CN218101191U - 一种晶圆清洗装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种晶圆清洗装置，用于清洗晶圆，晶圆清洗装置包括：底座，底座上设置有清洗腔，底座的底部设置有与清洗腔连通的排液孔；承载台，其顶面用于放置晶圆；驱动机构，用于驱动承载台升降和旋转，驱动机构设置在清洗腔内，承载台的下端装配在驱动机构中；第一喷射组件，用于向晶圆的背面喷射清洗液，第一喷射组件设置在清洗腔内且设置在承载台周围；第二喷射组件，用于向清洗腔的内壁喷射清洗液，第二喷射组件设置在所述清洗腔内。本申请的晶圆清洗装置，在使用后不需要拆卸盆罩进行单独清洁，缩短了生产时间，提升了晶圆的生产效率。

Description

一种晶圆清洗装置

技术领域

本申请涉及晶圆清洗技术领域，尤其涉及的是一种晶圆清洗装置。

背景技术

目前，在晶圆的生产工艺中，晶圆的背面会残留光刻胶，因此需要对晶圆进行清洗，在当前技术中，通常在盆罩内只设置有对晶圆背面进行清洗的喷头，而没有设置对盆罩内壁进行清洗的机构，因此在对晶圆进行清洗过程中，盆罩内壁容易粘到清洗下来的残胶，在盆罩使用后需要拆卸清洁，设备待机而浪费生产时间，影响晶圆的生产效率。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种晶圆清洗装置，在使用后不需要拆卸盆罩进行单独清洁，缩短了生产时间，提升了晶圆的生产效率。

本申请的技术方案如下：

一种晶圆清洗装置，用于清洗晶圆，晶圆清洗装置包括：底座，底座上设置有清洗腔，底座的底部设置有与清洗腔连通的排液孔；

承载台，其顶面用于放置晶圆；

驱动机构，用于驱动承载台升降和旋转，驱动机构设置在清洗腔内，承载台的下端装配在驱动机构中；

第一喷射组件，用于向晶圆的背面喷射清洗液，第一喷射组件设置在清洗腔内且设置在承载台周围；

第二喷射组件，用于向清洗腔的内壁喷射清洗液，第二喷射组件设置在清洗腔内。

通过上述方案，晶圆放置在承载台上，并带动晶圆旋转，通过第一喷射组件朝向晶圆的背面喷出清洗液，对旋转过程中的晶圆背面进行清洗，清洗区域覆盖整个晶圆背面留有残胶的区域，从而除去晶圆背面的残胶；另外，通过第二喷射组件朝向清洗腔的内壁喷射清洗液，将清洗腔的内壁上的残胶冲洗掉。

可选地，第二喷射组件上设置有注入孔和与注入孔连通的多个第一喷射孔，多个第一喷射孔环绕承载台分布。

通过上述方案，第二喷射组件内的内部通道将所有第一喷射孔与一个注入孔进行连接，使第二喷射组件形成一个整体，方便第二喷射组件的安装与拆卸；多个第一喷射孔朝向四周的清洗腔内壁喷射清洗液，对整个清洗腔的四周侧壁进行清洁。

可选地，第二喷射组件为环形，承载台和第一喷射组件位于第二喷射组件的环内，多个第一喷射孔分别沿着第二喷射组件的环形方向布置。

通过上述方案，环形分布的多个第一喷射孔分别朝向四周的清洗腔内壁喷射清洗液，可以对整个清洗腔的四周侧壁进行清洁，清洗效果更好。

可选地，第一喷射孔的轴线沿从下到上且远离承载台的方向倾斜。

通过上述方案，第一喷射孔内的清洗液朝向外侧上方倾斜射出。通过将供液管道所提供的清洗液喷射到清洗腔的内壁上，从而可以将清洗腔的内壁清洗干净。

可选地，第二喷射组件的表面的外边缘处开设有倾斜面，第一喷射孔开设在倾斜面上。

通过上述方案，将第一喷射孔设置在倾斜面，使多个第一喷射孔均一统的倾斜角度进行设置，能保证清洗液的喷射方向的一致性，便于对清洗腔的内壁进行均匀清洗。

可选地，晶圆清洗装置还包括用于将清洗液导流到清洗腔底部的中层盖，驱动机构位于中层盖的下方，中层盖的上表面为导流面且向清洗腔底部延伸，中层盖上设置有通孔和设置在通孔周围的安装孔，承载台穿过通孔，第一喷射组件包括背洗喷嘴，背洗喷嘴穿过安装孔并固定在中层盖上，第二喷射组件固定在中层盖的上表面。

通过上述方案，中层盖对驱动机构等元件进行保护，使驱动机构与清洗液的喷射区域隔开。且中层盖对喷出的清洗液进行稳定导流，使清洗液集中到清洗腔底部，减少清洗液在清洗腔内的残留。

可选地，导流面为弧形面。

通过上述方案，弧形的导流面能减少掉落到导流面上的清洗液的流速，从而有足够的清洗液汇流，汇流后的清洗液充分覆盖在导流面的表面，从而带走表面残留的胶渣，清洗液带着胶渣朝向清洗腔底部进行稳定导流，减少清洗液的残留。

可选地，底座的底部还设置有防水安装台，驱动机构位于防水安装台内，承载台穿过防水安装台装配在驱动机构上。

通过上述方案，防水安装台为驱动机构提供安装空间，使驱动结构避免被飞溅的清洗液所干涉。

可选地，底座的底部还设置有与清洗腔连通的排气孔。

可选地，晶圆清洗装置还包括用于放置清洗液外洒的上盖，上盖安装在底座上，上盖开设有开口。

通过上述方案，在上盖上表面设置开口，可以使晶圆进出，而将开口设置的过小，可以使上盖的内壁对清洗腔内飞溅的清洁液进行阻挡，加上晶圆在开口处的阻挡，从而避免清洁液从清洗腔中飞溅而出。

可选地，背洗喷嘴的轴线沿从下到上且远离承载台的方向倾斜。

通过上述方案，背洗喷嘴不仅将清洗液喷射到晶圆的背部，对晶圆进行冲洗，而且能通过晶圆背面的反射而溅射到中层盖上，从而清洗中层盖。倾斜设置的背洗喷嘴具有更广的清洗范围，对晶圆的粘胶区域进行完全清洗，而且晶圆背面所反射的清洗液也具有倾斜的冲击力，与中层盖的倾斜角度相配，对中层盖表面的冲洗力度更大。

可选地，背洗喷嘴设置有多个，多个背洗喷嘴环绕承载台均匀分布。

通过上述方案，多个背洗喷嘴对旋转的晶圆背面进行均匀冲洗，从而提高了清洗效率，清洁效果更好。

本申请提出的一种晶圆清洗装置，将晶圆放置在承载台上，第一喷射组件朝向晶圆的背面喷出清洗液，对晶圆背面进行清洗，清洗区域覆盖整个晶圆背面留有残胶的区域，从而除去晶圆背面的残胶；另外，通过第二喷射组件朝向清洗腔的内壁喷射清洗液，将清洗腔的内壁上的残胶冲洗掉，从而使清洗腔内可以长时间保持清洁状态，保证了晶圆清洗过程中清洗环境的清洁，工艺稳定性高。在保证清洗腔内壁清洗的情况下可以避免拆除盆罩对盆罩进行清洁，减少了拆除进行清洁的工序，提高了生产效率；对清洗腔进行清洁在晶圆清洗和/或更换晶圆的间隙的时间内完成的，不会浪费设备生产时间。

附图说明

图1为本申请实施例的一种晶圆清洗装置的结构示意图；

图2为本申请实施例的一种晶圆清洗装置的透视结构示意图；

图3为本申请实施例的一种晶圆清洗装置的爆炸图；

图4为本申请实施例的一种晶圆清洗装置的座体和中层盖连接的结构示意图；

图5为本申请实施例的一种晶圆清洗装置的座体的仰视图；

图6为本申请实施例的一种晶圆清洗装置的座体的主视图；

图7为本申请实施例的一种晶圆清洗装置的第二喷射组件的结构图。

图中各标号：100、底座；110、清洗腔；121、防水安装台；122、集液槽；123、排液孔；124、排气孔；130、中层盖；131、导流面；140、上盖；141、开口；200、承载台；300、第一喷射组件；310、背洗喷嘴；400、第二喷射组件；411、倾斜面；420、第一喷射孔；430、注入孔；500、晶圆。

具体实施方式

本申请提供了一种晶圆清洗装置，为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

如图1、图2所示，本实施例提出一种晶圆清洗装置，包括：底座100，驱动机构，承载台200，第一喷射组件300以及第二喷射组件400。以将底座100设置为圆柱形为例进行结构说明，以底座100的中轴方向为轴向，中轴沿上下方向设置，以朝向底座100的中轴的方向为内，背离底座100的轴向的方向为外。底座100内设置有清洗腔110，承载台200设置在清洗腔110内，晶圆500放置于承载台200上，晶圆500可以被承载台200所固定(负压吸附)，并使晶圆500位于清洗腔110内。驱动机构设置在清洗腔110内，承载台200的下端装配在驱动机构中，驱动机构用于驱动承载台200升降和旋转。第一喷射组件300设置在清洗腔110内，并位于承载台200的周围，第一喷射组件300朝向晶圆500的背面喷射清洗液，第一喷射组件300所喷射出的清洗液射到晶圆500背面，并将背面残留的光刻胶等杂质清洗掉。第二喷射组件400设置在清洗腔110内且位于第一喷射组件300的外侧，第二喷射组件400环绕所述承载台200设置并朝向清洗腔110的内壁喷射清洗液；清洗腔110在晶圆500的清洗过程中，将飞溅的清洗液阻挡在底座100的内部，第二喷射组件400朝向清洗腔110的内壁喷射清洗液，能对清洗腔110的内壁进行清洗，使清洗腔110的内壁上所阻挡的残胶和残液被清洗液所冲洗掉。

在本实施例中，驱动机构具有防水外壳。在某些实施例中，驱动机构也可以不具有防水外壳，在此不做限定。

通过上述方案，驱动机构的驱动下，承载台200上升，并接收到外部输送的晶圆500，然后承载台200在驱动机构的驱动下回位到清洗腔110内，使承载台200将晶圆500置于清洗腔110内准备进行清洗。在驱动机构的驱动下使承载台200带动晶圆500转动，第一喷射组件300朝向晶圆500的背面喷出清洗液，对晶圆500背面进行清洗，清洗区域覆盖整个晶圆500背面留有残胶的区域，从而除去晶圆500背面的残胶；另外，通过第二喷射组件400朝向清洗腔110的内壁喷射清洗液，将清洗腔110的内壁上的残胶冲洗掉，从而使清洗腔110内可以长时间保持清洁状态，保证了晶圆500清洗过程中第二喷射组件400境的清洁，工艺稳定性高。在保证清洗腔110内壁清洗的情况下可以避免拆除盆罩对盆罩进行清洁的情况，减少了拆除进行清洁的工序，提高生产效率；对清洗腔110进行清洁是在晶圆500清洗或更换晶圆500的间隙的时间内完成的，不会浪费设备生产时间。

如图2、图3所示，本实施例中的底座100内部设置的清洗腔110可以为圆柱形，在清洗腔110的底部中间设置有防水安装台121，驱动机构位于防水安装台内，承载台200穿过防水安装台121装配在驱动机构上，从而使承载台200凸出于防水安装台121，可以在防水安装台121上进行升降和转动。防水安装台121和清洗腔110内壁之间形成集液槽122，集液槽122作为清洗腔110的一部分而位于底座100的底部，集液槽122用于容纳喷射出的清洗液。承载台200在驱动机构的动力驱动下可以升降、以及转动，且承载台200的顶端产生负压而对晶圆500进行吸附，当承载台200升起后，接收晶圆500并将晶圆500吸附固定，在将晶圆500下降到清洗腔进行清洗过程中，承载台200带动晶圆500进行旋转。第一喷射组件300连通从防水安装台121贯穿出来的供液管道，第二喷射组件400均连通依次从防水安装台121和中层盖130贯穿出来的供液管道，供液管道内供应带有一定压力的清洗液。在本实施例中，供液管道与外界的供液装置连接，供液管道上相应的设置有电磁阀门，可以通过电控自动控制磁阀门的开启、控速和关闭，以实现控制第一喷射组件300是否开启与关闭喷射清洗液，以及控制第二喷射组件400是否开启和关闭喷射清洗液。第一喷射组件300和第二喷射组件400所喷出的清洗液清洗完成后，流入到集液槽122。集液槽122能将清洗后的清洗液进行集中，使清洗腔110的中的清洗液均汇集到集液槽122内，再进行集中排出，可以减少清洗液的残留。

如图3、图5、图6所示，本实施例中的底座100的底部设置有排液孔123，排液孔123与清洗腔110的底部相连通。具体地排液孔123可以与位于底部的集液槽122相连通，并用于将集液槽122内的废水(冲洗后的清洗液)排出到装置外部。本实施例中的排液孔123设置有两个，两个排液孔123在左右方向上对称设置，这样可以加快集液槽122的排水效率，而且对称设置可以使集液槽122内的废水排放更干净。因此，集液槽122内的清洗液通过排液孔123而排到装置外部，进行统一处理，减少装置内的不清洁的清洁液的残留。另外，底座100的底部还设置有排气孔124，排气孔124与清洗腔相连通，并用于清洗腔排气。

如图3、图4所示，本实施例中的晶圆清洗装置还包括中层盖130，驱动机构位于中层盖130的下方，中层盖130的上表面为导流面且向清洗腔110底部延伸，中层盖130上设置有通孔和设置在通孔周围的安装孔，承载台200穿过通孔，第一喷射组件300包括背洗喷嘴310，背洗喷嘴310穿过安装孔并固定在中层盖130上，第二喷射组件400固定在中层盖130的上表面，中层盖130可以设置在防水安装台121上，集液槽122位于中层盖130的下方。中层盖130的边缘处可以不与底座100的内腔的内壁进行连接，两者之间留有间隙，从而方便清洗液通过间隙流入到集液槽122内，中层盖130的上表面为导流面131，导流面131用于将清洗液导流到集液槽122。因此，中层盖130可以作为导流面对喷出的清洗液进行稳定导流，使清洗液集中到集液槽122中，减少清洗液在清洗腔110内的残留。

本实施例中的导流面131为弧形面，导流面131的下端向下延伸至集液槽122。弧形面是凸形圆弧，与倾斜的直面相比，弧形的导流面131能减少掉落到导流面131上的清洗液的流速，从而有足够的清洗液汇流，汇流后的清洗液充分覆盖在导流面131的表面，从而带走表面残留的胶渣，清洗液带着胶渣朝向下方的集液槽122进行稳定导流，减少清洗液的残留。

如图2、图3所示，本实施例中的晶圆清洗装置还包括上盖140，上盖140连接在底座100上，且位于中层盖130的上方，上盖140与中层盖130之间形成清洗腔110的上部区域；晶圆500位于上盖140和中层盖130所围成的空间内。上盖140的中间开设有开口141，开口141的直径小于清洗腔110的内径。上盖140的上端可以对清洗腔110的上部进行阻挡，上盖140的侧面形成清洗腔110的上部区域的侧壁。在上盖140上表面设置开口141，可以使晶圆500进出，而将开口141设置的过小，可以使上盖140的内壁对清洗腔110内飞溅的清洁液进行阻挡，加上晶圆500在开口141处的阻挡，从而避免清洁液从清洗腔110中飞溅而出。上盖140的侧壁和上端的连接处可以设置为圆角，这样便于成型。而且，通过底座100设置开口141，可以每次对一个晶圆500进行作业，晶圆直接通过开口141进行进出清洗腔110，无需像现有技术中一样每次都要打开上盖140才能更换晶圆500。采用本实施例中的结构，简化了晶圆500的清洗操作，大大提快了清洗工序的用时。

如图7中a图所示(a图为第二喷射组件的结构示意图)，本实施例中的第二喷射组件400上设置有多个第一喷射孔420，如图7中b图所示(b图为第二喷射组件的俯视图)，多个第一喷射孔420环绕承载台200分布，第一喷射孔420的轴线沿从下到上且远离承载台200的方向倾斜，注入孔连通依次从防水安装台121和中层盖贯穿出来的供液管道，第一喷射孔420内的清洗液朝向外侧上方倾斜射出。通过将供液管道所提供的清洗液喷射到清洗腔110上部区域的内壁上，从而可以将清洗腔110的内壁清洗干净。多个第一喷射孔420朝向四周的清洗腔110内壁喷射清洗液，可以对清洗腔110的内壁进行大范围覆盖，对整个清洗腔110的四周侧壁进行清洁。第二喷射组件400的形状为圆环形、环状四边形，环状三角形或其他形状的环形，在此不作限定。

如图2、图7所示，本实施例中的第二喷射组件400设置为环形，环形的第二喷射组件400的表面的外边缘处开设有倾斜面411，第一喷射孔420开设在倾斜面411上；如图7中c图所示(c图为第二喷射组件的仰视图)，第二喷射组件400的背面开设有注入孔430，注入孔430通过内部通道连通全部的第一喷射孔420。第二喷射组件400设置在中层盖130的上表面；承载台200、第一喷射组件300被环绕在环形的第二喷射组件400的内侧。第二喷射组件400内的内部通道将所有第一喷射孔420与一个注入孔430进行连接，使第二喷射组件400形成一个整体，方便第二喷射组件400的安装与拆卸。而且通过将第一喷射孔420设置在倾斜面411，使多个第一喷射孔420均以统一的倾斜角度进行设置，能保证清洗液的喷射方向的一致性，便于对清洗腔110的内壁进行均匀清洗。

如图2、图3、图4所示，本实施例中的第一喷射组件300的背洗喷嘴310的轴线沿从下到上且远离承载台200的方向倾斜，背洗喷嘴310所喷出的清洗液朝向外上侧喷出。背洗喷嘴310朝向晶圆500的背面延伸预设距离，从而可以缩小与晶圆500背面的距离，从而可以增大对晶圆500背面的冲击力，从而可以加快晶圆500背面残胶的脱落。背洗喷嘴310不仅将清洗液喷射到晶圆500的背部，对晶圆500进行冲洗，而且能通过晶圆500背面的反射而溅射到中层盖130上，从而清洗中层盖130。倾斜设置的背洗喷嘴310具有更广的清洗范围，对晶圆500的粘胶区域进行完全清洗，而且晶圆500背面所反射的清洗液也具有倾斜的冲击力，与中层盖130的倾斜角度相配，对中层盖130表面的冲洗力度更大。

本实施例中的背洗喷嘴310设置有多个，多个背洗喷嘴310环绕承载台200均匀分布。例如将背洗喷嘴310设置为两个，两个背洗喷嘴310位于径向上并对称设置，在某些实施例中，背洗喷嘴的数量还可以为其他数值，在此不做限定。多个背洗喷嘴310对旋转的晶圆500背面进行均匀冲洗，从而提高了清洗效率，清洁效果更好。

本实施例的晶圆清洗装置的工作过程为：通过承载台200的上端升出上盖140的开口141，接收晶圆500，并产生负压将晶圆500吸附固定在承载台200的上端面，承载台200下降并将晶圆500带到清洗腔110内，在清洗腔110内通过承载台200带动晶圆500旋转，通过背洗喷嘴310朝向晶圆500的背面喷出清洗液，对旋转过程中的晶圆500背面进行清洗，清洗区域覆盖整个晶圆500背面留有残胶的区域，从而除去晶圆500背面的残胶；清洗完后的清洗液被晶圆500背面返挡到中层盖130的导流面131，对导流面131进行清洗。另外，可以在背洗喷嘴310进行清洗的同时，通过第二喷射组件400上的第一喷射孔420朝向上盖140的内壁喷射清洗液，将清洗腔110的内壁上的残胶冲洗掉，从而使清洗腔110内可以长时间保持清洁状态，保证了晶圆500清洗过程中第二喷射组件400境的清洁，工艺稳定性高。清洗后的废水流入到集液槽122中，再通过排液孔123排出。

综上所述，本实施例中所提出的一种晶圆清洗装置，通过第二喷射组件400朝向清洗腔110的内壁喷射清洗液，将清洗腔110的内壁上的残胶冲洗掉，从而使清洗腔110内可以长时间保持清洁状态，保证了晶圆500清洗过程中清洗腔110的内壁的清洁，减少了对盆罩的拆卸清洁，简化了操作步骤，提高生产效率。对清洗腔110进行清洁在晶圆500清洗和/或更换晶圆500的间隙的时间内完成的，不会浪费设备生产时间；晶圆每次通过开口141进出清洗腔110，简化了晶圆500的清洗操作，减少了清洗工序的用时。

应当理解的是，本申请的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶圆清洗装置，用于清洗晶圆，其特征在于，所述晶圆清洗装置包括：

底座，所述底座上设置有清洗腔，所述底座的底部设置有与所述清洗腔连通的排液孔；

承载台，其顶面用于放置所述晶圆；

驱动机构，用于驱动所述承载台升降和旋转，所述驱动机构设置在所述清洗腔内，所述承载台的下端装配在驱动机构中；

第一喷射组件，用于向晶圆的背面喷射清洗液，所述第一喷射组件设置在所述清洗腔内且设置在承载台周围；

第二喷射组件，用于向清洗腔的内壁喷射清洗液，所述第二喷射组件设置在所述清洗腔内。

2.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第二喷射组件上设置有注入孔和与所述注入孔连通的多个第一喷射孔，多个所述第一喷射孔环绕所述承载台分布。

3.根据权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第二喷射组件为环形，所述承载台和第一喷射组件位于所述第二喷射组件的环内，多个第一喷射孔分别沿着所述第二喷射组件的环形方向布置。

4.根据权利要求2或3所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第一喷射孔的轴线沿从下到上且远离所述承载台的方向倾斜。

5.根据权利要求4所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第二喷射组件的表面的外边缘处开设有倾斜面，所述第一喷射孔开设在所述倾斜面上。

6.根据权利要求1或2或3或5所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆清洗装置还包括用于将清洗液导流到清洗腔底部的中层盖，所述驱动机构位于所述中层盖的下方，所述中层盖的上表面为导流面且向清洗腔底部延伸，所述中层盖上设置有通孔和设置在通孔周围的安装孔，所述承载台穿过通孔，所述第一喷射组件包括背洗喷嘴，所述背洗喷嘴穿过安装孔并固定在中层盖上，所述第二喷射组件固定在中层盖的上表面。

7.根据权利要求6所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述导流面为弧形面。

8.根据权利要求1或2或3或5或7所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述底座的底部还设置有防水安装台，所述驱动机构位于所述防水安装台内，所述承载台穿过所述防水安装台装配在所述驱动机构上。

9.根据权利要求8所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述底座的底部还设置有与所述清洗腔连通的排气孔。

10.根据权利要求1或2或3或5或7或9所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆清洗装置还包括用于放置清洗液外洒的上盖，所述上盖安装在底座上，所述上盖开设有开口。

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