CN204407301U - 晶圆清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶圆清洗装置，其特征在于，包括：清洗槽；所述清洗槽设有容腔；晶圆支撑装置；所述晶圆支撑装置设置在所述容腔内，用于支撑晶圆；喷头；所述喷头可朝向晶圆喷射液体或气体地设置。本实用新型提供晶圆清洗装置，可对晶圆进行清洗处理，自动化程度大，生产效率高，对晶圆的清洗效果好、清洗良品率高。

Description

晶圆清洗装置

技术领域

本实用新型涉及晶圆制造领域，特别涉及一种晶圆清洗装置。

背景技术

晶圆(Wafer)是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。晶圆加工过程中，需根据需要去除晶圆表面的有机物、颗粒、金属杂质、自然氧化层、石英、塑料等污染物，且不破坏晶片表面特性。如晶圆电镀后，需对晶圆进行清洗以去除晶圆表面残留的电镀液，避免电镀液对晶圆产生影响，降低晶圆品质，同时也避免电镀液对下一道工序产生污染。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可对晶圆进行清洗的晶圆清洗装置。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

晶圆清洗装置，其特征在于，包括：

清洗槽；所述清洗槽设有容腔；

晶圆支撑装置；所述晶圆支撑装置设置在所述容腔内，用于夹持晶圆；

喷头；所述喷头可朝向晶圆喷射液体或气体。

优选地是，所述喷头与所述晶圆支撑装置可相对移动地设置。

优选地是，还包括第一驱动装置；所述第一驱动装置驱动所述晶圆支撑装置做升降运动或通过第一传动装置驱动所述晶圆支撑装置做升降运动。

优选地是，所述第一驱动装置为第一气缸或第一伺服电机。

优选地是，还包括第二驱动装置；所述第二驱动装置驱动所述晶圆支撑装置转动或通过第二传动装置驱动所述晶圆支撑装置转动。

优选地是，所述第二驱动装置为第二气缸或第二伺服电机；所述第二伺服电机的第二电机主轴与所述晶圆支撑装置连接。

优选地是，还包括第二驱动装置；所述第二驱动装置为第二气缸或第二伺服电机；所述第二伺服电机与所述第一气缸的第一活塞杆连接，随所述第一活塞杆伸缩做升降运动；所述第二伺服电机的第二电机主轴与所述晶圆支撑装置连接，驱动所述晶圆支撑装置转动。

优选地是，所述晶圆支撑装置包括真空吸盘；所述真空吸盘上开设有吸孔；所述吸孔与抽真空装置连通。

优选地是，所述第二伺服电机的第二电机主轴为空心轴，沿轴向开设有第一通孔；所述第一通孔与所述吸孔连通。

优选地是，所述晶圆支撑装置还包括套筒；所述套筒设有第二通孔；所述套筒与所述真空吸盘连接，且所述第二通孔与所述吸孔连通；所述第二伺服电机安装在所述容腔的外侧；所述套筒贯穿所述清洗槽的槽底套设在所述第二电机主轴上，或所述套筒套设在贯穿清洗槽槽底的第二电机主轴上；所述第二通孔与所述第一通孔连通；销轴贯穿所述套筒的侧壁后插入所述第二电机主轴内，阻止所述套筒和所述第二电机主轴分离，并阻止所述套筒和所述第二电机主轴相对转动。

优选地是，所述清洗槽的槽底设有至少一个出液口。

优选地是，所述清洗槽的槽底倾斜；所述清洗槽的槽底的高度自所述套筒或所述第二电机主轴的贯穿处向所述出液口方向逐渐降低。

优选地是，还包括挡板；所述挡板设置在所述清洗槽的槽底且高出所述槽底；所述挡板环绕所述套筒或第二电机主轴；晶圆的下表面可盖住所述挡板；所述挡板上还开设有至少一个导流孔；所述导流孔将所述挡板两侧区域导通地设置。

优选地是，还包括至少一个支架；所述支架设置在所述清洗槽的一侧，且可相对所述晶圆支撑装置转动、升降；所述支架上设有至少一个所述喷头。

优选地是，还包括至少一个第三驱动装置；每个所述第三驱动装置驱动一个所述支架做升降运动或通过一个第三传动装置驱动一个所述支撑臂做升降运动。

优选地是，所述第三驱动装置为第三气缸或第三伺服电机；所述第三气缸的第三活塞杆与支架可转动连接。

优选地是，还包括至少一个第四驱动装置；每个所述第四驱动装置驱动一个所述支架转动或通过一个第四传动装置驱动一个所述支架转动。

优选地是，所述第四驱动装置为第四气缸或第四伺服电机；所述第四传动装置包括传动带；所述传动带环绕所述第四伺服电机的第四电机主轴和所述支架上；每个所述第四伺服电机与一个所述第三气缸的第三活塞杆连接，随所述第三活塞杆伸缩做升降运动。

优选地是，还包括至少一个接液槽；所述接液槽设置在所述清洗槽的一侧，用于收集所述喷头喷射在所述容腔以外区域的液体。

优选地是，还包括控制主机和至少一个位置检测装置；每个所述位置检测装置用于检测一个所述支架的位置，并向所述控制主机发送信号；所述控制主机控制所述第四驱动装置工作，并根据所述位置检测装置的信号决定所述第四驱动装置启动或停止。

优选地是，所述位置检测装置包括接近开关和凸片；所述凸片与所述支撑杆同步转动；所述接近开关位于所述凸片的行进路线上；所述接近开关根据所述凸片是否位于所述接近开关的检测范围内，向所述控制主机发出不同的信号；所述控制主机根据所述接近开关的信号，决定所述第四驱动装置的工作。

优选地是，所述支撑臂的数量为两个；每个所述支撑臂上均设有所述喷头。

优选地是，所述清洗槽的槽底设有至少一个抽气口；所述抽气口与抽气装置连通；所述抽气装置用于对所述容腔抽气，使所述容腔内形成负压。

本实用新型提供晶圆清洗装置，可对晶圆进行清洗处理，自动化程度大，生产效率高，对晶圆的清洗效果好、清洗良品率高。

附图说明

图1为本实用新型中的晶圆清洗装置的使用示意图；

图2为本实用新型中的晶圆清洗装置的结构示意图；

图3为本实用新型中的晶圆清洗装置的局部示意图；

图4为本实用新型中的槽底的结构示意图；

图5为本实用新型中的晶圆清洗装置的结构主视图；

图6为图5中的晶圆清洗装置的另一角度结构示意图；

图7为图5中的晶圆清洗装置的另一角度结构示意图；

图8为本实用新型中的晶圆支撑装置的结构示意图；

图9为图8所示结构的剖视图；

图10为本实用新型中的晶圆清洗装置的局部示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述：

如图1和2所示，晶圆清洗装置，包括底座1，底座1上设有清洗槽11，清洗槽11设有容腔110。还包括晶圆支撑装置2，晶圆支撑装置2设置在容腔110内，用于支撑晶圆01。还包括三个喷头，分别为两个第一喷头3和第二喷头8。喷头可朝向晶圆01喷射液体或气体。喷头与晶圆支撑装置2可相对移动地设置。清洗槽11的两侧分别设置有一个接液槽9，接液槽9用于收集第一喷头3滴在或泄漏在容腔110以外区域的液体，防止液体对其他部件造成污染。

如图3所示，晶圆支撑装置2包括真空吸盘21和套筒22。真空吸盘21上设有吸孔210，吸孔在真空吸盘21的上表面开设有开口211。套筒22设有第二通孔221。套筒22与真空吸盘21连接，第二通孔221和吸孔210连通。套筒22贯穿清洗槽11的槽底121，可相对清洗槽11做升降运动，且可绕套筒22的中心轴线转动。

如图3和4所示，清洗槽11的槽底设有出液口112。槽底121的高度自套筒22的贯穿处向出液口112的方向逐渐降低。晶圆清洗装置还包括挡板122，挡板122设置在槽底121且高出槽底121。挡板122环绕套筒22，真空吸盘21下降后，其下表面可盖住挡板122。挡板122上还开设有四个导流孔123，导流孔123将挡板122两侧区域导通地设置。

如图5-9所示，晶圆清洗装置还包括第一驱动装置和第二驱动装置。第一驱动装置选用第一气缸41，第一气缸41设置在底座1的下方，位于容腔110的外部。第二驱动装置选用第二伺服电机42。第二伺服电机42与第一气缸41的第一活塞杆(图中未示出)连接，位于容腔110的外部。第二伺服电机42随第一活塞杆的伸缩做升降运动。套筒22贯穿清洗槽11的槽底121后套设在第二伺服电机42的第一电机主轴421上，通过第二伺服电机42驱动套筒22转动，进一步带动真空吸盘21转动。销轴23贯穿套筒22的侧壁后插入第二电机主轴421内，阻止套筒22和第二电机主轴421分离，并阻止套筒22和第二电机主轴421相对转动，确保套筒22在第二电机主轴421的驱动下同步转动。

第二伺服电机42的第二电机主轴421为空心轴，沿轴向开设有第一通孔422。第一通孔422与第二通孔221连通。第一通孔422与抽真空装置(图中未示出)连通，通过抽真空装置对第一通孔422抽真空，从而使吸孔210内形成负压，通过负压将晶圆01吸附在真空吸盘21的上表面。

清洗槽11的槽底121设有抽气口111。抽气口111与抽气装置(图中未示出)连通。抽气装置用于对容腔110抽气，使容腔110内形成负压。

如图1和2所示，底座1上设有两个支架，支架包括支撑杆51。两个支撑杆51分别位于清洗槽11的两侧。支撑杆51可相对底座1做升降运动地设置，且支撑杆51可绕其中心轴转动。每个支撑杆51上均设有一个支撑臂52，支撑臂52与支撑杆51同步转动。每个支撑臂52上均设有一个第一喷头3。第二喷头8固定安装在清洗槽11的一侧。

如图5-7所示，晶圆清洗装置还包括两个第三驱动装置和两个第四驱动装置。第三驱动装置选用第三气缸43。第三气缸43设置在底座1的下方。每个第三气缸43的第三活塞杆(图中未示出)均与一个支撑杆51可转动连接，第三活塞杆伸缩即可带动支撑杆51做升降运动，从而带动支撑臂52支撑臂52上的第一喷头3做升降运动。第四驱动装置选用第四伺服电机44。每个第四伺服电机44与一个第三气缸43的第三活塞杆连接，随第三气缸43的第三活塞杆的伸缩做升降运动。第四伺服电机44通过第四传动装置驱动支撑杆51转动。第四传动装置包括传动带6，传动带6环绕第四伺服电机44的第四电机主轴441和支撑杆51。

如图10所示，晶圆清洗装置还包括控制主机(图中未示出)和两个位置检测装置。每个位置检测装置用于检测一个支撑杆51的位置，并向控制主机发送信号。控制主机控制第二伺服电机44工作，并根据位置检测装置的信号决定第四伺服电机44启动或停止。位置检测装置包括接近开关71和凸片72。凸片72与支撑杆51同步转动，接近开关71位于凸片72的行进路线上。接近开关71根据凸片72是否位于接近开关71的检测范围内，向控制主机发出不同的信号。控制主机根据接近开关71的信号，决定第四伺服电机44的工作凸片72移动至接近开关71的检测范围内，接近开关71发送信号至控制主机，控制主机根据信号控制第四伺服电机44停止工作，使第一喷头3移动至接液槽9的上方，或控制第二伺服电机44反转驱动支撑臂52向反方向转动指定角度后停止工作，使支撑臂52转动至晶圆01的上方。。

本实用新型的晶圆清洗装置的使用方法如下：

如图1所示，启动第一气缸41，驱动晶圆支撑装置2上升，使真空吸盘21的上表面高出清洗槽11的侧壁。将晶圆01放置在真空吸盘21上，通过抽真空装置对第一通孔422抽真空，使吸孔210内形成负压，通过负压将晶圆01吸附在真空吸盘21的上表面。

启动第一气缸41，驱动晶圆支撑装置2下降，通过晶圆支撑装置带动晶圆01下降至容腔110内，晶圆01的下表面盖住挡板122。

启动第二伺服电机42，驱动晶圆支撑装置2转动，通过晶圆支撑装置带动晶圆01转动。晶圆支撑装置2带动晶圆01转动的过程中，晶圆01上的电镀液等污染物在离心力的作用下，可部分脱离晶圆01。

启动第四伺服电机44，驱动设有第一喷头3的支撑臂52转动，使第一喷头3移动至晶圆01的上方。根据晶圆01的高度，通过第三气缸43驱动支撑臂52上升或下降，使第一喷头3与晶圆01保持适当的距离。通过第一喷头3向晶圆01喷射清洗液，对晶圆01进行清洗。第一喷头3向晶圆01喷射清洗液以对晶圆01进行清洗的过程中，可通过抽气装置经抽气口111向容腔110内抽气，在容腔110内形成负压。清洗过程中的水雾在负压的作用下向下流动，避免水雾向上挥发导致晶圆01的二次污染，提高了清洗效果。还可通过第二喷头8向晶圆01喷射清洗液对晶圆01进行清洗，补充清洗液的消耗，提高清洗效果。第一喷头3和第二喷头8喷出的液体可以相同，也可以不同。

待清洗完毕后，第一喷头3停止对晶圆01喷液。残留在晶圆01上的清洗液可在离心力的作用下脱离晶圆01。即在停止喷液后，通过晶圆支撑装置2带动晶圆01转动，对晶圆01起到甩干的作用。还可通过第一喷头3向晶圆01喷射气体，将晶圆01上残留的清洗液吹离晶圆01。从晶圆01上脱离的清洗液经倾斜的槽底121导向经出液口112流出清洗槽11。挡板122可避免清洗液从套筒22与槽底121之间的缝隙流出清洗槽11，流入第一伺服电机42内，使第一伺服电机42损坏，同时可避免对加工环境的污染。即便清洗液溅入挡板122以内区域，由于槽底121的高度自套筒22的贯穿处向出液口112的方向逐渐降低，清洗液也会顺着槽底从挡板122的内侧经导流孔123流向挡板122的外层，继而流向出液口112，不会在挡板122内蓄积。

待晶圆01上无清洗液残留时，停止第二伺服电机42，晶圆01停转。启动第四伺服电机44，驱动支撑臂52转动，使第一喷头3偏离晶圆01的上升路径。当凸片72移动至接近开关71的检测范围内，接近开关71发送信号至控制主机，控制主机根据信号控制第四伺服电机44停止工作，此时，支撑臂52上的第一喷头3位于接液槽9的上方，通过接液槽9收集第一喷头3流出的残液，避免残液洒落在容腔110以外区域而污染环境。

启动第一气缸41，驱动晶圆支撑装置2上升，使晶圆01移出容腔110，再通过操作人员或机械手将晶圆01转移至下一道工序。至此即完成对一个晶圆01的清洗。

本实用新型中的上、下、升、降均以图5为参考，为清楚地描述本实用新型而使用的相对概念，并不构成对权利要求范围的限制。

本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型保护范围内。

Claims (16)

1.晶圆清洗装置，其特征在于，包括：

清洗槽；所述清洗槽设有容腔；

晶圆支撑装置；所述晶圆支撑装置设置在所述容腔内，用于支撑晶圆；

至少一个喷头；所述喷头可朝向晶圆喷射液体或气体。

2.晶圆清洗装置根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括第一驱动装置；所述第一驱动装置驱动所述晶圆支撑装置做升降运动或通过第一传动装置驱动所述晶圆支撑装置做升降运动晶圆清洗装置；所述第一驱动装置为第一气缸或第一伺服电机。

3.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括第二驱动装置；所述第二驱动装置驱动所述晶圆支撑装置转动或通过第二传动装置驱动所述晶圆支撑装置转动晶圆清洗装置；所述第二驱动装置为第二气缸或第二伺服电机；所述第二伺服电机的第二电机主轴与所述晶圆支撑装置连接。

4.根据权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括第二驱动装置；所述第二驱动装置为第二气缸或第二伺服电机；所述第二驱动装置与所述第一气缸的第一活塞杆连接，随所述第一活塞杆伸缩做升降运动；所述第二伺服电机的第二电机主轴与所述晶圆支撑装置连接，驱动所述晶圆支撑装置转动。

5.根据权利要求3或4所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆支撑装置包括真空吸盘；所述真空吸盘上开设有吸孔；所述吸孔与抽真空装置连通。

6.根据权利要求5所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第二伺服电机的第二电机主轴为空心轴，沿轴向开设有第一通孔；所述第一通孔与所述吸孔连通。

7.根据权利要求6所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆支撑装置还包括套筒；所述套筒设有第二通孔；所述套筒与所述真空吸盘连接，且所述第二通孔与所述吸孔连通；所述第二伺服电机安装在所述容腔的外侧；所述套筒贯穿所述清洗槽的槽底套设在所述第二电机主轴上，或所述套筒套设在贯穿清洗槽槽底的第二电机主轴上；所述第二通孔与所述第一通孔连通；销轴贯穿所述套筒的侧壁后插入所述第二电机主轴内，阻止所述套筒和所述第二电机主轴分离，并阻止所述套筒和所述第二电机主轴相对转动。

8.根据权利要求7所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述清洗槽的槽底设有至少一个出液口；晶圆清洗装置晶圆清洗装置所述清洗槽的槽底的高度自所述套筒或所述第二电机主轴的贯穿处向所述出液口方向逐渐降低。

9.根据权利要求7所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括挡板；所述挡板设置在所述清洗槽的槽底且高出所述槽底；所述挡板环绕所述套筒或所述第二电机主轴；晶圆的下表面可盖住所述挡板；所述挡板还开设有至少一个导流孔；所述导流孔将所述挡板两侧区域导通地设置。

10.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括至少一个支架；所述支架可旋转、可升降地设置；所述支架上设有至少一个所述喷头晶圆清洗装置；还包括至少一个第三驱动装置；每个所述第三驱动装置驱动一个所述支架做升降运动或通过一个第三传动装置驱动一个所述支架做升降运动；还包括至少一个第四驱动装置；每个所述第四驱动装置驱动一个所述支架转动或通过一个第四传动装置驱动一个所述支架转动。

11.根据权利要求10所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第三驱动装置为第三气缸或第三伺服电机；所述第三气缸的第三活塞杆与所述支架可转动连接。

12.晶圆清洗装置根据权利要求11所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第四驱动装置为第四气缸或第四伺服电机；所述第四传动装置包括传动带；所述传动带环绕所述第四伺服电机的第四电机主轴和所述支架上；每个所述第四伺服电机与一个所述第三气缸的第三活塞杆连接，随所述第三活塞杆伸缩做升降运动。

13.晶圆清洗装置根据权利要求10所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括至少一个接液槽；所述接液槽设置在所述清洗槽的一侧，用于收集所述喷头喷射在所述容腔以外区域的液体。

14.根据权利要求13所述的晶圆清洗装置，其特征在于，还包括控制主机和至少一个位置检测装置；每个所述位置检测装置用于检测一个所述支架的位置，并向所述控制主机发送信号；所述控制主机控制所述第四驱动装置工作，并根据所述位置检测装置的信号决定所述第四驱动装置启动或停止。

15.根据权利要求14所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述位置检测装置包括接近开关和凸片；所述凸片与所述支架同步转动；所述接近开关位于所述凸片的行进路线上；所述接近开关根据所述凸片是否位于所述接近开关的检测范围内，向所述控制主机发出不同的信号；所述控制主机根据所述接近开关的信号，决定所述第四驱动装置的工作。

16.晶圆清洗装置根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述清洗槽的槽底设有至少一个抽气口；所述抽气口与抽气装置连通；所述抽气装置用于对所述容腔抽气，使所述容腔内形成负压。