CN113257658A - 一种半导体晶圆晶清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半导体晶圆晶清洗方法，清洗篮机构中支撑管为中空并与清洗篮机构中篮体侧板的配合接头连通，且支撑管上成型有具有开口的支撑柱，晶圆被放置于相邻的支撑柱之间的间隙内。通过半导体晶圆晶清洗装置向清洗篮机构供给流体的方式使排列的晶圆得到清洗，提高清洗效果的同时，能够降低清洗所需要的时间。

Description

一种半导体晶圆晶清洗方法
技术领域
本发明涉及半导体晶圆晶清洗领域，特别是涉及一种半导体晶圆晶清洗方法。
背景技术
半导体晶圆在生产过程中需要经历清洗以达到去胶、去除刻蚀液、使表面洁净等作用。在半导体晶圆清洗时，有两种清洗方式，一种为单独一块一块进行清洗，另一种为放置到半导体晶圆盒进行运输和清洗。
晶圆盒运输和清洗方式由于效率高而越来越多地被晶圆生产厂家所采纳。但是由于晶圆是成排放置在晶圆盒内，晶圆与晶圆之间的间隙越小，则能够容纳更多的晶圆，但是间隙过小时清洗液的流动就会受阻就越不容易清洗干净，因此需要一种能够提高清洗效果的晶圆清洗方式。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种半导体晶圆晶清洗方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种半导体晶圆晶清洗方法，包括以下步骤：
S1：使用机械手将装满晶圆的清洗篮机构放置到清洗装置的支撑机构上，清洗篮机构中支撑管为中空并与清洗篮机构中篮体侧板的配合接头连通，且支撑管上成型有具有开口的支撑柱，晶圆被放置于相邻的支撑柱之间的间隙内；
S2：通过伸缩驱动件驱动滑动分水座靠近清洗篮机构，使配合阀连接配合接头，之后通过配合阀向支撑管内注入清洗液，清洗液从开口处喷出并喷洗晶圆；
S3：喷洗一段时间后，停止清洗液的喷洗后通过配合阀向支撑管内注入清水完成对残留清洗液的清洗；
S4：清水清洗完毕后，再通入气体进行干燥；
S5：晶圆干燥后，再由机械手将清洗篮机构从清洗槽内取走完成清洗。
优选地，本发明的半导体晶圆晶清洗方法，
S2步骤中还将清洗槽的顶盖关闭，并将清洗槽整体置于抽气室内，S5步骤中，机械手将清洗篮机构从清洗槽内取走前再将清洗槽的顶盖打开。
优选地，本发明的半导体晶圆晶清洗方法，
S3步骤中如果需要浸洗，则向清洗槽内注入清洗液直至淹没晶圆完成浸洗，并在注入清水前排空清洗液。
优选地，本发明的半导体晶圆晶清洗方法，支撑柱的开口具有分隔板以将开口分成两半并分别向支撑柱两侧的晶圆喷出流体。
优选地，本发明的半导体晶圆晶清洗方法，支撑管具有6根，且靠近底部的4根支撑管成圆周布置。
优选地，本发明的半导体晶圆晶清洗方法，
最底部的两根支撑管位于从晶圆点作为起点3/4π至4/5π处；中间的两根支撑管位于从晶圆点作为起点1/2π至2/3π处；顶部的两根支撑管位于从晶圆点作为起点1/4π至1/3π处。
优选地，本发明的半导体晶圆晶清洗方法，最底部的两根支撑管上的支撑柱的开口与水平面的夹角α为50°到60°；中间的两根支撑管上的支撑柱的开口与水平面的夹角β为±10°；顶部的两根支撑管上的支撑柱的开口与水平面的夹角γ为-10°到-20°，夹角中开口倾斜朝上为正，倾斜朝下为负。
优选地，本发明的半导体晶圆晶清洗方法，所述气体为常温或者加热的空气、氮气或者惰性气体。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的半导体晶圆晶清洗方法，清洗篮机构中支撑管为中空并与清洗篮机构中篮体侧板的配合接头连通，且支撑管上成型有具有开口的支撑柱，晶圆被放置于相邻的支撑柱之间的间隙内。通过半导体晶圆晶清洗装置向清洗篮机构供给流体的方式使排列的晶圆得到清洗，提高清洗效果的同时，能够降低清洗所需要的时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述一种半导体晶圆晶清洗装置的结构示意图；
图2是本发明所述一种半导体晶圆晶清洗装置的伸缩固定机构结构示意图；
图3是本发明所述一种半导体晶圆晶清洗装置的滑动分水座结构示意图；
图4是本发明所述一种半导体晶圆晶清洗装置的底部滑轨结构示意图；
图5是本发明所述一种半导体晶圆晶清洗装置的配合阀结构示意图；
图6是本发明清洗篮机构的结构示意图；
图7是本发明清洗篮机构的剖视图；
图8是本发明清洗篮机构内具有晶圆的示意图；
图9是本发明相邻支撑柱的结构图；
附图标记说明如下：
1 支撑机构；
2 伸缩固定机构；
3 滑动配合机构；
4 侧边固定机构；
5 清洗篮机构；
9 晶圆片；
11 清洗槽；
12 底座；
13 底部漏板；
14 回水管组件；
15 密封盖；
21 伸缩驱动件；
22 限位杆；
23 限位套筒；
31 滑动分水座；
32 底部滑轨；
33 配合阀；
41 侧边限位滑轨；
42 侧边限位槽；
51 篮体侧板；
52 支撑管；
53 配合接头；
54 支撑柱；
531 开口；
542 分隔板；
543 平面。
具体实施方式
在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。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。
在本发明的描述中，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发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1
如图1-图5所示，本实施例提供一种半导体晶圆晶清洗装置，包括支撑机构1、伸缩固定机构2、滑动配合机构3、侧边固定机构4，支撑机构1内侧设置有滑动配合机构3，滑动配合机构3两侧设置有侧边固定机构4，侧边固定机构4内侧连接有清洗篮机构5，滑动配合机构3前端安装有伸缩固定机构2；
清洗篮机构5包括篮体侧板51、支撑管52、配合接头53、支撑柱54，两个篮体侧板51之间设置有六个支撑管52，支撑管52前端均连接有配合接头53，支撑管52内侧面均设置有支撑柱54；支撑管52，连接两块篮体侧板51，(具有6根)，且其中的4根支撑管52(底部和中间的4根)成圆周布置，所述支撑管52为中空的流道，以便通过清洗液、水、气体等流体，底部的两根支撑管52距离小于晶圆片的直径，中间的两根支撑管52距离等于晶圆片9的直径，顶部的两根支撑管52距离大于等于晶圆片9的直径，从而使得晶圆片9能够从上端进入或者离开支撑管52形成的空间内；所述支撑柱54成排布置在支撑管52上，如图3所述，所述支撑柱54中空并具有开口531，且与支撑管52的流道连通，晶圆片9将放置在两个相邻的支撑柱54之间，由支撑柱54的侧面卡住并固定住晶圆片9，需要说明的是，附图中为了更好的展示支撑柱54，将相邻两个支撑柱54的距离做了夸大，实际上支撑柱54之间的距离由晶圆片的厚度来决定；所述支撑管52的一端或者两端具有能够与管道连通的配合接头53，通过管道提供清洗液、水、常温或者加热后的空气或者氮气等流体。支撑柱54的开口具有分隔板542以将开口分成两半，如图9所示，以使支撑柱54开口喷出的流体能够朝向支撑柱54开口两侧的晶圆片。当然，位于两端的支撑柱54的开口无须设置成两半，仅需要朝向晶圆即可。所述支撑柱54的侧面具有平面543，以使支撑柱54与晶圆片的接触面为面面接触，提高接触面以防止损坏。
支撑机构1包括清洗槽11、底座12、底部漏板13、回水管组件14，清洗槽11下端连接有底座12，清洗槽11内部设置有底部漏板13，底部漏板13下端设置有回水管组件14，清洗槽11上端安装有密封盖15；
伸缩固定机构2包括伸缩驱动件21、限位杆22、限位套筒23，伸缩驱动件21连接在清洗槽11上前端，伸缩驱动件21外侧均匀设置有四个限位套筒23，限位套筒23上连接有限位杆22，伸缩驱动件21的伸缩杆、限位杆22一端均连接在滑动配合机构3上；伸缩驱动件21位于清洗槽11外，仅通过伸缩杆与滑动配合机构3连接；
滑动配合机构3包括滑动分水座31、底部滑轨32、配合阀33，滑动分水座31下端连接有两个底部滑轨32，滑动分水座31后端通过配合阀33和配合接头53连接；
侧边固定机构4包括侧边限位滑轨41、侧边限位槽42，侧边限位滑轨41和篮体侧板51之间设置有侧边限位槽42，侧边限位滑轨41安装在清洗槽11内部两端。
优选的：清洗槽11通过螺栓连接底座12，底部漏板13通过螺钉连接清洗槽11，清洗槽11起密封和支撑作用，底部漏板13起过滤水作用；伸缩驱动件21通过螺栓连接清洗槽11，限位杆22滑动连接限位套筒23，限位杆22另一端通过螺栓连接滑动分水座31，限位套筒23通过螺栓连接清洗槽11，伸缩驱动件21起带动滑动配合机构3移动作用，限位杆22起保证了滑动配合机构3稳定滑动的作用；底部滑轨32通过螺栓连接底部漏板13，滑动分水座31滑动连接底部滑轨32，配合阀33通过螺纹连接滑动分水座31，配合阀33起配合作用，底部滑轨32起配合滑动分水座31为滑动分水座31提供稳定支撑的作用；配合阀33和配合接头53配合之间设置有配合槽，且槽内安装有密封圈，配合阀33和配合接头53配合后，支撑管52能够传输清洁液，从而对半导体晶圆进行清洗；侧边限位滑轨41通过螺栓连接清洗槽11，侧边限位槽42顶部设置有倒角，侧边限位滑轨41和侧边限位槽42为篮体侧板51提供有效的支撑性以及在下落时的稳定性；篮体侧板51滑动连接侧边限位滑轨41，配合接头53滑动配合配合阀33，配合接头53起连接和配合作用。
工作原理：利用机械臂将清洗篮机构5整体吊装到清洗槽11内，开启密封盖15(密封盖15为气动或者电动)，将清洗篮机构5整体下降放置在清洗槽11内侧，在放置的同时，利用篮体侧板51对准侧边限位槽42，将篮体侧板51放置在侧边限位槽42内滑落，待清洗篮机构5整体放置后，关闭密封盖15，启动伸缩驱动件21，利用伸缩驱动件21的活塞推动滑动分水座31上的配合阀33靠近清洗篮机构，配合阀33连接配合接头53后，启动对滑动分水座31供水的阀门，清洁液通过滑动分水座31上的配合阀33然后传输到支撑管52内部，从而对半导体晶圆进行清洗。
实施例2
本实施例提供一种半导体晶圆晶清洗方法，使用实施例1所述的半导体晶圆晶清洗装置，包括以下步骤：
S1：使用机械手将装满晶圆的清洗篮机构5放置到清洗装置的支撑机构1上；清洗篮机构中支撑管52为中空并与清洗篮机构中篮体侧板51的配合接头53连通，且支撑管52上成型有具有开口的支撑柱54，晶圆被放置于相邻的支撑柱54之间的间隙内；
S2：通过伸缩驱动件21驱动滑动分水座31靠近清洗篮机构5，使配合阀33连接配合接头5，之后通过配合阀33向支撑管52内注入清洗液，清洗液从开口531处喷出并喷洗晶圆9；
S3：喷洗一段时间后，如果需要浸洗，则向清洗槽11内注入清洗液直至淹没晶圆9完成浸洗，如果不需要浸洗，则停止清洗液的喷洗后通过配合阀33向支撑管52内注入清水完成对残留清洗液的清洗；
S4：清水清洗完毕后，再通入气体进行干燥(常温或者加热的空气、氮气或者惰性保护气体)；
S5：晶圆干燥后，再由机械手将清洗篮机构5从清洗槽11内取走完成清洗。
需要指出的是，如果清洗液含有挥发性有毒成分，比如含氟，则需要关闭清洗槽11的顶盖，将清洗槽11整体置于抽气室内，以防止氟气挥发造成工作人员损害。
进一步优选地，支撑管具有6根，且靠近底部的4根支撑管成圆周布置。最底部的两根支撑管52位于从晶圆点作为起点3/4π至4/5π处(图8中为C)且底部的两根支撑管52上的支撑柱54的开口与水平面的夹角α为50°到60°；中间的两根支撑管52位于从晶圆点作为起点1/2π至2/3π处(图8中为B)且中间的两根支撑管52上的支撑柱54的开口与水平面的夹角β为±10°；顶部的两根支撑管52位于从晶圆点作为起点1/4π至1/3π处(图8中为A)且顶部的两根支撑管52上的支撑柱54的开口与水平面的夹角γ为-10°到-20°，夹角中开口倾斜朝上为正，倾斜朝下为负。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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和范围的前提下，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内。

Claims (8)

1.一种半导体晶圆晶清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：使用机械手将装满晶圆的清洗篮机构放置到清洗装置的支撑机构上，清洗篮机构中支撑管为中空并与清洗篮机构中篮体侧板的配合接头连通，且支撑管上成型有具有开口的支撑柱，晶圆被放置于相邻的支撑柱之间的间隙内；
S2：通过伸缩驱动件驱动滑动分水座靠近清洗篮机构，使配合阀连接配合接头，之后通过配合阀向支撑管内注入清洗液，清洗液从开口处喷出并喷洗晶圆；
S3：喷洗一段时间后，停止清洗液的喷洗后通过配合阀向支撑管内注入清水完成对残留清洗液的清洗；
S4：清水清洗完毕后，再通入气体进行干燥；
S5：晶圆干燥后，再由机械手将清洗篮机构从清洗槽内取走完成清洗。
2.根据权利要求1所述的半导体晶圆晶清洗方法，其特征在于，
S2步骤中还将清洗槽的顶盖关闭，并将清洗槽整体置于抽气室内，S5步骤中，机械手将清洗篮机构从清洗槽内取走前再将清洗槽的顶盖打开。
3.根据权利要求1所述的半导体晶圆晶清洗方法，其特征在于，
S3步骤中如果需要浸洗，则向清洗槽内注入清洗液直至淹没晶圆完成浸洗，并在注入清水前排空清洗液。
4.根据权利要求1所述的半导体晶圆晶清洗方法，其特征在于，支撑柱的开口具有分隔板以将开口分成两半并分别向支撑柱两侧的晶圆喷出流体。
5.根据权利要求1所述的半导体晶圆晶清洗方法，其特征在于，支撑管具有6根，且靠近底部的4根支撑管成圆周布置。
6.根据权利要求5所述的半导体晶圆晶清洗方法，其特征在于，
最底部的两根支撑管位于从晶圆点作为起点3/4π至4/5π处；中间的两根支撑管位于从晶圆点作为起点1/2π至2/3π处；顶部的两根支撑管位于从晶圆点作为起点1/4π至1/3π处。
7.根据权利要求6所述的半导体晶圆晶清洗方法，其特征在于，最底部的两根支撑管上的支撑柱的开口与水平面的夹角α为50°到60°；中间的两根支撑管上的支撑柱的开口与水平面的夹角β为±10°；顶部的两根支撑管(2)上的支撑柱的开口与水平面的夹角γ为-10°到-20°，夹角中开口倾斜朝上为正，倾斜朝下为负。
8.根据权利要求1所述的半导体晶圆晶清洗方法，其特征在于，所述气体为常温或者加热的空气、氮气或者惰性气体。
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