CN112420565A - 晶圆清洗装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种晶圆清洗装置，包括清洗部、传动部和隔板，清洗部包括清洗盘和清洗腔室，传动部包括固定板、移动板、齿轮机构及升降轴；隔板固定于固定板上，清洗部设置于隔板上；移动板滑动连接于固定板，用以沿固定板上下移动；齿轮机构连接于移动板，并随移动板上下移动；升降轴穿过隔板和清洗腔室，升降轴的下端连接于齿轮机构，上端连接于清洗盘，用于带动清洗盘进行上下移动及旋转运动；固定板上设置有气动阀，用于控制移动板的上下移动。通过固定板的气动阀控制清洗盘自动升降，能够实现机械臂对晶圆的直接取放，不仅提升了工作效率、简化了取放流程，节约了成本，而且能够有效避免取放过程中对晶圆的二次污染。
Description
技术领域
本公开涉及半导体清洗领域，尤其涉及一种晶圆清洗装置及方法。
背景技术
清洗是指半导体工艺中氧化、光刻、外延、扩散等工序前，采用物理或化学方法去除表面的杂质或自身氧化物，以得到符合清洁度要求的表面。外延所用砷化镓晶圆都是即开即延，少了外延前清洗步骤。这就要求晶圆表面更高的洁净度和更有效的防护。
目前对于半导体晶圆的清洗主要分为手工清洗和单片清洗机清洗。使用单片清洗机清洗要使用机械臂将晶圆从卡塞中拿出放置到吹氮气的吸片装置下，通过气流的作用使晶圆在吸片装置下停留，通过该装置的下降将片放置在清洗盘上，清洗完毕后也是通过该装置将片吸起来，然后再由机械臂拿出放至周转卡塞中。使用氮气将晶圆吸起来完成晶圆清洗前后的转移，使得清洗工序变得复杂且增加了清洗的时间，而且氮气管道内存在的杂质可能会污染已清洗好的晶圆。
发明内容
鉴于现有技术存在的缺陷，本公开的目的在于提供一种晶圆清洗装置及方法，其能避免对晶片造成二次污染。
在一些实施例中，本公开提供了一种晶圆清洗装置，包括清洗部、传动部和隔板，清洗部包括清洗盘和清洗腔室，传动部包括固定板、移动板、齿轮机构及升降轴；隔板固定于固定板上，清洗部设置于隔板上；移动板滑动连接于固定板，用以沿固定板上下移动；齿轮机构连接于移动板，并随移动板上下移动；升降轴穿过隔板和清洗腔室，升降轴的下端连接于齿轮机构，上端连接于清洗盘，用于带动清洗盘进行上下移动及旋转运动；固定板上设置有气动阀，用于控制移动板的上下移动。
在一些实施例中，齿轮机构包括第一齿轮、第二齿轮和夹持板，第一齿轮和第二齿轮固定在上下两块夹持板之间。
在一些实施例中，夹持板连接于移动板。
在一些实施例中，齿轮机构还包括：电机，与其中一个齿轮相连，用于控制齿轮的转动；皮带，连接于第一齿轮和第二齿轮。
在一些实施例中，清洗部还包括喷淋装置。
在一些实施例中，清洗盘的沿上下方向的投影尺寸小于清洗腔室的沿上下方向的投影尺寸。
在一些实施例中，在上下方向上，固定板设置有两个气动阀。
在一些实施例中，清洗盘上设置有晶圆固定凸台。
在一些实施例中，清洗室的内壁上设置有排风口。
在一些实施例中，本公开提供了一种晶圆清洗方法，使用上述的晶圆清洗装置，该方法包括以下步骤：
a.机械臂将待清洗的晶圆放在清洗盘上；
b.气动阀控制移动板向下移动，清洗盘在升降轴的带动下进入清洗腔室；
c.清洗盘在转动齿轮的作用下完成清洗及甩干工作；
d.清洗完成后，气动阀控制移动板向上移动，清洗盘在升降轴的带动下升高并离开清洗腔室；
e.机械臂将清洗完成的晶圆取走。
本公开的有益效果如下：通过固定板的气动阀控制清洗盘自动升降，能够实现机械臂对晶圆的直接取放，不仅提升了工作效率、简化了取放流程，节约了成本，而且能够有效避免取放过程中对晶圆的二次污染。
附图说明
图1是根据本公开的晶圆清洗装置的示意图。
图2是图1的侧视图。
图3是图1的俯视图。
图4是根据本公开的晶圆清洗装置的立体结构示意图。
图5是根据本公开的清洗盘和清洗腔室的立体结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
100晶圆清洗装置
1清洗部
11清洗盘
111凸台
12清洗腔室
121排风口
13喷淋装置
2传动部
21固定板
211气动阀
22移动板
23齿轮机构
231第一齿轮
232第二齿轮
233夹持板
234电机
235皮带
24升降轴
3隔板
X上下方向
Y水平方向
W晶圆
具体实施方式
附图示出本公开的实施例，且将理解的是，所公开的实施例仅仅是本公开的示例，本公开可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本公开。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本公开的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面将参照附图详细说明根据本公开的晶圆清洗装置。
参照图1，晶圆清洗装置100，包括清洗部1、传动部2和隔板3，其中，清洗部1包括清洗盘11和清洗腔室12，传动部2包括固定板21、移动板22、齿轮机构23及升降轴24；隔板3固定于固定板21上，清洗部1设置于隔板3上；移动板22滑动连接于固定板21，用以沿固定板21上下移动；齿轮机构23连接于移动板22，并随移动板22上下移动；升降轴24穿过隔板3和清洗腔室12，升降轴24的下端连接于齿轮机构23，上端连接于清洗盘11，用于带动清洗盘11进行上下移动及旋转运动；固定板21上设置有气动阀211，用于控制移动板22的上下移动。
通过气动阀211控制清洗盘11自动升降，能够实现机械臂对晶圆W的直接取放，不仅提升了工作效率、简化了取放流程，节约了成本，而且能够有效避免取放过程中对晶圆W的二次污染。
参照图1，在一些实施例中，齿轮机构23包括第一齿轮231、第二齿轮232和夹持板233，第一齿轮231和第二齿轮232固定在上下两块夹持板233之间。夹持板233连接于移动板22，在一些实施例中，夹持板233的水平方向Y的其中一端连接于移动板22，移动板22带动夹持板233上下移动，夹持板233带动整个齿轮机构23的上下移动。
在一些实施例中，齿轮机构23还包括：电机234，与第一齿轮231或第二齿轮232相连，用于驱动第一齿轮231或第二齿轮232的转动；皮带235，连接于第一齿轮231和第二齿轮232。在一些实施例中，电机234与第一齿轮231相连，驱动第一齿轮231的转动，皮带235带动第二齿轮232的转动，升降轴24连接于第二齿轮232，随第二齿轮232一起转动及上下移动，清洗盘11连接于第二齿轮232，并随第二齿轮232一起转动及上下移动。。
在一些实施例中，清洗部1还包括喷淋装置13，具体地，喷淋装置13采用伸缩管将喷淋药液喷在晶圆W表面进行清洗，由于清洗盘11的旋转，能够在清洗后将晶圆W表面的药液甩干，避免污染。
参照图1、图3和图4，在一些实施例中，清洗盘11的沿上下方向的投影尺寸小于清洗腔室12的沿上下方向的投影尺寸，能够使清洗盘11携带着晶圆W一起出入于清洗腔室12，完成晶圆W的清洗过程。
参照图1，在一些实施例中，在上下方向上，固定板21设置有两个气动阀211。在清洗盘11需要上升时，下方的气动阀211进气，推动移动板22向上移动，在清洗盘11需要下降时，上方的气动阀211进气，推动移动板22向下移动。
在一些实施例中，清洗盘11上端设置用于固定晶圆W的凸台111，使得晶圆W随清洗盘11旋转过程中不会被甩出。
在一些实施例中，清洗腔室12的内壁上设置有排风口121，使晶圆W在清洗过程中保持气流的稳定。
本公开提供了一种晶圆清洗方法，使用上述的晶圆清洗装置100，该方法包括如下步骤：
a.机械臂将待清洗的晶圆W放在清洗盘11上；
b.气动阀211控制移动板22向下移动，清洗盘11在升降轴24的带动下进入清洗腔室12；
c.清洗盘11在转动齿轮的作用下完成对晶圆W的清洗及甩干工作；
d.清洗完成后，气动阀211控制移动板22向上移动，清洗盘11在升降轴24的带动下升高并离开清洗腔室12；
e.机械臂将清洗完成的晶圆W取走。
在步骤c中，喷淋装置13打开，向晶圆W喷淋清洗药水，对晶圆W表面进行清洗
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种晶圆清洗装置(100)，包括清洗部(1)、传动部(2)和隔板(3)，其特征在于，清洗部(1)包括清洗盘(11)和清洗腔室(12)，传动部(2)包括固定板(21)、移动板(22)、齿轮机构(23)及升降轴(24)；
隔板(3)固定于固定板(21)上，清洗部(1)设置于隔板(3)上；
移动板(22)滑动连接于固定板(21)，用以沿固定板(21)上下移动；
齿轮机构(23)连接于移动板(22)，并随移动板(22)上下移动；
升降轴(24)穿过隔板(3)和清洗腔室(12)，升降轴(24)的下端连接于齿轮机构(23)，上端连接于清洗盘(11)，用于带动清洗盘(11)进行上下移动及旋转运动；
固定板(21)上设置有气动阀(211)，用于控制移动板(22)的上下移动。
2.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置(100)，其特征在于，齿轮机构(23)包括第一齿轮(231)、第二齿轮(232)和夹持板(233)，第一齿轮(231)和第二齿轮(232)固定在上下两块夹持板(233)之间。
3.根据权利要求2所述的晶圆清洗装置(100)，其特征在于，夹持板(233)连接于移动板(22)。
4.根据权利要求2所述的晶圆清洗装置(100)，其特征在于，齿轮机构(23)还包括：
电机(234)，与第一齿轮(231)或第二齿轮(232)相连，用于驱动第一齿轮(231)或第二齿轮(232)的转动；
皮带(235)，连接于第一齿轮(231)和第二齿轮(232)。
5.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置(100)，其特征在于，清洗部(1)还包括喷淋装置(13)。
6.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置(100)，其特征在于，清洗盘(11)的沿上下方向的投影尺寸小于清洗腔室(12)的沿上下方向的投影尺寸。
7.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置(100)，其特征在于，在上下方向上，固定板(21)设置有两个气动阀(211)。
8.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置(100)，其特征在于，清洗盘(11)上端设置用于固定晶圆的凸台(111)。
9.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置(100)，其特征在于，清洗腔室(12)的内壁上设置有排风口(121)。
10.一种晶圆清洗方法，其特征在于，使用权利要求1-9中任一项所述的晶圆清洗装置(100)，该方法包括如下步骤：
a.机械臂将待清洗的晶圆放在清洗盘(11)上；
b.气动阀(211)控制移动板(22)向下移动，清洗盘(11)在升降轴(24)的带动下进入清洗腔室(12)；
c.清洗盘(11)在转动齿轮的作用下完成清洗及甩干工作；
d.清洗完成后，气动阀(211)控制移动板(22)向上移动，清洗盘(11)在升降轴(24)的带动下升高并离开清洗腔室(12)；
e.机械臂将清洗完成的晶圆取走。
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