液座32d和液箱6通过液泵5连接,液泵5运行中往进液座32d注水时,进液座32d顶部阀门受到限位的限位作用处于闭合状态,液泵5运行中往液箱6抽水时,进液座32d顶部阀门受到向下重力作用处于开启状态,所述的清洗框32b内部平行等距设有两根液管32a,所述的液管32a垂直固定在清洗框32b内壁上并且置于刷毛座31e的后端,所述的液管32a前端设有喷淋嘴32c,所述的喷淋嘴32c和液管32a连接,所述的液管32a和进液座32d采用螺纹配合。
请参阅图5,所述的晶圆固定机构33由转杆33a、吸盘33b、固定环33c、外环33d、内轴套33e、支杆33f组成,所述的外环33d内圈中心位置设有内轴套33e,所述的内轴套33e和外环33d之间均匀等距设有四根支杆33f,所述的内轴套33e和外环33d通过支杆33f连接,所述的内轴套33e和电机4通过电机轴连接,所述的外环33d外圈上均匀等距设有八根转杆33a,各转杆33a沿外环33d围成环墙结构,所述的转杆33a底端和外环33d通过轴承连接,所述的转杆33a顶端设有吸盘33b,所述的吸盘33b固定在转杆33a上,所述的外环33d后端设有固定环33c,所述的固定环33c固定在清洗框32b内壁上,所述的固定环33c前端表面上均匀分布有齿槽,所述的转杆33a表面上分布有轮齿,所述的固定环33c和转杆33a相啮合,所述的固定环33c所形成的圆周直径大于外环33d形成的圆周直径。
其具体实现原理如下:
液箱6内部的清洗液通过液泵5以喷淋的方式进入清洗框32b,通过控制能够使左刷洗机构31和右刷洗机构34靠近或者远离晶圆固定机构33,从而方便从晶圆固定机构33上安装或取下晶圆,同时适时调节左刷洗机构31和右刷洗机构34相互的收距程度,能够大大提高对晶圆表面清洗效率,通过晶圆固定机构33对晶圆进行固定,利用电机4产生的驱动转矩,能够带动晶圆固定机构33转动,使晶圆随电机轴转动的同时进行自转,提高晶圆表面与刷毛31f接触率,经过液洗后的晶圆,风罩1通过气泵2朝转动中晶圆表面喷吹惰性气体,以移除晶圆表面的水痕与防止晶圆受氧影响,因为液管32a设于刷毛座31e后端,因为液管32a前端设有的喷淋嘴32c朝刷毛座31e设置,刷毛座31e前端设有刷毛31f并且表面上均匀分布有通孔,喷淋嘴32c喷出的清洗液穿过通孔直接和刷毛31f接触,滋润刷毛31f的同时喷出少量的清洁液,降低刷毛31f和晶圆表面瞬间产生的摩擦力,防止刷毛31f刮花晶圆,从而提高刷毛对晶圆表面的清洗效果,同时最大程度上对清洗液进行利用;外环33d通过内轴套33e和电机4延伸出的电机轴连接,因为外环33d外圈上垂直安装有转杆33a,且转杆33a底端通过轴承和外环33d连接,因为固定在清洗框32b内壁上的固定环33c与转杆33a相啮合,所以外环33d利用电机4产生驱动转矩转动时,带动转杆33a沿固定环33c转动,因为固定环33c和转杆33a相啮合,此时转杆33a带动吸盘33b沿固定环33c转动的同时产生自转,使固定在吸盘33b上的晶圆,能够提高与刷毛31f接触率,以刷头与去离子水移除晶圆表面的微粒,以此来解决现有液体清洗晶圆设备无法逐量高效率对晶圆表面进行清洗,并且通过液体清洗的晶圆表面上容易产生水痕,水痕的生成易造成合格率与电性不佳等问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神或基本特征的前提下,不仅能够以其他的具体形式实现本发明,还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围,因此本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定,而不是上述说明限定。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种半导体晶圆清洗设备,其结构包括风罩(1)、气泵(2)、晶圆清洁装置(3)、电机(4)、液泵(5)、液箱(6)、底座(7)、支柱(8),其特征在于:
所述的底座(7)前端设有液箱(6),所述的液箱(6)顶部设有液泵(5),所述的底座(7)顶部设有晶圆清洁装置(3),所述的晶圆清洁装置(3)前端设有电机(4),所述的晶圆清洁装置(3)正上方设有风罩(1),所述的风罩(1)底部设有支柱(8),所述的支柱(8)后端设有气泵(2)。
2.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆清洗设备,其特征在于:所述的晶圆清洁装置(3)由左刷洗机构(31)、进液清洗框(32)、晶圆固定机构(33)、右刷洗机构(34)组成,所述的进液清洗框(32)两侧设有左刷洗机构(31)和右刷洗机构(34),所述的进液清洗框(32)内部设有晶圆固定机构(33)。
3.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆清洗设备,其特征在于:所述的左刷洗机构(31)由推板(31a)、推杆(31b)、伸缩杆(31c)、限位套(31d)、刷毛座(31e)、刷毛(31f)组成,所述的推板(31a)中心位置设有推杆(31b),所述的推杆(31b)上设有限位套(31d),所述的推杆(31b)上下两端设有伸缩杆(31c),所述的刷毛座(31e)和推杆(31b)连接,所述的刷毛座(31e)前端设有刷毛(31f)。
4.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆清洗设备,其特征在于:所述的进液清洗框(32)由液管(32a)、清洗框(32b)、喷淋嘴(32c)、进液座(32d)组成,所述的清洗框(32b)底部设有进液座(32d),所述的清洗框(32b)内部设有液管(32a),所述的液管(32a)前端设有喷淋嘴(32c)。
5.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆清洗设备,其特征在于:所述的晶圆固定机构(33)由转杆(33a)、吸盘(33b)、固定环(33c)、外环(33d)、内轴套(33e)、支杆(33f)组成,所述的外环(33d)内圈上设有内轴套(33e),所述的内轴套(33e)和外环(33d)之间设有支杆(33f),所述的外环(33d)外圈上设有转杆(33a),所述的转杆(33a)顶端设有吸盘(33b),所述的外环(33d)后端设有固定环(33c)。
6.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆清洗设备,其特征在于:所述的左刷洗机构(31)和右刷洗机构(34)所组成的结构部件相同。
7.根据权利要求5所述的一种半导体晶圆清洗设备,其特征在于:所述的固定环(33c)所形成的圆周直径大于外环(33d)形成的圆周直径。
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