CN111243996A - 晶圆清洗设备中的定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种晶圆清洗设备中的定位装置，涉及晶圆清洗技术领域，所述晶圆清洗设备中的定位装置包括：连接组件和晶圆支撑机构，所述连接组件用于将所述晶圆支撑机构连接在清洗槽内；所述晶圆支撑机构与所述连接组件活动连接，以使所述晶圆支撑机构在清洗槽内的水平位置可调。晶圆支撑机构可以相对于清洗槽在水平方向上进行位置上的调节，从而再与机械手进行精准地对接，而无需对机械手频繁的进行编程处理，提高了降低误差的效率。

Description

晶圆清洗设备中的定位装置
技术领域
本发明涉及晶圆清洗设备技术领域，尤其是涉及一种晶圆清洗设备中的定位装置。
背景技术
目前的晶圆湿法清洗可以分为多槽式清洗、旋转冲洗(甩干)及单片腐蚀清洗三种方式，迄今为止，槽式清洗以其高效的工作方式，以及近年来湿化学设备的不断升级改进，在湿法清洗中槽式清洗具有重要的地位。
为了适应晶圆加工工艺中对晶圆表面高洁净度的要求，湿化学清洗设备发展出了无片盒清洗的工艺。无片盒清洗与传统的料盒清洗相比，清洗过程中晶圆不受料盒的遮挡，清洗效果有了很大的提升。
但是，现有的无片盒中，晶圆支撑机构固定在清洗槽内，转移晶圆的机械手沿水平方向运动到晶圆支撑机构的上方，然后再下降，可以将晶圆放置在晶圆支撑机构上，或者从晶圆支撑机构上取走晶圆。但经过长时间的清洗工艺后，原晶圆支撑机构或腐蚀或加热变形偏离原先的位置，机械手将不能准确地运动到晶圆支撑机构的正上方，再次通过测量并校准机械手比较麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆清洗设备中的定位装置，以缓解现有的晶圆清洗设备中的定位装置中，当机械手的运动路径与晶圆支撑机构的水平位置之间的误差逐渐增大时，机械手将不能准确地运动到晶圆支撑机构的正上方，再次通过测量并校准机械手比较麻烦的技术问题。
本发明实施例提供一种晶圆清洗设备中的定位装置，所述晶圆清洗设备中的定位装置包括：连接组件和晶圆支撑机构，所述连接组件用于将所述晶圆支撑机构连接在清洗槽内；
所述晶圆支撑机构与所述连接组件活动连接，以使所述晶圆支撑机构在清洗槽内的水平位置可调。
进一步的，所述连接组件包括设置在所述晶圆支撑机构相对两侧面上的第一限位件和第二限位件，所述第一限位件和第二限位件上彼此相近的一端均与所述晶圆支撑机构活动连接，以使所述第一限位件和第二限位件均能够朝彼此所在方向相向或者相背运动；
所述第一限位件和第二限位件的另一端分别于与清洗槽的相对两内侧壁连接连。
进一步的，所述连接组件包括设置在所述晶圆支撑机构相对两侧面上的第三限位件和第四限位件，所述第三限位件和第四限位件上彼此相近的一端均与所述晶圆支撑机构活动连接，以使所述第三限位件和第四限位件均能够朝彼此所在方向相向或者相背运动；所述第三限位件和第四限位件的另一端分别与所述清洗槽的相对两内侧壁连接；
且所述第三限位件和第四限位件相对运动的方向和所述第一限位件和第二限位件相对的运动的方向垂直，以使所述晶圆支撑机构相对于所述清洗槽的位置在水平方向上可调。
进一步的，所述晶圆支撑机构包括矩形的边框，所述第一限位件和第二限位件分别为螺纹连接在所述边框相对两侧面上的第一限位螺栓；
所述第三限位件和第四限位件分别为螺纹连接在所述边框另外两个相对侧面的第二限位螺栓。
进一步的，所述第一限位螺栓和第二限位螺栓上均螺纹连接有锁紧螺母。
进一步的，所述晶圆支撑机构的底部设置有调平组件，所述调平组件用于调节所述晶圆支撑机构水平。
进一步的，所述调平组件包括多个调平螺栓，所述调平螺栓的一端与所述晶圆支撑机构的底面螺纹连接，且所述调平螺栓的另一端设置有球头，所述球头用于与清洗槽的底面抵接。
进一步的，所述晶圆支撑机构包括多个用于支撑晶圆的支撑条；
沿所述支撑条的长度方向，所述支撑条上间隔设置有多个卡槽，多个所述支撑条上位于同一平面的卡槽呈圆弧型排列，用于支撑同一个晶圆的边缘。
进一步的，所述卡槽包括沿其深度方向自上而下的依次连接的第一凹陷部和第二凹陷部，沿所述卡槽的深度方向向下，所述第一凹陷部的宽度逐渐减小，所述第二凹陷部的宽度不变，且所述第一凹陷部的最小宽度等于所述第二凹陷部的宽度。
进一步的，所述支撑条为圆柱状，且所述卡槽为设置在所述支撑条周向侧壁上的环形槽。
本发明实施例提供晶圆清洗设备中的定位装置包括：连接组件和晶圆支撑机构，晶圆被支撑在晶圆支撑机构上。所述连接组件用于将所述晶圆支撑机构连接在所述清洗槽内。并且所述晶圆支撑机构与所述连接组件活动连接，也就是说，晶圆支撑机构可以相对于清洗槽在水平方向上进行位置上的调节，从而再与机械手进行精准地对接，而无需对机械手频繁的进行编程处理，提高了降低误差的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的晶圆清洗设备中的定位装置中晶圆支撑机构的俯视图；
图2为本发明实施例提供的晶圆清洗设备中的定位装置中晶圆支撑机构的主视图；
图3为图1中B-B的剖面视图；
图4为图3的中A位置的局部放大视图。
图标：110-第一限位螺栓；120-第二限位螺栓；131-前梁；132-后梁；133-连接件；140-锁紧螺母；200-调平螺栓；310-支撑条；400-卡槽；500-晶圆。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图4所示，本发明实施例提供晶圆清洗设备中的定位装置包括：连接组件和晶圆支撑机构，所述晶圆支撑机构位于清洗槽内，清洗槽内盛放清洗液，晶圆500被支撑在晶圆支撑机构上。所述连接组件用于将所述晶圆支撑机构连接在所述清洗槽内。并且所述晶圆支撑机构与所述连接组件活动连接，也就是说，晶圆支撑机构可以相对于清洗槽在水平方向上进行位置上的调节，从而再与机械手进行精准地对接，而无需对机械手频繁的进行编程处理，提高了降低误差的效率。
当机械手的运动路径与晶圆支撑机构的位置发生偏差时，可以通过调节清洗槽内的晶圆支撑机构的位置，从而再次完成晶圆支撑机构与机械手的位置上的适配，因为机械手与晶圆支撑机构之间差生的误差较小，通过对物理方法调节晶圆支撑机构的位置比通过编程调节晶圆支撑机构的运动路径要容易得多。
所述连接组件包括设置在所述晶圆支撑机构相对两侧面上的第一限位件和第二限位件，所述第一限位件和第二限位件上彼此相近的一端均与所述晶圆支撑机构活动连接，以使所述第一限位件和第二限位件均能够朝彼此所在方向相向或者相背运动；所述第一限位件和第二限位件的另一端分别于与所述清洗槽的相对两内侧壁连接连。
第一限位件和第二限位件分别位于晶圆支撑机构的相对两侧方，以第一限位件为例进行说明，第一限位件可以为第一限位螺栓110，其一端旋紧在晶圆支撑机构的一侧端面上，另一端用于与清洗槽的内部抵接，同理，第二限位件也可以为第一限位螺栓110，其设置方式与第一限位件相同，第一限位件和第二限位件的朝彼此远离的方向运动时，二者可以分别与清洗槽的相对两个内壁抵接，从而可以使晶圆支撑机构固定在清洗槽内，此处，设第一限位件和第二限位件的彼此运动的方向为x方向，通过向外伸长第一限位件，缩短第二限位件，可以将晶圆支撑机构朝第二限位件一侧移动，从而完成了晶圆支撑机构在x方向上的运动。
所述连接组件包括设置在所述晶圆支撑机构相对两侧面上的第三限位件和第四限位件，所述第三限位件和第四限位件上彼此相近的一端均与所述晶圆支撑机构活动连接，以使所述第三限位件和第四限位件均能够朝彼此所在方向相向或者相背运动；所述第三限位件和第四限位件的另一端分别与所述清洗槽的相对两内侧壁连接；且所述第三限位件和第四限位件相对运动的方向和所述第一限位件和第二限位件相对的运动的方向垂直，以使所述晶圆支撑机构相对于所述清洗槽的位置在水平方向上可调。
与第一限位件和第二限位件的配合相似，现有技术中清洗槽通常为矩形槽，在晶圆支撑机构的另外相对两侧面上设置第三限位件和第四限位件，第三限位件和第四限位件可以均为第二限位螺栓120，两个第二限位螺栓120的端部抵接在清洗槽的另外两个相对内壁上，设第三限位件和第四限位件彼此运动的方向为y方向，x方向与y方向垂直。那么，通过调节第二限位螺栓120伸出晶圆支撑机构的长度，可以调节晶圆支撑机构在y方向上的位置。从而实现了晶圆支撑机构在水平面上位置的改变。
所述第一限位螺栓110和第二限位螺栓120上均螺纹连接有锁紧螺母140。通过在第一限位螺栓110和第二限位螺栓120上旋紧锁紧螺母140，可以避免第一限位螺栓110和第二限位螺栓120运动，以第一旋紧螺母为例，当第一限位螺栓110需要在x方向上运动时，旋紧螺母会抵接在晶圆支撑机构的侧壁上，以阻止其沿x方向运动，用以保证长期工作时的稳定性。
所述晶圆支撑机构的底部设置有调平组件，所述调平组件用于调节所述晶圆支撑机构水平。
有些带有超声装置的清洗槽的底面并非平面，为了确保晶圆被稳定的支撑在晶圆支撑机构上，需要对晶圆支撑机构进行调平。
具体的，所述调平组件包括多个调平螺栓200，所述调平螺栓200的一端与所述晶圆支撑机构的底面螺纹连接，且所述调平螺栓200的另一端设置有球头，所述球头用于与所述清洗槽的底面抵接。
调平螺栓200螺纹连接在晶圆支撑机构的底部，起到支撑脚的作用的，本实施例中，调平螺栓200的数量为四个，设置在晶圆支撑机构的四角。通过改变调平螺栓200的伸出长度，可以对晶圆支撑机构的平行度进行调节。并且调平螺栓200的底端为球头，其与清洗槽的底面为点与面的接触，适应不同的清洗槽，支撑效果更佳。
所述晶圆支撑机构包括多个用于支撑晶圆的支撑条310；沿所述支撑条310的长度方向，所述支撑条310上间隔设置有多个卡槽400，多个所述支撑条310上位于同一平面的卡槽400呈圆弧型排列，用于支撑同一个晶圆的边缘。
本实施例中，晶圆支撑机构采用多点支撑的方式对晶圆进行支撑，其中，支撑条310的数量可以为三条。三条支撑条310可以相互平行，每条支撑槽上均设置有用于卡接晶圆边缘的卡槽400，三个支撑条310中在同一个平面上的三个卡槽400共同支撑同一个晶圆。卡槽400的深度远小于晶圆的半径，对晶圆的遮挡少，可以使晶圆的清洗效果更佳。极大限度的保护了晶圆的表面不被划伤、损坏，有效避免在传统支撑方式中支撑体与晶圆接触面太大而造成晶圆表面损伤或支撑不稳定造成晶圆表面无法清洗干净甚至出现碎片的问题。
所述卡槽400包括沿其深度方向自上而下的依次连接的第一凹陷部和第二凹陷部，沿所述卡槽400的深度方向向下，所述第一凹陷部的宽度逐渐减小，所述第二凹陷部的宽度不变，且所述第一凹陷部的最小宽度等于所述第二凹陷部的宽度。
如图4所示，第一凹陷部的截面可以呈V字型，而第二凹陷部的截面可以呈U字型，第一凹陷部可以起到导向的作用，引导机械手上的晶圆进入到卡槽400内，而第二凹陷部的宽度与晶圆的宽度适配，可以将晶圆卡接。
所述支撑条310为圆柱状，且所述卡槽400为设置在所述支撑条310周向侧壁上的环形槽。安装时，可以将支撑条310以任意角度安装在边框上，三个支撑条310上的卡槽400朝向自然可以卡接晶圆的边沿，而无需对卡槽400的朝向进行调整。
边框包括前梁131和后梁132，支撑条310的两端分别连接在前梁131和后梁132上，边框还包括两个连接件133，前梁131和后梁132分别与两个连接件133连接，调平螺栓200连接在连接件133上，连接件133与前梁131和后梁132采用螺栓连接。
第一限位螺栓110和第二限位螺栓120，以及边框的材质可以为聚醚醚酮，耐高温耐化学品腐蚀。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种晶圆清洗设备中的定位装置，其特征在于，所述晶圆清洗设备中的定位装置包括：连接组件和晶圆支撑机构，所述连接组件用于将所述晶圆支撑机构连接在清洗槽内；
所述晶圆支撑机构与所述连接组件活动连接，以使所述晶圆支撑机构在清洗槽内的水平位置可调。
2.根据权利要求1所述的晶圆清洗设备中的定位装置，其特征在于，所述连接组件包括设置在所述晶圆支撑机构相对两侧面上的第一限位件和第二限位件，所述第一限位件和第二限位件上彼此相近的一端均与所述晶圆支撑机构活动连接，以使所述第一限位件和第二限位件均能够朝彼此所在方向相向或者相背运动；
所述第一限位件和第二限位件的另一端分别于与清洗槽的相对两内侧壁连接连。
3.根据权利要求2所述的晶圆清洗设备中的定位装置，其特征在于，所述连接组件包括设置在所述晶圆支撑机构相对两侧面上的第三限位件和第四限位件，所述第三限位件和第四限位件上彼此相近的一端均与所述晶圆支撑机构活动连接，以使所述第三限位件和第四限位件均能够朝彼此所在方向相向或者相背运动；所述第三限位件和第四限位件的另一端分别与清洗槽的相对两内侧壁连接；
且所述第三限位件和第四限位件相对运动的方向和所述第一限位件和第二限位件相对的运动的方向垂直，以使所述晶圆支撑机构相对于清洗槽的位置在水平方向上可调。
4.根据权利要求3所述的晶圆清洗设备中的定位装置，其特征在于，所述晶圆支撑机构包括矩形的边框，所述第一限位件和第二限位件分别为螺纹连接在所述边框相对两侧面上的第一限位螺栓(110)；
所述第三限位件和第四限位件分别为螺纹连接在所述边框另外两个相对侧面的第二限位螺栓(120)。
5.根据权利要求4所述的晶圆清洗设备中的定位装置，其特征在于，所述第一限位螺栓(110)和第二限位螺栓(120)上均螺纹连接有锁紧螺母(140)。
6.根据权利要求1所述的晶圆清洗设备中的定位装置，其特征在于，所述晶圆支撑机构的底部设置有调平组件，所述调平组件用于调节所述晶圆支撑机构水平。
7.根据权利要求6所述的晶圆清洗设备中的定位装置，其特征在于，所述调平组件包括多个调平螺栓(200)，所述调平螺栓(200)的一端与所述晶圆支撑机构的底面螺纹连接，且所述调平螺栓(200)的另一端设置有球头，所述球头用于与清洗槽的底面抵接。
8.根据权利要求1所述的晶圆清洗设备中的定位装置，其特征在于，所述晶圆支撑机构包括多个用于支撑晶圆的支撑条(310)；
沿所述支撑条(310)的长度方向，所述支撑条(310)上间隔设置有多个卡槽(400)，多个所述支撑条(310)上位于同一平面的卡槽(400)呈圆弧型排列，用于支撑同一个晶圆的边缘。
9.根据权利要求8所述的晶圆清洗设备中的定位装置，其特征在于，所述卡槽(400)包括沿其深度方向自上而下的依次连接的第一凹陷部和第二凹陷部，沿所述卡槽(400)的深度方向向下，所述第一凹陷部的宽度逐渐减小，所述第二凹陷部的宽度不变，且所述第一凹陷部的最小宽度等于所述第二凹陷部的宽度。
10.根据权利要求8所述的晶圆清洗设备中的定位装置，其特征在于，所述支撑条(310)为圆柱状，且所述卡槽(400)为设置在所述支撑条(310)周向侧壁上的环形槽。
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