CN114792642A - 一种半导体晶圆加工清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体晶圆加工清洗装置,涉及半导体材料制造领域,本发明包括箱体,所述箱体内腔底部固定连接有转动电机,所述转动电机顶端固定连接有转盘,转盘内部开设有水槽,且转盘与箱体内壁为滑动连接,转盘上表面边缘开设有伸缩槽,所述转盘上表面中部固定连接有静电吸盘;本发明通过转盘、水槽、受力板、充气槽以及伸缩气囊之间的配合,利用水槽内部的水流转动时产生的离心力作用,使得受力板向充气槽内部回缩,从而使得伸缩气囊鼓胀向外伸出,以此晶圆侧壁紧密贴合,进而提高了对晶圆的夹持效果,确保了晶圆的稳定性,为离子注入工艺的顺利进行提供了可靠保障,并合理利用自身产生的驱动力,具有良好的节能效果。
Description
技术领域
本发明涉及半导体材料制造技术领域,尤其涉及一种半导体晶圆加工清洗装置。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆;在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构,而成为有特定电性功能之IC产品;晶圆是制造半导体芯片的基本材料,半导体集成电路最主要的原料是硅,因此对应的就是硅晶圆。硅在自然界中以硅酸盐或二氧化硅的形式广泛存在于岩石、砂砾中,硅晶圆的制造可以归纳为三个基本步骤:硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆成型。
目前,现有的单片晶圆机械铺助夹具对于单片晶圆的拿取和存放都较为不便,而且对于单片晶圆的夹持效果较为一般,并且很多都是采用刚性体夹持,很容易导致单片晶圆的磨损以及损坏,而且晶圆表面的清洁度要求非常高,现有的铺助夹具功能较为单一,无法对晶圆的表面进行清洗,影响晶圆的正常使用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在对于晶圆拿取较为不便,夹持效果较为一般,以及无法对晶圆的表面进行清洗的缺点,而提出的一种半导体晶圆加工清洗装置。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种半导体晶圆加工清洗装置,包括:
箱体,所述箱体内腔底部固定连接有转动电机,所述转动电机顶端固定连接有转盘,所述转盘内部开设有水槽,且转盘与箱体内壁为滑动连接,所述转盘上表面边缘开设有伸缩槽,且转盘侧壁中部固定连接有安装基板,所述安装基板上表面中部固定连接有静电吸盘,所述安装基板上表面两侧均固定连接有充气伸缩杆,且伸缩槽与充气伸缩杆内腔相连通,所述充气伸缩杆上端固定连接有存放盘,所述存放盘侧壁等间距开设有抵触槽;
伸缩组件,所述伸缩组件伸缩槽内壁固定连接,伸缩组件用于对存放盘进行升降,便于存取单片晶圆;
冲洗组件,所述冲洗组件输入端与水槽内腔相连通,且冲洗组件输出端与转盘内腔相连通,冲洗组件用于对单片晶圆表面进行冲洗;
挤压组件,所述挤压组件与箱体侧壁固定连接,且挤压组件可与存放盘上表面相贴合,挤压组件用于对单片晶圆进行限位挤压;
紧固组件,所述紧固组件输入端与水槽内腔相连通,且紧固组件输出端与转盘内腔相连通,紧固组件用于对单片晶圆进行限位夹持。
优选地,所述伸缩组件包括第一弹簧,所述第一弹簧与伸缩槽内腔底部固定连接,所述第一弹簧另一端固定连接有活塞板,且活塞板与伸缩槽内壁之间为密封滑动连接,所述活塞板上部固定连接有挤压杆,所述挤压杆上端固定连接有转阀。
优选地,所述伸缩槽侧壁开设有第一滑槽,且位于第一滑槽底部的伸缩槽侧壁开设有锁止槽,且锁止槽与限位滑槽相连通,所述活塞板侧壁固定连接有锁止滑块,且锁止滑块与锁止槽和限位滑槽之间均为滑动连接。
所述冲洗组件包括导流管,所述导流管与转盘内壁固定连接,所述优选地,导流管输入端与水槽内腔相连通,所述导流管输出端与转盘内腔相连通,且导流管输出端至转盘底部的距离大于存放盘至转盘底部的距离。
优选地,所述转盘侧壁与水槽之间连通有回流管,所述回流管位于水槽内部的一端固定连接有过滤球。
优选地,所述挤压组件包括安装板,所述安装板与箱体外壁固定连接,所述安装板上部铰接有连动杆,所述连动杆另一端铰接有挤压板,且挤压板底部采用柔性橡胶海绵材料制成,所述挤压板可与存放盘上表面相贴合。
优选地,所述紧固组件包括活动板,所述转盘内侧壁等间距开设有充气槽,所述活动板与充气槽输入端内壁密封滑动连接,所述活动板与充气槽侧壁之间固定连接有第二弹簧,且活动板另一端固定连接有受力板。
优选地,所述充气槽输入端内壁两侧均开设有第二滑槽,所述活动板侧壁固定连接有定位滑块,且定位滑块与第二滑槽内壁之间密封滑动连接。
优选地,所述转盘侧壁等间距开设有紧固槽,所述紧固槽与抵触槽位置相对应,且紧固槽内径小于抵触槽内径,所述紧固槽内腔固定连接有伸缩气囊,且伸缩气囊内腔与充气槽内腔相连通。
优选地,所述伸缩槽内的挤压高度大于充气伸缩杆所需伸出的高度,所述静电吸盘上接触可与存放盘中部通孔相贴合,且静电吸盘吸附口外径大于放盘中部通孔内径,且静电吸盘接触面为柔性材料制成,且回流管输入端的最低处与转盘上表面处于同一平面。
相比现有技术,本发明的有益效果为:
1、本发明通过转盘、水槽、受力板、充气槽以及伸缩气囊之间的配合,利用水槽内部的水流转动时产生的离心力作用,使得受力板向充气槽内部回缩,从而使得伸缩气囊鼓胀向外伸出,以此晶圆侧壁紧密贴合,进而提高了对晶圆的夹持效果,保证晶圆不会发生偏移,确保了晶圆的稳定性,合理的利用的装置本身所产生的驱动力,更加经济环保,具有良好的节能效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种半导体晶圆加工清洗装置的主视整体结构示意图;
图2为本发明提出的一种半导体晶圆加工清洗装置的冲洗组件内部结构示意图;
图3为本发明提出的一种半导体晶圆加工清洗装置的图2中A区域放大结构示意图;
图4为本发明提出的一种半导体晶圆加工清洗装置的紧固组件内部结构示意图;
图5为本发明提出的一种半导体晶圆加工清洗装置的图4中B区域放大结构示意图;
图6为本发明提出的一种半导体晶圆加工清洗装置的伸缩组件内部结构示意图;
图7为本发明提出的一种半导体晶圆加工清洗装置的图6中C区域放大结构结构示意图;
图8为本发明提出的一种半导体晶圆加工清洗装置的第二滑槽内部结构示意图;
图9为本发明提出的一种半导体晶圆加工清洗装置的局部剖面结构示意图。
图中:1、箱体;101、转动电机;2、转盘;21、水槽;22、伸缩槽;221、第一滑槽;222、锁止槽;23、安装基板;231、静电吸盘;24、充气伸缩杆;25、充气槽;251、第二滑槽;26、紧固槽;3、存放盘;31、抵触槽;4、伸缩组件;41、第一弹簧;42、活塞板;421、锁止滑块;43、挤压杆;44、转阀;5、冲洗组件;51、导流管;52、回流管;53、过滤球;6、挤压组件;61、安装板;62、连动杆;63、挤压板;7、紧固组件;71、活动板;711、定位滑块;72、第二弹簧;73、受力板;74、伸缩气囊。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
参照图1、图2、图4和图9,一种半导体晶圆加工清洗装置,包括:
箱体1,箱体1内腔底部固定连接有转动电机101,转动电机101顶端固定连接有转盘2,转盘2内部开设有水槽21,且转盘2与箱体1内壁为滑动连接,转盘2上表面边缘开设有伸缩槽22,且转盘2侧壁中部固定连接有安装基板23,安装基板23上表面中部固定连接有静电吸盘231,安装基板23上表面两侧均固定连接有充气伸缩杆24,且伸缩槽22与充气伸缩杆24内腔相连通,充气伸缩杆24上端固定连接有存放盘3,存放盘3侧壁等间距开设有抵触槽31。
参照图1、图7,其中,伸缩组件4包括第一弹簧41,第一弹簧41与伸缩槽22内腔底部固定连接,第一弹簧41另一端固定连接有活塞板42,且活塞板42与伸缩槽22内壁之间为密封滑动连接,活塞板42上部固定连接有挤压杆43,挤压杆43上端固定连接有转阀44:
参照图7,其中,伸缩槽22侧壁开设有第一滑槽221,且位于第一滑槽221底部的伸缩槽22侧壁开设有锁止槽222,且锁止槽222与第一滑槽221相连通,活塞板42侧壁固定连接有锁止滑块421,且锁止滑块421与锁止槽222和第一滑槽221之间均为滑动连接:
通过上述结构的设置,在需要进行放置单片晶圆时,按压挤压杆43,使得活塞板42向下进行移动,以此压缩伸缩槽22内部空间,使其内部压强变大,而此时由于伸缩槽22与充气伸缩杆24内腔相连通,因此这部分被压缩的气体将会进入充气伸缩杆24内部,以此使得存放盘3向上进行移动,并在按压挤压杆43过程中,锁止滑块421最终将会处于锁止槽222与第一滑槽221相接处,此时转动转阀44,使得锁止滑块421进入锁止槽222内部,即可对存放盘3进行限位固定,此时即可将晶圆放置在存放盘3上,且晶圆恰好与存放盘3侧壁相贴合,当晶圆放置后,随即解除锁止滑块421与锁止槽222之间的卡合关系,此时在第一弹簧41的回弹效果下,活塞板42将会向上进行移动,从而将之前压入充气伸缩杆24内部的气体吸回,以此使得充气伸缩杆24回缩,并最终使得存放盘3与静电吸盘231相贴合,以此通过静电吸盘231对圆晶进行吸附,从而提高了圆晶的稳定性,综上所述,将存放盘3整体进行抬升,不仅能够很方便的将晶圆从转盘2内部拿出和放入,以此提高了该装置的工作效率,而且还可以使得冲洗所处平面与放置时所处平面处在不同高度,以此有效避免对晶圆表面进行冲洗时,冲洗水四处飞溅的情况,从而提高了晶圆冲洗时工作环境内的整洁性。
参照图2、图3,其中,冲洗组件5包括导流管51,导流管51与转盘2内壁固定连接,导流管51输入端与水槽21内腔相连通,导流管51输出端与转盘2内腔相连通,且导流管51输出端至转盘2底部的距离大于存放盘3至转盘2底部的距离:
参照图3,2其中,转盘2侧壁与水槽21之间连通有回流管52,回流管52位于水槽21内部的一端固定连接有过滤球53:
通过上述结构的设置,当转动电机101带动转盘2进行转动时,将会在水槽21内部产生较大的离心力,此时水槽21内部的水流在离心力的作用下,将会进入导流管51,并顺着导流管51向晶圆表面进行冲洗,以此实现对晶圆表面的清理,提高了晶圆表面的清洁度,确保了晶圆的使用效果,而且用于冲洗的水流还将会从回流管52流入过滤球53内,并在离心力的作用下快速的穿过过滤球53,以此实现对废液的过滤,实现该装置的循环用水,降低了资源的消耗,提高了企业的经济效益。
参照图1,其中,挤压组件6包括安装板61,安装板61与箱体1外壁固定连接,安装板61上部铰接有连动杆62,连动杆62另一端铰接有挤压板63,且挤压板63底部采用柔性橡胶海绵材料制成,挤压板63可与存放盘3上表面相贴合:
通过上述结构的设置,在晶圆放置完成后,转动连动杆62,使得挤压板63与晶圆表面相贴合,以此能够确保在转盘2转动的过程中,晶圆不会向上进行移动,提高了该装置的固定效果,并且在转盘2转动的过程中,挤压板63还将对晶圆进行擦拭,以此使得对晶圆表面的清洗更加均匀,从而进一步提高了该装置的清洗效果。
参照图4、图5,其中,紧固组件7包括活动板71,转盘2内侧壁等间距开设有充气槽25,活动板71与充气槽25输入端内壁密封滑动连接,活动板71与充气槽25侧壁之间固定连接有第二弹簧72,且活动板71另一端固定连接有受力板73:
参照图8,其中,充气槽25输入端内壁两侧均开设有第二滑槽251,活动板71侧壁固定连接有定位滑块711,且定位滑块711与第二滑槽251内壁之间密封滑动连接:
参照图5,其中,转盘2侧壁等间距开设有紧固槽26,紧固槽26与抵触槽31位置相对应,且紧固槽26内径小于抵触槽31内径,紧固槽26内腔固定连接有伸缩气囊74,且伸缩气囊74内腔与充气槽25内腔相连通;
通过上述结构的设置,当水槽21内部的水流跟随转盘2进行转动时,在离心力的作用下,将会对受力板73进行冲击,以此使得受力板73向充气槽25内部回缩,从而压缩充气槽25内部空气,使其内部压强变大,而此时由于伸缩气囊74内腔与充气槽25内腔相连通,因此这部分被压缩的气体将会进入伸缩气囊74内部,使其鼓胀向外伸出,并与晶圆侧壁紧密贴合,以此提高对晶圆的夹持效果,确保了晶圆的稳定性,为离子注入工艺的顺利进行提供了可靠保障,并且受力板73受力面较大,在该装置快速转动的过程中,能够获得足够的离心力冲击,进而确保伸缩气囊74对晶圆的夹持效果,即转速越快夹持力越强;而且当转盘2停止转动后,在第二弹簧72的回弹效果下,受力板73将会向水槽21内部伸出,从而将伸缩气囊74内部充入的气体抽出,进而接触伸缩气囊74与晶圆之间的夹持效果,以便后续将晶圆取出,更加方便快捷,且合理的利用的装置本身所产生的驱动力,更加符合当今绿色环保的主体。
其中,伸缩槽22内的挤压高度大于充气伸缩杆24所需伸出的高度,静电吸盘231上接触可与存放盘3中部通孔相贴合,且静电吸盘231吸附口外径大于放盘3中部通孔内径,且静电吸盘231接触面为柔性材料制成,且回流管52输入端的最低处与转盘2上表面处于同一平面。
参照图1-8,本发明中,按压挤压杆43使得活塞板42向下进行移动,以此压缩伸缩槽22内部空间,使其内部压强变大,而此时由于伸缩槽22与充气伸缩杆24内腔相连通,(未示出)因此这部分被压缩的气体将会进入充气伸缩杆24内部,以此使得存放盘3向上进行移动,并在按压挤压杆43过程中,锁止滑块421最终将会处于锁止槽222与第一滑槽221相接处,此时转动转阀44,使得锁止滑块421进入锁止槽222内部,即可对存放盘3进行限位固定,然后将单片晶圆放置在存放盘3上;
由于充气伸缩杆24与存放盘3的配合使用,使得在放置晶圆本体时,能够实现对晶圆本体的缓冲作用,其缓冲效果是利用气体压缩实现的;
当放置晶圆本体完成后,随即接触锁止滑块421与锁止槽222之间的卡合关系,此时在第一弹簧41的回弹效果下,活塞板42将会向上进行移动,从而将之前压入充气伸缩杆24内部的气体吸回,以此使得充气伸缩杆24回缩,并最终使得存放盘3与静电吸盘231相贴合,以此提高静电吸盘231对圆晶进行吸附,从而进一步提高了圆晶的固定效果,将存放盘3整体进行抬升,不仅能够很方便的将晶圆从转盘2内部拿出和放入,而且还可以使得冲洗所处平面与放置时所处平面处在不同高度,以此能够有效避免对晶圆表面进行冲洗时,冲洗水四处飞溅的情况,上述是利用转盘2内壁的隔挡效果实现;
当转动电机101带动转盘2进行转动时,将会在水槽21内部产生较大的离心力,此时水槽21内部的水流在离心力的作用下,将会进入导流管51,并顺着导流管51向晶圆表面进行冲洗,以此实现对晶圆表面的清理,而且用于冲洗的水流还将会从回流管52流入过滤球53内,并在离心力的作用下快速的穿过过滤球53,以此实现对废液的过滤,实现该装置的循环用水;
当水槽21内部的水流跟随转盘2进行转动时,在离心力的作用下,将会对受力板73进行冲击,以此使得受力板73向充气槽25内部回缩,从而压缩充气槽25内部空气,使其内部压强变大,而此时由于伸缩气囊74内腔与充气槽25内腔相连通,因此这部分被压缩的气体将会进入伸缩气囊74内部,使其鼓胀向外伸出,并与晶圆侧壁紧密贴合,以此提高对晶圆的夹持效果,确保了晶圆的稳定性,并且受力板73受力面较大,在该装置快速转动的过程中,能够获得足够的离心力冲击,进而确保伸缩气囊74对晶圆的夹持效果,即转速越快夹持力越强;而且当转盘2停止转动后,在第二弹簧72的回弹效果下,受力板73将会向水槽21内部伸出,从而将伸缩气囊74内部充入的气体抽出,进而接触伸缩气囊74与晶圆之间的夹持效果,以便后续将晶圆取出,更加方便快捷。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种半导体晶圆加工清洗装置,其特征在于,包括:
箱体(1),所述箱体(1)内腔底部固定连接有转动电机(101),所述转动电机(101)顶端固定连接有转盘(2),所述转盘(2)内部开设有水槽(21),且转盘(2)与箱体(1)内壁为滑动连接,所述转盘(2)上表面边缘开设有伸缩槽(22),且转盘(2)侧壁中部固定连接有安装基板(23),所述安装基板(23)上表面中部固定连接有静电吸盘(231),所述安装基板(23)上表面两侧均固定连接有充气伸缩杆(24),且伸缩槽(22)与充气伸缩杆(24)内腔相连通,所述充气伸缩杆(24)上端固定连接有存放盘(3),所述存放盘(3)侧壁等间距开设有抵触槽(31);
伸缩组件(4),所述伸缩组件(4)伸缩槽(22)内壁固定连接,伸缩组件(4)用于对存放盘(3)进行升降,便于存取单片晶圆;
冲洗组件(5),所述冲洗组件(5)输入端与水槽(21)内腔相连通,且冲洗组件(5)输出端与转盘(2)内腔相连通,冲洗组件(5)用于对单片晶圆表面进行冲洗;
挤压组件(6),所述挤压组件(6)与箱体(1)侧壁固定连接,且挤压组件(6)可与存放盘(3)上表面相贴合,挤压组件(6)用于对单片晶圆进行限位挤压;
紧固组件(7),所述紧固组件(7)输入端与水槽(21)内腔相连通,且紧固组件(7)输出端与转盘(2)内腔相连通,紧固组件(7)用于对单片晶圆进行限位夹持。
2.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆加工清洗装置,其特征在于,所述伸缩组件(4)包括第一弹簧(41),所述第一弹簧(41)与伸缩槽(22)内腔底部固定连接,所述第一弹簧(41)另一端固定连接有活塞板(42),且活塞板(42)与伸缩槽(22)内壁之间为密封滑动连接,所述活塞板(42)上部固定连接有挤压杆(43),所述挤压杆(43)上端固定连接有转阀(44)。
3.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆加工清洗装置,其特征在于,所述伸缩槽(22)侧壁开设有第一滑槽(221),且位于第一滑槽(221)底部的伸缩槽(22)侧壁开设有锁止槽(222),且锁止槽(222)与第一滑槽(221)相连通,所述活塞板(42)侧壁固定连接有锁止滑块(421),且锁止滑块(421)与锁止槽(222)和第一滑槽(221)之间均为滑动连接。
4.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆加工清洗装置,其特征在于,所述冲洗组件(5)包括导流管(51),所述导流管(51)与转盘(2)内壁固定连接,所述导流管(51)输入端与水槽(21)内腔相连通,所述导流管(51)输出端与转盘(2)内腔相连通,且导流管(51)输出端至转盘(2)底部的距离大于存放盘(3)至转盘(2)底部的距离。
5.根据权利要求4所述的一种半导体晶圆加工清洗装置,其特征在于,所述转盘(2)侧壁与水槽(21)之间连通有回流管(52),所述回流管(52)位于水槽(21)内部的一端固定连接有过滤球(53)。
6.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆加工清洗装置,其特征在于,所述挤压组件(6)包括安装板(61),所述安装板(61)与箱体(1)外壁固定连接,所述安装板(61)上部铰接有连动杆(62),所述连动杆(62)另一端铰接有挤压板(63),且挤压板(63)底部采用柔性橡胶海绵材料制成,所述挤压板(63)可与存放盘(3)上表面相贴合。
7.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆加工清洗装置,其特征在于,所述紧固组件(7)包括活动板(71),所述转盘(2)内侧壁等间距开设有充气槽(25),所述活动板(71)与充气槽(25)输入端内壁密封滑动连接,所述活动板(71)与充气槽(25)侧壁之间固定连接有第二弹簧(72),且活动板(71)另一端固定连接有受力板(73)。
8.根据权利要求7所述的一种半导体晶圆加工清洗装置,其特征在于,所述充气槽(25)输入端内壁两侧均开设有第二滑槽(251),所述活动板(71)侧壁固定连接有定位滑块(711),且定位滑块(711)与第二滑槽(251)内壁之间密封滑动连接。
9.根据权利要求8所述的一种半导体晶圆加工清洗装置,其特征在于,所述转盘(2)侧壁等间距开设有紧固槽(26),所述紧固槽(26)与抵触槽(31)位置相对应,且紧固槽(26)内径小于抵触槽(31)内径,所述紧固槽(26)内腔固定连接有伸缩气囊(74),且伸缩气囊(74)内腔与充气槽(25)内腔相连通。
10.根据权利要求5所述的一种半导体晶圆加工清洗装置,其特征在于,所述伸缩槽(22)内的挤压高度大于充气伸缩杆(24)所需伸出的高度,所述静电吸盘(231)上接触可与存放盘(3)中部通孔相贴合,且静电吸盘(231)吸附口外径大于放盘(3)中部通孔内径,且静电吸盘(231)接触面为柔性材料制成,且回流管(52)输入端的最低处与转盘(2)上表面处于同一平面。
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