CN112547603B - 一种半导体晶圆表面清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体晶圆表面清洗装置，包括储液箱，所述储液箱的顶部固连有清洗台，半导体晶圆通过机械手臂放置在清洗台的顶部并与清洗台的顶部相贴合，所述储液箱的左侧设置有回流过滤机构，所述清洗台的顶部设置有吸附机构，所述清洗台的右侧固连有机箱，所述机箱的顶部固连有壳体，所述壳体的内腔设置有推动机构，所述机箱的内腔设置有驱动机构，所述储液箱的右侧设置有供水机构。该半导体晶圆表面清洗装置中，通过供水机构和回流过滤机构的配合使用，对半导体晶圆的清洗连结供给清洗液，并将使用过的清洗液进行回收利用，通过吸附机构对半导体晶圆进行吸附固定，通过驱动机构带动半导体晶圆旋转，使半导体晶圆得到全面有效的清洗。
Description
技术领域
本发明涉及半导体晶圆加工技术领域，具体为一种半导体晶圆表面清洗装置。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的IC产品，晶圆表面附着一层大约2um的Al2O3和甘油混合保护液，在制作前必须采用清洗装置进行化学刻蚀和表面清洗。
现有的清洗装置，存在以下缺陷：
（1）机械结构对半导体晶圆进行夹持，由于机械设备质地较为坚硬，容易对半导体晶圆的表面造成刮痕甚至破裂，导致半导体晶圆的损坏，造成加工成本的提高；
（2）清洗效果不佳，单一的冲洗，无法对半导体晶圆的表面较为全面的进行清洗，使得半导体晶圆的表面容易残存杂质，影响后期对半导体晶圆的加工，影响了生产加工效率；
（3）需要大量的水源，一般的清洗装置不具备水循环处理利用的功能，使得加工过程中，需要耗费大量的清洗水，一方面提高了生产加工所需的成本，另一方面不节约环保。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体晶圆表面清洗装置，该装置的清洗效果好，有有效节约水资源，并能防止半导体晶圆在清洗时产生刮痕。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半导体晶圆表面清洗装置，包括储液箱，所述储液箱的顶部固定连接有清洗台，半导体晶圆通过机械手臂放置在清洗台的顶部并与清洗台的顶部相贴合，所述储液箱的左侧设置有回流过滤机构，所述清洗台的顶部设置有吸附机构，所述清洗台的右侧固定连接有机箱，所述机箱的顶部固定连接有壳体，所述壳体的内腔设置有推动机构，所述机箱的内腔设置有驱动机构，所述储液箱的右侧设置有供水机构，所述供水机构包括安装于储液箱右侧的水泵，所述水泵的进水端贯穿至储液箱的内腔，所述水泵的出水端连通有供水管，所述供水管远离水泵的一端连通有连接软管，所述清洗台的顶部设置有L形空心转动架，所述连接软管远离供水管的一端与L形空心转动架相连通，所述壳体的顶部开设有与L形空心转动架的一端相适配的矩形缺口，所述L形空心转动架的另一端对称固连有两个与其内腔相通的喷嘴安装管，所述喷嘴安装管的底部均匀固连有多个喷嘴，所述喷嘴安装管的下方设置有与其平行的擦拭棉条，所述喷嘴贯穿至擦拭棉条内，且喷嘴的底部略高于擦拭棉条的底部，水泵抽取储液箱内腔中的清洗液并通过供水管和连接软管输送至L形空心转动架内，L形空心转动架内的清洗液通过喷嘴安装管连续供给喷嘴。
优选的，所述回流过滤机构包括固定连接在清洗台左侧的上回流管，所述上回流管与清洗台相连通，所述储液箱的左侧固定连接有下回流管，所述下回流管与储液箱相连通，所述上回流管和下回流管之间设置有滤芯，所述下回流管的顶部及滤芯的底部均固定连接有固定盘，两固定盘之间设置有弹簧。
优选的，所述吸附机构包括位于清洗台顶部的转动盘，所述转动盘的底部固定连接有转动管，所述转动管贯穿至清洗台的内腔并通过轴承与清洗台转动连接，所述转动管的内腔贯穿固定有气管，所述气管的顶端贯穿至转动盘的顶部并连通有硅胶吸盘，所述气管的底部连通有真空发生器，机械手臂将半导体晶圆放置在清洗台的顶部时，半导体晶圆挤压硅胶吸盘，真空发生器对硅胶吸盘抽真空，使硅胶吸盘吸附在半导体晶圆的底部。
优选的，所述驱动机构包括安装于机箱内腔的电机，所述转动管表面的底部固定连接有大转盘，所述电机的输出轴固定连接有小转盘，所述小转盘和大转盘通过皮带传动连接。
优选的，所述推动机构包括固定连接在机箱顶部前侧和后侧的固定架，两个固定架之间转动连接有两个齿轮，所述齿轮与L形空心转动架固定连接，所述机箱的顶部滑动连接有齿板，所述齿板与齿轮相啮合，所述齿板的顶部开设有U形腔体，所述U形腔体的内腔安装有与机箱固定连接的气缸，所述气缸的活塞杆端部与U形腔体的内腔底部固定连接，气缸驱动齿板向右侧滑动，使两齿轮带动L形空心转动架向左侧翻转，使得擦拭棉条翻转至半导体晶圆的顶部并与半导体晶圆的顶部相贴合。
优选的，所述清洗台的顶部开设有环形凹槽，且环形凹槽的内径大于转动盘的外径，所述环形凹槽的槽底沿周向均匀开设有多个回流孔，清洗后的清洗液汇流至环形凹槽内，并通过回流孔流入清洗台的内腔，再由上回流管、滤芯和下回流管回流至储液箱的内腔，并在滤芯处进行过滤。
优选的，所述转动盘的内腔底部设置有硅胶吸附垫。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：该半导体晶圆表面清洗装置中，通过供水机构和回流过滤机构的配合使用，对半导体晶圆的清洗连结供给清洗液，并将使用过的清洗液进行回收利用，通过吸附机构对半导体晶圆进行吸附固定，通过驱动机构带动半导体晶圆旋转，使半导体晶圆得到全面有效的清洗，该装置的清洗效果好，有有效节约水资源，并能防止半导体晶圆在清洗时产生刮痕。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为图1中A点的放大图；
图3为本发明的主视结构示意图；
图4为清洗台的局部结构示意图；
图5为推动机构的装配结构示意图；
图6为回流过滤机构的分解结构示意图；
图7为图6中B点的放大图。
图中：1、储液箱；2、清洗台；3、回流过滤机构；31、上回流管；32、下回流管；33、滤芯；34、固定盘；35、弹簧；4、吸附机构；41、转动盘；42、转动管；43、气管；44、硅胶吸盘；45、真空发生器；5、驱动机构；51、电机；52、大转盘；53、小转盘；6、机箱；7、供水机构；71、水泵；72、供水管；73、连接软管；74、L形空心转动架；75、矩形缺口；76、喷嘴；8、推动机构；81、固定架；82、齿轮；83、齿板；84、U形腔体；85、气缸；9、环形凹槽；10、回流孔；11、硅胶吸附垫；12、擦拭棉条；13、壳体。
具体实施方式
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。
一种半导体晶圆表面清洗装置，包括储液箱1，储液箱1的顶部固定连接有清洗台2，半导体晶圆通过机械手臂放置在清洗台2的顶部并与清洗台2的顶部相贴合，储液箱1的左侧设置有回流过滤机构3，所述回流过滤机构3包括固定连接在清洗台2左侧的上回流管31，上回流管31与清洗台2相连通，储液箱1的左侧固定连接有下回流管32，下回流管32与储液箱1相连通，上回流管31和下回流管32之间设置有滤芯33，滤芯33可对回收后的清洗液进行过滤，将清洗液中的杂质滤出，保证回收的清洗液经过滤后能够再回流至储液箱1进行重复利用，所述下回流管32的顶部及滤芯33的底部均固定连接有固定盘34，两固定盘34之间设置有弹簧35，固定盘34和弹簧35配合对滤芯33起到了限位与推动的作用，一方面使得滤芯33的两端能与上回流管31和下回流管32紧密贴合，防止渗水，另一方面，方便对滤芯33进行拆卸，以对滤芯33进行清洗或更换。
所述清洗台2的顶部设置有吸附机构4，所述吸附机构4包括位于清洗台2顶部的转动盘41，所述转动盘41的内腔底部设置有硅胶吸附垫11，硅胶吸附垫11使得半导体晶圆与清洗台2的顶部接触位置较为柔软，避免了清洗台2的顶部对半导体晶圆的表面造成刮痕。转动盘41的底部固定连接有转动管42，转动管42贯穿至清洗台2的内腔并通过轴承与清洗台2转动连接，转动管42的内腔贯穿固定有气管43，气管43的顶端贯穿至转动盘41的顶部并连通有硅胶吸盘44，气管43的底部连通有真空发生器45，机械手臂将半导体晶圆放置在清洗台2的顶部时，半导体晶圆挤压硅胶吸盘44，真空发生器45对硅胶吸盘44抽真空，使硅胶吸盘44吸附在半导体晶圆的底部，对半导体晶圆进行吸附限位，使半导体晶圆在旋转清洗时保持稳定。
所述清洗台2的右侧固定连接有机箱6，机箱6的顶部固定连接有壳体13，壳体13的内腔设置有推动机构8，所述推动机构8包括固定连接在机箱6顶部前侧和后侧的固定架81，两个固定架81之间转动连接有两个齿轮82，齿轮82与L形空心转动架74固定连接，机箱6的顶部滑动连接有齿板83，齿板83与齿轮82相啮合，齿板83的顶部开设有U形腔体84，U形腔体84的内腔安装有与机箱6固定连接的气缸85，气缸85的活塞杆端部与U形腔体84的内腔底部固定连接，气缸85驱动齿板83向右侧滑动，使两齿轮82带动L形空心转动架74向左侧翻转，使得擦拭棉条12翻转至半导体晶圆的顶部并与半导体晶圆的顶部相贴合，采用这种结构形式后，L形空心转动架74和擦拭棉条12能够翻转，既方便将半导体晶圆放置在清洗台2的顶部，又能够保证擦拭棉条12能够对半导体晶圆进行擦拭清洗，且齿板83与齿轮82相啮合的结构能够保证L形空心转动架74翻转时不会发生偏移，翻转稳定性好。
所述机箱6的内腔设置有驱动机构5，所述驱动机构5包括安装于机箱6内腔的电机51，转动管42表面的底部固定连接有大转盘52，电机51的输出轴固定连接有小转盘53，小转盘53和大转盘52通过皮带传动连接。电机51通过小转盘53、皮带和大转盘52带动转动盘41转动，使转动盘41带动半导体晶圆转动，从而使半导体晶圆得到全面有效的清洗。
所述储液箱1的右侧设置有供水机构7，所述供水机构7包括安装于储液箱1右侧的水泵71，所述水泵71的进水端贯穿至储液箱1的内腔，所述水泵71的出水端连通有供水管72，所述供水管72远离水泵71的一端连通有连接软管73，所述清洗台2的顶部设置有L形空心转动架74，所述连接软管73远离供水管72的一端与L形空心转动架74相连通，所述壳体13的顶部开设有与L形空心转动架74的一端相适配的矩形缺口75，所述L形空心转动架74的另一端对称固连有两个与其内腔相通的喷嘴安装管，所述喷嘴安装管的底部均匀固连有多个喷嘴76，所述喷嘴安装管的下方设置有与其平行的擦拭棉条12，所述喷嘴76贯穿至擦拭棉条12内，且喷嘴76的底部略高于擦拭棉条12的底部，水泵71抽取储液箱1内腔中的清洗液并通过供水管72和连接软管73输送至L形空心转动架74内，L形空心转动架74内的清洗液通过喷嘴安装管连续供给喷嘴76，喷嘴76将清洗液喷在擦拭棉条12上，通过湿润的擦拭棉条12对半导体晶圆进行有效的擦拭清洗，既能够实现半导体晶圆的擦拭清洗，又不会对半导体晶圆造成损伤。
所述清洗台2的顶部开设有环形凹槽9，且环形凹槽9的内径大于转动盘41的外径，环形凹槽9的槽底沿周向均匀开设有多个回流孔10，清洗后的清洗液汇流至环形凹槽9内，并通过回流孔10流入清洗台2的内腔，再由上回流管31、滤芯33和下回流管32回流至储液箱1的内腔，并在滤芯33处进行过滤，通过环形凹槽9和回流孔10的配合使用，对清洗台2顶部的清洗液进行集中收集，避免清洗台2的顶部存在使用过的清洗液积存而影响清洗效果的问题。
发明中所述左、右、前、后、顶部、底部是基于图1所示的视图方向而言。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种半导体晶圆表面清洗装置，包括储液箱（1），其特征在于：所述储液箱（1）的顶部固定连接有清洗台（2），半导体晶圆通过机械手臂放置在清洗台（2）的顶部并与清洗台（2）的顶部相贴合，所述储液箱（1）的左侧设置有回流过滤机构（3），所述清洗台（2）的顶部设置有吸附机构（4），所述清洗台（2）的右侧固定连接有机箱（6），所述机箱（6）的顶部固定连接有壳体（13），所述壳体（13）的内腔设置有推动机构（8），所述机箱（6）的内腔设置有驱动机构（5），所述储液箱（1）的右侧设置有供水机构（7），所述供水机构（7）包括安装于储液箱（1）右侧的水泵（71），所述水泵（71）的进水端贯穿至储液箱（1）的内腔，所述水泵（71）的出水端连通有供水管（72），所述供水管（72）远离水泵（71）的一端连通有连接软管（73），所述清洗台（2）的顶部设置有L形空心转动架（74），所述连接软管（73）远离供水管（72）的一端与L形空心转动架（74）相连通，所述壳体（13）的顶部开设有与L形空心转动架（74）的一端相适配的矩形缺口（75），所述L形空心转动架（74）的另一端对称固连有两个与其内腔相通的喷嘴安装管，所述喷嘴安装管的底部均匀固连有多个喷嘴（76），所述喷嘴安装管的下方设置有与其平行的擦拭棉条（12），所述喷嘴（76）贯穿至擦拭棉条（12）内，且喷嘴（76）的底部略高于擦拭棉条（12）的底部，水泵（71）抽取储液箱（1）内腔中的清洗液并通过供水管（72）和连接软管（73）输送至L形空心转动架（74）内，L形空心转动架（74）内的清洗液通过喷嘴安装管连续供给喷；
所述推动机构（8）包括固定连接在机箱（6）顶部前侧和后侧的固定架（81），两固定架（81）之间转动连接有安装轴，所述L形空心转动架（74）的端部与安装轴的中部固定连接，所述安装轴上位于L形空心转动架（74）的两侧分别固连有齿轮（82），所述机箱（6）的顶部滑动连接有齿板（83），所述齿板（83）与齿轮（82）相啮合，所述齿板（83）的顶部开设有U形腔体（84），所述U形腔体（84）的内腔安装有与机箱（6）固定连接的气缸（85），所述气缸（85）的活塞杆端部与U形腔体（84）的内腔底部固定连接，气缸（85）驱动齿板（83）向右侧滑动，使两齿轮（82）带动L形空心转动架（74）向左侧翻转，使得擦拭棉条（12）翻转至半导体晶圆的顶部并与半导体晶圆的顶部相贴合。
2.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆表面清洗装置，其特征在于：所述吸附机构（4）包括位于清洗台（2）顶部的转动盘（41），所述转动盘（41）的底部固定连接有转动管（42），所述转动管（42）贯穿至清洗台（2）的内腔并通过轴承与清洗台（2）转动连接，所述转动管（42）的内腔贯穿固定有气管（43），所述气管（43）的顶端贯穿至转动盘（41）的顶部并连通有硅胶吸盘（44），所述气管（43）的底部连通有真空发生器（45），机械手臂将半导体晶圆放置在清洗台（2）的顶部时，半导体晶圆挤压硅胶吸盘（44），真空发生器（45）对硅胶吸盘（44）抽真空，使硅胶吸盘（44）吸附在半导体晶圆的底部。
3.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆表面清洗装置，其特征在于：所述驱动机构（5）包括安装于机箱（6）内腔的电机（51），所述转动管（42）表面的底部固定连接有大转盘（52），所述电机（51）的输出轴固定连接有小转盘（53），所述小转盘（53）和大转盘（52）通过皮带传动连接。
4.根据权利要求3所述的一种半导体晶圆表面清洗装置，其特征在于：所述回流过滤机构（3）包括固定连接在清洗台（2）左侧的上回流管（31），所述上回流管（31）与清洗台（2）相连通，所述储液箱（1）的左侧固定连接有下回流管（32），所述下回流管（32）与储液箱（1）相连通，所述上回流管（31）和下回流管（32）之间设置有滤芯（33），所述下回流管（32）的顶部及滤芯（33）的底部均固定连接有固定盘（34），两固定盘（34）之间设置有弹簧（35）。
5.根据权利要求4所述的一种半导体晶圆表面清洗装置，其特征在于：所述清洗台（2）的顶部开设有环形凹槽（9），且环形凹槽（9）的内径大于转动盘（41）的外径，所述环形凹槽（9）的槽底沿周向均匀开设有多个回流孔（10），清洗后的清洗液汇流至环形凹槽（9）内，并通过回流孔（10）流入清洗台（2）的内腔，再由上回流管（31）、滤芯（33）和下回流管（32）回流至储液箱（1）的内腔，并在滤芯（33）处进行过滤。
6.根据权利要求5所述的一种半导体晶圆表面清洗装置，其特征在于：所述转动盘（41）的内腔底部设置有硅胶吸附垫（11）。
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