CN217468353U - 一种适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置，其包括：清洁盒，其形成有清洁腔、及晶圆入口，其中入口可打开或/和闭合设置；吸盘，其能够绕着竖直方向转动设置，晶圆自电镀面朝上并水平吸附在吸盘上；清洗干燥单元，其包供液部件、及供气部件，其中供液部件和供气部件分别活动设置在吸盘的上方；排废单元，其包括与清洁腔相连通的排废部件，其中排废部件在吸盘的下方形成负压，清洁时，废气和废液自上而下排出清洁腔。本实用新型通过设置清洁腔，能够减少外界物质对晶圆表面的影响，有效避免晶圆表面的金属镀膜氧化，保证导电性能；同时通过设置排废单元，实现快速排出清洁腔内的废液废气，避免晶圆表面残留杂质，有效提高清洁效果。

Description

一种适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置

技术领域

本实用新型属于晶圆加工设备领域，具体涉及一种适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置。

背景技术

众所周知，晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，是由硅晶棒在经过研磨、抛光、及切片后，形成的硅晶圆。

目前，晶圆在进行表面电镀处理后，晶圆的表面会形成一层金属镀膜，因此为了防止金属镀膜被氧化，晶圆在经过多步骤电化学镀层后需要进行晶圆表面残留物的清洁和晶圆表面的高速干燥，以保证在此过程中晶圆表面的洁净度。

然而，在实际生产过程中，现有的晶圆的清洁装置存在以下缺陷：

1、清洗后的废液难以有效排出，导致晶圆表面容易残留杂质，清洁效果不佳；

2、晶圆上的金属镀膜容易受外界影响氧化，影响晶圆的导电性能。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种改进的适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置。

为解决以上技术问题，本实用新型采取如下技术方案：

一种适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置，其包括：

清洁盒，其形成有清洁腔、及与清洁腔相连通的晶圆入口，其中入口可打开或/和闭合设置；

吸盘，其能够绕着竖直方向转动设置，晶圆自电镀面朝上并水平吸附在吸盘上；

清洗干燥单元，其包括伸入清洁腔并用于喷淋清洗液的供液部件、及伸入清洁腔并用于输送干燥气体的供气部件，其中供液部件和供气部件分别活动设置在吸盘的上方；

排废单元，其包括与清洁腔相连通的排废部件，其中排废部件在吸盘的下方形成负压，清洁时，废气和废液自上而下排出清洁腔。

优选地，排废单元还包括连接在清洁盒底部的排废盒，其中排废盒形成有与清洁腔相连通的排废腔，排废部件与排废腔相连通。这样设置，增加废气和废液在排废腔内的停留时间，将大颗杂质收集在排废腔内，方便集中清理。

具体的，排废盒的底部自上而下倾斜延伸，且排废盒底部的下侧形成有排废口，排废部件为与排废口相连接的鼓风机。

优选地，排废腔为绕着吸盘中心线方向延伸的环形腔，清洁盒的底部形成有连通清洁腔与排废腔的多个通孔，且当晶圆吸附在吸盘上时，多个通孔绕着晶圆的外周间隔分布。吸盘带动晶圆高速旋转时，废液能够受离心力影响甩出，因此通过多个通孔的设置，更方便废液的排出。

具体的，清洁盒包括底板、自底板边缘向上延伸的侧板、及盖设在侧板顶部的盖板，其中侧板上形成有入口，晶圆水平穿过入口并进入或取出清洁腔。这样设置，晶圆在放入或取出时能够保持平稳。

进一步的，清洁盒还包括活动设置在入口处的闭合模块、及用于驱动闭合模块闭合或打开入口的驱动件。

优选地，底板的中心线与吸盘的中心线相重合设置，其中底板自中部向周向倾斜向下延伸。这样设置，废液能够自动向周向流动，避免积聚在晶圆下方。

优选地，供液部件具有伸入清洁腔的第一喷嘴，当晶圆吸附在吸盘上时，第一喷嘴沿着晶圆的径向水平延伸，其中第一喷嘴的喷射方向与晶圆之间的夹角可调节设置。这样设置，方便根据不同晶圆的清洁需求，灵活调整喷淋角度。

优选地，供气部件具有伸入清洁腔的第二喷嘴，其中第二喷嘴沿着水平方向喷出干燥气体，且第二喷嘴绕着竖直方向转动设置。这样设置，干燥气体能够在清洁腔内形成螺旋气流，对于晶圆表面的干燥效果好。

此外，清洗干燥装置还包括机架，其中机架上形成有上下间隔分布的两个清洁工位，且每个清洁工位上分别设有一组清洁盒、吸盘、清洗干燥单元、及排废单元。这样设置，可实现双片晶圆同步进行清洗干燥，效率高。

由于以上技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型通过设置清洁腔，能够减少外界物质对晶圆表面的影响，有效避免晶圆表面的金属镀膜氧化，保证导电性能；同时通过设置排废单元，实现快速排出清洁腔内的废液废气，避免晶圆表面残留杂质，有效提高清洁效果。

附图说明

下面结合附图和具体的实施例，对本实用新型做进一步详细的说明：

图1为本实用新型的适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置的结构示意图；

图2为图1中一组清洁组的结构示意图(未显示清洁盒的盖板)；

图3为图2中A向观察到的局部结构示意图；

图4为图3的俯视示意图；

图5为图4中B-B向剖视示意图；

附图中：1、机架；w、清洁工位；

2、清洁盒；q1、清洁腔；20、底板；k2、通孔；21、侧板；k1、入口；22、盖板；23、闭合模块；24、驱动件；

3、吸盘；

4、清洗干燥单元；40、供液部件；a1、第一喷嘴；41、供气部件；a2、第二喷嘴；

5、排废单元；50、排废盒；q2、排废腔；k3、缺口；k4、排废口；51、排废部件。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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，可以是固定连接，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置，其包括机架1、清洁盒2、吸盘3、清洗干燥单元4、及排废单元5。

具体的，机架1竖直延伸，其中机架1上形成有上下间隔分布的两个清洁工位w，清洁盒2、吸盘3、清洗干燥单元4、及排废单元5构成一组清洁组，其中清洁组有两个且对应设置在每个清洁工位w上。这样设置，可实现双片晶圆同步进行清洗干燥，效率高。

本例中，清洁盒2包括底板20、自底板20边缘向上延伸的侧板21、及盖设在侧板21顶部的盖板22，其中底板20、侧板21、及盖板22之间形成清洁腔q1，侧板21形成有与清洁腔q1相连通的晶圆入口k1，晶圆水平穿过入口k1并进入或取出清洁腔q1。这样设置，晶圆在放入或取出时能够保持平稳。

结合图4和图5所示，底板20的中心线与吸盘3的中心线相重合设置，其中底板20自中部向周向倾斜向下延伸。这样设置，废液能够自动向周向流动，避免积聚在晶圆下方。

同时，底板20上形成有多个通孔k2，当晶圆放置在清洁腔q1内时，多个通孔k2绕着晶圆的外周间隔分布。吸盘带动晶圆高速旋转时，废液能够受离心力影响甩出，因此通过多个通孔的设置，更方便废液的排出。

具体的，清洁盒2还包括上下活动设置在入口k1处的闭合模块23、及用于驱动闭合模块23闭合或打开入口的驱动件24。

本例中，吸盘3位于清洁腔q1内且由电机直驱绕着竖直方向高速旋转，晶圆自电镀面朝上并水平吸附在吸盘3上。

同时，吸盘3还能够沿着竖直方向升降调节。这样设置，向清洁腔内放置晶圆时，可驱使吸盘3与入口对齐，这样一来，方便机械手将晶圆放置在吸盘上。

为了方便实施，吸盘3采用本领域内常规的伯努利吸盘。

本例中，清洗干燥单元4包括伸入清洁腔q1并用于喷淋清洗液的供液部件40、及伸入清洁腔q1并用于输送干燥气体的供气部件41，其中供液部件40和供气部件41分别活动设置在吸盘3的上方。

具体的，供液部件40具有伸入清洁腔q1的第一喷嘴a1，当晶圆吸附在吸盘3上时，第一喷嘴a1沿着晶圆的径向水平延伸，其中第一喷嘴a1的喷射方向与晶圆之间的夹角可调节设置。在一些具体实施方式中，第一喷嘴a1的驱动方式可以是各种常见的驱动方式，例如伺服电机驱动。这样设置，方便根据不同晶圆的清洁需求，灵活调整喷淋角度。

具体的，供气部件41具有伸入清洁腔q1的第二喷嘴a2，其中第二喷嘴a2沿着水平方向喷出干燥气体，且第二喷嘴a2绕着竖直方向转动设置。在一些具体实施方式中，第二喷嘴a2的驱动方式可以是各种常见的驱动方式，例如齿轮传动驱动。这样设置，根据不同规格的晶圆，调整干燥气体的喷射角度，便于干燥气体能够在清洁腔内形成螺旋气流，提高对晶圆表面的干燥效果。同时，在一些具体实施方式中，干燥气体采用惰性气体，例如氮气，以避免晶圆表面氧化。

结合图4和图5所示，排废单元5包括排废盒50和排废部件51，其中排废盒50连接在清洁盒1底部并形成有排废腔q2，排废腔q2通过多个通孔k2与清洁腔q1相连通。在一些具体实施方式中，排废部件51可以是各种能够产生负压差的设备，例如鼓风机，且鼓风机在清洁腔q1的底部形成负压，清洁时，废气和废液自上而下排出清洁腔q1。

采取本实施例的排废单元，显然，能够增加废气和废液在排废腔内的停留时间，将大颗杂质收集在排废腔内，方便集中清理。

结合图3所示，排废腔q2为绕着吸盘3中心线方向延伸的环形腔，其中排废盒50的底部自上而下倾斜延伸，且排废盒50的一侧形成缺口k3并靠近排废盒50底部的下侧设置,排废盒50底部的下侧还形成有位于缺口k3两侧的两个排废口k4，鼓风机与两个排废口k4连接。

综上所述，本实施例具有以下优势：

1、通过设置清洁腔，能够减少外界物质对晶圆表面的影响，有效避免晶圆表面的金属镀膜氧化，保证导电性能；

2、通过设置排废单元，实现快速排出清洁腔内的废液废气，避免晶圆表面残留杂质，有效提高清洁效果；

3、可实现双片晶圆同步进行清洗干燥，效率高；

4、废液能够自动向周向流动，避免积聚在晶圆下方；

5、方便根据不同晶圆的清洁需求，灵活调整喷淋角度；

6、能够增加废气和废液在排废腔内的停留时间，将大颗杂质收集在排废腔内，方便集中清理。

以上对本实用新型做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置，其特征在于：其包括：

清洁盒，其形成有清洁腔、及与所述清洁腔相连通的晶圆入口，其中所述入口可打开或/和闭合设置；

吸盘，其能够绕着竖直方向转动设置，晶圆自电镀面朝上并水平吸附在所述吸盘上；

清洗干燥单元，其包括伸入所述清洁腔并用于喷淋清洗液的供液部件、及伸入所述清洁腔并用于输送干燥气体的供气部件，其中所述供液部件和所述供气部件分别活动设置在所述吸盘的上方；

排废单元，其包括与所述清洁腔相连通的排废部件，其中所述排废部件在所述吸盘的下方形成负压，清洁时，废气和废液自上而下排出所述清洁腔。

2.根据权利要求1所述的适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置，其特征在于：所述排废单元还包括连接在所述清洁盒底部的排废盒，其中所述排废盒形成有与所述清洁腔相连通的排废腔，所述排废部件与所述排废腔相连通。

3.根据权利要求2所述的适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置，其特征在于：所述排废盒的底部自上而下倾斜延伸，且所述排废盒底部的下侧形成有排废口，所述排废部件为与所述排废口相连接的鼓风机。

4.根据权利要求2或3所述的适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置，其特征在于：所述排废腔为绕着所述吸盘中心线方向延伸的环形腔，所述清洁盒的底部形成有连通所述清洁腔与所述排废腔的多个通孔，且当所述晶圆吸附在所述吸盘上时，多个所述通孔绕着所述晶圆的外周间隔分布。

5.根据权利要求1所述的适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置，其特征在于：所述清洁盒包括底板、自所述底板边缘向上延伸的侧板、及盖设在所述侧板顶部的盖板，其中所述侧板上形成有所述的入口，所述晶圆水平穿过所述入口并进入或取出所述清洁腔。

6.根据权利要求5所述的适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置，其特征在于：所述清洁盒还包括活动设置在所述入口处的闭合模块、及用于驱动所述闭合模块闭合或打开所述入口的驱动件。

7.根据权利要求6所述的适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置，其特征在于：所述底板的中心线与所述吸盘的中心线相重合设置，其中所述底板自中部向周向倾斜向下延伸。

8.根据权利要求1所述的适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置，其特征在于：所述供液部件具有伸入所述清洁腔的第一喷嘴，当所述晶圆吸附在所述吸盘上时，所述第一喷嘴沿着所述晶圆的径向水平延伸，其中所述第一喷嘴的喷射方向与所述晶圆之间的夹角可调节设置。

9.根据权利要求1所述的适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置，其特征在于：所述供气部件具有伸入所述清洁腔的第二喷嘴，其中所述第二喷嘴沿着水平方向喷出干燥气体，且所述第二喷嘴绕着竖直方向转动设置。

10.根据权利要求1所述的适用于电镀晶圆的高速清洗干燥装置，其特征在于：所述清洗干燥装置还包括机架，其中所述机架上形成有上下间隔分布的两个清洁工位，且每个所述清洁工位上分别设有一组所述清洁盒、所述吸盘、所述清洗干燥单元、及排废单元。

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