CN117753719A - 一种用于晶圆加工的载板清洗设备及其清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于晶圆加工的载板清洗设备，其包括:包括:防护外壳，设置于所述防护外壳内的真空干燥组件、箱盖分离组件、箱体清洗组件、盖体清洗组件以及机械手，所述防护外壳上还设有开合门，所述开合门所在的门口处还设有载板输送组件。其通过设置于防护外壳内的真空干燥组件、箱盖分离组件、箱体清洗组件、盖体清洗组件以及机械手，防护外壳上还设有开合门，所述开合门所在的门口处还设有载板输送组件，共同实现了载板的全程自动化清洗，且能保持严苛的清洗环境，且还公开了一种清洗方法，在各个步骤独立执行清洗以及洁净清洗空间处理，最终实现了载板的安全、可靠、高标准的清洗工艺。

Description

一种用于晶圆加工的载板清洗设备及其清洗方法

技术领域

本发明涉及清洗设备技术领域，尤其涉及一种用于晶圆加工的载板清洗设备。

背景技术

在晶圆加工制造设备中，中间工艺转运时需要特殊的载板进行转移，因此对运输转移载具洁净度要求非常高且非常苛刻。为了满足晶圆加工载具的洁净度要求，需要对载板进行定期清洗处理，且整个清洗过程也需要在密闭、无人空间内自动化执行，基于此需要一种特定的自动对载板进行清洗的设备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于晶圆加工的载板清洗设备及其清洗方法，以解决现有载板自动清洗的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的实施例提供了一种用于晶圆加工的载板清洗设备，其包括:防护外壳，设置于所述防护外壳内的真空干燥组件、箱盖分离组件、箱体清洗组件、盖体清洗组件以及机械手，所述防护外壳上还设有开合门，所述开合门所在的门口处还设有载板输送组件；

其中，所述载板输送组件用于将用于晶圆加工的载板从上一工序转运至所述防护外壳内；

所述真空干燥组件用于将所述载板输送组件转移的载板进行真空干燥处理；

所述箱盖分离组件用于将载板的箱体和盖体解锁以致二者处于分离状态；

所述箱体清洗组件用于将载板的箱体部分进行清洗处理；

所述盖体清洗组件用于将载板的盖体部分进行清洗处理；

所述机械手用于将载板、箱体以及盖体按照设定工序分别转移至对应的工位。

其中，所述防护外壳包括：具有清洗腔的壳体，设置于壳体顶部的至少一个第一风机过滤单元，以及设置于所述壳体底部的至少一个第二风机过滤单元；所述第一风机过滤单元用于向所述清洗腔内输送过滤后的空气，所述第二风机过滤单元用于将所述清洗腔内的空气抽出外排。

其中，所述载板输送组件包括：移动平台单元以及驱动所述移动平台单元往复移动的平台驱动单元；所述移动平台单元包括：载台，连接于所述载台上的充气接头、抽气接头、定位件以及锁紧件，所述充气接头用于与载板的充气口连接，所述抽气接头用于与载板的抽气口连接，所述定位件用于对载板放置于移动平台组件的位置进行定位，所述锁紧件用于在载板移动过程中将载板锁紧固定；其中，所述锁紧件包括：两个互为反向设置的锁紧单元，所述锁紧单元包括：连接于所述载台内的驱动件，活动连接于所述驱动件的驱动端的锁扣，所述载台上设有用于所述锁扣穿设的开孔，所述锁扣转动设置于所述开孔中，由所述驱动件驱动所述锁扣摆动以致与载板闭锁或开锁。

其中，所述真空干燥组件包括：底部开口的真空罐，连接于所述真空罐的支架，连接于所述支架上的第一驱动件，与所述第一驱动件的驱动方向平行设置的至少一个导轨，以及可密封盖合于所述真空罐的底部开口的真空罐盖；所述真空罐盖的周缘还设有至少两个垂直弯折而出的连接臂，所述连接臂上设有滑块，所述滑块滑动连接于所述导轨，且所述第一驱动件的驱动端连接于所述真空罐盖，由所述第一驱动件驱动真空罐盖沿着所述导轨滑动以致真空罐盖与所述真空罐的底部开口实现封闭或打开。

其中，所述箱盖分离组件包括：水平设置的底板，垂直连接于所述底板的侧板，以及连接于所述侧板上的解锁单元；所述解锁单元包括：转动连接于所述侧板上的至少一个摆臂，连接于侧板背部的第二驱动件，连接于所述第二驱动件的驱动端的联动板，所述联动板上设有与所述摆臂数量相同的导向孔，所述摆臂的前端设有解锁头，后端活动插接于所述导向孔内，由所述第二驱动件驱动所述联动板，并由所述联动板带动所述摆臂偏转，以致所述解锁头转动，打开载板上的转动锁。

其中，所述盖体清洗组件包括：具有顶部开口的底部腔体，可盖合于所述底部腔体的顶部开口的顶部盖体，设置于所述底部腔体内的旋转清洗单元；所述底部腔体的底部还设有支撑单元，所述支撑单元上设有第三驱动件以及与所述第三驱动件的驱动方形平行设置的升降导轨，所述顶部盖体的周缘还设有向下弯折的滑动臂，所述滑动臂滑动连接于所述升降导轨，且所述第三驱动件的驱动端连接于所述顶部盖体；所述旋转清洗单元包括：旋转支架，所述旋转支架上设有用于对盖体定位的定位部以及若干喷射清洗剂的喷头，以及用于驱动所述旋转支架转动的第四驱动件。

其中，所述箱体清洗组件包括：顶部开口的清洗罐，可盖合于所述清洗罐的顶部开口的上盖，以及设置于所述清洗罐内的清洗单元；所述清洗罐连接于一支撑座，所述支撑座上还设有第五驱动件以及与所述第五驱动件的驱动方向平行的滑轨，所述上盖的周缘还设有向下弯折的滑行臂，所述滑行臂滑动连接于所述滑轨，且所述第五驱动件的驱动端连接于所述上盖；所述清洗单元包括：转盘，连接于所述转盘上的若干第一风切喷杆和第一水洗喷杆，以及连接于所述清洗罐的底部若干第二风切喷杆和第二水洗喷杆，所述第二风切喷杆和所述第二水洗喷杆均环绕于所述转盘外侧设置，以及用于驱动所述转盘转动的第六驱动件。

其中，所述机械手的底部还设有直线移动模组，所述机械手上还设有载板抓取组件；所述直线移动模组用于带动所述机械手在清洗腔内做直线往复移动，所述载板抓取组件用于取放载板；所述载板抓取组件包括：连接座，连接于所述连接座上的驱动组件和锁紧组件，以及受控于所述驱动组件开合移动的第一夹爪组件和第二夹爪组件，所述第一夹爪组件和第二夹爪组件受控所述驱动组件在同一平面内相向或相背移动以致实现与载板的取放动作，所述锁紧组件可伸缩移动，且移动方向垂直于所述第一夹爪组件和第二夹爪组件的移动平面，以致锁紧组件顶紧或远离所述载板，当所述载板被抓取时，所述第一夹爪组件、所述第二夹爪组件以及所述锁紧组件均锁固于所述载板。

其中，所述防护外壳包括：前部壳体以及连接于所述前部壳体的后部壳体，所述前部壳体和所述后部壳体共同围合成清洗空间，所述清洗空间内设有至少两组所述真空干燥组件、箱盖分离组件、箱体清洗组件、盖体清洗组件，所述前部壳体上还设有至少两组所述载板输送组件。

本发明还提供了一种载板的清洗方法，所述清洗方法由如上任意一项所述的用于晶圆加工的载板清洗设备执行，其包括以下步骤：

第一步、由载板输送组件将载板由上一工序转移至防护外壳的清洗空间内，并同步对载板内部进行充氮气处理；

第二步、由直线移动模组驱动机械手移动至载板输送组件后方，再由载板抓取组件将载板取出并转移箱盖分离组件处；

第三步、由箱盖分离组件将载板的箱体和盖体解锁以致二者处于分离状态；

第四步、由机械手带动载板取放组件将分离状态的箱体和盖体分别转移至箱体清洗组件处和盖体清洗组件处；

第五步、由所述箱体清洗组件和盖体清洗组件同步动作，对箱体和盖体分别独立进行全面清洗；

第六步、将完成清洗的箱体和盖体再次由机械手转移至中转载台处，完成箱体和盖体的上锁并对载板内部进行充氮气处理；

第七步、由机械手抓取充氮气处理后的载板转移至载板输送组件，并由载板输送组件将载板输出防护外壳外。

本发明的用于晶圆加工的载板清洗设备及其清洗方法，其通过设置于防护外壳内的真空干燥组件、箱盖分离组件、箱体清洗组件、盖体清洗组件以及机械手，防护外壳上还设有开合门，所述开合门所在的门口处还设有载板输送组件，共同实现了载板的全程自动化清洗，且能保持严苛的清洗环境，且其清洗方法在各个步骤独立执行清洗以及洁净清洗空间处理，最终实现了载板的安全、可靠、高标准的清洗工艺。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例的用于晶圆加工的载板清洗设备转运的载板结构示意图。

图2为本发明实施例的用于晶圆加工的载板清洗设备的前部壳体及其内部机构的第一视角结构示意图。

图3为图2去掉前部壳体后的结构示意图。

图4为本发明实施例的用于晶圆加工的载板清洗设备的前部壳体及其内部机构的第二视角结构示意图。

图5为图4去掉前部壳体后的结构示意图。

图6为本发明实施例的用于晶圆加工的载板清洗设备的真空干燥组件部分结构示意图。

图7为本发明实施例的用于晶圆加工的载板清洗设备的箱盖分离组件部分结构示意图。

图8为图7内部结构示意图。

图9为本发明实施例的用于晶圆加工的载板清洗设备的盖体清洗组件部分结构示意图。

图10为本发明实施例的用于晶圆加工的载板清洗设备的盖体清洗组件的底部部分结构示意图。

图11为本发明实施例的用于晶圆加工的载板清洗设备的后部壳体及其内部机构的结构示意图。

图12为本发明实施例的用于晶圆加工的载板清洗设备的箱体清洗组件部分结构示意图。

图13为本发明实施例的用于晶圆加工的载板清洗设备的箱体清洗组件的底部部分结构示意图。

图14为本发明实施例的载板输送组件的整体结构示意图。

图15为本发明实施例的载板输送组件的移动平台组件部分结构示意图。

图16为本发明实施例的载板输送组件的移动平台组件部分内部结构示意图。

图17为本发明实施例的载板输送组件的充气接头部分放大结构示意图。

图18为本发明实施例的载板输送组件的平台驱动组件部分结构示意图。

图19为本发明实施例的载板输送组件的平台驱动组件内部结构示意图。

图20和图21为本发明实施例的载板转移夹爪机构的不同角度结构示意图。

图22为本发明实施例的载板转移夹爪机构的内部结构示意图。

图23为本发明实施例的载板转移夹爪机构的爆炸图。

图24为本发明实施例的载板转移夹爪机构的第一夹爪组件部分结构示意图。

图25为本发明实施例的载板转移夹爪机构的导轨组件部分放大结构示意图。

图26为本发明实施例的载板转移夹爪机构的锁紧组件部分结构示意图。

图27为本发明实施例的载板转移夹爪机构的驱动组件部分结构示意图。

图28为本实施例载板清洗方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

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，本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，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”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”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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

请参阅图1至图13，本实施例提供了一种用于晶圆加工的载板清洗设备，其包括:防护外壳，该防护外壳内设有高洁净度的清洗空间，设置于所述防护外壳内的真空干燥组件4、箱盖分离组件5、箱体清洗组件7、盖体清洗组件6以及机械手（图中未示出），所述防护外壳上还设有开合门111，所述开合门111所在的门口处还设有载板输送组件3；

其中，所述载板输送组件3用于将用于晶圆加工的载板200从上一工序转运至所述防护外壳内；

所述真空干燥组件4用于将所述载板输送组件3转移的载板300进行真空干燥处理；

所述箱盖分离组件5用于将载板200的箱体和盖体解锁以致二者处于分离状态；

所述箱体清洗组件7用于将载板200的箱体部分进行清洗处理；

所述盖体清洗组件6用于将载板200的盖体部分进行清洗处理；

所述机械手用于将载板200、箱体以及盖体按照设定工序分别转移至对应的工位。

如图1所示的载板200内部用于放置若干晶圆，以致将晶圆在各个工艺环节之间进行转移。

请再次参阅图2，所述防护外壳包括：具有清洗腔的壳体11，设置于壳体11顶部的至少一个第一风机过滤单元21，以及设置于所述壳体11底部的至少一个第二风机过滤单元22；所述第一风机过滤单元21用于向所述清洗腔内输送过滤后的空气，所述第二风机过滤单元22用于将所述清洗腔内的空气抽出外排。所述第一风机过滤单元21和第二风机过滤单元22均有风机和过滤器组成，风机的进出风方向不同，实现充气和抽气。本实施例中，第一风机过滤单元21和第二风机过滤单元22同时进行充气和抽气，以致清洗腔或清洗空间内始终保持高洁净度，二者形成循环气流可以带走内部影响洁净度的气体。

请参阅图14至图19，本实施例提供了一种载板输送组件，该载板输送组件用于装载如图1所示的载板200进出清洗空间，该载板200内装载有晶圆，由于晶圆加工的特殊严苛环境要求，因此需要采用特定的移动平台机构进行载板的转运。该载板输送组件包括:移动平台组件311以及驱动所述移动平台组件311往复移动的平台驱动组件312；所述移动平台组件311包括：载台3111，连接于所述载台3111上的充气接头3116、抽气接头3117、定位件3112以及锁紧件，所述充气接头3116用于与载板200的充气口连接，所述抽气接头3117用于与载板200的抽气口连接，所述定位件3112用于对载板放置于移动平台组件311的位置进行定位，所述锁紧件用于在载板200移动过程中将载板200锁紧固定。

请再次参阅图15，所述定位件3112为凸伸出所述载台3111的顶面的若干定位柱。

请再次参阅图17，所述抽气接头3117和所述充气接头3116结构相同，以充气接头3116为例，其包括：连接块31161，连接于所述连接块31161上的通气管31162，连接于所述通气管31162的端部的吸盘31164以及连接于所述通气管31162中的单向阀31165，所述连接块31161还连接于所述载台3111。通气管31162外接充气泵，在本实施例中，充气泵泵送的气体为氮气，氮气为惰性气体，向载板200内不断充入和抽出氮气，可以将内部氧气等气体排出彻底，避免残留气体影响清洗环境。抽气接头3117内的单向阀用于控制氮气仅能从载板200向外排出，而充气接头3116内部单向阀31165用于控制氮气仅能从外部进入载板200内部。

其中，所述通气管31162上还套接有一弹性件31163，所述弹性件31163的一端抵顶于所述吸盘31164，另一端抵顶于所述连接块31161。在本实施例中，弹性件31163为弹簧，所述通气管31162穿设于所述连接块31161。弹性件31163可使吸盘31164更稳定的连接于充气或抽气的气口。

请再次参阅图16，所述锁紧件包括：两个互为反向设置的锁紧单元3113（3114），所述锁紧单元3113包括：连接于所述载台3111内的驱动件31131，活动连接于所述驱动件31131的驱动端的锁扣31133，所述载台3111上设有用于所述锁扣31133穿设的开孔，所述锁扣31133转动设置于所述开孔中，由所述驱动件31131驱动所述锁扣31133摆动以致与载板200闭锁或开锁。由于锁紧单元3113和锁紧单元3114互为反向设置，因此各自的锁扣31133也为反向设置，载板200上设有对应的两个锁孔，当锁扣31133受控绕着开孔侧壁转动时，互为反向锁入锁孔，以致载板在转运方向锁死，不会在转运过程中发生移位。具体的，所述驱动件31131的驱动端与锁扣31133之间还设有活动件31132，以致将驱动件31131的直线动力转换成锁扣31133的旋转动力。在本实施例中，所述驱动件31131为气缸或电缸，其具有成本低，动作快速的优点。

进一步的，所述载台3111上还设有至少一个检测传感器3115，所述检测传感器3115用于检测所述移动平台组件311上是否存在需要移载的载板200。同时，载台3111内还设有用于控制该载板输送组件按照预设逻辑执行动作的控制器3118。

请再次参阅图16，所述充气接头3116和抽气接头3117对称分布于所述载台3111的顶面，所述锁紧件设置于所述载台3111的中部，所述定位件3112和所述检测传感器3115分布于所述锁紧件的周围。

请再次参阅图18和图19，所述驱动平台组件312包括：具有安装腔的安装座3121，连接于所述安装腔内的驱动电机3122，连接于所述驱动电机3122的驱动端的丝杆3124，螺接于所述丝杆3124的滑板3125，以及与所述滑板3125滑动连接的导轨3126，所述丝杆3124与所述导轨3126平行设置，且所述导轨3126固定连接于所述安装座3121。其中，所述安装座3121上还设有与丝杆3124平行延伸的开槽，所述滑板3125上还设有连接板3128，所述连接板3128穿设于所述开槽并连接于所述载台3111。所述丝杆3124带动滑板3125沿着导轨3126往复移动，同时由连接板3128带动移动平台组件311移动，移动平台组件311带动载板200移动。

具体的，所述丝杆3124与所述驱动电机3122的驱动端之间还设有联轴器3123。所述导轨3126设有两个，另一个为导轨3127，两个所述导轨3126和导轨3127分别对称设置于所述丝杆3124的两侧。为了防止移动平台组件311受控移动时发生偏移，滑板3125上设有两个对称的连接板3128和连接板3129，对应的，安装座3121上设有两条平行设置的开槽。

该载板输送组件3，其通过移动平台组件311以及驱动该移动平台组件311移动的平台驱动组件312实现了载板200的安全稳定进出清洗空间的功能。在载板200放置于移动平台组件311时同步对载板200进行充氮气和抽氮气处理，以致在转移过程中避免产品（晶圆）被氧化影响，在转移过程中，利用锁紧件锁紧固定载板200，从容保证其移动过程平稳。

请再次参阅图6，所述真空干燥组件4包括：底部开口的真空罐46，连接于所述真空罐46的支架43，连接于所述支架43上的第一驱动件44，与所述第一驱动件44的驱动方向平行设置的至少一个导轨45，以及可密封盖合于所述真空罐43的底部开口的真空罐盖41；所述真空罐盖41的周缘还设有至少两个垂直弯折而出的连接臂42，所述连接臂42上设有滑块421，所述滑块421滑动连接于所述导轨45，且所述第一驱动件44的驱动端连接于所述真空罐盖41，由所述第一驱动件44驱动真空罐盖41沿着所述导轨45滑动以致真空罐盖41与所述真空罐46的底部开口实现封闭或打开。所述真空罐盖41的顶面还设有定位支撑部411，该定位支撑部411用于对载板200进行定位和支撑，以便对载板200的各个面进行抽真空并加热干燥处理。

请参阅图7和图8，所述箱盖分离组件5包括：水平设置的底板51，垂直连接于所述底板的侧板52，以及连接于所述侧板52上的解锁单元54和定位柱53；所述解锁单元54包括：转动连接于所述侧板上的至少一个摆臂543，连接于侧板52背部的第二驱动件541，连接于所述第二驱动件541的驱动端的联动板542，所述联动板542上设有与所述摆臂543数量相同的导向孔5421，所述摆臂543的前端设有解锁头544，后端活动插接于所述导向孔5421内，由所述第二驱动件541驱动所述联动板542，并由所述联动板542带动所述摆臂543偏转，以致所述解锁头544转动，打开载板200上的转动锁。该箱盖分离组件5固定连接于防护外壳的内侧壁上。

请再次参阅图9和图10，所述盖体清洗组件6包括：具有顶部开口的底部腔体63，可盖合于所述底部腔体63的顶部开口的顶部盖体61，设置于所述底部腔体63内的旋转清洗单元64；所述底部腔体63的底部还设有支撑单元65，所述支撑单元65上设有第三驱动件67以及与所述第三驱动件67的驱动方形平行设置的升降导轨66，所述顶部盖体61的周缘还设有向下弯折的滑动臂62，所述滑动臂62滑动连接于所述升降导轨66，且所述第三驱动件67的驱动端连接于所述顶部盖体61；所述旋转清洗单元64包括：旋转支架641，所述旋转支架641上设有用于对盖体定位的定位部642以及若干喷射清洗剂的喷头643，以及用于驱动所述旋转支架641转动的第四驱动件644。该旋转支架641为具有若干辐射臂的部件，中部通过转轴连接于所述第三驱动件644。其中，顶部盖体61上还连接有清洗剂喷头，用于从上向下喷射清洗剂。

请再次参图12和图13，所述箱体清洗组件7包括：顶部开口的清洗罐73，可盖合于所述清洗罐73的顶部开口的上盖71，以及设置于所述清洗罐73内的清洗单元78；所述清洗罐73连接于一支撑座74，所述支撑座74上还设有第五驱动件76以及与所述第五驱动件76的驱动方向平行的滑轨75，所述上盖71的周缘还设有向下弯折的滑行臂72，所述滑行臂72滑动连接于所述滑轨75，且所述第五驱动件76的驱动端连接于所述上盖71，所述清洗罐73的底部还设有用于驱动所述清洗单元78的第六驱动件77。所述清洗单元78包括：转盘781，连接于所述转盘781上的若干第一风切喷杆782和第一水洗喷杆783，以及连接于所述清洗罐73的底部若干第二风切喷杆784和第二水洗喷杆785，所述第二风切喷杆784和所述第二水洗喷杆785均环绕于所述转盘781外侧设置，所述转盘781连接于所述第六驱动件77的驱动端。所述第一风切喷杆782和第二风切喷杆784均包括管件以及设置于管件侧壁上微型长条状喷气细缝。所述第一水洗喷杆783和第二水洗喷杆785均包括：管体以及设置于管体上的若干喷嘴，喷嘴均匀分布于管体的外壁上，以在竖直空间内形成柱状喷水柱。对箱体清洗时，第一水洗喷杆783和第二风切喷杆782作用于箱体的内部，而第二水洗喷杆785和第二风切喷杆784作用于箱体的外壁。

进一步的，所述机械手的底部还设有直线移动模组（图中未示出）该直线移动模组与防护外壳的长度方向平行设置，用于驱动机械手在长度方向上往复移动。所述机械手上还设有载板抓取组件8；所述直线移动模组用于带动所述机械手在清洗腔内做直线往复移动，所述载板抓取组件8用于取放载板200。

请参阅图20至图27，本实施例提供了一种载板抓取组件8，其包括:连接座81，连接于所述连接座81上的驱动组件86和锁紧组件84，以及受控于所述驱动组件86开合移动的第一夹爪组件82和第二夹爪组件83，所述第一夹爪组件82和第二夹爪组件83受控所述驱动组件86在同一平面内相向或相背移动以致实现与载板的取放动作，所述锁紧组件84可伸缩移动，且移动方向垂直于所述第一夹爪组件82和第二夹爪组件83的移动平面，以致锁紧组件84顶紧或远离所述载板，当所述载板被抓取时，所述第一夹爪组件82、所述第二夹爪组件83以及所述锁紧组件84均锁固于所述载板。由于用于晶圆清洗的载板体积、重量较大，因此，通过第一夹爪组件82、第二夹爪组件83以及锁紧组件84共同实现载板的可靠抓取。

在本实施例，所述连接座81内设有安装腔，所述驱动组件86和所述锁紧组件84均沉设于所述安装腔内。连接座81包括：座本体811，连接于所述座本体811的安装腔内的加强件812，以及连接于所述座本体811外壁的连接件813。其中，所述加强件812设置于安装腔的中部，且两端分别连接于安装腔的侧壁。所述连接件813是用于与机器人的机械手连接的标准件。

请再次参阅图22和图23，所述锁紧组件84设有两组，与锁紧组件84相对设置有另一组锁紧组件85。且两组所述锁紧组件84和85的连接中线与所述第一夹爪组件82和所述第二夹爪组件83的连接中线重合，两组所述锁紧组件84和85分别设置于所述第一夹爪组件82和第二夹爪组件83的下方。由于锁紧组件84、锁紧组件85与第一夹爪组件82、第二夹爪组件83的对应位置关系，以致锁紧组件84和锁紧组件85分别作用于载板的中部，对载板的锁紧效果最好。

请再次参阅图24，所述第一夹爪组件82和第二夹爪组件83结构相同，且互为反向设置；以所述第一夹爪组件82为例，其包括：连接板821，连接于所述连接板821的外侧端部的夹板822，所述夹板822内侧边缘还开设有若干夹口8221。夹口8221在夹持载板时，载板上设有对应的夹爪杆，夹爪杆卡入夹口。其中，连接板821的中部还设有避让孔8211，该避让孔8211用于所述锁紧组件84或锁紧组件85伸缩动作时穿过。

请再次参阅图26，所述锁紧组件84包括：至少两个并排设置的气缸841，以及连接于所述气缸841的伸缩端的顶块842，所述气缸841固定连接于所述连接座81。同理另一锁紧组件85结构也采用上述相同结构。设置至少两个并排设置的气缸841，驱动顶块842抵顶于载板时，不会发生晃动，使二者锁紧效果更好。

请再次参阅图27，所述驱动组件86包括：驱动电机861，受控于所述驱动电机861的丝杆模组865，所述丝杆模组865的丝杆上螺接有两个互为反向移动的丝杆螺母866和丝杆螺母867，所述丝杆螺母866和丝杆螺母867分别连接于所述第一夹爪组件82和第二夹爪组件83。丝杠模组865受控转动时，由于丝杠螺母866和丝杆螺母867与丝杆的螺纹方向相反，因此同一驱动电机861转动可同步带动丝杆螺母866和丝杆螺母867互为反向原理或靠近移动，同步还带动第一夹爪组件82和第二夹爪组件83开合动作。其中，驱动电机861的输出轴上设有第一同步轮862，丝杆模组865的丝杠的端部设有第二同步轮863，第一同步轮862和第二同步轮863之间通过同步带864传动。丝杆模组865和驱动电机861还分别通过固定块连接于连接座81上。

请再次参阅图23和图25，所述连接座81内还设有第一导轨组件87和第二导轨组件88，所述第一导轨组件87用于对第一夹爪组件82移动进行引导，所述第二导轨组件88用于对第二夹爪组件83进行移动引导。

具体的，所述第一导轨组件87和第二导轨组件88结构相同，以第一导轨组件87为例，其包括：安装板871，连接于所述安装板871一相对侧的滑块873，以及滑动连接于所述滑块873的导轨（图中未示出），所述导轨连接于所述连接座81。其中，安装板871固定连接于丝杆螺母866，安装板871的两侧还设有支撑板872，该支撑板872固定连接于所述第一夹爪组件82的连接板821。对应的，第二导轨组件88与第二夹爪组件83的连接方式以及组成结构均与上述结构相同，在此不予以赘述。

请再次参阅图22，所述连接座81上还设有两个缓冲器89，所述缓冲器89位于所述安装板871的外侧，同时该缓冲器89也具有对安装板871的最大行程限位的作用。

请再次参阅图2和图11，由于该清洗设备体积庞大，且对内部空间的密封性要求较高，因此防护外壳分为前后两个壳体部分，所述防护外壳包括：前部壳体（也即前文所指的壳体11）以及连接于所述前部壳体的后部壳体12，所述前部壳体和所述后部壳体12共同围合成清洗空间，所述清洗空间内设有至少两组所述真空干燥组件4、箱盖分离组件5、箱体清洗组件7、盖体清洗组件6，所述前部壳体上还设有至少两组所述载板输送组件3。由于载板200的干燥处理以及箱体和盖体的清洗处理以及分离动作均需要时间，因此为了提高机械手的利用效率，内部设置有多组清洗机构，同步进行工作。

请再次参阅图28，本发明还提供了一种载板的清洗方法，所述清洗方法由如上任意一项所述的用于晶圆加工的载板清洗设备执行，其包括以下步骤：

第一步S100、由载板输送组件将载板由上一工序转移至防护外壳的清洗空间内，并同步对载板内部进行充氮气处理；

第二步S200、由直线移动模组驱动机械手移动至载板输送组件后方，再由载板抓取组件将载板取出并转移箱盖分离组件处；

第三步S300、由箱盖分离组件将载板的箱体和盖体解锁以致二者处于分离状态；

第四步S400、由机械手带动载板取放组件将分离状态的箱体和盖体分别转移至箱体清洗组件处和盖体清洗组件处；

第五步S500、由所述箱体清洗组件和盖体清洗组件同步动作，对箱体和盖体分别独立进行全面清洗；

第六步S600、将完成清洗的箱体和盖体再次由机械手转移至中转载台处，完成箱体和盖体的上锁并对载板内部进行充氮气处理；

第七步S700、由机械手抓取充氮气处理后的载板转移至载板输送组件，并由载板输送组件将载板输出防护外壳外。

本实施例的用于晶圆加工的载板清洗设备及其清洗方法，其通过设置于防护外壳内的真空干燥组件、箱盖分离组件、箱体清洗组件、盖体清洗组件以及机械手，防护外壳上还设有开合门，所述开合门所在的门口处还设有载板输送组件，共同实现了载板的全程自动化清洗，且能保持严苛的清洗环境，且其清洗方法在各个步骤独立执行清洗以及洁净清洗空间处理，最终实现了载板的安全、可靠、高标准的清洗工艺。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种用于晶圆加工的载板清洗设备，其特征在于，包括:防护外壳，设置于所述防护外壳内的真空干燥组件、箱盖分离组件、箱体清洗组件、盖体清洗组件以及机械手，所述防护外壳上还设有开合门，所述开合门所在的门口处还设有载板输送组件；

其中，所述载板输送组件用于将用于晶圆加工的载板从上一工序转运至所述防护外壳内；

所述真空干燥组件用于将所述载板输送组件转移的载板进行真空干燥处理；

所述箱盖分离组件用于将载板的箱体和盖体解锁以致二者处于分离状态；

所述箱体清洗组件用于将载板的箱体部分进行清洗处理；

所述盖体清洗组件用于将载板的盖体部分进行清洗处理；

所述机械手用于将载板、箱体以及盖体按照设定工序分别转移至对应的工位。

2.根据权利要求1所述的用于晶圆加工的载板清洗设备，其特征在于，所述防护外壳包括：具有清洗腔的壳体，设置于壳体顶部的至少一个第一风机过滤单元，以及设置于所述壳体底部的至少一个第二风机过滤单元；所述第一风机过滤单元用于向所述清洗腔内输送过滤后的空气，所述第二风机过滤单元用于将所述清洗腔内的空气抽出外排。

3.根据权利要求1所述的用于晶圆加工的载板清洗设备，其特征在于，所述载板输送组件包括：移动平台单元以及驱动所述移动平台单元往复移动的平台驱动单元；所述移动平台单元包括：载台，连接于所述载台上的充气接头、抽气接头、定位件以及锁紧件，所述充气接头用于与载板的充气口连接，所述抽气接头用于与载板的抽气口连接，所述定位件用于对载板放置于移动平台组件的位置进行定位，所述锁紧件用于在载板移动过程中将载板锁紧固定；其中，所述锁紧件包括：两个互为反向设置的锁紧单元，所述锁紧单元包括：连接于所述载台内的驱动件，活动连接于所述驱动件的驱动端的锁扣，所述载台上设有用于所述锁扣穿设的开孔，所述锁扣转动设置于所述开孔中，由所述驱动件驱动所述锁扣摆动以致与载板闭锁或开锁。

4.根据权利要求1所述的用于晶圆加工的载板清洗设备，其特征在于，所述真空干燥组件包括：底部开口的真空罐，连接于所述真空罐的支架，连接于所述支架上的第一驱动件，与所述第一驱动件的驱动方向平行设置的至少一个导轨，以及可密封盖合于所述真空罐的底部开口的真空罐盖；所述真空罐盖的周缘还设有至少两个垂直弯折而出的连接臂，所述连接臂上设有滑块，所述滑块滑动连接于所述导轨，且所述第一驱动件的驱动端连接于所述真空罐盖，由所述第一驱动件驱动真空罐盖沿着所述导轨滑动以致真空罐盖与所述真空罐的底部开口实现封闭或打开。

5.根据权利要求1所述的用于晶圆加工的载板清洗设备，其特征在于，所述箱盖分离组件包括：水平设置的底板，垂直连接于所述底板的侧板，以及连接于所述侧板上的解锁单元；所述解锁单元包括：转动连接于所述侧板上的至少一个摆臂，连接于侧板背部的第二驱动件，连接于所述第二驱动件的驱动端的联动板，所述联动板上设有与所述摆臂数量相同的导向孔，所述摆臂的前端设有解锁头，后端活动插接于所述导向孔内，由所述第二驱动件驱动所述联动板，并由所述联动板带动所述摆臂偏转，以致所述解锁头转动，打开载板上的转动锁。

6.根据权利要求1所述的用于晶圆加工的载板清洗设备，其特征在于，所述盖体清洗组件包括：具有顶部开口的底部腔体，可盖合于所述底部腔体的顶部开口的顶部盖体，设置于所述底部腔体内的旋转清洗单元；所述底部腔体的底部还设有支撑单元，所述支撑单元上设有第三驱动件以及与所述第三驱动件的驱动方形平行设置的升降导轨，所述顶部盖体的周缘还设有向下弯折的滑动臂，所述滑动臂滑动连接于所述升降导轨，且所述第三驱动件的驱动端连接于所述顶部盖体；所述旋转清洗单元包括：旋转支架，所述旋转支架上设有用于对盖体定位的定位部以及若干喷射清洗剂的喷头，以及用于驱动所述旋转支架转动的第四驱动件。

7.根据权利要求1所述的用于晶圆加工的载板清洗设备，其特征在于，所述箱体清洗组件包括：顶部开口的清洗罐，可盖合于所述清洗罐的顶部开口的上盖，以及设置于所述清洗罐内的清洗单元；所述清洗罐连接于一支撑座，所述支撑座上还设有第五驱动件以及与所述第五驱动件的驱动方向平行的滑轨，所述上盖的周缘还设有向下弯折的滑行臂，所述滑行臂滑动连接于所述滑轨，且所述第五驱动件的驱动端连接于所述上盖；所述清洗单元包括：转盘，连接于所述转盘上的若干第一风切喷杆和第一水洗喷杆，以及连接于所述清洗罐的底部若干第二风切喷杆和第二水洗喷杆，所述第二风切喷杆和所述第二水洗喷杆均环绕于所述转盘外侧设置，以及用于驱动所述转盘转动的第六驱动件。

8.根据权利要求1所述的用于晶圆加工的载板清洗设备，其特征在于，所述机械手的底部还设有直线移动模组，所述机械手上还设有载板抓取组件；所述直线移动模组用于带动所述机械手在清洗腔内做直线往复移动，所述载板抓取组件用于取放载板；所述载板抓取组件包括：连接座，连接于所述连接座上的驱动组件和锁紧组件，以及受控于所述驱动组件开合移动的第一夹爪组件和第二夹爪组件，所述第一夹爪组件和第二夹爪组件受控所述驱动组件在同一平面内相向或相背移动以致实现与载板的取放动作，所述锁紧组件可伸缩移动，且移动方向垂直于所述第一夹爪组件和第二夹爪组件的移动平面，以致锁紧组件顶紧或远离所述载板，当所述载板被抓取时，所述第一夹爪组件、所述第二夹爪组件以及所述锁紧组件均锁固于所述载板。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的用于晶圆加工的载板清洗设备，其特征在于，所述防护外壳包括：前部壳体以及连接于所述前部壳体的后部壳体，所述前部壳体和所述后部壳体共同围合成清洗空间，所述清洗空间内设有至少两组所述真空干燥组件、箱盖分离组件、箱体清洗组件、盖体清洗组件，所述前部壳体上还设有至少两组所述载板输送组件。

10.一种载板的清洗方法，所述清洗方法由如权利要求1至9任意一项所述的用于晶圆加工的载板清洗设备执行，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、由载板输送组件将载板由上一工序转移至防护外壳的清洗空间内，并同步对载板内部进行充氮气处理；

第二步、由直线移动模组驱动机械手移动至载板输送组件后方，再由载板抓取组件将载板取出并转移箱盖分离组件处；

第三步、由箱盖分离组件将载板的箱体和盖体解锁以致二者处于分离状态；

第四步、由机械手带动载板取放组件将分离状态的箱体和盖体分别转移至箱体清洗组件处和盖体清洗组件处；

第五步、由所述箱体清洗组件和盖体清洗组件同步动作，对箱体和盖体分别独立进行全面清洗；

第六步、将完成清洗的箱体和盖体再次由机械手转移至中转载台处，完成箱体和盖体的上锁并对载板内部进行充氮气处理；

第七步、由机械手抓取充氮气处理后的载板转移至载板输送组件，并由载板输送组件将载板输出防护外壳外。