CN220796699U - 工件清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于半导体加工技术领域，公开了一种工件清洗装置。该工件清洗装置包括转轴、夹持机构、冲洗机构、刷洗组件以及吹干组件，夹持机构包括承载架以及沿周向均匀设置在承载架上的至少三个夹持组件，承载架设置在转轴上，转轴能够带动承载架转动；夹持组件能够沿径向抵靠在工件的侧面；冲洗机构用于冲洗工件的上表面和下表面；刷洗组件用于刷洗工件的上表面；吹干组件用于吹干工件的上表面和下表面。该工件清洗装置的夹持组件能够沿径向抵靠在工件的侧面，因此夹持机构能够从工件的侧面固定工件，不会损伤工件上表面的电路结构，夹持机构设置在转轴上，从而实现工件的转动，使得工件在转动过程中进行清洗，提高了清洗效果和干燥速度。

Description

工件清洗装置

技术领域

本实用新型涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种工件清洗装置。

背景技术

晶圆是指制作半导体电路所用的硅晶片，外形为规则圆柱体，其原始材料为硅。晶圆是半导体集成电路制作中最关键的原材料之一，晶圆在制造过程中，需要进行清洗以冲刷到表面的粉尘或颗粒，从而避免对其内部的电路造成破坏。

现有的晶圆清洗方法，多是通过抵压晶圆上表面将晶圆固定在旋转台上后，再进行清洗，该方法容易压坏晶圆内的电路层；还有使用真空吸附的方法将晶圆固定在旋转台上，该方法会造成清洗液或杂物进入真空管路而损伤管路元器件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种工件清洗装置，能够在不损伤工件内部结构的情况对工件进行清洗。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种工件清洗装置，包括：

转轴；

夹持机构，所述夹持机构包括承载架以及沿周向均匀设置在所述承载架上的至少三个夹持组件，所述承载架设置在所述转轴上，所述转轴能够带动所述承载架转动；所述夹持组件能够沿径向抵靠在工件的侧面；

冲洗机构，所述冲洗机构用于冲洗所述工件的上表面和下表面；

刷洗组件，所述刷洗组件用于刷洗所述工件的上表面；

吹干组件，所述吹干组件用于吹干所述工件的上表面和下表面。

作为优选地，所述夹持组件包括驱动件和径向限位凸起，所述驱动件设置在所述承载架上，所述驱动件与所述径向限位凸起连接，所述驱动件能够驱动所述径向限位凸起沿所述工件的径向移动以贴靠在所述工件的侧面。

作为优选地，所述夹持组件还包括轴向承托台，所述工件的下表面的边缘抵靠在所述轴向承托台上。

作为优选地，所述冲洗机构包括上冲洗组件，所述上冲洗组件包括第一升降摆臂，所述第一升降摆臂上设置有上喷头单元，所述上喷头单元能够向所述工件的上表面喷洒清洗液，所述第一升降摆臂能够转动以使所述上喷头单元改变喷洒位置，所述第一升降摆臂还能够带动所述上喷头单元沿轴向远离或靠近所述工件的上表面。

作为优选地，所述上喷头单元包括雾化喷头、臭氧水喷头以及除静电水喷头，所述雾化喷头用于向所述工件喷洒雾化液滴，所述臭氧水喷头用于向所述工件喷洒臭氧水，所述除静电水喷头用于向所述工件喷洒除静电水。

作为优选地，所述冲洗机构还包括下冲洗管，所述下冲洗管设置在所述工件的底部，所述下冲洗管用于向所述工件的下表面喷洒清洗液。

作为优选地，所述吹干组件包括上送气口和下送气管，所述上送气口设置在所述第一升降摆臂上，所述下送气管设置在所述工件的底部，所述上送气口用于向所述工件的上表面吹送热氮气，所述下送气管用于向所述工件的下表面吹送热氮气。

作为优选地，所述工件清洗装置还包括定轴，所述定轴与所述转轴存在相对转动，所述定轴设置在所述工件的下方，所述下冲洗管和所述下送气管均设置在所述定轴上。

作为优选地，所述刷洗组件包括第二升降摆臂和刷头，所述刷头设置在所述第二升降摆臂上，所述第二升降摆臂能够转动以使所述刷头改变刷洗位置，所述第二升降摆臂还能够带动所述刷头沿轴向远离或靠近所述工件。

作为优选地，所述工件清洗装置还包括盛水盘和挡水板，所述盛水盘位于所述工件的下方，所述盛水盘用于收集清洗液；所述挡水板环设在所述盛水盘上，所述挡水板能够沿轴向移动至所述承载架的外围以阻挡飞溅的清洗液。。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的工件清洗装置，由于夹持机构的承载架上沿周向均匀设置有至少三个夹持组件，夹持组件能够沿径向抵靠在工件的侧面，因此夹持机构能够从工件的侧面固定工件，不会损伤工件上表面的电路结构；由于该工件清洗装置还设置有冲洗机构、刷洗组件以及吹干组件，因此能够对工件的上表面和下表面进行一系列的清洗并最终干燥；该工件清洗装置通过将夹持机构的承载架设置在转轴上，而转轴能够带动承载架转动，从而实现工件的转动，使得工件在转动过程中进行清洗，提高了清洗效果和干燥速度。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的工件清洗装置的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的夹持机构的结构示意图；

图3是本实用新型具体实施方式提供的工件清洗装置的剖视图。

图中：

1-转轴；

2-夹持机构；21-承载架；22-夹持组件；221-驱动件；222-径向限位凸起；223-轴向承托台；

3-冲洗机构；31-上冲洗组件；311-第一升降摆臂；34-下冲洗管；

4-刷洗组件； 41-第二升降摆臂； 42-刷头；

5-吹干组件； 52-下送气管；

6-安装底板；

7-挡水板；

8-定轴；

9-盛水盘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实用新型提供了一种工件清洗装置，该工件清洗装置包括转轴1、夹持机构2、冲洗机构3、刷洗组件4以及吹干组件5，夹持机构2包括承载架21以及沿周向均匀设置在承载架21上的至少三个夹持组件22，承载架21设置在转轴1的端部，转轴1能够带动承载架21转动；夹持组件22能够沿径向抵靠在工件的侧面。具体地，由于夹持机构2的承载架21上沿周向均匀设置有至少三个夹持组件22，夹持组件22能够沿径向抵靠在工件的侧面，因此夹持机构2能够从工件的侧面固定工件，不会损伤工件上表面的电路结构。

冲洗机构3用于冲洗工件的上表面和下表面；刷洗组件4用于刷洗工件的上表面；吹干组件5用于吹干工件的上表面和下表面。于本实施例中，工件可以是晶圆，也可以是其他需要进行清洗的圆柱状或圆环状硬质物体；由于该工件清洗装置还设置有冲洗机构3、刷洗组件4以及吹干组件5，因此能够对工件的上表面和下表面进行一系列的清洗并最终干燥；该工件清洗装置通过将夹持机构2的承载架21设置在转轴1上，而转轴1能够带动承载架21转动，从而实现工件的转动，使得工件在转动过程中进行清洗，提高了清洗效果和干燥速度；具体地，该工件清洗装置的底部装设有电机，转轴1的底部设置有从动轮，电机通过皮带与从动轮连接，因此操作人员可以通过电机实现转轴1的转动，并可以调节转轴1的转速。

进一步地，如图2所示，夹持组件22包括驱动件221和径向限位凸起222，驱动件221设置在承载架21上，驱动件221与径向限位凸起222连接，驱动件221能够驱动径向限位凸起222沿工件的径向移动以贴靠在工件的侧面。于本实施例中，驱动件221为导杆气缸，径向限位凸起222设置在导杆气缸的输出端上，导杆气缸通电后能够驱动径向限位凸起222沿导杆稳定移动；在清洗工件前，操作人员控制驱动件221驱动径向限位凸起222沿径向向远离中心的方向移动，以留出放置工件的空间，从而便于放置；之后从上往下将工件放在多个径向限位凸起222之间，随后操作人员控制驱动件221驱动径向限位凸起222沿径向往中间移动，从而从工件的侧面抵靠在工件上，以实现工件的夹持。其中导杆的长度方向即为工件的径向；该工件清洗装置通过驱动件221驱动径向限位凸起222从工件的径向夹紧工件，避免与工件的上、下表面大面积接触，有效保护了工件的上下表面。

具体地，如图2所示，夹持组件22还包括轴向承托台223，工件的下表面的边缘抵靠在轴向承托台223上。于本实施例中，轴向承托台223与驱动件221的输出端连接，径向限位凸起222设置在轴向承托台223上，轴向承托台223用于承托工件下表面的边缘部分，轴向承托台223上设置有柔性垫，能够对工件的下表面起到保护作用；在放置工件时，操作人员将工件由上往下先放置在轴向承托台223上，之后在控制驱动件221驱动径向限位凸起222沿径向夹紧工件，提高了工件在清洗过程中的稳定性，避免在旋转过程中出现歪斜。

进一步地，如图1所示，冲洗机构3包括上冲洗组件31，上冲洗组件31包括第一升降摆臂311，第一升降摆臂311上设置有上喷头单元，上喷头单元能够向工件的上表面喷洒清洗液，第一升降摆臂311能够转动以使上喷头单元改变喷洒位置，第一升降摆臂311还能够带动上喷头单元沿轴向远离或靠近工件的上表面。于本实施例中，第一升降摆臂311包括第一竖杆和第一横杆，该工件清洗装置的底部装设有第一导杆气缸和第一电机，第一电机用于驱动第一升降摆臂311的第一横杆绕第一竖杆转动，从而扩大了上喷头单元的喷洒范围，加快了工件的清洗速度；第一导杆气缸能驱动第一升降摆臂311的第一竖杆沿高度方向上下移动，当清洗完成后，操作人员通过第一导杆气缸降低第一升降摆臂311的高度，从而节省了空间、便于存放。

具体地，所述上喷头单元包括雾化喷头、臭氧水喷头以及除静电水喷头，所述雾化喷头用于向所述工件喷洒雾化液滴，所述臭氧水喷头用于向所述工件喷洒臭氧水，所述除静电水喷头用于向所述工件喷洒除静电水。于本实施例中，上喷头单元包括雾化喷头、臭氧水喷头以及除静电水喷头，在进行清洗时，操作人员先开启雾化喷头，雾化喷头向工件的上表面喷出氮气和除静电水混合的喷雾，可形成强大的雾化液滴，从而有效的对工件上表面电路层中的细微粉尘进行切割并能彻底的清洗；之后操作人员关闭雾化喷头并开启臭氧水喷头，臭氧水可以将工件表面的有机污染物氧化为二氧化碳和水，非常容易就可以去除表面有机物，同时还会在晶圆表面形成一层致密的氧化物保护膜；随后操作人员关闭臭氧水喷头并开启除静电水喷头，将前两步清洗过程中产生的异物彻底清洗干净。

具体地，如图3所示，冲洗机构3还包括下冲洗管34，下冲洗管34设置在工件的底部，下冲洗管34用于向工件的下表面喷洒清洗液。于本实施例中，下冲洗管34与上喷头单元分别设置在工件的上下两侧，互相独立并且能够同时工作，下冲洗管34外接除静电水，能够对工件的下表面进行冲洗，从而将工件下表面的杂物冲洗干净，由于工件的下表面无电路层设计，因此无需设置臭氧水或雾化冲洗管；上喷头单元和下冲洗管34能够实现工件双面同时清洗，提高了清洗速度。

具体地，如图1和图3所示，吹干组件5包括上送气口和下送气管52，上送气口设置在第一升降摆臂311上，下送气管52设置在工件的底部，上送气口用于向工件的上表面吹送热氮气，下送气管52用于向工件的下表面吹送热氮气。于本实施例中，该工件清洗装置通过向工件吹送热氮气来将工件干燥；具体地，上送气口也设置在第一升降摆臂311上，从而能够灵活地调整吹送热氮气的位置，从而加快了工件干燥的速度，提高了工作效率。

具体地，如图3所示，工件清洗装置还包括定轴8，定轴8与转轴1存在相对转动，定轴8设置在工件的下方，下冲洗管34和下送气管52均设置在定轴8上。于本实施例中，下冲洗管34以及下送气管52均设置在定轴8上，转轴1为圆管状结构，定轴8穿设在转轴1内；当进行清洗时，转轴1转动而定轴8不转，从而形成“外转内不转”的结构，使得工件与下冲洗管34和下送气管52之间产生相对转动，从而对工件的下表面进行清洗，提高了下表面的清洗效果。

进一步地，如图1所示，刷洗组件4包括第二升降摆臂41和刷头42，刷头42设置在第二升降摆臂41上，第二升降摆臂41能够转动以使刷头42改变刷洗位置，第二升降摆臂41还能够带动刷头42沿轴向远离或靠近工件。具体地，第二升降摆臂41的结构与第一升降摆臂311相同，包括第二竖杆和第二横杆，该工件清洗装置的底部设置有第二导杆气缸和第二电机，第二电机用于驱动第二升降摆臂41的第二横杆绕第二竖杆转动，从而扩大了刷头42的刷洗范围。具体地，刷头42可以设置为固定在第二横杆端部上，通过工件自身的转动来实现刷洗；于另一实施例中，刷头42也可以转动设置在第二横杆的端部上，工件在转动的同时刷头42自身也能够转动，从而进一步提高刷洗效率。第二导杆气缸能够驱动第二升降摆臂41的第二竖杆沿高度方向上下移动，从而使得操作人员能够根据工件厚度的不同进行适应性调节，提高了该工件清洗装置的适应性和实用性。当清洗完成后，操作人员通过第二导杆气缸降低第二升降摆臂41的高度，从而节省了空间、便于存放。具体地，刷头42上也开设有除静电水喷头，能够在刷头42刷洗工件的同时向工件喷洒除静电水；清洗作业开始后，操作人员首先启动刷洗组件4对工件的上表面进行刷洗，刷洗完成后再启动冲洗机构3，对工件的上下表面进行冲洗，待冲洗完成后，操作人员启动吹干组件5，将工件的上下表面进行吹干。

进一步地，如图1所示，工件清洗装置还包括盛水盘9和挡水板7，盛水盘9位于工件的下方，盛水盘9用于收集清洗液；挡水板7环设在盛水盘9上，挡水板7能够沿轴向移动至承载架21的外围以阻挡飞溅的清洗液。。具体地，该工件清洗装置还包括盛水盘9，盛水盘9为圆环状结构，盛水盘9环设在承载架21外围，当进行工件清洗时，盛水盘9能够收集清洗过程中产生的清洗液和废液；挡水板7为与盛水盘9匹配的圆环形结构且套设在盛水盘9内，挡水板7将承载架21围设在内部；在工件清洗之前，操作人员将挡水板7向下回落至盛水盘9内，使挡水板7呈现收起状态，从而便于向承载架21上放置工件；当工件放置好后，操作人员向上升起挡水板7，使挡水板7相对于盛水盘9上升，并使挡水板7的上沿高于工件，从而在清洗的过程中，能够有效防止清洗液外溅而污染其他设备；当清洗完成后，操作人员再次将挡水板7的内层向下回落而收起，收起后的挡水板7内层的上沿低于工件，从而便于使用其他设备取出工件；挡水板7的升起与回落可以手动拉伸操作，也可以在盛水盘9外侧设置小型气缸来驱动，只要是能够实现挡水板7相对于盛水盘9的上升与下落即可、在此不做限制。

进一步地，如图1和图3所示，工件清洗装置还包括安装底板6，转轴1、冲洗机构3、刷洗组件4以及吹干组件5均设置在安装底板6上。具体地，安装底板6中心位置开设有通孔，转轴1穿过通孔并通过轴承与安装底板6转动配合，冲洗机构3和刷洗组件4均固定设置在安装底板6上，挡水板7的底部固定在安装底板6上，从而提高了该工件清洗装置的整体性，便于操作人员搬运和运输。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.工件清洗装置，其特征在于，包括：

转轴(1)；

夹持机构(2)，所述夹持机构(2)包括承载架(21)以及沿周向均匀设置在所述承载架(21)上的至少三个夹持组件(22)，所述承载架(21)设置在所述转轴(1)上，所述转轴(1)能够带动所述承载架(21)转动；所述夹持组件(22)能够沿径向抵靠在工件的侧面；

冲洗机构(3)，所述冲洗机构(3)用于冲洗所述工件的上表面和下表面；

刷洗组件(4)，所述刷洗组件(4)用于刷洗所述工件的上表面；

吹干组件(5)，所述吹干组件(5)用于吹干所述工件的上表面和下表面。

2.根据权利要求1所述的工件清洗装置，其特征在于，所述夹持组件(22)包括驱动件(221)和径向限位凸起(222)，所述驱动件(221)设置在所述承载架(21)上，所述驱动件(221)与所述径向限位凸起(222)连接，所述驱动件(221)能够驱动所述径向限位凸起(222)沿所述工件的径向移动以贴靠在所述工件的侧面。

3.根据权利要求2所述的工件清洗装置，其特征在于，所述夹持组件(22)还包括轴向承托台(223)，所述工件的下表面的边缘抵靠在所述轴向承托台(223)上。

4.根据权利要求1所述的工件清洗装置，其特征在于，所述冲洗机构(3)包括上冲洗组件(31)，所述上冲洗组件(31)包括第一升降摆臂(311)，所述第一升降摆臂(311)上设置有上喷头单元，所述上喷头单元能够向所述工件的上表面喷洒清洗液，所述第一升降摆臂(311)能够转动以使所述上喷头单元改变喷洒位置，所述第一升降摆臂(311)还能够带动所述上喷头单元沿轴向远离或靠近所述工件的上表面。

5.根据权利要求4所述工件清洗装置，其特征在于，所述上喷头单元包括雾化喷头、臭氧水喷头以及除静电水喷头，所述雾化喷头用于向所述工件喷洒雾化液滴，所述臭氧水喷头用于向所述工件喷洒臭氧水，所述除静电水喷头用于向所述工件喷洒除静电水。

6.根据权利要求4所述的工件清洗装置，其特征在于，所述冲洗机构(3)还包括下冲洗管(34)，所述下冲洗管(34)设置在所述工件的底部，所述下冲洗管(34)用于向所述工件的下表面喷洒清洗液。

7.根据权利要求6所述的工件清洗装置，其特征在于，所述吹干组件(5)包括上送气口和下送气管(52)，所述上送气口设置在所述第一升降摆臂(311)上，所述下送气管(52)设置在所述工件的底部，所述上送气口用于向所述工件的上表面吹送热氮气，所述下送气管(52)用于向所述工件的下表面吹送热氮气。

8.根据权利要求7所述的工件清洗装置，其特征在于，所述工件清洗装置还包括定轴(8)，所述定轴(8)与所述转轴(1)存在相对转动，所述定轴(8)设置在所述工件的下方，所述下冲洗管(34)和所述下送气管(52)均设置在所述定轴(8)上。

9.根据权利要求1所述的工件清洗装置，其特征在于，所述刷洗组件(4)包括第二升降摆臂(41)和刷头(42)，所述刷头(42)设置在所述第二升降摆臂(41)上，所述第二升降摆臂(41)能够转动以使所述刷头(42)改变刷洗位置，所述第二升降摆臂(41)还能够带动所述刷头(42)沿轴向远离或靠近所述工件。

10.根据权利要求1所述的工件清洗装置，其特征在于，所述工件清洗装置还包括盛水盘(9)和挡水板(7)，所述盛水盘(9)位于所述工件的下方，所述盛水盘(9)用于收集清洗液；所述挡水板(7)环设在所述盛水盘(9)上，所述挡水板(7)能够沿轴向移动至所述承载架(21)的外围以阻挡飞溅的清洗液。