CN112371611A - 一种无篮晶圆清洗装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种无篮晶圆清洗装置，由于晶圆直接被置入晶圆支撑架上，由晶圆支撑架直接支撑固定晶圆，省去了晶圆盒，因此，第一喷管上喷嘴能够喷出的清洗液或者清水以抛物线的形式喷射到晶圆周面上，水流被晶圆切开并流到晶圆的前后表面从而直接对晶圆进行清洗，保证了清洗效果。

Description

一种无篮晶圆清洗装置
技术领域
本申请属于晶圆清洗设备技术领域，尤其是涉及一种无篮晶圆清洗装置。
背景技术
晶圆是指制作硅半导体积体电路所用的硅晶片，晶圆制造工艺复杂，拥有很多工序，不同工序中使用了不同的化学材料，通常会在晶圆表面残留化学剂、颗粒、金属等杂质，因此需要对晶圆进行清洗。对晶圆进行清洗时，通常都是将晶圆连通晶圆盒一起放入晶圆清洗装置中进行清洗。
由于晶圆盒的阻挡，在喷洗时，晶圆盒必然会出现阻挡部分水流，从而影响清洗效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中的不足，从而提供一种无篮晶圆清洗装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种无篮晶圆清洗装置，包括：
水平输送滑台；
无篮晶圆抓取机械手，用于抓取晶圆并在升降机构动作下带动晶圆升降；
水平并列设置的若干清洗槽；
所述无篮晶圆抓取机械手设置在水平输送滑台上，并能够达到任意一个清洗槽的上方；
所述清洗槽均具有能够容纳晶圆的槽体，且所述槽体的顶部设置有第一喷管，所述槽体内部的底部设置有晶圆支撑架；
第一喷管上喷嘴斜向上设置，并能够喷出的清洗液或者清水以抛物线的形式喷射到晶圆周面上，水流被晶圆切开并流到晶圆的前后表面。
优选地，本发明的无篮晶圆清洗装置，第一喷管上喷嘴对应1-3个晶圆，以使单个喷嘴喷出的清洗液或者清水能够被相应数量的晶圆切开。
优选地，本发明的无篮晶圆清洗装置，第一清洗槽的底部还设置有第二喷管，所述第二喷管上的喷嘴也斜向上设置，并能够喷出的清洗液或者清水以抛物线的形式喷射到晶圆周面上。
优选地，本发明的无篮晶圆清洗装置，第一喷管能够旋转，以使清洗液或者清水在晶圆周向上的接触点在晶圆最顶端到与晶圆最顶端的直径呈60°角之间的区域，第二喷管也能够旋转，以使清洗液或者清水在晶圆周向上的接触点在晶圆最侧端到与水平的直径呈60°角之间的区域。
优选地，本发明的无篮晶圆清洗装置，所述清洗槽包括第一清洗槽、第二清洗槽和第三清洗槽；
第一清洗槽为喷洗槽，第二清洗槽为浸洗槽，第三清洗槽为喷洗加浸洗槽
优选地，本发明的无篮晶圆清洗装置，从晶圆支撑架具有成排设置的晶圆支撑槽，晶圆支撑槽与抓取架上的用于固定晶圆的梳齿一一对应。
优选地，本发明的无篮晶圆清洗装置，
所述晶圆支撑架设置在升降装置上，以使清洗槽内的晶圆能够升降。
优选地，本发明的无篮晶圆清洗装置，第一喷管和第二喷管固定，通过清洗槽内的晶圆的升降实现第一喷管喷出的清洗液或者清水在晶圆周向上的接触点在晶圆最顶端到与晶圆最顶端的直径呈60°角之间的区域，以使第二喷管喷出的清洗液或者清水在晶圆周向上的接触点在晶圆最侧端到与水平的直径呈60°角之间的区域。
本发明的有益效果是：
本发明提供一种无篮晶圆清洗装置由于晶圆直接被置入晶圆支撑架上，由晶圆支撑架直接支撑固定晶圆，省去了晶圆盒，因此，第一喷管上喷嘴能够喷出的清洗液或者清水以抛物线的形式喷射到晶圆周面上，水流被晶圆切开并流到晶圆的前后表面从而直接对晶圆进行清洗，保证了清洗效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
图1是本申请实施例的无篮晶圆清洗装置的结构示意图；
图2和图3均是本申请实施例的第一清洗槽的结构示意图；
图4是本申请实施例中喷嘴喷射到晶圆位置的示意图；
图5是本申请实施例的无篮晶圆抓取机械手一个方向的结构示意图；
图6是本申请实施例的无篮晶圆抓取机械手另一个方向的结构示意图；
图7是本申请实施例的抓取架的结构示意图；
图8是本申请实施例的抓取架的主视图。
图中的附图标记为：
1 水平输送滑台；
2 升降机构；
3 无篮晶圆抓取机械手；
4 第一清洗槽；
5 第二清洗槽；
6 第三清洗槽；
9 晶圆；
31 安装架；
32 旋转轴；
33 安装座；
34 抓取架；
35 拉线；
36 拉紧弹簧；
37 动力件；
51 槽体；
52 第二喷管；
53 第一喷管；
54 晶圆支撑架；
331 调节块；
341 矩形框架；
342 底边；
351 转轮；
3421 上底边；
3422 下底边；
3423 梳齿间隙。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种无篮晶圆清洗装置，如图1所示，包括：
水平输送滑台1；
无篮晶圆抓取机械手3，用于抓取晶圆9并在升降机构2动作下带动晶圆9升降；
水平并列设置的第一清洗槽4、第二清洗槽5和第三清洗槽6；
所述无篮晶圆抓取机械手3设置在水平输送滑台1上，并能够达到第一清洗槽4、第二清洗槽5和第三清洗槽6中任意一个的上方；
所述第一清洗槽4、第二清洗槽5和第三清洗槽6均具有能够容纳晶圆的槽体51，且所述槽体51的顶部设置有第一喷管53，所述槽体51的底部设置有晶圆支撑架54；
第一喷管53上喷嘴能够喷出的清洗液或者清水以抛物线的形式喷射到晶圆周面上(喷出的清洗液或者清水为水柱而非水雾)，水流被晶圆切开并流到晶圆的前后表面。
本实施例中，由于晶圆直接被置入晶圆支撑架54上，由晶圆支撑架54直接支撑固定晶圆，省去了晶圆盒，因此，第一喷管53上喷嘴能够喷出的清洗液或者清水以抛物线的形式喷射到晶圆周面上，水流被晶圆切开并流到晶圆的前后表面从而直接对晶圆进行清洗，保证了清洗效果。
一个喷嘴可以对应一个或多个晶圆，一般来说，由于晶圆设置地比较精密，一个喷嘴会对应2-3个晶圆。
第一清洗槽4的底部还设置有第二喷管52。
如图4所示，其中仅显示了一侧的喷管喷出清洗液或者清水时的状态图，第一喷管53分别设置在晶圆顶部的两侧，第二喷管52分别设置在晶圆底部的两侧。第一喷管53能够旋转，以使清洗液或者清水在晶圆周向上的接触点在晶圆最顶端到与晶圆最顶端的直径呈60°角之间的区域(也即图5中α＝60°)，第二喷管52也能够旋转，以使清洗液或者清水在晶圆周向上的接触点在晶圆最侧端(最左或者右端)到与水平的直径呈60°角之间的区域(图5中β＝60°)。
顶部的第一喷管53喷出的清洗液或者清水从顶部喷入晶圆上，能够顺着晶圆的前后面流淌，由于清洗液或者清水在晶圆周向上的接触点在晶圆最顶端到与晶圆最顶端的直径呈60°角之间的区域，保证了喷出的清洗液或者清水能够流淌到晶圆前后面上半部分以及下半部分的绝大部分区域，而晶圆底部的第二喷管52喷出的清洗液或者清水在晶圆周向上的接触点在晶圆最侧端到与水平的直径呈60°
角之间的区域，从而覆盖掉第一喷管53喷出的清洗液或者清水无法流淌到的区域，从而保证晶圆的整个前后表面均能够被喷洗到。
当然，第一喷管53和第二喷管52固定不发生旋转，通过清洗槽内的晶圆的升降实现第一喷管53喷出的清洗液或者清水在晶圆周向上的接触点在晶圆最顶端到与晶圆最顶端的直径呈60°角之间的区域，以使第二喷管52喷出的清洗液或者清水在晶圆周向上的接触点在晶圆最侧端到与水平的直径呈60°角之间的区域。由于直接接触点相同，因而清洗效果相同。
无篮晶圆抓取机械手3升降时可以将晶圆放置到晶圆支撑架54上，或者将晶圆从晶圆支撑架54上取走。
从晶圆支撑架54具有成排设置的晶圆支撑槽，晶圆支撑槽与抓取架34上的梳齿一一对应。
无篮晶圆抓取机械手3的结构为：
安装架31；
两根平行设置的旋转轴32，所述旋转轴32的一端设置于所述安装架31上，并且由动力件37(动力件37通常为电机)驱动而做旋转方向相反的运动(旋转轴32通过轴承固定在安装架31上)；
抓取架34，如图5所示，分别设置于所述旋转轴32的另一端，包括矩形框架341，所述矩形框架341的底边342为梳齿形，梳齿形的底边342包括上底边3421和下底边3422，其中所述上底边3421的梳齿间隙底面为直线，所述下底边3422梳齿间隙3423底面为弧形(即将梳齿形的底边342剖开后梳齿间隙处的形状)。上底边3421和下底边3422之间为镂空。
如图6和7所示，抓取架34竖直向下，此时为初始状态，当动力件37驱动旋转轴32使两个抓取架34向相反方向转动时，两个抓取架34的下方相互远离，晶圆能够置入两个抓取架34之间，通过梳齿形底边342抓取固定晶圆9，晶圆9能够直接置入梳齿间隙内，通过两个抓取架34上上底边3421和下底边3422达到4个支撑位置，从而形成稳固的固定。
需要指出的是，安装架31外通常设置有防尘盒，通过防尘盒盖住旋转轴32的一端、轴承、动力件37等。
动力件37对旋转轴32的驱动可以由多种现有的驱动方式，比如齿轮驱动。
进一步地，抓取架34的顶部为两根圆杆，通过两根圆杆与旋转轴32上的安装座33固定，能够起到很好地固定作用。
两根旋转轴32上还设置有拉紧弹簧36，拉紧弹簧36施加拉力，使两根旋转轴32的旋转角度返回原位，两根旋转轴32旋转角度返回原位时，分别位于两根旋转轴32上抓取架34相互平行。
所述旋转轴32通过调节块331设置在抓取架34上，通过所述调节块331调节抓取架34的位置。
底边342为PP材料制成，除此以外的抓取架34的材料为不锈钢材质。PP材料(聚丙烯)轻便耐用同时可以防止晶圆9磨伤。
安装架31的四周布置有拉紧的拉线35(通过若干转轮351来改变拉线35位置和延伸方向)，拉线35的一端固定，另一端与拉力传感器连接(图中未示出)，一旦有部件撞上拉线35，拉线35发生形变后，拉力传感器会感应到拉力增加，从而发出警报或者使无篮晶圆抓取机械手停止动作。
梳齿间隙的开口大于梳齿间隙底部，从而使晶圆9更容易置入该梳齿间隙中。一般将梳齿的顶部设置为抛物柱面形。
梳齿间隙的宽度根据晶圆9的宽度来设置。
以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种无篮晶圆清洗装置，其特征在于，包括：
水平输送滑台(1)；
无篮晶圆抓取机械手(3)，用于抓取晶圆(9)并在升降机构(2)动作下带动晶圆(9)升降；
水平并列设置的若干清洗槽；
所述无篮晶圆抓取机械手(3)设置在水平输送滑台(1)上，并能够达到任意一个清洗槽的上方；
所述清洗槽均具有能够容纳晶圆的槽体(51)，且所述槽体(51)的顶部设置有第一喷管(53)，所述槽体(51)内部的底部设置有晶圆支撑架(54)；
第一喷管(53)上喷嘴斜向上设置，并能够喷出的清洗液或者清水以抛物线的形式喷射到晶圆周面上，水流被晶圆切开并流到晶圆的前后表面。
2.根据权利要求1所述的无篮晶圆清洗装置，其特征在于，第一喷管(53)上喷嘴对应1-3个晶圆，以使单个喷嘴喷出的清洗液或者清水能够被相应数量的晶圆切开。
3.根据权利要求1所述的无篮晶圆清洗装置，其特征在于，第一清洗槽(4)的底部还设置有第二喷管(52)，所述第二喷管(52)上的喷嘴也斜向上设置，并能够喷出的清洗液或者清水以抛物线的形式喷射到晶圆周面上。
4.根据权利要求3所述的无篮晶圆清洗装置，其特征在于，第一喷管(53)能够旋转，以使清洗液或者清水在晶圆周向上的接触点在晶圆最顶端到与晶圆最顶端的直径呈60°角之间的区域，第二喷管(52)也能够旋转，以使清洗液或者清水在晶圆周向上的接触点在晶圆最侧端到与水平的直径呈60°角之间的区域。
5.根据权利要求1所述的无篮晶圆清洗装置，其特征在于，所述清洗槽包括第一清洗槽(4)、第二清洗槽(5)和第三清洗槽(6)；
第一清洗槽(4)为喷洗槽，第二清洗槽(5)为浸洗槽，第三清洗槽(6)为喷洗加浸洗槽
6.根据权利要求1所述的无篮晶圆清洗装置，其特征在于，从晶圆支撑架(54)具有成排设置的晶圆支撑槽，晶圆支撑槽与抓取架(34)上的用于固定晶圆的梳齿一一对应。
7.根据权利要求1所述的无篮晶圆清洗装置，其特征在于，
所述晶圆支撑架(54)设置在升降装置上，以使清洗槽内的晶圆能够升降。
8.根据权利要求7所述的无篮晶圆清洗装置，其特征在于，第一喷管(53)和第二喷管(52)固定，通过清洗槽内的晶圆的升降实现第一喷管(53)喷出的清洗液或者清水在晶圆周向上的接触点在晶圆最顶端到与晶圆最顶端的直径呈60°角之间的区域，以使第二喷管(52)喷出的清洗液或者清水在晶圆周向上的接触点在晶圆最侧端到与水平的直径呈60°角之间的区域。
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