一种快捷式晶圆切片清洗设备的制作方法

本发明属于晶圆清洗，具体涉及一种快捷式晶圆切片清洗设备。

背景技术：

1、在半导体器件的整个制造工艺中，高达20％的工艺步骤为清洗工艺，使得晶圆表面的清洗度成为影响半导体器件可靠性的重要因素。在化学机械研磨处理后，由研磨液的颗粒、添加至研磨液中的化学品、以及研磨液的反应产生物所构成的污染物(residue)会留在晶圆的表面上，这些污染物必须在进入下一个工艺之前全部清洗干净。

2、晶圆清洗机通常由清洗槽、喷淋系统、刷洗系统、干燥系统和控制系统等主要部分构成。清洗槽用于容纳清洗液和晶圆，喷淋系统通过高压喷嘴均匀喷淋清洗液，刷洗系统配备特制刷子对晶圆进行物理刷洗，干燥系统通过热风、红外线等方式迅速干燥晶圆。在清洗的过程中，由于需要将晶圆放置在清洗槽内，清洗完毕后需要对晶圆取出，在取出的过程中容易对晶圆造成二次污染，且清洗完毕的晶圆叠放在一起，不便于单个取下。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种快捷式晶圆切片清洗设备，结构简单，通过旋转盘带动晶圆清洗、烘干，工作效率高，可自动将晶圆填充、释放收集，在收集的过程中可以避免与晶圆表面接触，避免二次污染，适合推广。

2、本发明提供了如下的技术方案：一种快捷式晶圆切片清洗设备，包括清洗室，所述清洗室底部固定设有第一电机，所述第一电机的输出端连接有向上延伸进清洗室的旋转轴，所述清洗室固定设有套设在旋转轴下半部分的套筒，所述旋转轴位于套筒上方固定设有旋转盘，所述旋转盘的侧边固定设有圆周阵列的四个支撑臂，每个所述支撑臂上固定设有夹紧座；

3、所述夹紧座为大于一半的环型，其中部为截断部分，截断处固定设有相互对称且朝向外侧的第一延伸板，两个所述第一延伸板之间设有贯穿的滑动杆，所述滑动杆为带有棱边的弧形杆，其弧度与夹紧座的直径相匹配，所述滑动杆上套设有第一弹簧，所述夹紧座内壁上通过内凹的槽卡放有安装环，晶圆卡放在安装环内；

4、所述清洗室对应夹紧座的上下两侧分别设有清洗机构及烘干机构，所述清洗室外侧固定设有向外延伸出的外置板，所述外置板对应夹紧座处固定设有收集筒，所述夹紧座最外侧端处固定设有顶块，所述外置板位于收集筒一侧固定设有与顶块位置相对应的阻挡杆；

5、所述清洗室位于收集筒与清洗机构之间处固定设有投放筒，所述投放筒的截面直径与安装环相匹配，所述投放筒的位置与夹紧座相对，所述清洗室底部对应投放筒处固定设有支撑座，所述支撑座靠近清洗机构一侧设有伸缩块，所述伸缩块位于支撑座内设有弹簧机构。

6、优选地，安装环内设有相对称的第一半环与第二半环，所述第二半环与安装环的内壁相固定，所述第一半环固定设有抽拉杆，所述抽拉杆贯穿出安装环并固定设有抽拉环，所述第一半环与第二半环的上下两侧边缘设有第二滑面，所述第一半环与第二半环内壁上设有夹槽，所述晶圆位于夹槽内，所述第一半环与第二半环相对的一侧固定设有相对称的第二延伸板，所述第二半环上的第二延伸板固定设有弹簧柱，所述弹簧柱贯穿第一半环的第二延伸板，并在其后方一段套设有第二弹簧。

7、优选地，安装环位于第一半环与第二半环上方固定设有套环，所述套环的截面直径与晶圆相匹配，所述晶圆的下表面边缘与第二滑面相对，所述第一半环的夹槽与晶圆的侧边紧密连接，所述安装环位于抽拉杆两侧固定设有顶杆，所述顶杆贯穿入第一半环并与夹槽位置相对。

8、优选地，清洗机构包括驱动腔，所述驱动腔底部设有贯穿的旋转管，所述旋转管的底部固定设有毛刷盘，所述毛刷盘朝向夹紧座一侧设有毛刷板，所述毛刷板上设有毛刷，所述毛刷板上设有贯通的孔，所述驱动腔内设有贯穿出清洗室的进液管，所述进液管位于驱动腔内一端固定设有密封座，所述旋转管卡在密封座内并与其旋转相连，所述旋转管外壁上固定设有齿轮环，所述驱动腔内固定设有第二电机，所述第二电机的输出端连接有与齿轮环相啮合的齿轮。

9、优选地，收集筒及投放筒对应抽拉环一侧设有开口，所述顶块朝向阻挡杆一侧设有第一滑面，所述顶块的形状满足在其被阻挡杆挤压时，夹紧座打开至安装环可掉落的状态。

10、优选地，安装环上下两侧延伸出夹紧座，所述支撑座的高度满足垫放在其上的安装环高度与夹紧座高度位置相匹配。

11、优选地，烘干设备包括加热器，所述加热器的烘干板位于安装环的上下两侧，所述烘干板位置满足在晶圆与毛刷板位置相对时，其与洗刷好的晶圆位置相对，所述清洗室朝向收集筒一侧壁对应夹紧座处设有贯穿口，所述清洗室上设有观察窗。

12、本发明的有益效果：结构简单，通过旋转盘带动晶圆清洗、烘干，工作效率高，可自动将晶圆填充、释放收集，在收集的过程中可以避免与晶圆表面接触，避免二次污染，具体如下：

13、（1）、本发明设有旋转盘，在对晶圆进行清洗时，通过第一电机驱动旋转盘旋转，旋转盘上的夹紧座在经过支撑座处随着运动卡入安装环，并带动安装环运动到毛刷板处，毛刷板从上下两侧同时对安装环上的晶圆进行刷洗，刷洗完毕后，旋转盘继续旋转，带动安装环到烘干板处烘干，此时下一个安装环位于毛刷板处进行清理，在安装环上的晶圆烘干、下一个安装环的晶圆清洗完毕后，旋转盘继续旋转，在安装环运动到收集筒处自动将安装环放下，以此形成流程化的晶圆清洗，加快工作效率。

14、（2）、本发明设有夹紧座，在夹紧座运动到支撑座处时，其开口处位于支撑座上的安装环两侧，由于伸缩块的阻挡，夹紧座开口处被挤压，第一弹簧被压缩，夹紧座开口张开，安装环被卡入到夹紧座内，被夹紧座夹住，在夹紧座继续运动时，阻挡安装环的伸缩块被挤压，缩入到支撑座内，供夹紧座及安装环通过，实现晶圆清洗的自动送料，在夹紧座运动到收集筒处时，其上的顶块卡在阻挡杆上，再次挤压第一弹簧，使夹紧座打开，安装环掉落到收集筒中，随着夹开口的变大，顶块逐渐与阻挡杆分离，供夹紧座通过，实现对晶圆的自动释放。

15、（3）、本发明设有安装环，在对晶圆进行清洗时，将晶圆向下按压，其挤压第二滑面，使第一半环、第二半环张开，供晶圆通过到夹槽处被安装环夹住，在清洗时同时清理晶圆两面，在清洗完毕后，晶圆在安装环内被架起，使每个晶圆独立存放，在拿放时通过安装环进行，避免与晶圆的直接接触，在需要对晶圆取下时，拉动抽拉环，使第一半环向外运动，由于第一半环上的加持力大于第二半环，晶圆与第二半环分离，且第一半环上的顶杆顶入夹槽，将晶圆从第一半环处顶出，从而将晶圆释放。

技术特征：

1.一种快捷式晶圆切片清洗设备，包括清洗室（1），其特征在于，所述清洗室（1）底部固定设有第一电机（4），所述第一电机（4）的输出端连接有向上延伸进清洗室（1）的旋转轴（7），所述清洗室（1）固定设有套设在旋转轴（7）下半部分的套筒（6），所述旋转轴（7）位于套筒（6）上方固定设有旋转盘（5），所述旋转盘（5）的侧边固定设有圆周阵列的四个支撑臂（8），每个所述支撑臂（8）上固定设有夹紧座（9）；

2.根据权利要求1所述的一种快捷式晶圆切片清洗设备，其特征在于，所述安装环（10）内设有相对称的第一半环（33）与第二半环（34），所述第二半环（34）与安装环（10）的内壁相固定，所述第一半环（33）固定设有抽拉杆（40），所述抽拉杆（40）贯穿出安装环（10）并固定设有抽拉环（45），所述第一半环（33）与第二半环（34）的上下两侧边缘设有第二滑面（38），所述第一半环（33）与第二半环（34）内壁上设有夹槽（39），所述晶圆（44）位于夹槽（39）内，所述第一半环（33）与第二半环（34）相对的一侧固定设有相对称的第二延伸板（35），所述第二半环（34）上的第二延伸板（35）固定设有弹簧柱（36），所述弹簧柱（36）贯穿第一半环（33）的第二延伸板（35），并在其后方一段套设有第二弹簧（37）。

3.根据权利要求2所述的一种快捷式晶圆切片清洗设备，其特征在于，所述安装环（10）位于第一半环（33）与第二半环（34）上方固定设有套环（43），所述套环（43）的截面直径与晶圆（44）相匹配，所述晶圆（44）的下表面边缘与第二滑面（38）相对，所述第一半环（33）的夹槽（39）与晶圆（44）的侧边紧密连接，所述安装环（10）位于抽拉杆（40）两侧固定设有顶杆（41），所述顶杆（41）贯穿入第一半环（33）并与夹槽（39）位置相对。

4.根据权利要求1所述的一种快捷式晶圆切片清洗设备，其特征在于，所述清洗机构包括驱动腔（18），所述驱动腔（18）底部设有贯穿的旋转管（23），所述旋转管（23）的底部固定设有毛刷盘（19），所述毛刷盘（19）朝向夹紧座（9）一侧设有毛刷板（25），所述毛刷板（25）上设有毛刷（26），所述毛刷板（25）上设有贯通的孔，所述驱动腔（18）内设有贯穿出清洗室（1）的进液管（20），所述进液管（20）位于驱动腔（18）内一端固定设有密封座（22），所述旋转管（23）卡在密封座（22）内并与其旋转相连，所述旋转管（23）外壁上固定设有齿轮环（24），所述驱动腔（18）内固定设有第二电机（21），所述第二电机（21）的输出端连接有与齿轮环（24）相啮合的齿轮。

5.根据权利要求1所述的一种快捷式晶圆切片清洗设备，其特征在于，所述收集筒（12）及投放筒（13）对应抽拉环（45）一侧设有开口（16），所述顶块（15）朝向阻挡杆（14）一侧设有第一滑面（32），所述顶块（15）的形状满足在其被阻挡杆（14）挤压时，夹紧座（9）打开至安装环（10）可掉落的状态。

6.根据权利要求2所述的一种快捷式晶圆切片清洗设备，其特征在于，所述安装环（10）上下两侧延伸出夹紧座（9），所述支撑座（17）的高度满足垫放在其上的安装环（10）高度与夹紧座（9）高度位置相匹配。

7.根据权利要求1所述的一种快捷式晶圆切片清洗设备，其特征在于，所述烘干设备包括加热器（27），所述加热器（27）的烘干板（28）位于安装环（10）的上下两侧，所述烘干板（28）位置满足在晶圆（44）与毛刷板（25）位置相对时，其与洗刷好的晶圆（44）位置相对，所述清洗室（1）朝向收集筒（12）一侧壁对应夹紧座（9）处设有贯穿口（3），所述清洗室（1）上设有观察窗（2）。

技术总结本发明公开了一种快捷式晶圆切片清洗设备，涉及晶圆清洗技术领域，包括清洗室，清洗室底部设有第一电机，第一电机的输出端连接有旋转轴，旋转轴设有旋转盘，旋转盘设有圆周阵列的四个支撑臂，每个支撑臂上设有夹紧座，夹紧座内壁上通过内凹的槽卡放有安装环，晶圆卡放在安装环内，清洗室对应夹紧座的上下两侧分别设有清洗机构及烘干机构，清洗室外延伸出外置板，外置板对应夹紧座处设有收集筒，夹紧座设有顶块，外置板设有阻挡杆，清洗室设有投放筒，清洗室对应投放筒处设有支撑座。本发明结构简单，通过旋转盘带动晶圆清洗、烘干，工作效率高，可自动将晶圆填充、释放收集，在收集的过程中可以避免与晶圆表面接触，避免二次污染，适合推广。技术研发人员：张德海,甘志金,何园受保护的技术使用者：安徽富乐德长江半导体材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27