CN220658468U - 一种晶圆清洗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及晶圆加工技术领域，公开了一种晶圆清洗设备，包括支撑台、旋转机构、喷淋机构和控制柜，旋转机构包括安装底座、驱动电机和转盘，转盘上设置有承载盘，承载盘上设置有放置工位；喷淋机构包括喷淋管和驱动件，喷淋管上连接有控制阀，驱动件、控制阀均与控制柜电连接，喷淋管在移动行程中具有移动至放置工位的上侧以清洗晶圆的清洗状态和移动至承载盘的外侧以停止清洗的停止状态。控制柜控制旋转电机转动并带动承载盘转动，控制阀控制喷淋管对各个放置工位上的晶圆进行清洗，实现对晶圆的自动化清洗，避免了人工手持清洗带动的污染颗粒进入晶圆表面，同时喷淋管的清洗面积大、冲洗时长可控、喷洒液体均匀，提高了清洗的一致性。

Description

一种晶圆清洗设备

技术领域

本实用新型涉及晶圆加工技术领域，特别是涉及一种晶圆清洗设备。

背景技术

晶圆加工过程中，在晶圆研磨抛光工序后，常从晶圆承载盘上对晶圆进行清洗，以清除晶圆表面残存的硅粉等颗粒污染物。目前对晶圆的清洗采用人工操作，工人手持喷淋工具对晶圆承载盘上的晶圆进行喷淋清洗。

由于在生产过程中有人体分泌物形成的颗粒与工人操作活动带动衣物纤尘、材料碎片、大气悬浮颗粒等杂质，因此人工清洗时会导致生产的晶圆被污染；同时人工清洗效果差，靠近员工侧的晶圆清洗次数较多，远离员工的清洗次数较少，对晶圆冲洗时长无法固定、冲洗面积小，导致清洗不均匀，清洗时长容易受工人个体因素影响，最终使得产品工艺的一致性不能得到保障，最后影响后续工艺的加工质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种晶圆清洗设备，以解决现有技术中的人工清洗晶圆时会导致晶圆被污染，影响产品工艺的一致性的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种晶圆清洗设备，包括支撑台、旋转机构、喷淋机构和控制柜。

所述旋转机构设置在所述支撑台上，所述旋转机构包括安装底座、布置在所述安装底座上的驱动电机和与所述驱动电机传动连接的转盘，所述驱动电机与所述控制柜电连接，所述转盘上设置有承载盘，所述承载盘上设置有若干个用于放置晶圆的放置工位；

所述喷淋机构包括喷淋管和用于驱动所述喷淋管移动的驱动件，所述喷淋管上连接有用于控制喷淋管通断的控制阀，所述驱动件、所述控制阀均与所述控制柜电连接，所述喷淋管在移动行程中具有移动至所述放置工位的上侧以清洗晶圆的清洗状态和移动至所述承载盘的外侧以停止清洗的停止状态。

优选地，所述驱动件为转动气缸，所述支撑台上设置有气缸工作台，所述喷淋管装配在所述转动气缸上。

优选地，所述支撑台上设置有U形的安装板，所述安装板扣装在所述支撑台上，所述气缸工作台布置在所述安装板内。

优选地，所述控制阀为气动隔膜阀，所述气动隔膜阀的进液口用于与液源连接，所述气动隔膜阀的出液口与所述喷淋管连接。

优选地，所述支撑台包括围板和布置在所述围板上的台面，所述控制柜固定布置在所述围板的外侧，所述转盘位于所述台面的上侧，所述驱动电机位于所述台面的下侧，所述喷淋机构布置在所述围板上。

优选地，所述台面上设置有并列排布的清洗区过滤板和操作区过滤板，所述转盘位于所述清洗区过滤板的上侧，所述喷淋管在移动至清洗状态时位于所述清洗区过滤板的上侧，所述喷淋管在移动至停止状态时位于所述操作区过滤板的上侧。

优选地，所述转盘的上侧沿其周向间隔布置有若干个限位块，各所述限位块之间形成用于容纳所述承载盘的容纳空间。

优选地，所述驱动电机的输出端连接有转轴，所述转盘的底端设置有连接块，所述转轴与所述连接块止转装配。

优选地，所述承载盘上周向间隔布置有若干个用于放置晶圆的放置槽，所述放置槽形成所述放置工位。

本实用新型实施例一种晶圆清洗设备与现有技术相比，其有益效果在于：在支撑台上布置旋转机构，利用控制柜控制旋转电机转动并带动转盘和承载盘转动，承载盘转动时带动放置工位上的晶圆转动，同时控制柜控制驱动件带动喷淋管移动至清洗状态，控制阀控制喷淋管喷淋出清洗液体对各个放置工位上的晶圆进行清洗，晶圆清洗完毕后控制柜控制驱动件带动喷淋管移动至停止状态，控制阀控制喷淋管断开停止作业；通过控制柜、旋转机构和喷淋机构实现对晶圆的自动化清洗，避免了人工手持清洗带动的污染颗粒进入晶圆表面，同时喷淋管的清洗面积大、冲洗时长可控、喷洒液体均匀，提高了清洗的一致性。

附图说明

图1是本实用新型的晶圆清洗设备的结构示意图；

图2是图1的晶圆清洗设备的喷淋机构的结构示意图；

图3是图1的晶圆清洗设备的旋转机构的结构示意图；

图4是图3的晶圆清洗设备的旋转机构的俯视图；

图5是本实用新型的晶圆清洗设备的承载盘的结构示意图。

图中，1、支撑台，11、围板，12、台面，2、旋转机构，21、安装底座，22、驱动电机，23、转盘，24、限位块，25、转轴，26、连接块，3、承载盘，31、放置槽，4、喷淋机构，41、喷淋管，42、转动气缸，43、气动隔膜阀，5、控制柜，6、气缸工作台，7、安装板，8、清洗区过滤板，9、操作区过滤板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的一种晶圆清洗设备的优选实施例，如图1至图5所示，该晶圆清洗设备包括支撑台1、旋转机构2、喷淋机构4和控制柜5，支撑台1为该晶圆清洗设备的支撑基础，旋转机构2、喷淋机构4和控制柜5均布置在支撑台1上。

旋转机构2包括安装底座21、驱动电机22和转盘23，安装底座21支撑布置在地面上，用于支撑固定驱动电机22。驱动电机22与控制柜5电连接，用于接收控制柜5传输的启动或者停止信号。驱动电机22布置在安装底座21的顶部，转盘23与驱动电机22传动连接，在本实施例中，驱动电机22具体为减速电机，以便于调节转盘23的转动速度。

转盘23的上侧还布置有承载盘3，承载盘3上设置有若干个用于放置晶圆的放置工位，每个工位上均可放置一枚待清洗的晶圆。转盘23在转动时可以带动承载盘3快速转动，进而带动转载盘上待清洗的晶圆转动，利用高速旋转的离心作用，提高了晶圆清洗的速率和效果。

喷淋机构4包括喷淋管41、驱动件和控制阀，驱动件用于驱动喷淋管41移动，控制阀与喷淋管41连接，用于控制喷淋管41的通断，即控制喷淋动作的启动与停止。喷淋管41上设置有复数的喷头，通过喷头喷出的液体实现对晶圆的清洗。喷淋管41与控制阀一一对应连接，当喷淋液体有多种且需要多个喷淋管41时，可以使用多个控制阀形成组件，控制多个喷淋管41的喷淋动作。

驱动件、控制阀均与控制柜5电连接，控制柜5用于向驱动件和控制阀分别传输动作信号，从而实现自动控制喷淋管41的清洗动作。喷淋管41在移动行程中具有移动至放置工位的上侧以清洗晶圆的清洗状态和移动至承载盘3的外侧以停止清洗的停止状态，在对晶圆进行清洗时，控制柜5向驱动件传动启动信号，驱动件驱动喷淋管41移动至放置工位的上侧，此时控制柜5向控制阀传输开启信号，控制阀开启喷淋管41喷出液体，对晶圆进行清洗，此时喷淋管41处于清洗状态；当晶圆被清洗完成时，控制阀向控制阀传输断开信号，控制阀断开喷淋管41的液体输送，此时控制柜5向驱动件传动启动信号，驱动件驱动喷淋管41移动至承载盘3的外侧，停止对晶圆的清洗。

人工清洗晶圆时，员工手持喷淋工具站在清洗区的外侧对承载盘3上的晶圆进行喷淋清洗，由于长距离的对承载盆上的晶圆进行冲洗，在停止清洗时不可避免的使清洗外侧地面上有残留的清洗液体，同时由于洁净室面积紧凑，冲洗操作台面12积小，在冲洗最边缘的晶圆时容易造成清洗溶液的飞溅，从而导致清洗溶液洒落在地面上造成污染。该晶圆清洗设备中喷淋管41具有清洗状态，与晶圆的距离近且位于承载盘3的上侧，不会产生水花飞溅到设备外的现象，保持了环境卫生；而清洗结束后移动至停滞状态，位于承载盘3的外侧，实现液体滴落在设定位置，从而不影响清洁效果与后续员工操作。

在本实施例中，支撑台1、安装底座21均采用聚丙烯材料(pp材料)，喷淋管41采用聚四氟乙烯材料(PTFE材料)，控制阀为洁净型，可以以保证该晶圆清洗设备在清洗时的洁净度，从而减少现有技术中人工操作带来的人体分泌物污染。

该晶圆清洗设备在支撑台1上布置旋转机构2，利用控制柜5控制旋转电机转动并带动转盘23和承载盘3转动，承载盘3转动时带动放置工位上的晶圆转动，同时控制柜5控制驱动件带动喷淋管41移动至清洗状态，控制阀控制喷淋管41喷淋出清洗液体对各个放置工位上的晶圆进行清洗，晶圆清洗完毕后控制柜5控制驱动件带动喷淋管41移动至停止状态，控制阀控制喷淋管41断开停止作业；通过控制柜5、旋转机构2和喷淋机构4实现对晶圆的自动化清洗，避免了人工手持清洗带动的污染颗粒进入晶圆表面，同时喷淋管41的清洗面积大、冲洗时长可控、喷洒液体均匀，使得各块晶圆的清洗时间得到统一，提高了清洗的一致性。

优选地，驱动件为转动气缸42，支撑台1上设置有气缸工作台6，喷淋管41装配在转动气缸42上。

采用转动气缸42作为驱动件，转动气缸42作为现有设备，通过调节转动气缸42上的旋转限位调节螺栓可以灵活调节喷淋管41的旋转角度，对喷淋管41的旋转范围进行限制。喷淋管41上的多个喷头会导致滴落液体，影响清洁效果，采用转动气缸42便于精确控制喷淋管41在清洗状态以及停止状态的位置，避免喷淋液体四处洒落，实现液体滴落在设定位置，从而不影响清洁效果与后续员工操作，而气缸工作台6为旋转气缸的提供了安装工位。

优选地，支撑台1上设置有U形的安装板7，安装板7扣装在支撑台1上，气缸工作台6布置在安装板7内。

安装板7为喷淋机构4提供了固定工位，气缸工作台6通过螺栓固定在安装板7上。在本实施例中，气缸工作台6为水平布置的板材，安装板7扣在支撑台1上，为转动气缸42提供相对封闭的工作环境，延长使用寿命。

优选地，控制阀为气动隔膜阀43，气动隔膜阀43的进液口用于与液源连接，气动隔膜阀43的出液口与喷淋管41连接。

气动隔膜阀43通过螺栓安装固定在支撑台1上，气动隔膜阀43的通断由控制柜5控制，可以实现喷淋管41工作状态的自动调节。气动隔膜阀43作为控制阀，可以避免清洗液体泄漏，减少污染。当多个气动隔膜阀43组成阀组件时，可以控制复数液体的喷淋启动。

优选地，支撑台1包括围板11和布置在围板11上的台面12，控制柜5固定布置在围板11的外侧，转盘23位于台面12的上侧，驱动电机22位于台面12的下侧，喷淋机构4布置在围板11上。

支撑台1由围板11和台面12形成，控制柜5布置在围板11的外侧，便于操作人员在支撑台1外操控晶圆清洗作业，避免操作人员靠近台面12而带来的人体分泌物污染。转盘23和驱动电机22分别位于台面12的上下两侧，台面12可以将喷淋的液体导流走，避免对驱动电机22造成影响。

优选地，台面12上设置有并列排布的清洗区过滤板8和操作区过滤板9，转盘23位于清洗区过滤板8的上侧，喷淋管41在移动至清洗状态时位于清洗区过滤板8的上侧，喷淋管41在移动至停止状态时位于操作区过滤板9的上侧。

清洗区过滤板8可以过滤大颗粒杂质，避免堵塞出水管；操作区过滤板9可以避免堵塞出水管，同时方便员工使用镊子取出晶圆承载盆上的晶圆，属于员工的操作区域。

优选地，转盘23的上侧沿其周向间隔布置有若干个限位块24，各限位块24之间形成用于容纳承载盘3的容纳空间。

限位块24安装在转盘23上，用于对承载盘3进行限位，避免转盘23快速转动时承载盘3的位置移动，保证清洁效率。

优选地，驱动电机22的输出端连接有转轴25，转盘23的底端设置有连接块26，转轴25与连接块26止转装配。

转轴25通过连接块26与转盘23传动连接，可以增加转盘23转动的稳定性。

优选地，承载盘3上周向间隔布置有若干个用于放置晶圆的放置槽31，放置槽31形成放置工位。

利用放置槽31形成放置工位，放置槽31对晶圆进行限位，避免清洗过程中晶圆受到液体冲击改变位置。

该晶圆清洗设备利用喷淋管41所喷液体的溶解作用来溶解晶圆表面的污渍，同时利用转盘23高速旋转的离心作用，使溶有杂质的液体及时脱离晶圆表面；另外由于喷淋管41所喷液体与旋转的晶圆有较高的相对速度，会产生较大的冲击力，在冲击力的作用下，可以清除吸附的杂质。

综上，本实用新型实施例提供一种晶圆清洗设备，其在支撑台上布置旋转机构，利用控制柜控制旋转电机转动并带动转盘和承载盘转动，承载盘转动时带动放置工位上的晶圆转动，同时控制柜控制驱动件带动喷淋管移动至清洗状态，控制阀控制喷淋管喷淋出清洗液体对各个放置工位上的晶圆进行清洗，晶圆清洗完毕后控制柜控制驱动件带动喷淋管移动至停止状态，控制阀控制喷淋管断开停止作业；通过控制柜、旋转机构和喷淋机构实现对晶圆的自动化清洗，避免了人工手持清洗带动的污染颗粒进入晶圆表面，同时喷淋管的清洗面积大、冲洗时长可控、喷洒液体均匀，提高了清洗的一致性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种晶圆清洗设备，其特征在于，包括支撑台、旋转机构、喷淋机构和控制柜，

所述旋转机构设置在所述支撑台上，所述旋转机构包括安装底座、布置在所述安装底座上的驱动电机和与所述驱动电机传动连接的转盘，所述驱动电机与所述控制柜电连接，所述转盘上设置有承载盘，所述承载盘上设置有若干个用于放置晶圆的放置工位；

所述喷淋机构包括喷淋管和用于驱动所述喷淋管移动的驱动件，所述喷淋管上连接有用于控制喷淋管通断的控制阀，所述驱动件、所述控制阀均与所述控制柜电连接，所述喷淋管在移动行程中具有移动至所述放置工位的上侧以清洗晶圆的清洗状态和移动至所述承载盘的外侧以停止清洗的停止状态，

所述转盘的上侧沿其周向间隔布置有若干个限位块，各所述限位块之间形成用于容纳所述承载盘的容纳空间。

2.根据权利要求1所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述驱动件为转动气缸，所述支撑台上设置有气缸工作台，所述喷淋管装配在所述转动气缸上。

3.根据权利要求2所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述支撑台上设置有U形的安装板，所述安装板扣装在所述支撑台上，所述气缸工作台布置在所述安装板内。

4.根据权利要求1-3任一项所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述控制阀为气动隔膜阀，所述气动隔膜阀的进液口用于与液源连接，所述气动隔膜阀的出液口与所述喷淋管连接。

5.根据权利要求1-3任一项所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述支撑台包括围板和布置在所述围板上的台面，所述控制柜固定布置在所述围板的外侧，所述转盘位于所述台面的上侧，所述驱动电机位于所述台面的下侧，所述喷淋机构布置在所述围板上。

6.根据权利要求5所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述台面上设置有并列排布的清洗区过滤板和操作区过滤板，所述转盘位于所述清洗区过滤板的上侧，所述喷淋管在移动至清洗状态时位于所述清洗区过滤板的上侧，所述喷淋管在移动至停止状态时位于所述操作区过滤板的上侧。

7.根据权利要求1-3任一项所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述驱动电机的输出端连接有转轴，所述转盘的底端设置有连接块，所述转轴与所述连接块止转装配。

8.根据权利要求1-3任一项所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述承载盘上周向间隔布置有若干个用于放置晶圆的放置槽，所述放置槽形成所述放置工位。