CN114769200B - 一种晶圆片清洗组件、清洗装置及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆片清洗组件、清洗装置及清洗方法，清洗组件用于清洗晶圆片，包括清洗池、清洗槽、多个水喷头。清洗槽左右两端连接于清洗池内壁，清洗槽底部悬空，且底部开口设置；水喷头形状为圆盘状，连接有水管，水喷头两面均设有喷水孔，清洗槽内间隔设有喷头卡槽、晶圆片卡槽，多个水喷头依次排列于喷头卡槽内；若干晶圆片依次排列于晶圆片卡槽内。将浸泡式清洗改成喷洒式清洗，可以清洗每一个晶圆片，并且便于污水快速流走，可以极大的提高晶圆片的清洗效果和清洗效率。

Description

一种晶圆片清洗组件、清洗装置及清洗方法

技术领域

本发明涉及半导体加工处理技术领域，尤其涉及一种晶圆片清洗组件、清洗装置及清洗方法。

背景技术

晶圆片是指用于制作硅半导体集成电路的硅晶片。因为晶圆片表面的清洁度会极大影响的最终产品的成品率和性能，所以在晶圆片的加工处理过程中，需要保证晶圆片表面非常干净。现有技术中，一般采取的做法是将若干待清洗的晶圆片放置于收纳筐，然后将收纳筐浸泡在清洗池内，上下反复移动收纳筐，从而完成晶圆片清洗。但这种浸泡晶圆片的清洗方法中，因为清洗池内液体流动性差，导致晶圆片清洗的不彻底。

发明内容

为解决现有技术不足，本发明提供一种晶圆片清洗组件、清洗装置及清洗方法，将浸泡式清洗改成喷洒式清洗，可以清洗每一个晶圆片，并且便于污水快速流走，可以极大的提高晶圆片的清洗效果和清洗效率。

为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：

一种晶圆片清洗组件，用于清洗晶圆片，包括清洗池、清洗槽、多个水喷头。

清洗槽左右两端连接于清洗池内壁，清洗槽底部悬空，且底部开口设置；

水喷头形状为圆盘状，连接有水管，水喷头两面均设有喷水孔，清洗槽内间隔设有喷头卡槽、晶圆片卡槽，多个水喷头依次排列于喷头卡槽内；

应用时，若干晶圆片依次排列于晶圆片卡槽内。

进一步的，清洗槽由前后对称的两个卡板组成，两个卡板顶部间距大于底部间距，喷头卡槽、晶圆片卡槽间隔设于卡板内壁。

一种晶圆片清洗装置，包括：

如上述所述的晶圆片清洗组件；

夹持组件，连接于转移机构，用于夹持若干晶圆片，将晶圆片放入清洗槽或从清洗槽内取出；

转移机构，位于清洗池外端，用于将夹持组件转移至清洗池或从清洗池内转移出去。

进一步的，转移机构包括转动组件、平移板、移动框和两个并排设置的蜗杆，转动组件从上到下依次包括齿轮、连杆和蜗轮，蜗杆沿左右方向设置，两端通过轴承连接于支撑板，且其中一端连接有转动电机，蜗杆上方设有支撑条，支撑条两端连接于支撑板，平移板可沿左右方向滑动配合于支撑条，移动框可沿前后方向滑动配合于平移板，移动框左侧或右侧内壁设有一齿条，蜗轮位于两个蜗杆之间，且蜗轮、蜗杆啮合，齿轮位于移动框内，且齿轮与齿条啮合。

进一步的，平移板包括底板和位于底板顶部左右两侧的限位条，两个支撑条内壁设有长条形滑槽，底板滑动配合于长条形滑槽内，连杆贯穿连接底板，且与底板转动配合，两个限位条内壁设有限位滑槽，移动框滑动配合于限位滑槽内。

进一步的，移动框顶部设有立柱，立柱朝清洗池方向设有水平支杆，水平支杆依次设有若干夹持组件。

进一步的，夹持组件包括升降杆和连接于升降杆底部的柔性夹爪，柔性夹爪通过充气或放气的方式来夹持晶圆片。

进一步的，清洗装置还包括输送机构和位于输送机构上的收纳筐，输送机构与清洗池外侧，收纳筐用于承接夹持组件上的晶圆片。

进一步的，收纳筐左右方向的截面与清洗槽相同，收纳筐底部封闭设置，内壁设有若干晶圆片卡槽。

一种晶圆片清洗方法，采用上述所述的晶圆片清洗装置，包括以下步骤：

S1、准备阶段

初始状态，利用柔性夹爪夹持住待清洗的晶圆片；

S2、转移阶段

转动电机使两个蜗杆同时同向顺时针转动，使夹持组件平移到达预设位置后停止；

S3、清洗阶段

升降杆下降，将晶圆片插入晶圆片卡槽内，柔性夹爪放气松开晶圆片，升降杆上升至原位；

水喷头开始清洗晶圆片；

清洗完成后，柔性夹爪充气夹持住晶圆片，将晶圆片从清洗槽内取出。

S4、输送阶段

转动电机使蜗杆一个逆时针转，另一个顺时针转动，将夹持组件向前方移动至收纳筐上方，将晶圆片插入到收纳筐的晶圆片卡槽内，利用输送机构将其转移至下一个加工场地。

本发明的有益效果在于：

1、晶圆片、水喷头均放置于清洗槽内，清洗槽底部开口，便于污水快速流走；晶圆片、水喷头间隔设置，可利用具有双面喷水功能的水喷头快速清洗每一个晶圆片，极大的提高了晶圆片的清洗效果。

2、晶圆片清洗装置结构巧妙，通过多个组件、零件的配合，只需要转动电机输出轴不同方向转动，就可以完成晶圆片在左右、前后方向的移动，从而完成晶圆片在多个点位之间的移动；还利用柔性夹爪夹持晶圆片，可以有效防止损坏晶圆片；整个清洗装置可以实现自动清洗、转移晶圆片的目的，不仅清洗效率高，而且清洗干净。

附图说明

图1为实施例1的清洗组件结构图；

图2为实施例1的清洗槽结构图；

图3为实施例1的清洗槽端部透视图；

图4为实施例2的清洗装置结构图；

图5为实施例2的转移机构结构图；

图6为实施例2的转移机构俯视图；

图7为实施例2的转移机构正视图；

图8为实施例2的转移机构侧视图；

图9为实施例2的平移板结构图；

图10为实施例2的转动组件结构图；

图11为实施例2的移动框结构图；

图12为实施例2的夹持组件结构图；

附图标记：晶圆片-4、清洗池-1、清洗槽-2、水喷头-3、水管-31、卡板-21、喷头卡槽-22、晶圆片卡槽-23、夹持组件-6、转移机构-5、转动组件-51、平移板-52、移动框-53、蜗杆-54、齿轮-513、连杆-512、蜗轮-511、支撑板-55、转动电机-56、支撑条-57、齿条-531、底板-521、限位条-522、长条形滑槽-571、限位滑槽-523、立柱-532、水平支杆-533、升降杆-61、柔性夹爪-62、输送机构-71、收纳筐-72。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供了一种晶圆片清洗组件，用于清洗晶圆片4，包括清洗池1、清洗槽2、多个水喷头3。

具体的，清洗槽2由前后对称的两个卡板21组成，需要说明的是，所有实施例中的前后、左右等方位是基于附图来说的，清洗槽2左右两端连接于清洗池1内壁，清洗槽2底部悬空，且底部开口设置。

更具体的，两个卡板21顶部间距大于底部间距，如图3所示，卡板21顶部为一截竖板，中间是弧形板，底部是斜板，卡板21内壁间隔设有喷头卡槽22、晶圆片卡槽23，分别用于放置喷头3、晶圆片4。

使用时，晶圆片4可以从上往下插入到晶圆片卡槽23内，水喷头3从上往下插入到喷头卡槽22内。

具体的，水喷头3形状为圆盘状，连接有水管31，喷头卡槽22与晶圆片卡槽23有一个不同点，两个卡板21是在前后方位上对称设置的，其中，位于后方的卡板21的喷头卡槽22，其位于卡板21顶部的那一截卡槽贯穿了卡板21外壁，形成了水管槽，用于放置水管31。

具体的，如图2所示，水喷头3两面均设有喷水孔，多个水喷头3依次排列于清洗槽2的喷头卡槽22内，若干晶圆片4依次排列于清洗槽2的晶圆片卡槽23内，且间隔、平行设于两个水喷头3之间，可以利用水喷头3双面喷水，从而清洗晶圆片4。

本实施例中，晶圆片4、水喷头3均放置于清洗槽2内，清洗槽2底部开口，便于污水快速流走；晶圆片4、水喷头3间隔设置，便于利用可双面喷水的水喷头3快速清洗晶圆片4。

实施例2

如图4所示，本实施例提供了一种晶圆片清洗装置，包括夹持组件6、转移机构5、实施例1中的晶圆片清洗组件。

具体的，转移机构5位于清洗池1外端，用于将夹持组件6转移至清洗池1或从清洗池1内转移出去，夹持组件6连接于转移机构5，用于夹持若干晶圆片4，将晶圆片4放入清洗槽2或从清洗槽2内取出。

更具体的，如图5~图8所示，转移机构5包括转动组件51、平移板52、移动框53和两个并排设置的蜗杆54，如图10所示，转动组件51从上到下依次包括齿轮513、连杆512和蜗轮511，蜗杆54沿左右方向设置，两端通过轴承连接于支撑板55，且其中一端连接有转动电机56，蜗杆54上方设有支撑条57，支撑条57两端连接于支撑板55，两个支撑条57内壁设有长条形滑槽571。

具体的，如图9所示，平移板52包括底板521和位于底板521顶部左右两侧的限位条522，两个限位条522内壁设有限位滑槽523，移动框53可滑动配合于限位滑槽523内，底板521可滑动配合于长条形滑槽571内，连杆512贯穿连接底板521，且与底板521转动配合。

具体的，蜗轮511位于两个蜗杆54之间，且蜗轮511、蜗杆54啮合，齿轮513位于移动框53内，如图11所示，移动框53右侧内壁设有一齿条531，齿轮513与齿条531啮合。

使用时，当转动电机56使两个蜗杆54同时同向转动时，蜗轮511则不会转动，只会沿着蜗杆54左右平移，同时带动平移板52、移动框53一起左右平移；当两个蜗杆54转向相反时，因为蜗杆54、蜗轮511啮合，所以蜗轮511不会平移，只会在原地转动，从而带动齿轮513同向转动，因为齿轮513与齿条531啮合，所以使移动框53在前后方向上开始移动。

具体的，如图12所示，移动框53顶部设有立柱532，立柱532朝清洗池1方向设有水平支杆533，水平支杆533依次设有若干夹持组件6。

更具体的，夹持组件6包括升降杆61和连接于升降杆61底部的柔性夹爪62，气动的升降杆61连接于水平支杆533，气动的柔性夹爪62通过充气或放气的方式来夹持晶圆片4，柔性夹爪4可以有效防止损坏晶圆片。

使用时，蜗轮511位于转移机构5的最右端，利用柔性夹爪62夹持住待清洗的晶圆片4，转动电机56使两个蜗杆54同时同向顺时针转动，使平移板52、移动框53、水平支杆533、夹持组件6一起向清洗池1方向平移；当到达预设位置时，升降杆61开始下降，将晶圆片4插入到清洗槽2内，然后柔性夹爪62放气从而松开晶圆片4，升降杆61上升至原位；清洗完成后，升降杆61下降，柔性夹爪62充气从而夹持住晶圆片4，升降杆61上升，将晶圆片4从清洗槽2内取出。

具体的，清洗装置还包括输送机构71和位于输送机构71上的收纳筐72，输送机构71与清洗池1外侧，收纳筐72的位置与清洗槽2并排，用于承接夹持组件6上的晶圆片4，收纳筐72左右方向的截面与清洗槽2相同，收纳筐72底部封闭设置，内壁设有若干晶圆片卡槽23。

使用时，清洗完成后，柔性夹爪62将晶圆片4从清洗槽2内取出；然后转动电机56使蜗杆54一个逆时针转，另一个顺时针转动，进而使移动框53、水平支杆533、夹持组件6开始向前方移动，从而将清洗好的晶圆片4转移至收纳筐72上方；然后，升降杆61下降，将晶圆片4插入到收纳筐72内，利用输送机构71将其转移至下一个加工场地。

实施例3

本实施例提供一种晶圆片清洗方法，利用实施例2中的晶圆片清洗装置，包括以下步骤：

S1、准备阶段

蜗轮511位于转移机构5的最右端，齿轮513紧贴移动框53前端时，此时为初始状态，利用柔性夹爪62夹持住待清洗的晶圆片4。

S2、转移阶段

转动电机56使两个蜗杆54同时同向顺时针转动，使平移板52、移动框53、水平支杆533、夹持组件6一起向清洗池1方向平移，到达预设位置时停止。

S3、清洗阶段

升降杆61开始下降，将晶圆片4插入到清洗槽2的晶圆片卡槽23内，柔性夹爪62放气松开晶圆片4，升降杆61上升至原位；

水喷头3开始双面喷水，清洗晶圆片4；

清洗完成后，升降杆61下降，柔性夹爪62充气夹持住晶圆片4，升降杆61上升，将晶圆片4从清洗槽2内取出。

S4、输送阶段

转动电机56使蜗杆54一个逆时针转，另一个顺时针转动，进而使移动框53、水平支杆533、夹持组件6开始向前方移动，从而将清洗好的晶圆片4转移至收纳筐72上方；

然后，升降杆61下降，将晶圆片4插入到收纳筐72的晶圆片卡槽23内，利用输送机构71将其转移至下一个加工场地。

S5、复位阶段

转动电机56使蜗杆54一个顺时针转，另一个逆时针转动，进而使移动框53、水平支杆533、夹持组件6开始向后方移动至原位；

转动电机56使两个蜗杆54同时同向逆时针转动，使平移板52、移动框53、水平支杆533、夹持组件6一起右方平移，回到初始状态。

本实施例可以实现自动清洗、转移晶圆片4的目的，不仅清洗效率高，而且清洗干净。

以上实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种晶圆片清洗装置，其特征在于，包括：

晶圆片清洗组件，用于清洗晶圆片（4），包括清洗池（1）、清洗槽（2）、多个水喷头（3），

清洗槽（2）左右两端连接于清洗池（1）内壁，清洗槽（2）底部悬空，且底部开口设置，

水喷头（3）形状为圆盘状，连接有水管（31），水喷头（3）两面均设有喷水孔，多个水喷头（3）依次排列于清洗槽（2）内，若干晶圆片（4）依次排列于清洗槽（2）内，且间隔、平行设于两个水喷头（3）之间，清洗槽（2）由前后对称的两个卡板（21）组成，从上到下，两个卡板（21）的间距依次缩小，卡板（21）内壁间隔设有喷头卡槽（22）、晶圆片卡槽（23），分别与水喷头（3）、晶圆片（4）匹配；

夹持组件（6），连接于转移机构（5），用于夹持若干晶圆片（4），将晶圆片（4）放入清洗槽（2）或从清洗槽（2）内取出；

转移机构（5），位于清洗池（1）外端，用于将夹持组件（6）转移至清洗池（1）或从清洗池（1）内转移出去，转移机构（5）包括转动组件（51）、平移板（52）、移动框（53）和两个并排设置的蜗杆（54），转动组件（51）从上到下依次包括齿轮（513）、连杆（512）和涡轮（511），蜗杆（54）沿左右方向设置，两端通过轴承连接于支撑板（55），且其中一端连接有转动电机（56），蜗杆（54）上方设有支撑条（57），支撑条（57）两端连接于支撑板（55），平移板（52）可沿左右方向滑动配合于支撑条（57），移动框（53）可沿前后方向滑动配合于平移板（52），移动框（53）左侧或右侧内壁设有一齿条（531），涡轮（511）位于两个蜗杆（54）之间，且涡轮（511）、蜗杆（54）啮合，齿轮（513）位于移动框（53）内，且齿轮（513）与齿条（531）啮合，平移板（52）包括底板（521）和位于底板（521）顶部左右两侧的限位条（522），两个支撑条（57）内壁设有长条形滑槽（571），底板（521）滑动配合于长条形滑槽（571）内，连杆（512）贯穿连接底板（521），且与底板（521）转动配合，两个限位条（522）内壁设有限位滑槽（523），移动框（53）滑动配合于限位滑槽（523）内，移动框（53）顶部设有立柱（532），立柱（532）朝清洗池（1）方向设有水平支杆（533），水平支杆（533）依次设有若干夹持组件（6）；

夹持组件（6）包括升降杆（61）和连接于升降杆（61）底部的柔性夹爪（62），柔性夹爪（62）通过充气或放气的方式来夹持晶圆片（4）；

清洗装置还包括输送机构（71）和位于输送机构（71）上的收纳筐（72），输送机构（71）与清洗池（1）外侧，收纳筐（72）用于承接夹持组件（6）上的晶圆片（4）；

收纳筐（72）左右方向的截面与清洗槽（2）相同，收纳筐（72）底部封闭设置，内壁设有若干晶圆片卡槽（23）。

2.一种晶圆片清洗方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的晶圆片清洗装置，包括以下步骤：

S1、准备阶段

初始状态，利用柔性夹爪（62）夹持住待清洗的晶圆片（4）；

S2、转移阶段

转动电机（56）使两个蜗杆（54）同时同向顺时针转动，使夹持组件（6）平移到达预设位置后停止；

S3、清洗阶段

升降杆（61）下降，将晶圆片（4）插入晶圆片卡槽（23）内，柔性夹爪（62）放气松开晶圆片（4），升降杆（61）上升至原位；

水喷头（3）开始清洗晶圆片（4）；

清洗完成后，柔性夹爪（62）充气夹持住晶圆片（4），将晶圆片（4）从清洗槽（2）内取出；

S4、输送阶段

转动电机（56）使蜗杆（54）一个逆时针转，另一个顺时针转动，将夹持组件（6）向前方移动至收纳筐（72）上方，将晶圆片（4）插入到收纳筐（72）的晶圆片卡槽（23）内，利用输送机构（71）将其转移至下一个加工场地。