CN219738924U - 一种非接触式晶圆清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非接触式晶圆清洗装置，包括一清洗台面，清洗台面中间设有伯努利吸盘，清洗台面的边沿处设有若干夹持机构，夹持机构上设有夹持位，夹持位高于伯努利吸盘；所述清洗台面外侧设有可升降的挡水罩，清洗台面上方设有视觉检测组件。本实用新型的清洗台面上设置伯努利吸盘，对晶圆进行非接触式吸附，方便晶圆进行清洗作业；在清洗台面周围设置一圈夹持组件，可对晶圆边沿进行限位，防止晶圆相对伯努利吸盘发生旋转，避免晶圆偏位造成损坏。

Description

一种非接触式晶圆清洗装置

技术领域

本实用新型涉及晶圆清洗技术领域，特别涉及一种非接触式晶圆清洗装置。

背景技术

晶圆是指制作硅半导体积体电路所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。随着半导体器件关键尺寸的不断缩小以及新材料的引入，在晶圆的生产加工过程中，对晶圆表面的洁净度要求越来越严苛，通常需要进行多次清洗，以去除晶圆上沾附的污垢及工艺液。

晶圆清洗时，真空台面利用负压吸附固定晶圆，利用冲洗、浸洗、药浴等方式去清洗掉晶圆上的污垢，保证晶圆的洁净度。但是，有一些晶圆为非接触式晶圆，这类晶圆并不能被真空台面吸附固定，常规的清洗设备并不适用，亟需设计一款非接触式晶圆清洗装置。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种非接触式晶圆清洗装置，利用非接触方式来固定晶圆，保证此类晶圆可以正常进行清洗工序。

为此，本实用新型的技术方案是：一种非接触式晶圆清洗装置，包括一清洗台面，清洗台面中间设有伯努利吸盘，清洗台面的边沿处设有若干夹持机构，夹持机构上设有夹持位，夹持位高于伯努利吸盘；所述清洗台面外侧设有可升降的挡水罩，清洗台面上方设有视觉检测组件。

本实用新型采用伯努利吸盘来对晶圆进行吸附，伯努利吸盘利用伯努利原理，可以非接触地吸附晶圆；因为伯努利吸盘在吸附晶圆过程中，晶圆在气压作用下会相对伯努利吸盘发生旋转，旋转过程中会导致晶圆清洗不到位，且晶圆容易发生碰撞损坏，因此设置了多个夹持机构，由于晶圆外围有一圈边沿可以接触，所以夹持机构可夹在晶圆的边沿处，起到限制晶圆旋转的作用；视觉检测组件可用于检测晶圆是否放置到位，避免晶圆放置不到位时，夹持机构损坏晶圆。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述夹持机构上设有一可开合的夹持件，挡水罩内部设有一圈环形台阶面，环形台阶面与夹持件配合工作，挡水罩上移过程中可驱使夹持件闭合。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述夹持件包括夹持基座和可转动的夹持臂，夹持基座顶端设有凸起的夹持面，所述夹持臂前端与夹持面形成夹持位，夹持臂后端与挡水罩的环形台阶面配合工作。

初始状态，夹持臂前端上翘，夹持位呈打开状态，将晶圆边沿放置在夹持面上；当晶圆放置完成，挡水罩上移过程中，环形台阶面将夹持臂后端抬起，从而闭合夹持臂前端和夹持面，夹持位呈闭合状态，夹持在晶圆边沿处，防止清洗过程中晶圆相对清洗台面发生旋转。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述夹持臂通过销轴转动安装在夹持基座上，销轴上设有扭簧。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述清洗台面的边沿处还设有若干均匀分布的支撑柱，支撑柱顶端与夹持面位于同一高度的同一圆周上。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述清洗台面下方设有驱使其旋转的旋转机构，清洗台面上方设有可旋转的喷头组件。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述伯努利吸盘下方设有气路接头，气路接头连接气源。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：还包括竖直设置的第一执行机构，第一执行机构上固定安装有连接板；所述挡水罩外侧均匀设置若干升降杆，升降杆另一端固定在连接板上，第一执行机构驱使挡水罩升降。

在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：还包括控制单元，视觉检测组件用于检测清洗台面上的晶圆放置情况，并将晶圆放置情况发送至控制单元，控制单元控制挡水罩工作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、清洗台面上设置伯努利吸盘，对晶圆进行非接触式吸附，方便晶圆进行清洗作业；

2、在清洗台面周围设置一圈夹持组件，可对晶圆边沿进行限位，防止晶圆相对伯努利吸盘发生旋转；

3、利用可升降的挡水罩来带动夹持组件进行夹持，无需额外为夹持组件通过驱动力，整体结构更加简单，操作方便；

4、设置了视觉检测组件，可实时检测清洗台面上的晶圆情况，在晶圆放置到位后，挡水罩才会带动夹持组件进行夹持，避免晶圆偏位造成损坏。

附图说明

以下结合附图和本实用新型的实施方式来作进一步详细说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构俯视图(隐藏顶面)；

图3为本实用新型初始状态的内部结构示意图；

图4为图3的局部放大图；

图5为本实用新型初始状态的内部结构侧视图；

图6为本实用新型清洗状态的内部结构示意图；

图7为图6的局部放大图；

图8为本实用新型清洗状态的内部结构侧视图；

图9为本实用新型的使用状态图；

图10为图9的局部放大图。

图中标记为：清洗腔1、底板11、清洗台面2、旋转轴21、皮带轮组22、旋转电机23、伯努利吸盘3、夹持机构4、夹持基座41、夹持臂42、夹持面43、扭簧44、支撑柱5、挡水罩6、升降杆61、连接板62、第一执行机构63、环形台阶面64、喷头组件7、摆臂71、第二旋转机构72、喷淋头73、晶圆8。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“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”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“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隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见附图。本实施例所述非接触式晶圆清洗装置，包括由钣金件围成的矩形清洗腔1，清洗腔下方设有底板11，底板中间设有一清洗台面2，清洗台面2下方设有驱使其旋转的旋转机构，旋转机构包括旋转轴21、皮带轮组22和旋转电机23，旋转电机23通过皮带轮组22、皮带带动旋转轴21，从而使得清洗台面2可以发生旋转。

所述清洗台面2中间设有伯努利吸盘3，伯努利吸盘3下方设有气路接头，气路接头连接气源。气源可以伯努利吸盘中间供气，使得伯努利吸盘上方空气流速变大，晶圆放置在伯努利吸盘上方时，晶圆上方的大气压可以将晶圆向伯努利吸盘推动，并保持非接触式吸附状态。

所述清洗台面2的边沿处设有若干均匀分布的夹持机构4和支撑柱5；所述夹持机构4上设有一可开合的夹持件，夹持件包括夹持基座41和可转动的夹持臂42，夹持基座41顶端设有凸起的夹持面43，夹持臂42前端与夹持面43形成夹持位；所述夹持臂42通过销轴转动安装在夹持基座41上，销轴上设有扭簧44，扭簧44可以使夹持臂42保持在前端上翘的打开状态。支撑柱5顶端与夹持面43位于同一高度的同一圆周上，同时，夹持面43高于伯努利吸盘3，即晶圆边沿与夹持面接触时，晶圆中间悬空于伯努利吸盘上方，与伯努利吸盘为非接触结构。

所述清洗台面2外侧设有可升降的挡水罩6，挡水罩6外侧均匀设置若干升降杆61，升降杆61另一端固定在连接板62上，连接板62安装在竖向设置的第一执行机构63上，第一执行机构63通过升降杆61驱使挡水罩6上下移动。挡水罩6内部设有一圈环形台阶面64，环形台阶面64与夹持臂42后端配合工作，挡水罩6上移过程中，环形台阶面64可以将夹持臂42后端抬起，从而使得夹持臂42前端与夹持面43闭合，夹持住晶圆8。当晶圆8清洗完毕后，挡水罩6下降，环形台阶面64向下移动，夹持臂42在扭簧44的作用下复位打开，方便拾取晶圆。

所述清洗台面2上方设有可旋转的喷头组件7，包括摆臂71和驱使摆臂转动的第二旋转机构72，摆臂上设有喷淋头73，可冲洗清洗台面上的晶圆，去除污垢。

所述晶圆清洗装置还包括控制单元和视觉检测组件，视觉检测组件用于检测清洗台面上的晶圆放置情况，判断晶圆是否放置到位，并将晶圆放置情况发送至控制单元，控制单元根据晶圆放置情况来控制挡水罩工作，确保晶圆偏位时，挡水罩不会上升，免得带动夹持机构，损坏晶圆。

初始状态，夹持臂42前端上翘，夹持位呈打开状态；伯努利吸盘3开始通气，使得伯努利吸盘3上方空气流速变大，压力变低，此时将晶圆8放置在伯努利吸盘3上方，大气压将晶圆推向伯努利吸盘，此时晶圆8边沿放置在夹持面43上。

当视觉检测组件检测到晶圆放置到位后，控制单元驱使第一执行机构工作，驱使挡水罩6上升；而挡水罩6上移过程中，环形台阶面64将夹持臂42后端抬起，从而闭合夹持臂42前端和夹持面43，夹持位呈闭合状态，夹持在晶圆8边沿处，防止清洗过程中晶圆相对清洗台面发生旋转。

当挡水罩6上升到最高处后，晶圆8被伯努利吸盘3、夹持组件4固定限位后，旋转电机通过皮带轮组、旋转轴驱使清洁台面2旋转，同时，第二旋转机构72驱使摆臂71转动，喷淋头73对晶圆进行冲洗清洁。

当晶圆冲洗完成中，第二旋转机构72驱使摆臂71向外转动复位，旋转电机停止工作，清洁台面2停止旋转；然后挡水罩6在第一执行机构的作用下向下移动，挡水罩6下降过程中，环形台阶面64离开夹持臂42后端，夹持臂42在扭簧44的作用下复位打开，夹持臂42前端离开晶圆8，伯努利吸盘3停止通气，最后取出清洗后的晶圆即可。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种非接触式晶圆清洗装置，包括一清洗台面，其特征在于：清洗台面中间设有伯努利吸盘，清洗台面的边沿处设有若干夹持机构，夹持机构上设有夹持位，夹持位高于伯努利吸盘；所述清洗台面外侧设有可升降的挡水罩，清洗台面上方设有视觉检测组件。

2.如权利要求1所述的一种非接触式晶圆清洗装置，其特征在于：所述夹持机构上设有一可开合的夹持件，挡水罩内部设有一圈环形台阶面，环形台阶面与夹持件配合工作，挡水罩上移过程中可驱使夹持件闭合。

3.如权利要求2所述的一种非接触式晶圆清洗装置，其特征在于：所述夹持件包括夹持基座和可转动的夹持臂，夹持基座顶端设有凸起的夹持面，所述夹持臂前端与夹持面形成夹持位，夹持臂后端与挡水罩的环形台阶面配合工作。

4.如权利要求3所述的一种非接触式晶圆清洗装置，其特征在于：所述夹持臂通过销轴转动安装在夹持基座上，销轴上设有扭簧。

5.如权利要求3所述的一种非接触式晶圆清洗装置，其特征在于：所述清洗台面的边沿处还设有若干均匀分布的支撑柱，支撑柱顶端与夹持面位于同一高度的同一圆周上。

6.如权利要求1所述的一种非接触式晶圆清洗装置，其特征在于：所述清洗台面下方设有驱使其旋转的旋转机构，清洗台面上方设有可旋转的喷头组件。

7.如权利要求1所述的一种非接触式晶圆清洗装置，其特征在于：所述伯努利吸盘下方设有气路接头，气路接头连接气源。

8.如权利要求1所述的一种非接触式晶圆清洗装置，其特征在于：还包括竖直设置的第一执行机构，第一执行机构上固定安装有连接板；所述挡水罩外侧均匀设置若干升降杆，升降杆另一端固定在连接板上，第一执行机构驱使挡水罩升降。

9.如权利要求1所述的一种非接触式晶圆清洗装置，其特征在于：还包括控制单元，视觉检测组件用于检测清洗台面上的晶圆放置情况，并将晶圆放置情况发送至控制单元，控制单元控制挡水罩工作。