CN115714100A - 一种晶圆双面刷洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆双面刷洗装置，包括容器框架，容器框架上设置有圆周旋转装置、吹气清洗装置和检测装置，所述容器框架的一侧设置有毛刷清洗装置，所述毛刷清洗装置包括固定设置于晶圆下方的下部清理毛刷和移动设置于晶圆上方的上部清理毛刷，所述下部清理毛刷和上部清理毛刷的固定端均在所述毛刷清洗装置上。本发明的有益效果是，双面刷洗装置可以实现对精圆片的双面刷洗，并配合晶圆片旋转驱动装置对晶圆片进行旋转，达到对晶圆片的全方位刷洗，刷洗效果好，而且工作效率高，且驱动旋转的机构采用圆周旋转装置，可以做到最小接触面积带动晶圆旋转，减少了晶圆在旋转清理过程中被二次污染的面积和概率，提升了刷洗的清洁完整度。

Description

一种晶圆双面刷洗装置

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，特别是一种晶圆双面刷洗装置。

背景技术

目前，在晶圆片的制造过程中，众所皆知的是，在加工过程中所遗留在晶片表面的不必要残留必须加以清洗。此般的制造操作范例包括有等离子体蚀刻和化学机械抛光法。若不必要的残留物质和微粒在连续的制造操作过程中遗留在晶片的表面，这些残留物质和微粒将会造成如晶片表面刮伤和金属化特征间的不适当的交互作用等瑕疵。在一些案例中，此般瑕疵可能导致晶片上的装置变得无法运作。欲避免由于丢弃具有无法运作的装置的晶片而所造成的额外费用，因此，当在晶片表面上遗留不必要的残余物的制造操作程序之后，必须适当并有效率地清洗晶片。在化学机械抛光工艺后实施的清洗步骤可以是：利用旋转的清洁刷在刷洗机内清洗晶片表面，利用清洁刷的旋转动作和清洁刷施加在晶片的压力，帮助剩余浆料从晶片表面上移除。

但是，公知化学机械抛光后晶片清洗设备多是单面刷，清洗工艺复杂，无法达到令人满意的清洁效率，沿着晶片表面的边缘可以看见剩余浆料和大量缺陷，另外，对晶圆片的二次污染也很严重，自动化率也不高，因此，产业上还需要一种晶圆片双面刷洗机，来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种晶圆双面刷洗装置。

实现上述目的本发明的技术方案为一种晶圆双面刷洗装置，包括容器框架，所述容器框架上设置有圆周旋转装置、吹气清洗装置和检测装置，所述容器框架的一侧设置有毛刷清洗装置，所述毛刷清洗装置包括固定设置于晶圆下方的下部清理毛刷和移动设置于晶圆上方的上部清理毛刷，所述下部清理毛刷和上部清理毛刷的固定端均在所述毛刷清洗装置上。

作为对本发明的进一步说明，所述圆周旋转装置包括左夹持结构和右夹持结构，所述左夹持结构和右夹持结构呈对称设置，所述左夹持结构包括夹持组件，所述夹持组件上固定安装有圆周旋转装置，所述夹持组件的底部连接有距离调节装置，所述距离调节装置固定安装在安装板上。

作为对本发明的进一步说明，所述夹持组件整体呈Z形，所述夹持组件的上端设置有呈内圆弧状，且上端的面板上设置的用于安装圆周旋转装置的若干圆孔也呈内圆弧状排列，所述夹持组件底端的面板固定安装在距离调节装置上的滑块上。

作为对本发明的进一步说明，，所述圆周旋转装置包括固定安装在夹持组件底部的旋转驱动气缸，所述旋转驱动气缸的上端连接有传动齿轮，所述圆周旋转装置之间通过齿轮和齿条的组合进行连接，所述传动齿轮上端通过连接轴穿过夹持组件的上面板和容器框架的底板连接夹层旋转元件，所述连接轴的外围设置有轴套，所述轴套固定安装在所述夹持组件上端面板上的圆孔内，所述连接轴穿过容器框架的底板上的圆孔呈长圆状。

作为对本发明的进一步说明，所述距离调节装置包括距离调节组件，所述距离调节组件固定安装在所述安装板上，所述距离调节组件上通过滑轨连接有滑块，所述滑块的一端固定连接在夹持组件的下端面板上。

作为对本发明的进一步说明，所述吹气清洗装置包括固定安装在安装板上的升降机构，所述升降机构的一侧通过滑块连接有吹气机构，所述吹气机构的一侧还设置有转动机构固定安装在滑块上。

作为对本发明的进一步说明，所述升降机构包括高度调整电机，所述高度调整电机固定安装在安装板上，所述高度调整电机上通过滑轨连接有滑块；

所述吹气机构包括固定安装在滑块上的吹气气缸，所述吹气气缸的上端通过转动机构贯穿容器框架连接有转杆，所述转杆的端部连接有喷气组件，所述吹气气缸的下端连接有齿轮；

所述转动机构包括固定安装在滑块上的转动电机，所述转动电机的底部连接有齿轮，转动电机底部的齿轮与所述吹气气缸底部的齿轮通过齿条连接。

作为对本发明的进一步说明，所述检测装置包括固定安装在安装板上的固定架，所述固定架上固定安装有旋转检验电机，所述旋转检验电机的上端通过旋转组件贯穿容器框架的底板连接有旋转检验杆。

作为对本发明的进一步说明，所述毛刷清洗装置包括固定安装在所述容器框架一侧的下部清洗机构，所述下部清洗机构包括下部旋转电机，所述下部旋转电机固定安装在定位板上，所述下部旋转电机的上端设置有下部清理毛刷连接在定位板上。

作为对本发明的进一步说明，所述毛刷清理装置还包括固定安装在所述容器框架同一侧的上部清洗机构，所述上部清洗机构包括固定安装在所述容器框架一侧的横向移动机构，所述横向移动机构上通过滑块连接有竖向移动机构，所述竖向移动机构包括竖向电机，所述竖向电机固定安装在安装件上，所述竖向电机的一侧设置有上部旋转电机固定安装在安装件上，所述上部旋转电机的下方设置有上部清理毛刷连接在安装件上。

其有益效果在于，双面刷洗装置可以实现对精圆片的双面刷洗，并配合晶圆片旋转驱动装置对晶圆片进行旋转，达到对晶圆片的全方位刷洗，刷洗效果好，而且工作效率高，且驱动旋转的机构采用圆周旋转装置，可以做到最小接触面积带动晶圆旋转，减少了晶圆在旋转清理过程中被二次污染的面积和概率，提升了刷洗的清洁完整度。还通过吹气机构对晶圆进行二次清理，达到进一步清理晶圆的效果，清理完成后还设置有检查装置对晶圆表面的清洁度进行检查，保证清洁的效果可以达标。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的另一个视角的结构示意图；

图3是本发明的另一个视角的结构示意图；

图4是本发明的另一个视角的结构示意图。

图中，1、容器框架；2、圆周旋转装置；3、吹气清洗装置；4、检测装置；5、毛刷清洗装置；6、下部清理毛刷；7、上部清理毛刷；8、左夹持结构；9、右夹持结构；10、夹持组件；11、距离调节装置；12、旋转驱动气缸；13、夹层旋转元件；14、升降机构；15、吹气机构；16、转动机构；17、固定架；18、旋转检验电机；19、旋转检验杆；20、下部旋转电机；21、定位板；22、横向移动机构；23、竖向移动机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-4所示，一种晶圆双面刷洗装置，先来对本发明的主体结构进行介绍，主要包括容器框架1，容器框架1上设置有圆周旋转装置2、吹气清洗装置3和检测装置4，容器框架1的一侧设置有毛刷清洗装置5，毛刷清洗装置5包括固定设置于晶圆下方的下部清理毛刷6和移动设置于晶圆上方的上部清理毛刷7，下部清理毛刷6和上部清理毛刷7的固定端均在毛刷清洗装置5上。先通过圆周旋转装置2带动晶圆转动，毛刷清洗装置5通过上部清理毛刷7和下部清理毛刷6同时对旋转中的晶圆的上下面进行清理，然后再通过吹气清洗装置3对晶圆的表面进行吹气清洗，最后通过检测装置4对晶圆表面的清洁度进行检测是否达标

接下来对上述主体结构部件进行详细说明。

圆周旋转装置2包括左夹持结构8和右夹持结构9，左夹持结构8和右夹持结构9呈对称设置，左夹持结构8包括夹持组件10，夹持组件10上固定安装有圆周旋转装置2，夹持组件10的底部连接有距离调节装置11，距离调节装置11固定安装在安装板上。夹持组件10整体呈Z形，夹持组件10的上端设置有呈内圆弧状，且上端的面板上设置的用于安装圆周旋转装置2的若干圆孔也呈内圆弧状排列，夹持组件10底端的面板固定安装在距离调节装置11上的滑块上。圆周旋转装置2包括固定安装在夹持组件10底部的旋转驱动气缸12，旋转驱动气缸12的上端连接有传动齿轮，圆周旋转装置2之间通过齿轮和齿条的组合进行连接，传动齿轮上端通过连接轴穿过夹持组件10的上面板和容器框架1的底板连接夹层旋转元件13，连接轴的外围设置有轴套，轴套固定安装在夹持组件10上端面板上的圆孔内，连接轴穿过容器框架1的底板上的圆孔呈长圆状。距离调节装置11包括距离调节组件，距离调节组件固定安装在安装板上，距离调节组件上通过滑轨连接有滑块，滑块的一端固定连接在夹持组件10的下端面板上。先通过距离调节组件驱动滑块上左夹持组件10和右夹持组件10向两端位移，待晶圆放置在夹层旋转元件13之间的时候，再通过距离调节珠江驱动滑块上的左夹持组件10和右夹持组件10向中间位移，将晶圆夹持住，此时启动旋转驱动气缸12，带动上端的夹层旋转元件13进行同步旋转，进而带动其上夹持住的晶圆进行旋转。

毛刷清洗装置5包括固定安装在容器框架1一侧的下部清洗机构，下部清洗机构包括下部旋转电机20，下部旋转电机20固定安装在定位板21上，下部旋转电机20的上端设置有下部清理毛刷6连接在定位板21上。毛刷清理装置还包括固定安装在容器框架1同一侧的上部清洗机构，上部清洗机构包括固定安装在容器框架1一侧的横向移动机构22，横向移动机构22上通过滑块连接有竖向移动机构23，竖向移动机构23包括竖向电机，竖向电机固定安装在安装件上，竖向电机的一侧设置有上部旋转电机固定安装在安装件上，上部旋转电机的下方设置有上部清理毛刷7连接在安装件上。先通过横向移动机构22带动竖向移动机构23移动到下部清洗机构的正上方，竖向电机驱动滑块上的上部清理毛刷7下移到指定的工作高度，同时启动上部旋转电机和下部旋转电机20，进而带动上部清理毛刷7和下部清理毛刷6进行同方向旋转，要求上部清理毛刷7和下部清理毛刷6的旋转方向和晶圆的旋转方向相反。

吹气清洗装置3包括固定安装在安装板上的升降机构14，升降机构14的一侧通过滑块连接有吹气机构15，吹气机构15的一侧还设置有转动机构16固定安装在滑块上。升降机构14包括高度调整电机，高度调整电机固定安装在安装板上，高度调整电机上通过滑轨连接有滑块；吹气机构15包括固定安装在滑块上的吹气气缸，吹气气缸的上端通过转动机构16贯穿容器框架1连接有转杆，转杆的端部连接有喷气组件，吹气气缸的下端连接有齿轮；转动机构16包括固定安装在滑块上的转动电机，转动电机的底部连接有齿轮，转动电机底部的齿轮与吹气气缸底部的齿轮通过齿条连接。先通过升降机构14中的高度调整电机带动吹气机构15和转动机构16上移到指定的工作高度，再通过转动机构16中的转动电机带动吹气气缸旋转，使得吹气气缸上端的转杆进行同步旋转，转杆端部的喷气组件转动到指定工位后，吹气气缸开始工作，在晶圆转动的过程中喷气组件对晶圆的表面进行喷气清理，且喷气工作的过程中，转杆还在转动，转动的幅度保持喷气组件的工作范围覆盖晶圆一侧的半径距离。

检测装置4包括固定安装在安装板上的固定架17，固定架17上固定安装有旋转检验电机18，旋转检验电机18的上端通过旋转组件贯穿容器框架1的底板连接有旋转检验杆19。在所有的清理结束后，旋转检验电机18带动旋转检验杆19进行转动，在晶圆旋转的过程中，旋转检验杆19转动的幅度保持旋转检验杆19端部的工作范围覆盖晶圆一侧的半径距离。

工作原理：先通过距离调节组件驱动滑块上左夹持组件10和右夹持组件10向两端位移，待晶圆放置在夹层旋转元件13之间的时候，再通过距离调节珠江驱动滑块上的左夹持组件10和右夹持组件10向中间位移，将晶圆夹持住，此时启动旋转驱动气缸12，带动上端的夹层旋转元件13进行同步旋转，进而带动其上夹持住的晶圆进行旋转。通过横向移动机构22带动竖向移动机构23移动到下部清洗机构的正上方，竖向电机驱动滑块上的上部清理毛刷7下移到指定的工作高度，同时启动上部旋转电机和下部旋转电机20，进而带动上部清理毛刷7和下部清理毛刷6进行同方向旋转，要求上部清理毛刷7和下部清理毛刷6的旋转方向和晶圆的旋转方向相反。通过升降机构14中的高度调整电机带动吹气机构15和转动机构16上移到指定的工作高度，再通过转动机构16中的转动电机带动吹气气缸旋转，使得吹气气缸上端的转杆进行同步旋转，转杆端部的喷气组件转动到指定工位后，吹气气缸开始工作，在晶圆转动的过程中喷气组件对晶圆的表面进行喷气清理，且喷气工作的过程中，转杆还在转动，转动的幅度保持喷气组件的工作范围覆盖晶圆一侧的半径距离。在所有的清理结束后，旋转检验电机18带动旋转检验杆19进行转动，在晶圆旋转的过程中，旋转检验杆19转动的幅度保持旋转检验杆19端部的工作范围覆盖晶圆一侧的半径距离。检验清洁度达标后即完成工作。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆双面刷洗装置，其特征在于，包括容器框架(1)，所述容器框架(1)上设置有圆周旋转装置(2)、吹气清洗装置(3)和检测装置(4)，所述容器框架(1)的一侧设置有毛刷清洗装置(5)，所述毛刷清洗装置(5)包括固定设置于晶圆下方的下部清理毛刷(6)和移动设置于晶圆上方的上部清理毛刷(7)，所述下部清理毛刷(6)和上部清理毛刷(7)的固定端均在所述毛刷清洗装置(5)上。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆双面刷洗装置，其特征在于，所述圆周旋转装置(2)包括左夹持结构(8)和右夹持结构(9)，所述左夹持结构(8)和右夹持结构(9)呈对称设置，所述左夹持结构(8)包括夹持组件(10)，所述夹持组件(10)上固定安装有圆周旋转装置(2)，所述夹持组件(10)的底部连接有距离调节装置(11)，所述距离调节装置(11)固定安装在安装板上。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆双面刷洗装置，其特征在于，所述夹持组件(10)整体呈Z形，所述夹持组件(10)的上端设置有呈内圆弧状，且上端的面板上设置的用于安装圆周旋转装置(2)的若干圆孔也呈内圆弧状排列，所述夹持组件(10)底端的面板固定安装在距离调节装置(11)上的滑块上。

4.根据权利要求3所述的一种晶圆双面刷洗装置，其特征在于，所述圆周旋转装置(2)包括固定安装在夹持组件(10)底部的旋转驱动气缸(12)，所述旋转驱动气缸(12)的上端连接有传动齿轮，所述圆周旋转装置(2)之间通过齿轮和齿条的组合进行连接，所述传动齿轮上端通过连接轴穿过夹持组件(10)的上面板和容器框架(1)的底板连接夹层旋转元件(13)，所述连接轴的外围设置有轴套，所述轴套固定安装在所述夹持组件(10)上端面板上的圆孔内，所述连接轴穿过容器框架(1)的底板上的圆孔呈长圆状。

5.根据权利要求4所述的一种晶圆双面刷洗装置，其特征在于，所述距离调节装置(11)包括距离调节组件，所述距离调节组件固定安装在所述安装板上，所述距离调节组件上通过滑轨连接有滑块，所述滑块的一端固定连接在夹持组件(10)的下端面板上。

6.根据权利要求1所述的一种晶圆双面刷洗装置，其特征在于，所述吹气清洗装置(3)包括固定安装在安装板上的升降机构(14)，所述升降机构(14)的一侧通过滑块连接有吹气机构(15)，所述吹气机构(15)的一侧还设置有转动机构(16)固定安装在滑块上。

7.根据权利要求6所述的一种晶圆双面刷洗装置，其特征在于，所述升降机构(14)包括高度调整电机，所述高度调整电机固定安装在安装板上，所述高度调整电机上通过滑轨连接有滑块；

所述吹气机构(15)包括固定安装在滑块上的吹气气缸，所述吹气气缸的上端通过转动机构(16)贯穿容器框架(1)连接有转杆，所述转杆的端部连接有喷气组件，所述吹气气缸的下端连接有齿轮；

所述转动机构(16)包括固定安装在滑块上的转动电机，所述转动电机的底部连接有齿轮，转动电机底部的齿轮与所述吹气气缸底部的齿轮通过齿条连接。

8.根据权利要求1所述的一种晶圆双面刷洗装置，其特征在于，所述检测装置(4)包括固定安装在安装板上的固定架(17)，所述固定架(17)上固定安装有旋转检验电机(18)，所述旋转检验电机(18)的上端通过旋转组件贯穿容器框架(1)的底板连接有旋转检验杆(19)。

9.根据权利要求1所述的一种晶圆双面刷洗装置，其特征在于，所述毛刷清洗装置(5)包括固定安装在所述容器框架(1)一侧的下部清洗机构，所述下部清洗机构包括下部旋转电机(20)，所述下部旋转电机(20)固定安装在定位板(21)上，所述下部旋转电机(20)的上端设置有下部清理毛刷(6)连接在定位板(21)上。

10.根据权利要求1所述的一种晶圆双面刷洗装置，其特征在于，所述毛刷清理装置还包括固定安装在所述容器框架(1)同一侧的上部清洗机构，所述上部清洗机构包括固定安装在所述容器框架(1)一侧的横向移动机构(22)，所述横向移动机构(22)上通过滑块连接有竖向移动机构(23)，所述竖向移动机构(23)包括竖向电机，所述竖向电机固定安装在安装件上，所述竖向电机的一侧设置有上部旋转电机固定安装在安装件上，所述上部旋转电机的下方设置有上部清理毛刷(7)连接在安装件上。

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