CN116759345B - 一种具有独立喷淋清洗功能的晶圆单片清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有独立喷淋清洗功能的晶圆单片清洗装置,所述晶圆单片清洗装置包括机身和气液箱,所述气液箱设置在机身的上方,所述机身的内部中间位置处设置有移料室,所述机身的内部左右两端分别设置有两组清洗室,本发明相比于目前的晶圆单片清洗装置设置有多组清洗室,每组清洗室内均设置有相对独立的喷淋机构,一方面能够提高工作效率,另一方面能够避免某一喷淋机构发生故障导致整个清洗装置无法工作,本发明还设置有固定机构和泄流组件,通过固定机构能够对晶圆单片吸附固定,通过泄流组件能够防止清洗液堵塞第一吸孔和第二吸孔,同时避免晶圆单片各部件接触清洗液的时间和接触量相差过大,导致清洗不均匀。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆清洗技术领域,具体为一种具有独立喷淋清洗功能的晶圆单片清洗装置。
背景技术
晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片,在制造时通常是将高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种,然后慢慢拉出,形成圆柱形的单晶硅,最后硅晶棒在经过研磨,抛光,切片后,形成硅晶圆片,也就是晶圆。
晶圆单片在测试以及生产流程中,虽然会严格保证洁净度,但仍旧会有以下污染或者浮尘沾附在产品上,此时便需要对晶圆进行清洗后才能进行后续加工,并且在晶圆单片清洗结束后要及时干燥,目前的晶圆单片清洗装置一方面不具有独立喷淋清洗的功能,另一方面通常选用蓝膜或者真空吸附固定晶圆单片,其中专利“CN201810927521.X 晶圆清洗设备及清洗方法”,即公开了一种真空吸附固定晶圆单片的清洗设备,但该设备在使用时具有以下缺陷:第一,为了防止真空失效,上述专利通过压调节阀控制未吸附晶圆的气孔进行吹气,但在实际工作过程中,被未吸附晶圆的气孔吹起的清洗液有一部分会持续落到晶圆单片的边缘位置,此时晶圆单片边缘位置处相比于晶圆单片中心位置处接触清洗液的时间和接触量都会明显提高,最后导致清洗不均匀,晶圆单片的性能受损;第二,上述专利无法在清洗结束后及时干燥,以至于清洗液在晶圆表面长时间残留,引起晶圆表面硅片氧化,产生缺陷,虽然目前市面上有专门干燥晶圆的设备,但这些设备很难与清洗设备相“叠加”使用,以至于效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有独立喷淋清洗功能的晶圆单片清洗装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种具有独立喷淋清洗功能的晶圆单片清洗装置,所述晶圆单片清洗装置包括机身和气液箱,所述气液箱设置在机身的上方,所述机身的内部中间位置处设置有移料室,所述机身的内部左右两端分别设置有两组清洗室,每组所述清洗室靠近移料室的一端均设置有一组可升降的玻璃板,所述移料室的内部设置有底座,所述底座的上方中间位置处设置有机械手,所述机械手的前后两端分别设置有一组物料架,所述清洗室的内部设置有喷淋机构、除杂机构、隔板、固定机构和废液箱,所述喷淋机构设置在清洗室内部靠近气液箱的一端,所述除杂机构设置在清洗室内部远离移料室的一端,所述废液箱设置在清洗室内部远离气液箱的一端,所述隔板设置在废液箱靠近喷淋机构的一端,所述固定机构设置在隔板的中间位置处,所述隔板上设置有若干组排液孔,所述排液孔通过排液管与废液箱相连接。
机身为本发明的安装基础,气液箱为本发明的清洗和干燥基础,通过第一丝杠和第一电机控制机械手在底座上移动,通过机械手能够将待清洗的晶圆单片放置到清洗室内,通过固定机构对晶圆单片吸附固定,通过喷淋机构对晶圆单片进行清洗和干燥,通过除杂机构能够去除晶圆单片上难以被冲刷掉的油污等杂质,通过废液箱和隔板上的排液孔能够将使用后的清洗液收集起来,以方便处理后重复利用,本发明中清洗室设置有多组,而每组清洗室内均设置有相对独立的喷淋机构,一方面能够同步清洗多组晶圆单片、提高工作效率,另一方面能够避免某一喷淋机构发生故障导致整个清洗装置无法工作,极大的提高了故障容错率。
进一步的,所述固定机构包括第一驱动装置、固定架、连接座、吸盘和泄流组件,所述固定架贯穿隔板的中间位置处且与隔板固定连接,所述连接座贯穿固定架且与固定架活动连接,所述第一驱动装置设置在连接座靠近废液箱的一端,所述吸盘设置在连接座靠近喷淋机构的一端,所述吸盘靠近喷淋机构的一端设置有第一吸孔和第二吸孔,所述第一吸孔设置在吸盘的中间位置处,所述第二吸孔设置在吸盘的外端,所述泄流组件设置在第二吸孔的内部,所述连接座靠近废液箱的一端设置有真空机,所述连接座的内部设置有吸气槽,所述第一吸孔和第二吸孔均通过分流槽和吸气槽与真空机相连接。
通过上述技术方案,晶圆单片在放置到固定机构上后,通过真空机能够吸走第一吸孔和第二吸孔内的气体,最后在气压的作用下,晶圆单片会固定在吸盘上,喷淋机构在喷出清洗液时,通过第一驱动装置能够使得连接座和吸盘旋转,在旋转的过程中,喷淋机构喷出的清洗液在落到晶圆单片上后开始四散,通过清洗液的四散运动能够实现清理晶圆单片的目的,最后由于晶圆单片的体积会有一定的差异,因此在清洗的过程中,会有一部分第二吸孔无法被晶圆单片所挡住,进而裸露在外界,本发明通过在第二吸孔内设置泄流组件一方面防止清洗液堵塞第一吸孔和第二吸孔,造成真空吸附失效,另一方面能够起到引导清洗液流动的目的。
进一步的,所述泄流组件包括固定环、稳压架、线圈、稳压槽、密封板和泄流管,所述固定环设置在第二吸孔的内部,所述稳压槽和泄流管分别设置在第二吸孔的两侧,所述密封板设置在固定环远离分流槽的一侧,所述密封板远离固定环的一侧设置有固定杆,所述密封板通过柔性弹簧与固定杆相连接,所述线圈设置在稳压槽远离第二吸孔的一端,所述稳压架设置在稳压槽靠近第二吸孔的一端,所述稳压架的左右两端均设置有磁块,所述密封板远离固定环的一端具有磁性且与稳压架相互排斥,所述泄流管靠近第二吸孔的一端与固定环的上表面相齐平,所述泄流管远离第二吸孔的一端设置有单向排液阀,所述稳压槽靠近第二吸孔的一端与密封板的上表面相齐平。
通过上述技术方案,当晶圆单片放置到固定机构上后,未被遮挡的第二吸孔内部设置的泄流组件开始工作,即线圈产生一组排斥稳压架的磁场,通过该组磁场能够使得稳压架伸出稳压槽,由于密封板远离固定环的一端具有磁性且与稳压架相互排斥,因此密封板向固定环的方向移动,最后密封板与固定环紧密接触,当喷淋机构喷出清洗液时,通过密封板和固定环能够防止清洗液进入到分流槽内,进而避免固定机构真空失效,通过泄流管能够将流入到第二吸孔内的清洗液导出去,以保证固定机构能够对接下来的晶圆单体良好的吸附固定,清洗结束之后,线圈会产生一组吸引稳压架的磁场,此时稳压架收缩进稳压槽内,而密封板在柔性弹簧的作用下会自动复位,以方便下次工作。
进一步的,所述泄流组件包括固定环、稳压架、线圈、稳压槽、弹性块、密封板和泄流管,所述固定环设置在第二吸孔的内部,所述稳压槽和泄流管分别设置在第二吸孔的两侧,所述密封板设置在固定环远离分流槽的一侧,所述密封板远离固定环的一侧设置有固定杆,所述密封板通过柔性弹簧与固定杆相连接,所述线圈设置在稳压槽远离第二吸孔的一端,所述弹性块设置在稳压槽靠近第二吸孔的一端,所述弹性块与稳压槽之间通过稳压弹簧相连接,所述稳压架设置在弹性块与线圈之间,所述稳压架的左右两端均设置有磁块,所述密封板远离固定环的一端具有磁性且与稳压架相互吸引,所述泄流管靠近第二吸孔的一端与固定环的上表面相齐平,所述泄流管远离第二吸孔的一端设置有单向排液阀,所述稳压槽靠近第二吸孔的一端与密封板的上表面相齐平。
通过上述技术方案,当晶圆单片放置到固定机构上后,每组第二吸孔内部设置的泄流组件均会开始工作,即线圈产生一组排斥稳压架的磁场,但该组磁场对稳压架的排斥力应小于弹性块对稳压架的阻力,当真空机工作时,第一吸孔和第二吸孔内的气体会被吸走,最后第二吸孔内部设置的密封板和固定环会相接触,其中未被晶圆单片遮挡的第二吸孔上端由于与外界环境相连通,因此未被晶圆单片遮挡的第二吸孔侧方的稳压架不会发生变化,但是被晶圆单片遮挡的第二吸孔上端由于与外界环境相隔绝,因此被晶圆单片遮挡的第二吸孔侧方的稳压架在气压的作用下会伸出稳压槽,此时被晶圆单片遮挡的第二吸孔内部设置的密封板会与固定环分离,进而保证晶圆单片吸附的稳定性,清洗结束之后,关闭真空机,并使得线圈产生一组吸引稳压架的磁场,能够使得稳压架和密封板自动复位,以方便下次工作。
进一步的,所述喷淋机构包括分流管、防凝组件和喷淋管,所述分流管的内部中间位置处通过软管与气液箱相连接,所述防凝组件设置在分流管的内部左右两端,所述喷淋管共设置有两组,两组所述喷淋管分别设置在两组防凝组件靠近固定机构的一端,每组所述喷淋管靠近固定机构的一端均设置有两组喷口,其中一组所述喷口竖直向下,另外一组所述喷口向固定机构的中心位置处倾斜。
通过上述技术方案,喷淋机构在清洗晶圆单片时,气液箱内的清洗液会从喷淋管上设置的两组喷口喷出,通过竖直向下的喷口能够使得清洗液自动散开,以清理晶圆单片的整个表面,通过向固定机构的中心位置处倾斜的喷口能够防止清洗液在晶圆单片中心停留,以防止清洗不均匀,影响晶圆单片的性能,通过两组喷淋管能够保证清洗的效果,同时避免了除杂机构的移动受到阻碍,喷淋机构在喷出高温氮气干燥晶圆单片时,通过防凝组件一方面能够检测清洗室内的湿度变化,另一方面能够避免清洗液受高温影响蒸发成水蒸气后在清洗室内存留,防止干燥结束晶圆单体表面或者清洗室内部器件上出现水珠现象。
进一步的,所述防凝组件包括转换室、第一扇叶、转盘、活塞和循环室,所述转换室的一端与分流管的内部中间位置处相连接,所述转换室的另一端与喷淋管相连接,所述循环室设置在转换室远离分流管内部中间位置处的一端,所述第一扇叶设置在转换室的内部,所述转盘和活塞设置在循环室的内部,所述循环室远离转换室的一端设置有单向进气孔和单向出气孔,所述进气孔内设置有湿度计,所述出气孔内设置有分离板。
通过上述技术方案,晶圆单片清洗结束时,气液箱内的高温氮气会进入到分流管内,并通过转换室流入到喷淋管,最后从喷淋管上的喷口排出,高温氮气在转换室内流动时,第一扇叶会被动旋转,通过传动组件能够将第一扇叶的动能传递到转盘上,最后通过转盘和活塞能够使得清洗室内的气体在循环室内循环流动,通过出气孔内设置的分离板能够截留循环流动气体中的水分,通过进气孔内设置的湿度计能够判断清洗室内湿度,一方面为工作人员何时停止干燥提供参数,一方面防止清洗液蒸发成水蒸气后在清洗室内存留,避免干燥结束晶圆单体表面或者清洗室内部器件存有水珠,影响晶圆单体质量,以及清洗装置的后续使用。
进一步的,所述除杂机构包括过滤板、除杂架、第二驱动装置、第二扇叶、检测组件和除污刷,所述除污刷和检测组件均设置在除杂架靠近固定机构的一端,所述除污刷设置在检测组件的外侧,所述过滤板设置除杂架远离固定机构的一端,所述第二驱动装置和第二扇叶均设置在除杂架的内部,所述第二驱动装置通过转轴与第二扇叶相连接。
通过上述技术方案,通过气缸能够控制除杂机构在晶圆单片上前后移动,除杂机构在移动的过程中,通过除污刷能够清理晶圆单片上难以被清洗液冲刷掉的油污等物质,同时通过检测组件能够实时检测晶圆单片的清洗效果,方便工作人员及时停止清洗,以降低清洗液的使用,最后通过过滤板、第二驱动装置和第二扇叶能够将除杂机构外侧的气体经过过滤输送到除污刷内部的空间内,通过该组气体能够避免清洗液进入到除污刷内,污染检测组件,保证检测的准确性。
进一步的,所述喷淋机构的外侧设置有增压装置,所述气液箱与喷淋机构之间通过软管和增压装置相连接,所述检测组件与增压装置电性连接。
通过增压装置能够调整喷淋管喷出的清洗液或者高温氮气对晶圆单片的冲击力,当检测组件检测出晶圆单片上的污染物过多时,通过增压装置能够适当调高喷淋管喷出的清洗液对晶圆单片的冲击力,以保证清洗的效率,当检测组件检测出晶圆单片上的污染物较少时,通过增压装置能够适当降低喷淋管喷出的清洗液对晶圆单片的冲击力,以降低晶圆单片发生损伤的概率。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明相比于目前的晶圆单片清洗装置设置有多组清洗室,每组清洗室内均设置有相对独立的喷淋机构,一方面能够同步清洗多组晶圆单片、提高工作效率,另一方面能够避免某一喷淋机构发生故障导致整个清洗装置无法工作,极大的提高了故障容错率,本发明还设置有固定机构和泄流组件,通过固定机构能够对晶圆单片吸附固定,通过泄流组件能够防止清洗液堵塞第一吸孔和第二吸孔,造成真空吸附失效,同时能够起到引导清洗液流动的目的,避免晶圆单片各部件接触清洗液的时间和接触量相差过大,导致清洗不均匀,最后引发晶圆单片的性能受损,本发明中固定机构有两种工作状态,第一种工作状态结构相对简单,但需要判断未被晶圆单片遮挡的第二吸孔位置,第二种工作状态结构相对复杂,但无需判断未被晶圆单片遮挡的第二吸孔位置,工作人员可根据实际需要选择使用,本发明还设置有喷淋机构和防凝组件,喷淋机构在工作时,通过喷淋管向固定机构的中心位置处倾斜的喷口能够防止清洗液在晶圆单片中心停留,以防止清洗不均匀,影响晶圆单片的性能,喷淋机构在喷出高温氮气干燥晶圆单片时,通过防凝组件一方面能够检测清洗室内的湿度变化,另一方面能够避免清洗液受高温影响蒸发成水蒸气后在清洗室内存留,防止干燥结束后的晶圆单体表面或者清洗室内部器件上出现水珠现象,同时防凝组件无需电机等驱动装置,降低了清洗装置发生电路故障的概率,最后本发明设置有除杂机构,通过除杂机构能够清理晶圆单片上难以被清洗液冲刷掉的油污等物质,同时通过除杂机构能够实时检测晶圆单片的清洗效果,方便工作人员及时停止清洗,以降低生产成本,最后通过除杂机构能够控制增压装置的工作,进而在保证清洗效率的同时降低晶圆单片发生损伤的概率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明的机身内部结构示意图;
图3是本发明的图2中A-A结构示意图;
图4是本发明的清洗室内部结构示意图;
图5是本发明的固定机构结构示意图;
图6是本发明的图5中B部结构示意图;
图7是本发明的固定机构第一工作状态结构示意图;
图8是本发明的固定机构第二工作状态结构示意图;
图9是本发明的喷淋机构结构示意图;
图10是本发明的除杂机构结构示意图。
图中:1-机身、11-移料室、111-底座、112-机械手、113-物料架、12-清洗室、121-喷淋机构、1211-分流管、1212-防凝组件、12121-转换室、12122-第一扇叶、12123-转盘、12124-活塞、12125-循环室、1213-喷淋管、122-除杂机构、1221-过滤板、1222-除杂架、1223-第二扇叶、1224-检测组件、1225-除污刷、123-隔板、124-固定机构、1241-第一驱动装置、1242-固定架、1243-连接座、1244-吸盘、12441-分流槽、12442-第一吸孔、12443-第二吸孔、1245-泄流组件、12451-固定环、12452-稳压架、12453-线圈、12454-稳压槽、12455-弹性块、12456-密封板、12457-泄流管、125-废液箱、2-气液箱。
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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1-图4所示,一种具有独立喷淋清洗功能的晶圆单片清洗装置,晶圆单片清洗装置包括机身1和气液箱2,气液箱2设置在机身1的上方,机身1的内部中间位置处设置有移料室11,机身1的内部左右两端分别设置有两组清洗室12,每组清洗室12靠近移料室11的一端均设置有一组可升降的玻璃板,移料室11的内部设置有底座111,底座111的上方中间位置处设置有机械手112,机械手112与底座111之间通过第一丝杠和第一电机相连接,机械手112的前后两端分别设置有一组物料架113,其中一组物料架113盛放待清洗的晶圆单片,另外一组物料架113盛放清洗后的晶圆单片,清洗室12的内部设置有喷淋机构121、除杂机构122、隔板123、固定机构124和废液箱125,喷淋机构121设置在清洗室12内部靠近气液箱2的一端,喷淋机构121与清洗室12之间通过第二丝杠和第二电机相连接,喷淋机构121通过软管与气液箱2相连接,气液箱2内存储有清洗液和干燥的高温氮气,除杂机构122设置在清洗室12内部远离移料室11的一端,除杂机构122与清洗室12之间通过气缸相连接,废液箱125设置在清洗室12内部远离气液箱2的一端,隔板123设置在废液箱125靠近喷淋机构121的一端,固定机构124设置在隔板123的中间位置处,隔板123上设置有若干组排液孔,排液孔通过排液管与废液箱125相连接。
机身1为本发明的安装基础,气液箱2为本发明的清洗和干燥基础,通过第一丝杠和第一电机控制机械手112在底座111上移动,通过机械手112能够将待清洗的晶圆单片放置到清洗室12内,通过固定机构124对晶圆单片吸附固定,通过喷淋机构121对晶圆单片进行清洗和干燥,通过除杂机构122能够去除晶圆单片上难以被冲刷掉的油污等杂质,通过废液箱125和隔板123上的排液孔能够将使用后的清洗液收集起来,以方便处理后重复利用,本发明中清洗室12设置有多组,而每组清洗室12内均设置有相对独立的喷淋机构121,一方面能够同步清洗多组晶圆单片、提高工作效率,另一方面能够避免某一喷淋机构121发生故障导致整个清洗装置无法工作,极大的提高了故障容错率。
如图4-图5和图7-图8所示,固定机构124包括第一驱动装置1241、固定架1242、连接座1243、吸盘1244和泄流组件1245,固定架1242贯穿隔板123的中间位置处且与隔板123固定连接,连接座1243贯穿固定架1242且与固定架1242活动连接,第一驱动装置1241设置在连接座1243靠近废液箱125的一端,吸盘1244设置在连接座1243靠近喷淋机构121的一端,吸盘1244靠近喷淋机构121的一端设置有第一吸孔12442和第二吸孔12443,第一吸孔12442设置在吸盘1244的中间位置处,第二吸孔12443设置在吸盘1244的外端,泄流组件1245设置在第二吸孔12443的内部,连接座1243靠近废液箱125的一端设置有真空机,连接座1243的内部设置有吸气槽,第一吸孔12442和第二吸孔12443均通过分流槽12441和吸气槽与真空机相连接。
通过上述技术方案,晶圆单片在放置到固定机构124上后,通过真空机能够吸走第一吸孔12442和第二吸孔12443内的气体,最后在气压的作用下,晶圆单片会固定在吸盘1244上,喷淋机构121在喷出清洗液时,通过第一驱动装置1241能够使得连接座1243和吸盘1244旋转,在旋转的过程中,喷淋机构121喷出的清洗液在落到晶圆单片上后开始四散,通过清洗液的四散运动能够实现清理晶圆单片的目的,最后由于晶圆单片的体积会有一定的差异,因此在清洗的过程中,会有一部分第二吸孔12443无法被晶圆单片所挡住,进而裸露在外界,本发明通过在第二吸孔12443内设置泄流组件1245一方面防止清洗液堵塞第一吸孔12442和第二吸孔12443,造成真空吸附失效,另一方面能够起到引导清洗液流动的目的。
如图4-图7所示,泄流组件1245包括固定环12451、稳压架12452、线圈12453、稳压槽12454、密封板12456和泄流管12457,固定环12451设置在第二吸孔12443的内部,稳压槽12454和泄流管12457分别设置在第二吸孔12443的两侧,密封板12456设置在固定环12451远离分流槽12441的一侧,密封板12456远离固定环12451的一侧设置有固定杆,密封板12456通过柔性弹簧与固定杆相连接,线圈12453设置在稳压槽12454远离第二吸孔12443的一端且与外界电源相连接,稳压架12452设置在稳压槽12454靠近第二吸孔12443的一端,稳压架12452的左右两端均设置有磁块,密封板12456远离固定环12451的一端具有磁性且与稳压架12452相互排斥,泄流管12457靠近第二吸孔12443的一端与固定环12451的上表面相齐平,泄流管12457远离第二吸孔12443的一端设置有单向排液阀,稳压槽12454靠近第二吸孔12443的一端与密封板12456的上表面相齐平。
通过上述技术方案,当晶圆单片放置到固定机构124上后,未被遮挡的第二吸孔12443内部设置的泄流组件1245开始工作,即线圈12453产生一组排斥稳压架12452的磁场,通过该组磁场能够使得稳压架12452伸出稳压槽12454,由于密封板12456远离固定环12451的一端具有磁性且与稳压架12452相互排斥,因此密封板12456向固定环12451的方向移动,最后密封板12456与固定环12451紧密接触,当喷淋机构121喷出清洗液时,通过密封板12456和固定环12451能够防止清洗液进入到分流槽12441内,进而避免固定机构124真空失效,通过泄流管12457能够将流入到第二吸孔12443内的清洗液导出去,以保证固定机构124能够对接下来的晶圆单体良好的吸附固定,清洗结束之后,线圈12453会产生一组吸引稳压架12452的磁场,此时稳压架12452收缩进稳压槽12454内,而密封板12456在柔性弹簧的作用下会自动复位,以方便下次工作。
如图4-图6、图8所示,泄流组件1245包括固定环12451、稳压架12452、线圈12453、稳压槽12454、弹性块12455、密封板12456和泄流管12457,固定环12451设置在第二吸孔12443的内部,稳压槽12454和泄流管12457分别设置在第二吸孔12443的两侧,密封板12456设置在固定环12451远离分流槽12441的一侧,密封板12456远离固定环12451的一侧设置有固定杆,密封板12456通过柔性弹簧与固定杆相连接,线圈12453设置在稳压槽12454远离第二吸孔12443的一端且与外界电源相连接,弹性块12455设置在稳压槽12454靠近第二吸孔12443的一端,弹性块12455与稳压槽12454之间通过稳压弹簧相连接,稳压架12452设置在弹性块12455与线圈12453之间,稳压架12452的左右两端均设置有磁块,密封板12456远离固定环12451的一端具有磁性且与稳压架12452相互吸引,泄流管12457靠近第二吸孔12443的一端与固定环12451的上表面相齐平,泄流管12457远离第二吸孔12443的一端设置有单向排液阀,稳压槽12454靠近第二吸孔12443的一端与密封板12456的上表面相齐平。
通过上述技术方案,当晶圆单片放置到固定机构124上后,每组第二吸孔12443内部设置的泄流组件1245均会开始工作,即线圈12453产生一组排斥稳压架12452的磁场,但该组磁场对稳压架12452的排斥力应小于弹性块12455对稳压架12452的阻力,当真空机工作时,第一吸孔12442和第二吸孔12443内的气体会被吸走,最后第二吸孔12443内部设置的密封板12456和固定环12451会相接触,其中未被晶圆单片遮挡的第二吸孔12443上端由于与外界环境相连通,因此未被晶圆单片遮挡的第二吸孔12443侧方的稳压架12452不会发生变化,但是被晶圆单片遮挡的第二吸孔12443上端由于与外界环境相隔绝,因此被晶圆单片遮挡的第二吸孔12443侧方的稳压架12452在气压的作用下会伸出稳压槽12454,此时被晶圆单片遮挡的第二吸孔12443内部设置的密封板12456会与固定环12451分离,进而保证晶圆单片吸附的稳定性,清洗结束之后,关闭真空机,并使得线圈12453产生一组吸引稳压架12452的磁场,能够使得稳压架12452和密封板12456自动复位,以方便下次工作。
如图2、图4、图9所示,喷淋机构121包括分流管1211、防凝组件1212和喷淋管1213,分流管1211的内部中间位置处通过软管与气液箱2相连接,防凝组件1212设置在分流管1211的内部左右两端,喷淋管1213共设置有两组,两组喷淋管1213分别设置在两组防凝组件1212靠近固定机构124的一端,每组喷淋管1213靠近固定机构124的一端均设置有两组喷口,其中一组喷口竖直向下,另外一组喷口向固定机构124的中心位置处倾斜。
通过上述技术方案,喷淋机构121在清洗晶圆单片时,气液箱2内的清洗液会从喷淋管1213上设置的两组喷口喷出,通过竖直向下的喷口能够使得清洗液自动散开,以清理晶圆单片的整个表面,通过向固定机构124的中心位置处倾斜的喷口能够防止清洗液在晶圆单片中心停留,以防止清洗不均匀,影响晶圆单片的性能,通过两组喷淋管1213能够保证清洗的效果,同时避免了除杂机构122的移动受到阻碍,喷淋机构121在喷出高温氮气干燥晶圆单片时,通过防凝组件1212一方面能够检测清洗室12内的湿度变化,另一方面能够避免清洗液受高温影响蒸发成水蒸气后在清洗室12内存留,防止干燥结束晶圆单体表面或者清洗室12内部器件上出现水珠现象。
图4和图9所示,防凝组件1212包括转换室12121、第一扇叶12122、转盘12123、活塞12124和循环室12125,转换室12121的一端与分流管1211的内部中间位置处相连接,转换室12121的另一端与喷淋管1213相连接,循环室12125设置在转换室12121远离分流管1211内部中间位置处的一端,第一扇叶12122设置在转换室12121的内部,转盘12123和活塞12124设置在循环室12125的内部,第一扇叶12122与转盘12123之间通过传动组件相连接,转盘12123与活塞12124之间通过连杆相连接,循环室12125远离转换室12121的一端设置有单向进气孔和单向出气孔,进气孔内设置有湿度计,出气孔内设置有分离板。
通过上述技术方案,晶圆单片清洗结束时,气液箱2内的高温氮气会进入到分流管1211内,并通过转换室12121流入到喷淋管1213,最后从喷淋管1213上的喷口排出,高温氮气在转换室12121内流动时,第一扇叶12122会被动旋转,通过传动组件能够将第一扇叶12122的动能传递到转盘12123上,最后通过转盘12123和活塞12124能够使得清洗室12内的气体在循环室12125内循环流动,通过出气孔内设置的分离板能够截留循环流动气体中的水分,通过进气孔内设置的湿度计能够判断清洗室12内湿度,一方面为工作人员何时停止干燥提供参数,一方面防止清洗液蒸发成水蒸气后在清洗室12内存留,避免干燥结束晶圆单体表面或者清洗室12内部器件存有水珠,影响晶圆单体质量,以及清洗装置的后续使用。
图2和图10所示,除杂机构122包括过滤板1221、除杂架1222、第二驱动装置、第二扇叶1223、检测组件1224和除污刷1225,除污刷1225和检测组件1224均设置在除杂架1222靠近固定机构124的一端,除污刷1225设置在检测组件1224的外侧,过滤板1221设置除杂架1222远离固定机构124的一端,第二驱动装置和第二扇叶1223均设置在除杂架1222的内部,第二驱动装置通过转轴与第二扇叶1223相连接。
通过上述技术方案,通过气缸能够控制除杂机构122在晶圆单片上前后移动,除杂机构122在移动的过程中,通过除污刷1225能够清理晶圆单片上难以被清洗液冲刷掉的油污等物质,同时通过检测组件1224能够实时检测晶圆单片的清洗效果,方便工作人员及时停止清洗,以降低清洗液的使用,最后通过过滤板1221、第二驱动装置和第二扇叶1223能够将除杂机构122外侧的气体经过过滤输送到除污刷1225内部的空间内,通过该组气体能够避免清洗液进入到除污刷1225内,污染检测组件1224,保证检测的准确性。
图2和图10所示,喷淋机构121的外侧设置有增压装置,气液箱2与喷淋机构121之间通过软管和增压装置相连接,检测组件1224与增压装置电性连接。
通过增压装置能够调整喷淋管1213喷出的清洗液或者高温氮气对晶圆单片的冲击力,当检测组件1224检测出晶圆单片上的污染物过多时,通过增压装置能够适当调高喷淋管1213喷出的清洗液对晶圆单片的冲击力,以保证清洗的效率,当检测组件1224检测出晶圆单片上的污染物较少时,通过增压装置能够适当降低喷淋管1213喷出的清洗液对晶圆单片的冲击力,以降低晶圆单片发生损伤的概率。
本发明的工作原理:通过控制机械手112的移动将待清洗的晶圆单片放置到清洗室12内,通过固定机构124对晶圆单片进行吸附固定,本发明中固定机构124有两种工作状态,第一种工作状态,当晶圆单片放置到固定机构124上后,未被遮挡的第二吸孔12443内部设置的泄流组件1245开始工作,此时线圈12453产生一组排斥稳压架12452的磁场,而稳压架12452会伸出稳压槽12454,通过稳压架12452对密封板12456的排斥力,能够使得密封板12456与固定环12451紧密接触,第二种工作状态,当晶圆单片放置到固定机构124上后,每组第二吸孔12443内部设置的泄流组件1245均会开始工作,此时线圈12453产生一组排斥稳压架12452的磁场,但该组磁场对稳压架12452的排斥力小于弹性块12455对稳压架12452的阻力,真空机开始工作时,第一吸孔12442和第二吸孔12443内的气体会被吸走,其中未被晶圆单片遮挡的第二吸孔12443侧方的稳压架12452不发生变化,而被晶圆单片遮挡的第二吸孔12443侧方的稳压架12452在气压的作用下会伸出稳压槽12454,通过稳压架12452对密封板12456的吸力能够使得密封板12456与固定环12451分离,进而保证晶圆单片吸附的稳定性,晶圆单片固定结束后,气液箱2内的清洗液会从喷淋管1213上设置的两组喷口喷出,通过竖直向下的喷口能够使得清洗液自动散开,以清理晶圆单片的整个表面,通过固定机构124的中心位置处倾斜的喷口能够防止清洗液在晶圆单片中心停留,以防止清洗不均匀,影响晶圆单片的性能,最后通过气缸能够控制除杂机构122在晶圆单片上前后移动,在移动的过程中,通过除污刷1225能够清理晶圆单片上难以被清洗液冲刷掉的油污等物质,在清洗的过程在,通过检测组件1224能够实时检测晶圆单片的清洗效果,方便工作人员及时停止清洗,同时当检测组件1224检测出晶圆单片上的污染物过多时,通过增压装置能够适当调高喷淋管1213喷出的清洗液对晶圆单片的冲击力,以保证清洗的效率,清洗结束之后,气液箱2内的高温氮气会进入到分流管1211内,并通过转换室12121流入到喷淋管1213,最后从喷淋管1213上的喷口排出,高温氮气在流动时,通过第一扇叶12122、转盘12123和活塞12124能够使得清洗室12内的气体在循环室12125内循环流动,通过出气孔内设置的分离板能够截留循环流动气体中的水分,通过进气孔内设置的湿度计能够判断清洗室12内湿度,避免干燥结束晶圆单体表面或者清洗室12内部器件存有水珠,干燥结束后,关闭固定机构124,通过机械手112将清洗后的晶圆单片放置到盛方洁净晶圆单片的物料架113上。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种具有独立喷淋清洗功能的晶圆单片清洗装置,其特征在于:所述晶圆单片清洗装置包括机身(1)和气液箱(2),所述气液箱(2)设置在机身(1)的上方,所述机身(1)的内部中间位置处设置有移料室(11),所述机身(1)的内部左右两端分别设置有两组清洗室(12),每组所述清洗室(12)靠近移料室(11)的一端均设置有一组可升降的玻璃板,所述移料室(11)的内部设置有底座(111),所述底座(111)的上方中间位置处设置有机械手(112),所述机械手(112)的前后两端分别设置有一组物料架(113),所述清洗室(12)的内部设置有喷淋机构(121)、除杂机构(122)、隔板(123)、固定机构(124)和废液箱(125),所述喷淋机构(121)设置在清洗室(12)内部靠近气液箱(2)的一端,所述除杂机构(122)设置在清洗室(12)内部远离移料室(11)的一端,所述废液箱(125)设置在清洗室(12)内部远离气液箱(2)的一端,所述隔板(123)设置在废液箱(125)靠近喷淋机构(121)的一端,所述固定机构(124)设置在隔板(123)的中间位置处;
所述喷淋机构(121)包括分流管(1211)、防凝组件(1212)和喷淋管(1213),所述分流管(1211)的内部中间位置处通过软管与气液箱(2)相连接,所述防凝组件(1212)设置在分流管(1211)的内部左右两端,所述喷淋管(1213)共设置有两组,两组所述喷淋管(1213)分别设置在两组防凝组件(1212)靠近固定机构(124)的一端,每组所述喷淋管(1213)靠近固定机构(124)的一端均设置有两组喷口,其中一组所述喷口竖直向下,另外一组所述喷口向固定机构(124)的中心位置处倾斜;
所述防凝组件(1212)包括转换室(12121)、第一扇叶(12122)、转盘(12123)、活塞(12124)和循环室(12125),所述转换室(12121)的一端与分流管(1211)的内部中间位置处相连接,所述转换室(12121)的另一端与喷淋管(1213)相连接,所述循环室(12125)设置在转换室(12121)远离分流管(1211)内部中间位置处的一端,所述第一扇叶(12122)设置在转换室(12121)的内部,所述转盘(12123)和活塞(12124)设置在循环室(12125)的内部,所述第一扇叶(12122)与转盘(12123)之间通过传动组件相连接,所述转盘(12123)与活塞(12124)之间通过连杆相连接,所述循环室(12125)远离转换室(12121)的一端设置有单向进气孔和单向出气孔,所述进气孔内设置有湿度计,所述出气孔内设置有分离板。
2.根据权利要求1所述的一种具有独立喷淋清洗功能的晶圆单片清洗装置,其特征在于:所述固定机构(124)包括第一驱动装置(1241)、固定架(1242)、连接座(1243)、吸盘(1244)和泄流组件(1245),所述固定架(1242)贯穿隔板(123)的中间位置处且与隔板(123)固定连接,所述连接座(1243)贯穿固定架(1242)且与固定架(1242)活动连接,所述第一驱动装置(1241)设置在连接座(1243)靠近废液箱(125)的一端,所述吸盘(1244)设置在连接座(1243)靠近喷淋机构(121)的一端,所述吸盘(1244)靠近喷淋机构(121)的一端设置有第一吸孔(12442)和第二吸孔(12443),所述第一吸孔(12442)设置在吸盘(1244)的中间位置处,所述第二吸孔(12443)设置在吸盘(1244)的外端,所述泄流组件(1245)设置在第二吸孔(12443)的内部,所述连接座(1243)靠近废液箱(125)的一端设置有真空机,所述连接座(1243)的内部设置有吸气槽,所述第一吸孔(12442)和第二吸孔(12443)均通过分流槽(12441)和吸气槽与真空机相连接。
3.根据权利要求2所述的一种具有独立喷淋清洗功能的晶圆单片清洗装置,其特征在于:所述泄流组件(1245)包括固定环(12451)、稳压架(12452)、线圈(12453)、稳压槽(12454)、密封板(12456)和泄流管(12457),所述固定环(12451)设置在第二吸孔(12443)的内部,所述稳压槽(12454)和泄流管(12457)分别设置在第二吸孔(12443)的两侧,所述密封板(12456)设置在固定环(12451)远离分流槽(12441)的一侧,所述密封板(12456)远离固定环(12451)的一侧设置有固定杆,所述密封板(12456)通过柔性弹簧与固定杆相连接,所述线圈(12453)设置在稳压槽(12454)远离第二吸孔(12443)的一端,所述稳压架(12452)设置在稳压槽(12454)靠近第二吸孔(12443)的一端,所述稳压架(12452)的左右两端均设置有磁块,所述密封板(12456)远离固定环(12451)的一端具有磁性且与稳压架(12452)相互排斥,所述泄流管(12457)靠近第二吸孔(12443)的一端与固定环(12451)的上表面相齐平,所述泄流管(12457)远离第二吸孔(12443)的一端设置有单向排液阀,所述稳压槽(12454)靠近第二吸孔(12443)的一端与密封板(12456)的上表面相齐平。
4.根据权利要求2所述的一种具有独立喷淋清洗功能的晶圆单片清洗装置,其特征在于:所述泄流组件(1245)包括固定环(12451)、稳压架(12452)、线圈(12453)、稳压槽(12454)、弹性块(12455)、密封板(12456)和泄流管(12457),所述固定环(12451)设置在第二吸孔(12443)的内部,所述稳压槽(12454)和泄流管(12457)分别设置在第二吸孔(12443)的两侧,所述密封板(12456)设置在固定环(12451)远离分流槽(12441)的一侧,所述密封板(12456)远离固定环(12451)的一侧设置有固定杆,所述密封板(12456)通过柔性弹簧与固定杆相连接,所述线圈(12453)设置在稳压槽(12454)远离第二吸孔(12443)的一端,所述弹性块(12455)设置在稳压槽(12454)靠近第二吸孔(12443)的一端,所述弹性块(12455)与稳压槽(12454)之间通过稳压弹簧相连接,所述稳压架(12452)设置在弹性块(12455)与线圈(12453)之间,所述稳压架(12452)的左右两端均设置有磁块,所述密封板(12456)远离固定环(12451)的一端具有磁性且与稳压架(12452)相互吸引,所述泄流管(12457)靠近第二吸孔(12443)的一端与固定环(12451)的上表面相齐平,所述泄流管(12457)远离第二吸孔(12443)的一端设置有单向排液阀,所述稳压槽(12454)靠近第二吸孔(12443)的一端与密封板(12456)的上表面相齐平。
5.根据权利要求1所述的一种具有独立喷淋清洗功能的晶圆单片清洗装置,其特征在于:所述除杂机构(122)包括过滤板(1221)、除杂架(1222)、第二驱动装置、第二扇叶(1223)、检测组件(1224)和除污刷(1225),所述除污刷(1225)和检测组件(1224)均设置在除杂架(1222)靠近固定机构(124)的一端,所述除污刷(1225)设置在检测组件(1224)的外侧,所述过滤板(1221)设置除杂架(1222)远离固定机构(124)的一端,所述第二驱动装置和第二扇叶(1223)均设置在除杂架(1222)的内部,所述第二驱动装置通过转轴与第二扇叶(1223)相连接。
6.根据权利要求5所述的一种具有独立喷淋清洗功能的晶圆单片清洗装置,其特征在于:所述喷淋机构(121)的外侧设置有增压装置,所述气液箱(2)与喷淋机构(121)之间通过软管和增压装置相连接,所述检测组件(1224)与增压装置电性连接。
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