一种用于超小尺寸单片晶圆的清洗取干装置的制作方法

1.本发明涉及单片晶圆技术领域，具体为一种用于超小尺寸单片晶圆的清洗取干装置。


背景技术：

2.目前，大尺寸晶圆在清洗中已经没有问题，难点在于小尺寸晶圆清洗并且取干，小晶圆因为尺寸长宽不超过10mm，厚度为1mm左右，在清洗中容易破损，并且表面容易残留化学试剂或水迹，如何解决这些难题成为越来越重要的课题。针对这一问题，本发明的方法为喷嘴直接正对晶圆表面喷淋化学液和兆声纯水，最后在进行吹扫取干，确保每个区域都能均匀的吹扫，在基于本专利的一台设备上取得了成功，得到了大量数据的证明。而且目前超小尺寸晶圆清洗吹扫工艺主要有以下两种方法:一、人工清洗吹扫，人工将晶圆放置在化学液中清洗，清洗完成后手工用氮气枪吹扫；其中若是采用盐酸加去离子水祛除表面的金属污染颗粒时，很容易在空气中产生酸碱气体，损害人体健康；二、采用自动机械手方式抓取放置晶圆的花篮成批清洗，在不放篮的情况下在工位槽里清洗，但是该晶圆尺寸较小的清洗下，晶圆在花篮中很可能会有死角存在，清洗出来的硅片均匀性不好，且吹扫取干及其不方便。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.本发明的目的是针对人工清洗吹扫带来的人体危害以及自动机械手方式抓取放置晶圆的花篮成批清洗导致的清洗均匀性不好以及吹扫取干极其不方便的问题，提出一种用于超小尺寸单片晶圆的清洗取干装置。
5.(二)技术方案
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于超小尺寸单片晶圆的清洗取干装置，包括真空泵旋转机构、摆臂旋转机构、工艺槽组件和工艺槽盖组件，真空泵旋转机构连接在工艺槽组件的下方，摆臂旋转机构连接在工艺槽组件的内部，工艺槽盖组件连接在工艺槽组件的上方。
7.作为本发明的一种优选技术方案，真空泵旋转机构包括第一伺服电机、防水座、旋转头和晶片适配器，所述第一伺服电机的输出端连接有轴转杆，所述防水座连接在第一伺服电机的上方，所述旋转头连接在轴转杆的一端，所述晶片适配器连接在旋转头上。
8.作为本发明的一种优选技术方案，摆臂旋转机构包括第二伺服电机、旋转气缸和摆臂杆，所述旋转气缸连接在第二伺服电机的上方，所述摆臂杆连接在旋转气缸的上方，所述摆臂杆的端部贯通连接有输液管，所述输液管的端部固定连接有直角弯头，所述直角弯头的下端固定连接有喷嘴。
9.作为本发明的一种优选技术方案，工艺槽组件包括工艺槽四周板、排液管路和溅水挡板，所述排液管路连接在工艺槽四周板的侧边，且与工艺槽四周板侧壁贯通，所述溅水
挡板连接在工艺槽四周板的内壁，所述工艺槽四周板的内底壁连接有密封法兰。
10.作为本发明的一种优选技术方案，工艺槽盖组件包括工艺槽体、气缸主体、槽盖旋臂底座、气缸安装底座、槽盖传感器安装板、槽盖旋转臂和槽盖主体，所述工艺槽体连接在工艺槽四周板的上方，所述气缸主体连接在工艺槽体的侧边，所述槽盖旋臂底座连接在工艺槽四周板的上方，所述气缸安装底座连接在工艺槽体的一侧，且通过转轴与气缸主体转动连接，所述槽盖旋转臂通过转轴与槽盖旋臂底座转动连接，所述槽盖传感器安装板连接在槽盖旋转臂的一端，所述槽盖主体连接在槽盖旋转臂上。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述第一伺服电机连接在工艺槽组件中工艺槽四周板的下方，且输出端贯穿工艺槽四周板的底壁设计。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述第二伺服电机连接在工艺槽组件中工艺槽四周板的下方，且输出端贯穿工艺槽四周板的底壁设计。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述摆臂杆的外围连接有连接软管，且连接软管与外置的真空泵连接。
14.(三)有益效果
15.与现有技术相比，本发明提供了一种用于超小尺寸单片晶圆的清洗取干装置，具备以下有益效果：
16.该用于超小尺寸单片晶圆的清洗取干装置，通过设置旋转气缸、摆臂杆和直角弯头，然后手动将晶圆放置于指定位置即可完成自动化的清洗，且随着摆臂杆带动喷嘴的摆动，使得清洗出来的晶圆均匀性好，表面洁净度更高。而且同时可以满足圆片、方片和一些特殊形状晶片的清洗取干要求；解决了单片晶圆清洗后表面残留化学液的问题，极大提高了晶圆表面的洁净度，有效增加了单片清洗工艺的产量，降低了生产成本，并且它又是一个简单且易于推广的装置。
附图说明
17.图1为本发明一种实施例的总装图；
18.图2为本发明一种实施例真空泵旋转机构的结构示意图；
19.图3为本发明一种实施例摆臂旋转机构的结构示意图；
20.图4为本发明一种实施例工艺槽组件的结构示意图；
21.图5为本发明一种实施例工艺槽盖组件的结构示意图。
22.图中：11、第一伺服电机；12、防水座；13、旋转头；14、晶片适配器；21、第二伺服电机；22、旋转气缸；23、摆臂杆；24、输液管；25、直角弯头；26、喷嘴；31、工艺槽四周板；32、密封法兰；33、排液管路；34、溅水挡板；41、工艺槽体；42、气缸主体；43、槽盖旋臂底座；44、气缸安装底座；45、槽盖传感器安装板；46、槽盖旋转臂；47、槽盖主体。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施例1
25.请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种用于超小尺寸单片晶圆的清洗取干装置，包括真空泵旋转机构、摆臂旋转机构、工艺槽组件和工艺槽盖组件，真空泵旋转机构连接在工艺槽组件的下方，摆臂旋转机构连接在工艺槽组件的内部，工艺槽盖组件连接在工艺槽组件的上方。
26.请参阅图2，真空泵旋转机构包括第一伺服电机11、防水座12、旋转头13和晶片适配器14，所述第一伺服电机11的输出端连接有轴转杆，所述防水座12连接在第一伺服电机11的上方，所述旋转头13连接在轴转杆的一端，所述晶片适配器14连接在旋转头13上。
27.请参阅图3，摆臂旋转机构包括第二伺服电机21、旋转气缸22和摆臂杆23，所述旋转气缸22连接在第二伺服电机21的上方，所述摆臂杆23连接在旋转气缸22的上方，所述摆臂杆23的端部贯通连接有输液管24，所述输液管24的端部固定连接有直角弯头25，所述直角弯头25的下端固定连接有喷嘴26。
28.本实施例中，摆臂杆23内侧为空心，进出口均为螺纹结构，出口处连接一特定直角弯头25，弯头出口则连接喷嘴26，喷嘴26与晶片呈90
°
关系，在晶片旋转时，摆臂杆23可来回进行喷淋。
29.实施例2
30.请参阅图4，工艺槽组件包括工艺槽四周板31、排液管路33和溅水挡板34，所述排液管路33连接在工艺槽四周板31的侧边，且与工艺槽四周板31侧壁贯通，所述溅水挡板34连接在工艺槽四周板31的内壁，所述工艺槽四周板31的内底壁连接有密封法兰32。
31.请参阅图5，工艺槽盖组件包括工艺槽体41、气缸主体42、槽盖旋臂底座43、气缸安装底座44、槽盖传感器安装板45、槽盖旋转臂46和槽盖主体47，所述工艺槽体41连接在工艺槽四周板31的上方，所述气缸主体42连接在工艺槽体41的侧边，所述槽盖旋臂底座43连接在工艺槽四周板31的上方，所述气缸安装底座44连接在工艺槽体41的一侧，且通过转轴与气缸主体42转动连接，所述槽盖旋转臂46通过转轴与槽盖旋臂底座43转动连接，所述槽盖传感器安装板45连接在槽盖旋转臂46的一端，所述槽盖主体47连接在槽盖旋转臂46上。
32.请参阅图2和图4，所述第一伺服电机11连接在工艺槽组件中工艺槽四周板31的下方，且输出端贯穿工艺槽四周板31的底壁设计。
33.请参阅图3和图4，所述第二伺服电机21连接在工艺槽组件中工艺槽四周板31的下方，且输出端贯穿工艺槽四周板31的底壁设计。
34.请参阅图3，所述摆臂杆23的外围连接有连接软管，且连接软管与外置的真空泵连接。
35.本实施例中，工艺槽体41底部与真空吸附旋转清洗装置及摆臂旋转喷淋装置接触处类似于法兰连接结构，法兰端带有双层密封圈进行密封，避免化学液通过接触点发生渗漏情况。在工艺槽体41内部进行真空吸附旋转清洗，由第二伺服电机21带动摆臂杆23将所需要的化学液在泵的作用下对准晶圆表面进行喷淋清洗，清洗过程完成后，由另一组摆臂杆23旋转至固定位置进行氮气吹扫，为避免在喷淋过程中，真空吸附旋转装置将化学液甩出到工艺槽体41内反溅到晶圆上形成污染，特在工艺槽体41内四周焊接溅水挡板34，将溅出的化学液反弹至工艺槽体41底部。
36.本发明的工作原理及使用流程：通过触摸屏控制槽盖主体47打开，人工将晶圆放
置于晶片适配器14上，关闭槽盖主体47，启动自动程序；在程序上会优先启动真空泵，通过真空泵抽真空的方式将晶圆吸附在晶片适配器14上，从而进行下一步工艺；后启动真空吸附的第一伺服电机11带动晶片适配器旋转，随后摆臂旋转机构工作，将喷嘴26正对晶圆，化学液通过泵抽出到输液管24，再通过喷嘴26进行喷洒，清洗完成后，改摆臂旋转机构退回原位置，另一个摆臂旋转机构正对硅片表面吹扫热氮气进行取干，最终完成超小尺寸单片晶圆的清洗以及取干。