CN109604251B - 一种清洗装置及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种清洗装置及清洗方法，清洗装置包括：夹持部件，所述夹持部件的一端用于夹持待清洗零件；用于带动所述夹持部件摆动的摆动部件，所述摆动部件的一端与所述夹持部件的另一端连接；用于带动所述夹持部件旋转的旋转部件，所述旋转部件一端与所述摆动部件的另一端连接；用于清洗所述零件的清洗部件，所述夹持部件位于所述清洗部件上方。通过本发明实施例，不需要在清洗部件中设置固定支架，并且通过旋转部件和摆动部件可以带动待清洗零件进行旋转和摆动，可以避免由于固定支架遮挡，而导致超声波盲区处存在的清洗死角，可以解决现有的清洗装置清洗效果差的问题。

Description

一种清洗装置及清洗方法

技术领域

本发明涉及硅片制造的清洗设备技术领域以及集成电路(Integrated Circuit，IC)制造过程中的晶圆清洗领域，特别涉及一种清洗装置及清洗方法。

背景技术

目前，现有的清洗装置的清洗方式分为Batch(多片式)和Single(单片式)两种，其中Batch方式的清洗装置一次可同时清洗25片或50片，清洗效率较高而得到了广泛的应用。Batch方式的清洗装置通过湿法化学(RCA法)，同时搭配物理方法来对硅片进行清洗，但是，现有的清洗装置和清洗方法的清洗效果差，最终会出现样品不良的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种清洗装置及清洗方法，以解决现有的清洗装置和清洗方法的清洗效果差，而导致样品不良的问题。

依据本发明实施例的一个方面，提供了一种清洗装置，包括：

夹持部件，所述夹持部件的一端用于夹持待清洗零件；

用于带动所述夹持部件摆动的摆动部件，所述摆动部件的一端与所述夹持部件的另一端连接；

用于带动所述夹持部件旋转的旋转部件，所述旋转部件一端与所述摆动部件的另一端连接；

用于清洗所述零件的清洗部件，所述夹持部件位于所述清洗部件上方。

可选地，所述清洗装置还包括：用于支撑所述夹持部件、所述摆动部件和所述旋转部件的支撑部件，所述支撑部件与所述旋转部件的另一端连接。

可选地，所述支撑部件包括：

用于带动所述夹持部件、所述旋转部件和所述摆动部件向第一方向或与所述第一方向相反的第二方向运动的升降部件，所述升降部件与所述旋转部件连接。

可选地，所述旋转部件包括：

用于驱动所述夹持部件旋转的第一驱动部件，所述第一驱动部件与所述摆动部件连接；

用于控制所述第一驱动部件的第一控制器，所述第一控制器与所述第一驱动部件电连接。

可选地，所述第一驱动部件包括：

第一固定座，所述第一固定座与所述摆动部件连接；

第一转轴，所述第一转轴的一端与所述第一固定座连接，所述第一转轴可带动所述第一固定座旋转；

用于驱动所述第一转轴旋转的第一电机，所述第一电机与所述第一控制器电连接，所述第一电机与所述第一转轴的另一端连接。

可选地，所述摆动部件包括：

用于驱动所述夹持部件摆动的第二驱动部件，所述第二驱动部件与所述旋转部件连接；

用于控制所述第二驱动部件的第二控制器，所述第二控制器与所述第二驱动部件电连接。

可选地，所述第二驱动部件包括：

用于带动所述夹持部件摆动的第一摆臂部件，所述第一摆臂部件的两端分别与所述旋转部件和所述夹持部件连接，所述第一摆臂部件位于所述夹持部件的一侧；

第二摆臂部件，所述第二摆臂部件的两端分别与所述旋转部件和所述夹持部件连接，所述第二摆臂部件位于所述夹持部件的另一侧。

可选地，所述第一摆臂部件包括：

第一摆臂，所述第一摆臂的一端与所述夹持部件连接，所述第一摆臂的另一端与所述旋转部件铰接；

曲轴，所述曲轴包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部到曲轴轴心的距离不同；

连杆，所述连杆的一端与所述曲轴的第一连接部铰接，所述连杆的另一端与所述第一摆臂的一端铰接；

第二电机，所述第二电机与所述第二控制器连接，所述第二电机与所述曲轴的第二连接部连接。

可选地，所述第二摆臂部件包括：

第二摆臂，所述第二摆臂的一端与所述夹持部件连接；

第二固定座，所述第二固定座的一端与所述旋转部件连接，所述第二固定座的另一端与所述第二摆臂铰接。

可选地，所述清洗部件包括：

一用于容纳清洗液的容纳空间；

用于在所述容纳空间中形成超声波的超声波发生器。

依据本发明实施例的一个方面，提供了一种清洗方法，应用于如上所述的清洗装置，所述清洗方法包括：

通过升降部件带动所述夹持部件向第一方向运动，将待清洗零件浸入所述清洗部件的清洗液中；

通过所述摆动部件带动所述夹持部件按照预设频率和第一预设时间摆动，和/或通过所述旋转部件带动所述夹持部件按照预设速度和第二预设时间旋转；

通过升降部件带动所述夹持部件向第二方向运动，将清洗完的零件从所述清洗部件的清洗液中取出。

本发明的实施例具有如下有益效果：

在本发明实施例中，采用夹持部件夹持待清洗零件，不需要在清洗部件中设置固定支架，并且通过旋转部件和摆动部件可以带动待清洗零件进行旋转和摆动，可以避免由于固定支架遮挡，而导致超声波盲区处存在的清洗死角，可以解决现有的清洗装置清洗效果差的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的一种清洗装置的结构示意图之一；

图2为本发明实施例的一种清洗装置的结构示意图之二；

图3为本发明实施例的一种清洗装置的结构示意图之三；

图4为本发明实施例的一种清洗装置的结构示意图之四；

图5为本发明实施例的一种清洗方法的流程图之一；

图6为本发明实施例的一种清洗方法的流程图之二。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

参见图1和图2，本发明实施例提供了一种清洗装置，所述清洗装置包括：夹持部件1、用于带动所述夹持部件1摆动的摆动部件2、用于带动所述夹持部件1旋转的旋转部件3以及清洗部件4；

所述清洗部件4用于清洗所述零件100，所述夹持部件1的一端用于夹持待清洗零件100；所述摆动部件2的一端与所述夹持部件1的另一端连接；所述旋转部件3一端与所述摆动部件2的另一端连接；所述夹持部件1位于所述清洗部件4上方。

在本发明实施例中，所述待清洗零件100可以为硅片或晶圆等，需要说明的是，在本发明实施例中并不具体限定所述待清洗零件100的种类。

在本发明实施例中，所述夹持部件1可以为机械手臂，所述夹持部件1可以用于夹持一个或多个待清洗零件100，例如：通过夹持部件1可以将一批次(25片或50片)的硅片同时置于所述清洗部件4中进行同时清洗。

需要强调的是，以上有关所述夹持部件1能够夹持待清洗零件100的数量以及夹持部件1的种类的描述只是示例并非限定，可以理解的是，本发明实施例中并不具体限定所述夹持部件1能够夹持待清洗零件100的数量以及夹持部件1的种类。

参见图3和图4，为了保持硅片的稳定，现有的清洗装置会在清洗部件4中设置有用于固定待清洗零件100(例如：硅片)的固定支架200，通过固定支架200可以保证待清洗零件100在清洗部件4中呈垂直竖立状态，但是会导致固定支架200和待清洗零件100之间的接触点存在清洗不到的问题。例如：在进行超声波清洗的过程中，超声波会在固定支架200表面反射，会消耗掉很多能量，使得通过固定支架200的超声波变得非常微弱，使得待清洗零件100和固定支架200的接触点处存在清洗盲区，使得待清洗零件100和固定支架200的接触点处的清洗效果差，最终会导致样品不良的问题。

与现有的清洗装置相比，本发明实施例的清洗装置采用夹持部件1夹持待清洗零件100，不需要在清洗部件4中设置固定支架200，并且通过旋转部件3和摆动部件2可以带动待清洗零件100进行旋转和摆动，可以避免由于固定支架200遮挡而导致超声波盲区处存在清洗死角，可以解决现有的清洗装置清洗效果差的问题。

继续参见图1和图2，所述清洗装置还包括：用于支撑所述夹持部件1、所述摆动部件2和所述旋转部件3的支撑部件5，所述支撑部件5与所述旋转部件3的另一端连接。

继续参见图1和图2，所述支撑部件5包括：用于带动所述夹持部件1、所述旋转部件3和所述摆动部件2向第一方向或与所述第一方向相反的第二方向运动的升降部件51，所述升降部件51与所述旋转部件3连接。

进一步地，所述升降部件51至少包括：液压缸，当然并不仅限于此。

在本发明实施例中，所述升降部件51可以带动加持部件向靠近清洗部件4的方向或向远离所述清洗部件4的方向运动，这样通过升降部件51可以将待清洗零件100浸入清洗部件4的清洗液中，以及将清洗完成的零件100从清洗部件4的清洗液中取出，使得清洗装置更加自动化和智能化。

继续参见图2，所述旋转部件3包括：用于驱动所述夹持部件1旋转的第一驱动部件31和用于控制所述第一驱动部件31的第一控制器(图中未示出)；所述第一驱动部件31与所述摆动部件2连接；所述第一控制器与所述第一驱动部件31电连接。

在本发明实施例中，通过第一控制器可以根据需要调整第一驱动部件31的工艺参数，例如：所述第一驱动部件31开启、关闭、功率、转速以及旋转时间等，来使得清洗装置的清洗效率达到最高以及清洗效果达到最好。

需要说明的是，以上有关所述第一控制器的控制范围的描述只是示例并非限定，可以理解的是，在本发明实施例中并不具体限定所述第一控制器的控制范围。

继续参见图2，所述第一驱动部件31包括：第一固定座311、第一转轴312和用于驱动所述第一转轴312旋转的第一电机313；

所述第一固定座311与所述摆动部件2连接；所述第一转轴312的一端与所述第一固定座311连接，所述第一转轴312可带动所述第一固定座311旋转；所述第一电机313与所述第一控制器电连接，所述第一电机313与所述第一转轴312的另一端连接。

继续参见图1和图2，所述摆动部件2包括：用于驱动所述夹持部件1摆动的第二驱动部件21和用于控制所述第二驱动部件21的第二控制器(图中未示出)；所述第二驱动部件21与所述旋转部件3连接；所述第二控制器与所述第二驱动部件21电连接。

在本发明实施例中，通过第二控制器可以根据需要调整第二驱动部件21的工艺参数，例如：所述第二驱动部件21的开启、关闭、幅度、频率等，来使得清洗装置的清洗效率达到最高以及清洗效果达到最好。

在本发明实施例中，通过旋转部件3和摆动部件2，可以同时带动所述夹持部件1旋转和左右摆动，可以使待清洗零件100上下超声波强度差异减小，同时也可以避免夹持部件1接触点的清洗盲区。

继续参见图2，所述第二驱动部件21包括：用于带动所述夹持部件1摆动的第一摆臂部件211和第二摆臂部件212；

所述第一摆臂部件211的两端分别与所述旋转部件3和所述夹持部件1连接，所述第一摆臂部件211位于所述夹持部件1的一侧；所述第二摆臂部件212的两端分别与所述旋转部件3和所述夹持部件1连接，所述第二摆臂部件212位于所述夹持部件1的另一侧。

在本发明实施例中，所述第一摆臂部件211为主动部件，所述第二摆臂部件212为从动部件，通过所述第一摆臂部件211和所述第二摆臂部件212，可以带动夹持部件1左右摆动。

继续参见图2，所述第一摆臂部件211包括：第一摆臂2111、曲轴2112、连杆2113和第二电机(图中未示出)；

所述第一摆臂2111的一端与所述夹持部件1连接，所述第一摆臂2111的另一端与所述旋转部件3铰接；所述曲轴2112包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部到曲轴2112轴心的距离不同；所述连杆2113的一端与所述曲轴2112的第一连接部铰接，所述连杆2113的另一端与所述第一摆臂2111的一端铰接；所述第二电机与所述第二控制器连接，所述第二电机与所述曲轴2112的第二连接部连接。

继续参见图2，所述第二摆臂部件212包括：第二摆臂2121和第二固定座2122；所述第二摆臂2121的一端与所述夹持部件1连接；所述第二固定座2122的一端与所述旋转部件3连接，所述第二固定座2122的另一端与所述第二摆臂2121铰接。

继续参见图2，进一步地，所述第二固定座2122固定在所述第一固定座311连接；所述第二电机可以固定在支撑部件5上或固定在所述第一固定座311上。

继续参见图1和图2，所述清洗部件4包括：一用于容纳清洗液的容纳空间41，以及用于在所述容纳空间41中形成超声波的超声波发生器42。

在本发明实施例中，所述超声波发生器42可以位于所述容纳空间41的底部，当然并不仅限于此。

在本发明实施例中，通过夹持部件1将待清洗零件100浸入所述容纳空间41的清洗液中，所述清洗液可以为超纯化学品与超纯水的混合药液，可以开启位于容纳空间41底部的超声波发生器42，超声波发生器42发出的超声波会穿透容纳空间41底部，直达待清洗零件100的表面，通过作用于待清洗零件100表面的液体，通过“空化作用”瞬间带来的能量会更好地对待清洗零件100进行清洗和冲刷，可以提高清洗装置的清洗效果。

参见图5，本发明实施例还提供了一种清洗方法，所述清洗方法的具体步骤可以为：

步骤501：通过升降部件51带动所述夹持部件1向第一方向运动，将待清洗零件100浸入所述清洗部件4的清洗液中；

在步骤501之前，可以在容纳空间41中注入清洗液，所述清洗液可以为超纯化学品与超纯水的混合药液，当然并不仅限于此。

步骤502：通过所述摆动部件2带动所述夹持部件1按照预设频率和第一预设时间摆动，和/或通过所述旋转部件3带动所述夹持部件1按照预设速度和第二预设时间旋转；

在本发明实施例中，可以根据需要调整预设频率(预设幅度)、第一预设时间、预设速度和第二预设时间，来保证该清洗装置清的洗效果达到最好以及清洗效率达到最快。

步骤503：通过升降部件51带动所述夹持部件1向第二方向运动，将清洗完的零件100从所述清洗部件4的清洗液中取出。

当清洗装置包括超声波发生器42时，在步骤502之前，开启超声波发生器42，对待清洗零件100进行超声波清洗；在步骤502之后以及步骤503之前，当零件100清洗完成后，将待清洗零件100的位置回正，关闭超声波发生器42。

例如：参见图6，在容纳空间41中注入清洗液，夹持部件1抓取同一批次的待清洗零件100(例如：25片或50片)，通过升降部件51带动夹持部件1向靠近清洗部件4的方向运动，直至将待清洗零件100浸入清洗部件4的清洗液中，开启超声波发生器42，此时由于没有固定支架200的遮挡，超声波可以完全传导至待清洗零件100处，对待清洗零件100进行充分的冲刷和清洗。开启旋转部件3和/或摆动部件2，可以使得待清洗零件100上下的超声波强度差异减小，可以避免清洗盲区。当零件100清洗完成后，将零件100的位置回正，关闭超声波发生器42。

需要说明的是，可以单独开启摆动部件2和旋转部件3，或者同时开启摆动部件2和旋转部件3，这样可以使得待清洗零件100充分接触超声波，也可以通过清洗液对待清洗零件100的各个面进行充分冲刷和清洗，提高了清洗效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种清洗装置，其特征在于，包括：

夹持部件，所述夹持部件的一端用于夹持待清洗零件；

用于带动所述夹持部件摆动的摆动部件，所述摆动部件的一端与所述夹持部件的另一端连接；

用于带动所述夹持部件旋转的旋转部件，所述旋转部件一端与所述摆动部件的另一端连接；

用于清洗所述零件的清洗部件，所述夹持部件位于所述清洗部件上方；

所述旋转部件包括：

用于驱动所述夹持部件旋转的第一驱动部件，所述第一驱动部件与所述摆动部件连接；

用于控制所述第一驱动部件的第一控制器，所述第一控制器与所述第一驱动部件电连接；

所述第一驱动部件包括：

第一固定座，所述第一固定座与所述摆动部件连接；

第一转轴，所述第一转轴的一端与所述第一固定座连接，所述第一转轴可带动所述第一固定座旋转；

用于驱动所述第一转轴旋转的第一电机，所述第一电机与所述第一控制器电连接，所述第一电机与所述第一转轴的另一端连接；

所述摆动部件包括：

用于驱动所述夹持部件摆动的第二驱动部件，所述第二驱动部件与所述旋转部件连接；

用于控制所述第二驱动部件的第二控制器，所述第二控制器与所述第二驱动部件电连接；

所述第二驱动部件包括：

用于带动所述夹持部件摆动的第一摆臂部件，所述第一摆臂部件的两端分别与所述旋转部件和所述夹持部件连接，所述第一摆臂部件位于所述夹持部件的一侧；

第二摆臂部件，所述第二摆臂部件的两端分别与所述旋转部件和所述夹持部件连接，所述第二摆臂部件位于所述夹持部件的另一侧。

2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括：用于支撑所述夹持部件、所述摆动部件和所述旋转部件的支撑部件，所述支撑部件与所述旋转部件的另一端连接。

3.根据权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述支撑部件包括：

用于带动所述夹持部件、所述旋转部件和所述摆动部件向第一方向或与所述第一方向相反的第二方向运动的升降部件，所述升降部件与所述旋转部件连接。

4.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述第一摆臂部件包括：

第一摆臂，所述第一摆臂的一端与所述夹持部件连接，所述第一摆臂的另一端与所述旋转部件铰接；

曲轴，所述曲轴包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部到曲轴轴心的距离不同；

连杆，所述连杆的一端与所述曲轴的第一连接部铰接，所述连杆的另一端与所述第一摆臂的一端铰接；

第二电机，所述第二电机与所述第二控制器连接，所述第二电机与所述曲轴的第二连接部连接。

5.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述第二摆臂部件包括：

第二摆臂，所述第二摆臂的一端与所述夹持部件连接；

第二固定座，所述第二固定座的一端与所述旋转部件连接，所述第二固定座的另一端与所述第二摆臂铰接。

6.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗部件包括：

一用于容纳清洗液的容纳空间；

用于在所述容纳空间中形成超声波的超声波发生器。

7.一种清洗方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6任一项所述的清洗装置，所述清洗方法包括：

通过升降部件带动所述夹持部件向第一方向运动，将待清洗零件浸入所述清洗部件的清洗液中；

通过所述摆动部件带动所述夹持部件按照预设频率和第一预设时间摆动，和/或通过所述旋转部件带动所述夹持部件按照预设速度和第二预设时间旋转；

通过升降部件带动所述夹持部件向第二方向运动，将清洗完的零件从所述清洗部件的清洗液中取出。

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