一种晶圆清洗装置的制作方法

本申请实施例涉及半导体制造，尤其涉及一种晶圆清洗装置。

背景技术：

1、集成电路产业是信息技术产业的核心，在助推制造业向数字化、智能化转型升级的过程中发挥着关键作用。芯片是集成电路的载体，芯片制造涉及集成电路设计、晶圆制造、晶圆加工、电性能测试、切割封装和测试等工艺流程。

2、在晶圆制造环节，需经过诸如薄膜沉积、刻蚀、抛光等多道工艺制程。在此过程中，晶圆表面会接触大量颗粒污染物、金属离子及有机残留物。为了保持晶圆表面的清洁状态，消除工艺制程中留存在晶圆表面的颗粒物，必须对每道工艺制程后的晶圆进行清洗处理。

3、在现有的晶圆清洗装置中，无论是晶圆清洗还是晶圆干燥，都需要通过夹持机构可靠夹持并高速旋转晶圆。目前主流的夹持机构通常包括转盘，转盘的周向配置有多个卡爪，这些卡爪能够绕定点摆动以打开或关闭，进而释放或夹持晶圆边缘。

4、但这种夹持机构至少存在以下问题：

5、(1)由于卡爪在清洗过程中需持续夹持晶圆，其覆盖的晶圆边缘区域形成持续的“清洗死角”，清洗流体无法有效冲击和冲洗该区域。这不仅导致该区域的污染物残留，更可能在高速旋转过程中将污染物扩散至晶圆其他已清洁区域，严重制约了整体清洗洁净度的提升；

6、(2)部分夹持机构采用磁力驱动卡爪的开合。然而，长期处于工作环境中的磁铁会发生磁衰减，导致驱动力不稳定。磁力过弱可能导致夹持失效，造成晶圆滑移或飞片；磁力过强则可能使卡爪与晶圆发生过紧咬合，增加晶边磨损风险，并可能因不平衡的磁力引入额外振动，影响高速旋转的稳定性；

7、(3)此外，驱动用磁铁所产生的强磁场，会对设备中邻近的精密部件，如气动电磁阀、位置传感器等产生电磁干扰，导致其误动作或性能下降，这降低了晶圆清洗装置运行的可靠性与稳定性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供了一种晶圆清洗装置，以至少部分解决上述问题。

2、根据本申请实施例的第一方面，提供了一种晶圆清洗装置，其包括：

3、旋转组件，设置于箱体中，用于水平夹持并驱动晶圆旋转；

4、后处理组件，设置于旋转组件上方，以朝向晶圆喷淋流体而清洁晶圆；

5、所述旋转组件包括转盘，其上配置有第一夹持组件和第二夹持组件，两者交替地夹持或释放晶圆，使得当其中一套夹持组件夹持晶圆时，另一套夹持组件所对应的晶圆夹持区域被暴露以供清洁；

6、所述夹持组件包括：

7、摆动盘，同心设置于转盘的上方；

8、驱动件，设置于摆动盘的下方，以气浮非接触方式带动摆动盘转动；

9、多个卡爪，其沿转盘圆周方向设置并位于摆动盘的外侧；

10、转动的摆动盘带动导引件朝向外侧移动，以推动卡爪座转动，进而改变卡爪的位姿来打开或关闭夹持组件。

11、在一些实施例中，所述摆动盘包括多个耳板，所述导引件设置于所述耳板的下方。

12、在一些实施例中，所述导引件滑动连接于转盘上的导轨，并配置有第一抵接件和第二抵接件；所述第一抵接件卡接于耳板的滑槽中，所述第二抵接件用于推动卡爪座绕其轴线转动。

13、在一些实施例中，所述第二抵接件位于所述耳板的外沿与卡爪座之间，转动的摆动盘驱动导引件水平移动，使得所述第二抵接件推动或释放所述卡爪座。

14、在一些实施例中，所述卡爪座的数量为多个，其转动连接于所述转盘上方；所述卡爪座与转盘之间配置有弹簧，用于恢复所述卡爪座的位姿。

15、在一些实施例中，所述夹持组件包括第一夹持组件和第二夹持组件，两者的耳板相互间隔设置。

16、在一些实施例中，所述第一夹持组件及第二夹持组件的摆动盘沿竖向层叠设置，所述驱动件驱动两者的摆动盘相对于所述转盘的中心转动。

17、在一些实施例中，所述驱动件偏置设置于所述摆动盘的下方，所述摆动盘的下方设置有受力块，其与所述驱动件的设置位置相匹配，使得驱动件通过气浮方式推动受力块而带动摆动盘绕其中心转动。

18、在一些实施例中，所述驱动件包括和气浮块，所述气浮块设置于气缸的移动端；所述气浮块的顶部配置有出气孔，其能够朝向所述受力块喷射气体，以带动所述摆动盘转动。

19、在一些实施例中，所述气浮块的内部设置有中空腔，其顶面为螺旋上升的气浮曲面，该气浮曲面绕所述摆动盘的旋转方向逐渐上升。

20、在一些实施例中，所述受力块的底部配置有受力曲面，其与所述气浮曲面匹配设置，使得两者之间的间隙相同。

21、在一些实施例中，所述气浮曲面与受力曲面之间的间隙为1-2mm，以在两者之间形成空气隔膜而防止两者相互抵接。

22、在一些实施例中，所述受力块固定于所述摆动盘的下表面，其为一段圆弧块，并沿所述摆动盘的周向部分延伸。

23、在一些实施例中，所述转盘设置有贯通的扇形孔，所述受力块贯穿所述扇形孔设置；所述受力块对应的圆心角小于所述扇形孔对应的圆心角。

24、本实用新型的有益效果包括：

25、a.实现了晶圆表面的无死角清洁，显著提升了清洗的洁净度。通过第一夹持组件与第二夹持组件的交替夹持与释放，使得在清洗过程中，任何时刻都有一部分原先被夹持的晶圆边缘区域被暴露出来，从而使得后处理组件喷淋的流体能够直接冲洗该区域，消除了清洗盲区，避免了污染物残留与二次污染。

26、b.消除了磁衰减与磁干扰问题，大幅提高了晶圆清洗装置长期运行的可靠性与稳定性。采用气浮非接触驱动方式替代传统的磁力驱动，摆脱了因磁铁长期使用导致的磁力衰减问题，保证了夹持力的长久稳定。同时，该方案完全避免了强磁场环境，杜绝了其对周边精密电子元件如电磁阀、传感器的电磁干扰，提升了晶圆清洗装置控制的精准度与可靠性。

27、c.提供了稳定、柔性的非接触驱动力，保证了高速旋转下的夹持精度与平稳性。通过气浮块与受力块之间形成的均匀空气隔膜进行动力传递，实现了无机械磨损、低振动的驱动。这种柔性的力传递方式，减少了对卡爪和晶圆边缘的冲击，有效降低了晶边磨损的风险，并确保了晶圆在高速旋转下的夹持稳定性和动态平衡性。

28、d.优化了传动结构与空间布局，使晶圆清洗装置的结构更紧凑，动作响应更精确。通过摆动盘、耳板、导引件及卡爪座的巧妙联动设计，将旋转运动精确转化为卡爪的径向开合运动。特别是双摆动盘层叠布置以及受力块贯穿转盘的扇形孔的设计，在有限的空间内实现了两套夹持组件的独立与协同工作，结构紧凑，运动互不干涉，响应迅速。

1.一种晶圆清洗装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述摆动盘包括多个耳板，所述导引件设置于所述耳板的下方。

3.根据权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述导引件滑动连接于转盘上的导轨，并配置有第一抵接件和第二抵接件；所述第一抵接件卡接于耳板的滑槽中，所述第二抵接件用于推动卡爪座绕其轴线转动。

4.根据权利要求3所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第二抵接件位于所述耳板的外沿与卡爪座之间，转动的摆动盘驱动导引件水平移动，使得所述第二抵接件推动或释放所述卡爪座。

5.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述卡爪座的数量为多个，其转动连接于所述转盘上方；所述卡爪座与转盘之间配置有弹簧，用于恢复所述卡爪座的位姿。

6.根据权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述夹持组件包括第一夹持组件和第二夹持组件，两者的耳板相互间隔设置。

7.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第一夹持组件及第二夹持组件的摆动盘沿竖向层叠设置，所述驱动件驱动两者的摆动盘相对于所述转盘的中心转动。

8.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述驱动件偏置设置于所述摆动盘的下方，所述摆动盘的下方设置有受力块，其与所述驱动件的设置位置相匹配，使得驱动件通过气浮方式推动受力块而带动摆动盘绕其中心转动。

9.根据权利要求8所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述驱动件包括气缸和气浮块，所述气浮块设置于气缸的移动端；所述气浮块的顶部配置有出气孔，其能够朝向所述受力块喷射气体，以带动所述摆动盘转动。

10.根据权利要求9所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述气浮块的内部设置有中空腔，其顶面为螺旋上升的气浮曲面，该气浮曲面绕所述摆动盘的旋转方向逐渐上升。

11.根据权利要求10所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述受力块的底部配置有受力曲面，其与所述气浮曲面匹配设置，使得两者之间的间隙相同。

12.根据权利要求11所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述气浮曲面与受力曲面之间的间隙为1-2mm，以在两者之间形成空气隔膜而防止两者相互抵接。

13.根据权利要求8所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述受力块固定于所述摆动盘的下表面，其为一段圆弧块，并沿所述摆动盘的周向部分延伸。

14.根据权利要求13所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述转盘设置有贯通的扇形孔，所述受力块贯穿所述扇形孔设置；所述受力块对应的圆心角小于所述扇形孔对应的圆心角。