CN220760460U - 一种用于双面抛光晶片的清洗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体加工技术领域，公开了一种用于双面抛光晶片的清洗系统，包括清洗槽、支撑座、喷淋冲洗单元和甩干单元，清洗槽内由隔板分成若干个清洗池，各清洗池均设置有支撑座，相邻的两个清洗池之间设置有喷淋冲洗单元和/或甩干单元；支撑座包括支撑盘和若干个支撑柱，支撑盘上设置有通孔，支撑柱的朝向支撑盘的中心的一侧具有支撑斜面。将晶片放置在各个清洗池内进行清洗，取代人工用夹子固定清洗的方式，晶片放置在支撑盘上后通过支撑柱的支撑斜面支撑，减小了晶片与支撑座之间的接触面积，支撑盘上的通孔使得清洗液可以进入晶片的背面，对晶片的各个位置均进行清洗，几乎不会产生死角，有效提高了晶片清洗后的清洁程度。

Description

一种用于双面抛光晶片的清洗系统

技术领域

本实用新型涉及半导体加工技术领域，特别是涉及一种用于双面抛光晶片的清洗系统。

背景技术

双面抛光晶片近年来得到发展，许多衬底生产厂商迫切开发双面抛光晶片的各工序的自动化加工工艺。作为衬底加工的最后一步，晶片的清洗工序可直接影响到客户端的使用，如果晶片表面的杂质未清洗干净，客户端在进行外延的过程中会暴露出问题，严重时可能损坏客户外延机器，因此对于要求更高的双面抛光片来说，优良的清洗工具尤为重要。

现有双面抛光晶片的清洗主要为人工方式，员工将清洗药液倒入烧杯中，通过手拿夹有晶片的清洗夹在烧杯中的药液中摆动，使晶片表面得到清洁。但是此种方式由于是使用夹子夹取晶片，因此夹子角的地方可能无法得到有效清洗且无法检验出，导致不良品流入客户端的风险，另一方面，人工清洗受多种因素影响，可能导致清洗效率低、稳定性差。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种用于双面抛光晶片的清洗系统，以解决现有技术中的人工清洗双面抛光晶片效率低、稳定性差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于双面抛光晶片的清洗系统，包括清洗槽、支撑座、喷淋冲洗单元和甩干单元，所述清洗槽内由隔板分成若干个清洗池，各所述清洗池内用于放置相异的清洗液，各清洗池均设置有所述支撑座，相邻的两个所述清洗池之间设置有所述喷淋冲洗单元和/或所述甩干单元；

所述支撑座包括支撑盘和成环形间隔布置在所述支撑盘上的若干个支撑柱，各所述支撑柱之间形成用于容纳晶片的容纳空间，所述支撑盘上设置有供清洗液通过的通孔，所述支撑柱的朝向所述支撑盘的中心的一侧具有用于支撑晶片的支撑斜面。

优选地，所述支撑座还包括可竖向伸缩的伸缩杆，所述支撑盘沿所述伸缩杆的周向转动装配在所述伸缩杆的顶端。

优选地，所述伸缩杆的顶端设置有转动盘，所述转动盘连接有若干组L形的连接杆，各所述连接杆沿所述伸缩杆的周向间隔布置，各所述连接杆均与所述支撑盘的底端连接。

优选地，所述支撑柱包括由上至下一体成型的圆柱段和圆锥段，所述圆锥段的外锥面形成所述支撑斜面。

优选地，所述支撑盘包括中空的环板，所述支撑柱布置在所述环板上，所述环板的内孔形成所述通孔。

优选地，所述甩干单元包括转动控制箱、与所述转动控制箱连接的旋转轴和固定设置在所述旋转轴上的旋转盘，所述旋转盘的顶部周向间隔设置有若干组限位柱，各所述限位柱之间形成用于放置晶片的放置空间。

优选地，所述限位柱为底部直径大于顶部直径的阶梯柱，晶片放置在所述限位柱的阶梯面上。

优选地，所述喷淋冲洗单元包括若干对称布置的喷嘴，各所述喷嘴均包括内部具有喷淋通道的外壳，所述外壳于所述喷淋通道的两端形成有进水口和出水口，所述外壳靠近所述出水口的一端为内径逐渐减小的锥形结构。

优选地，所述清洗池包括沿清洗槽的长度方向依次布置的超声清洗池、异丙醇清洗池、碱性药液清洗池和去离子水清洗池，所述异丙醇清洗池与所述碱性药液清洗池之间布置有所述喷淋冲洗单元和所述甩干单元，所述碱性药液清洗池与所述去离子水清洗池之间布置有所述喷淋冲洗单元，所述去离子水清洗池远离所述碱性药液清洗池的一侧还布置有所述喷淋冲洗单元和所述甩干单元。

优选地，还包括用于放置晶片的盛放卡塞和用于取放晶片的机械手，所述清洗槽的一侧设置有沿其长度方向延伸的移动滑轨，所述机械手滑动装配在所述移动滑轨上。

本实用新型实施例一种用于双面抛光晶片的清洗系统与现有技术相比，其有益效果在于：在清洗槽内设置多个清洗池，在清洗池内布置支撑座，将晶片放置在各个清洗池内进行清洗，取代人工用夹子固定清洗的方式，晶片放置在支撑盘上后通过支撑柱的支撑斜面支撑，多个支撑柱均匀卡住晶片的边缘，支撑斜面与晶片之间为点接触，减小了晶片与支撑座之间的接触面积，支撑盘上的通孔使得清洗液可以进入晶片的背面，对晶片的各个位置均进行清洗，几乎不会产生死角，有效提高了晶片清洗后的清洁程度，提高了晶片的清洗效率和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的用于双面抛光晶片的清洗系统的结构示意图；

图2是图1的用于双面抛光晶片的清洗系统的支撑座的结构示意图；

图3是图2的支撑座的支撑盘与支撑柱的装配结构示意图；

图4是图1的用于双面抛光晶片的清洗系统的喷嘴的结构示意图；

图5是本实用新型的用于双面抛光晶片的清洗系统的机械手将晶片放置在喷淋冲洗单元时的状态示意图；

图6是本实用新型的用于双面抛光晶片的清洗系统的甩干单元的结构示意图。

图中，1、清洗槽，11、挡水板，12、超声清洗池，13、异丙醇清洗池，14、碱性药液清洗池，15、去离子水清洗池，2、支撑座，21、支撑盘，211、环板，212、通孔，22、支撑柱，221、圆柱段，222、圆锥段，223、支撑斜面，24、伸缩杆，25、连接杆，26、转动盘，3、喷淋冲洗单元，31、喷嘴，32、外壳，33、进水口，34、出水口，4、甩干单元，41、转动控制箱，42、旋转轴，43、旋转盘，44、限位柱，5、盛放卡塞，6、机械手，7、移动滑轨。

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。

本实用新型的一种用于双面抛光晶片的清洗系统的优选实施例，如图1至图6所示，该用于双面抛光晶片的清洗系统包括清洗槽1、支撑座2、喷淋冲洗单元3和甩干单元4，清洗槽1用于对晶片进行多种清洗；支撑座2用于支撑固定晶片，避免晶片在清洗过程中移动改变位置；喷淋冲洗单元3用于对晶片进行喷淋冲洗，消除晶片上残留的清洗液等；甩干单元4用于对晶片进行甩干，消除残留的水滴。

清洗槽1为长方体结构，清洗槽1内沿长度方向间隔设置有多个隔板，隔板将清洗槽1分隔成若干个清洗池，各个清洗池内用于放置相异的清洗液。晶片上的杂质有多种，不同的清洗液可以分别清理晶片上不同的杂质，以保证将晶片表面清洁干净。各个清洗池内均布置支撑座2，以对位于清洗液中的晶片进行支撑固定，防止晶片移动。

相邻的两个清洗池之间设置有喷淋冲洗单元3和/或甩干单元4，根据相邻两个清洗池中的清洗液的种类以及性质不同，可以设置喷淋冲洗单元3或者甩干单元4，也可以同时设置喷淋冲洗单元3与甩干单元4。清洗槽1上在各个清洗池、喷淋冲洗单元3以及甩干单元4之间还设置有挡水板11，挡水板11用于遮挡不同清洗池之间的清洗液相互溅射或者溅射到晶片上，避免在清洗过程中遭受二次污染。

支撑座2包括支撑盘21和若干个支撑柱22，支撑盘21为晶片的支撑基础，支撑柱22布置在支撑盘21上。支撑盘21为圆形结构，支撑盘21上开设有通孔212，通孔212位于支撑盘21的中心位置，通孔212供清洗池内的清洗液通过，以对晶片的背面进行清洗，减少清洗死角。

各个支撑柱22成环形竖直布置在支撑盘21的边缘处，各个支撑柱22绕支撑盘21的圆心均匀间隔分布，各个支撑柱22之间形成用于容纳晶片的容纳空间。在清洗的过程中，支撑柱22与晶片的外边缘接触，对晶片进行周向限位，避免清洗的过程中晶片移动。在本实施例中，支撑柱22共有六个，六个支撑柱22均匀间隔分布；在其他实施例中，根据需要支撑柱22也可以为其他数量，至少为三个，以满足对晶片的三点支撑固定。

支撑柱22的朝向支撑盘21的中心的一侧具有用于支撑晶片的支撑斜面223，支撑斜面223位于支撑柱22的底部位置，晶片放置在支撑座2上后，支撑斜面223对晶片的底部边缘接触实现倾斜支撑。通过支撑斜面223去支撑限位晶片，支撑斜面223与晶片之间为点接触，可以有效减少与晶片的接触面积，从而减少清洗死角；另外，支撑斜面223与支撑盘21的底部黄子健具有一定的距离，从而使得晶片与支撑盘21之间具有间距，该间距能使清洗液在两者中间进行作用，使得双面抛光晶片的正背面均能得到有效清洗，几乎不会产生清洗四角，从而有效提高了清洗后的清洁程度。

该用于双面抛光晶片的清洗系统将晶片放置在各个清洗池内进行清洗，取代人工用夹子固定清洗的方式，晶片放置在支撑盘21上后通过支撑柱22的支撑斜面223支撑，多个支撑柱22均匀卡住晶片的边缘，支撑斜面223与晶片之间为点接触，减小了晶片与支撑座2之间的接触面积，支撑盘21上的通孔212使得清洗液可以进入晶片的背面，对晶片的各个位置均进行清洗，几乎不会产生死角，有效提高了晶片清洗后的清洁程度，提高了晶片的清洗效率和稳定性。

优选地，支撑座2还包括可竖向伸缩的伸缩杆24，支撑盘21沿伸缩杆24的周向转动装配在伸缩杆24的顶端。

伸缩杆24在竖向伸缩时可以带动其顶部的支撑座2同步伸缩，在清洗晶片时，伸缩杆24带动支撑座2向下移动并浸没在清洗液内，将晶片带入清洗液内进行清洗；清洗结束后，伸缩杆24带动支撑座2向上移动并从清洗液内移出，便于将晶片转移至下一清洗工序。伸缩杆24的具体结构为现有技术，在本实施例中，伸缩杆24可以为液压杆、气动杆或者电推杆，其具体结构不作详细叙述。

支撑盘21沿伸缩杆24的周向转动装配在伸缩杆24的顶端，即支撑盘21可以周向转动，支撑盘21转动时可以给晶片一定的转速，将晶片托举在清洗液中进行离心清洗，提高晶片的清洗效率以及清洗效果。

优选地，伸缩杆24的顶端设置有转动盘26，转动盘26连接有若干组L形的连接杆25，各连接杆25沿伸缩杆24的周向间隔布置，各连接杆25均与支撑盘21的底端连接。

支撑盘21通过转动盘26和连接杆25转动装配在伸缩杆24的顶端，连接杆25可以减小转动连接处的面积，减少转动盘26转动时受到的清洗液阻力，同时也使支撑盘21在转动时更为稳定。

优选地，支撑柱22包括由上至下一体成型的圆柱段221和圆锥段222，圆锥段222的外锥面形成支撑斜面223。

支撑柱22由圆柱段221和圆锥段222一体成型，增加了支撑柱22的强度，支撑斜面223由圆锥段222的外锥面形成，支撑柱22在周向上为对称结构，装配时任一侧面均可以用于支撑晶片，使用方便。在其他实施例中，也可以在支撑柱22的底端设置向中心延伸的肋板，肋板的端面形成支撑斜面223。

优选地，支撑盘21包括中空的环板211，支撑柱22布置在环板211上，环板211的内孔形成通孔212。

支撑盘21采用环板211结构，简化了支撑盘21的具体结构，同时环板211的内孔可以自然形成通孔212，无需再行加工，制作方便。

优选地，甩干单元4包括转动控制箱41、与转动控制箱41连接的旋转轴42和固定设置在旋转轴42上的旋转盘43，旋转盘43的顶部周向间隔设置有若干组限位柱44，各限位柱44之间形成用于放置晶片的放置空间。

转动控制箱41上设置与调节开关，用于控制并设定旋转轴42的转速，从而调节旋转盘43的转速。旋转盘43的顶部设置限位柱44，在对晶片进行甩干时，晶片布置在限位柱44之间的放置空间内，限位柱44可以对晶片进行径向限位，避免晶片在甩干的过程中移动而造成损坏。

优选地，限位柱44为底部直径大于顶部直径的阶梯柱，晶片放置在限位柱44的阶梯面上。

限位柱44为阶梯柱结构，晶片放置在阶梯面上后，晶片的底部与旋转盘43之间存在间隔，该间隔使得晶片底部的水滴在离心力的作用下也可以被快速甩出，减少晶片上的液滴残留，提高甩干效率。

优选地，喷淋冲洗单元3包括若干对称布置的喷嘴31，各喷嘴31均包括内部具有喷淋通道的外壳32，外壳32于喷淋通道的两端形成有进水口33和出水口34，外壳32靠近出水口34的一端为内径逐渐减小的锥形结构。

喷嘴31对称布置，可以从多个方向对晶片进行喷淋清洗，快速清除晶片上残留的各种清洗液。外壳32靠近出水口34的一端为锥形结构，内径减小的情况下水流会起到加压的效果，提高水流的喷射速度，从而达到喷淋冲洗的效果。

优选地，清洗池包括沿清洗槽1的长度方向依次布置的超声清洗池12、异丙醇清洗池12、碱性药液清洗池14和去离子水清洗池15，异丙醇清洗池12与碱性药液清洗池14之间布置有喷淋冲洗单元3和甩干单元4，碱性药液清洗池14与去离子水清洗池15之间布置有喷淋冲洗单元3，去离子水清洗池15远离碱性药液清洗池14的一侧还布置有喷淋冲洗单元3和甩干单元4。

超声清洗池12内用于放置超声清洗的药液以及相应的超声产生机构，超声产生机构可以调整超声清洗的开启或者关闭状态、超声清洗的时间，保证晶片在合理的超声时间范围内清洗。超声清洗为晶片清洗的第一道工艺，可以清除晶片表面微小的颗粒，避免微小颗粒对表面造成划伤。

异丙醇清洗池12用于盛放异丙醇溶液对晶片表面进行清洗，异丙醇溶液可以清除晶片正背面附着的有机物，避免有机物对晶片造成有机污染而影响客户端使用。

碱性药液清洗池14用于盛放碱性清洗液对晶片表面进行清洗，晶片衬底对金属离子的要求较为严格，需要将晶片表面的金属例子控制在一定范围内，碱性药液清洗池14可以清除晶片衬底的金属离子。

去离子水清洗池15用于盛放去离子水对晶片表面进行清洗，药液清洗后晶片表面会存在清洗药液残留，对晶片表面造成过渡腐蚀，紫水可以冲洗干净晶片表面残留的清洗药液。

异丙醇清洗池12作为正式清洗的第一道工序，清洗时晶片表面较脏，晶片在异丙醇溶液中清洗完成后直接放入碱性溶液中清洗，会造成对碱性溶液的污染，而碱性溶液由多种溶液配制而成，人工配制工时长，价格昂贵，因此会造成清洗药液资源的浪费。在异丙醇清洗池12与碱性药液清洗池14之间同时布置喷淋冲洗单元3和甩干单元4，可以清除晶片上残留的异丙醇溶液，减少碱性溶液的浪费。

碱性药液具有腐蚀性，碱性药液清洗池14与去离子水清洗池15之间布置有喷淋冲洗单元3而不设置甩干单元4，可以避免在甩干时转速的作用下碱性药液会向晶面表面大范围扩散，造成过度腐蚀、表面发白的现象。碱性药液清洗完成后通过喷淋冲洗单元3进行喷淋冲洗以及去离子水冲洗，可以保证碱性药液不在晶片表面残留。

去离子水清洗池15远离碱性药液清洗池14的一侧还布置有喷淋冲洗单元3和甩干单元4，可以消除晶片上残留的去离子水，使清洗后的晶片保持干燥清洗。

优选地，还包括用于放置晶片的盛放卡塞5和用于取放晶片的机械手6，清洗槽1的一侧设置有沿其长度方向延伸的移动滑轨7，机械手6滑动装配在移动滑轨7上。

盛放卡塞5用于分层放置晶片，便于机械手6取放；清洗槽1的一侧设置移动滑轨7，机械手6可以在移动滑轨7上沿清洗槽1的长度方向移动，当需要在对应的清洗池内清洗晶片时，机械手6可以沿移动化归移动至清洗槽1上对应的清洗池处，将晶片放置在清洗池内的支撑座2上，清洗完成后再将晶片取出并放置在下一工序的清洗池内，实现晶片清洗的自动化作业。在本实施例中，机械手6通过真空吸附的方式取放晶片。

本实用新型的工作过程为，包括以下步骤：

S1，机械手6在移动滑轨7上移动至盛放卡塞5的位置处，晶片由机械手6从盛放卡塞5内取出，先将取出的晶片放置在超声清洗池12的支撑座2上，支撑座2的伸缩杆24向下伸缩并将晶片带入清洗液中进行超声清洗，清洗完成后伸缩杆24向上伸缩将晶片带出清洗液，超声清洗完成；

S2，机械手6从超声清洗池12内的支撑座2上取下晶片并沿移动滑轨7移动至异丙醇清洗池13处，将晶片放置在异丙醇清洗池13的支撑座2上，通过转动盘26带动支撑座2转动，给晶片一定的转速，伸缩杆24向下伸缩将晶片带入异丙醇清洗液内进行旋转清洗，清洗完成后伸缩杆24带动晶片从清洗液中伸出；

S3，异丙醇清洗完成后，机械手6将晶片先放置在喷淋冲洗单元3上进行冲洗，然后放置在甩干单元4上进行甩干；

S4，甩干完毕后机械后将晶片取出并放置在碱性溶液清洗池的支撑座2内，伸缩杆24向下伸缩将晶片带入碱性溶液内，利用碱性溶液进行清洗，清洗后伸缩杆24带动晶片从碱性溶液中伸出，再经机械手6转移到喷淋冲洗单元3进行冲洗；

S5，冲洗后机械手6将晶片转移至去离子水清洗池15内，利用去离子水对晶片进行旋转冲洗，去离子水清洗完成后由机械手6依次转入喷淋冲洗单元3和甩干单元4，结束后完成整个清洗步骤。

综上，本实用新型实施例提供一种用于双面抛光晶片的清洗系统，其在清洗槽内设置多个清洗池，在清洗池内布置支撑座，将晶片放置在各个清洗池内进行清洗，取代人工用夹子固定清洗的方式，晶片放置在支撑盘上后通过支撑柱的支撑斜面支撑，多个支撑柱均匀卡住晶片的边缘，支撑斜面与晶片之间为点接触，减小了晶片与支撑座之间的接触面积，支撑盘上的通孔使得清洗液可以进入晶片的背面，对晶片的各个位置均进行清洗，几乎不会产生死角，有效提高了晶片清洗后的清洁程度，提高了晶片的清洗效率和稳定性。

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 (10)

1.一种用于双面抛光晶片的清洗系统，其特征在于，包括清洗槽、支撑座、喷淋冲洗单元和甩干单元，所述清洗槽内由隔板分成若干个清洗池，各所述清洗池内用于放置相异的清洗液，各清洗池均设置有所述支撑座，相邻的两个所述清洗池之间设置有所述喷淋冲洗单元和/或所述甩干单元；

所述支撑座包括支撑盘和成环形间隔布置在所述支撑盘上的若干个支撑柱，各所述支撑柱之间形成用于容纳晶片的容纳空间，所述支撑盘上设置有供清洗液通过的通孔，所述支撑柱的朝向所述支撑盘的中心的一侧具有用于支撑晶片的支撑斜面。

2.根据权利要求1所述的用于双面抛光晶片的清洗系统，其特征在于，所述支撑座还包括可竖向伸缩的伸缩杆，所述支撑盘沿所述伸缩杆的周向转动装配在所述伸缩杆的顶端。

3.根据权利要求2所述的用于双面抛光晶片的清洗系统，其特征在于，所述伸缩杆的顶端设置有转动盘，所述转动盘连接有若干组L形的连接杆，各所述连接杆沿所述伸缩杆的周向间隔布置，各所述连接杆均与所述支撑盘的底端连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于双面抛光晶片的清洗系统，其特征在于，所述支撑柱包括由上至下一体成型的圆柱段和圆锥段，所述圆锥段的外锥面形成所述支撑斜面。

5.根据权利要求1-3任一项所述的用于双面抛光晶片的清洗系统，其特征在于，所述支撑盘包括中空的环板，所述支撑柱布置在所述环板上，所述环板的内孔形成所述通孔。

6.根据权利要求1-3任一项所述的用于双面抛光晶片的清洗系统，其特征在于，所述甩干单元包括转动控制箱、与所述转动控制箱连接的旋转轴和固定设置在所述旋转轴上的旋转盘，所述旋转盘的顶部周向间隔设置有若干组限位柱，各所述限位柱之间形成用于放置晶片的放置空间。

7.根据权利要求6所述的用于双面抛光晶片的清洗系统，其特征在于，所述限位柱为底部直径大于顶部直径的阶梯柱，晶片放置在所述限位柱的阶梯面上。

8.根据权利要求1-3任一项所述的用于双面抛光晶片的清洗系统，其特征在于，所述喷淋冲洗单元包括若干对称布置的喷嘴，各所述喷嘴均包括内部具有喷淋通道的外壳，所述外壳于所述喷淋通道的两端形成有进水口和出水口，所述外壳靠近所述出水口的一端为内径逐渐减小的锥形结构。

9.根据权利要求1-3任一项所述的用于双面抛光晶片的清洗系统，其特征在于，所述清洗池包括沿清洗槽的长度方向依次布置的超声清洗池、异丙醇清洗池、碱性药液清洗池和去离子水清洗池，所述异丙醇清洗池与所述碱性药液清洗池之间布置有所述喷淋冲洗单元和所述甩干单元，所述碱性药液清洗池与所述去离子水清洗池之间布置有所述喷淋冲洗单元，所述去离子水清洗池远离所述碱性药液清洗池的一侧还布置有所述喷淋冲洗单元和所述甩干单元。

10.根据权利要求1-3任一项所述的用于双面抛光晶片的清洗系统，其特征在于，还包括用于放置晶片的盛放卡塞和用于取放晶片的机械手，所述清洗槽的一侧设置有沿其长度方向延伸的移动滑轨，所述机械手滑动装配在所述移动滑轨上。