本發(fā)明屬于晶圓清洗，具體涉及一種多晶圓自動(dòng)化連續(xù)清洗設(shè)備及其清洗方法。

背景技術(shù)：

1、晶圓是指制作硅半導(dǎo)體電路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高純度的多晶硅溶解后摻入硅晶體晶種，然后慢慢拉出，形成圓柱形的單晶硅。硅晶棒在經(jīng)過(guò)研磨，拋光，切片后，形成硅晶圓片，也就是晶圓。晶圓清洗是半導(dǎo)體制造過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵步驟，旨在清除晶圓在加工、成形及拋光處理過(guò)程中因與各種有機(jī)物、粒子及金屬接觸而產(chǎn)生的污染物。清洗方法包括濕法和干法兩種，其中濕法清洗是主流技術(shù)路線(xiàn)，及利用清洗液和毛刷對(duì)晶圓表面進(jìn)行清理。

2、現(xiàn)有的晶圓清洗機(jī)構(gòu)需要通過(guò)人工將晶圓放置到清洗處，工作效率低，且清洗槽對(duì)不同形狀、大小的晶圓適應(yīng)性低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種多晶圓自動(dòng)化連續(xù)清洗設(shè)備及其清洗方法，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可同時(shí)對(duì)多個(gè)晶圓進(jìn)行清洗，對(duì)晶圓投放到清洗處的要求低，清洗完畢后便于將晶圓取出，自動(dòng)化程度高，且適用于不同厚度、大小的晶圓，適合推廣。

2、本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：一種多晶圓自動(dòng)化連續(xù)清洗設(shè)備，包括基座，所述基座上固定設(shè)有工作平臺(tái)，所述工作平臺(tái)中部固定設(shè)有套筒，所述基座內(nèi)固定設(shè)有電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端連接有旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸貫穿套筒并在頂部固定設(shè)有清洗盤(pán)，所述套筒支撐在清洗盤(pán)底部并與其滑動(dòng)相連；

3、所述工作平臺(tái)后端固定設(shè)有立架，所述立架頂部固定設(shè)有驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，所述驅(qū)動(dòng)平臺(tái)下端滑動(dòng)設(shè)有升降平臺(tái)，所述立架朝向升降平臺(tái)一側(cè)設(shè)有升降軌，所述升降平臺(tái)通過(guò)支架與升降軌滑動(dòng)相連，所述升降平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有電動(dòng)伸縮桿，電動(dòng)伸縮桿的輸出端位于升降軌內(nèi)并與升降平臺(tái)的支架固定相連；

4、所述工作平臺(tái)位于清洗盤(pán)一側(cè)固定設(shè)有向上延伸的支撐架，所述支撐架頂端固定設(shè)有位于清洗盤(pán)上方的固定環(huán)，所述固定環(huán)下端固定設(shè)有密閉環(huán)，所述密閉環(huán)埋設(shè)在清洗盤(pán)邊緣處并與其滑動(dòng)相連；

5、所述固定環(huán)一側(cè)設(shè)有缺口，所述缺口的兩側(cè)固定設(shè)有側(cè)邊軌道，所述側(cè)邊軌道上滑動(dòng)設(shè)有升降門(mén)，所述側(cè)邊軌道向上延伸出固定環(huán)并固定設(shè)有安裝板，所述安裝板上固定設(shè)有電動(dòng)伸縮桿，所述電動(dòng)伸縮桿的輸出端向下并通過(guò)連接架與升降門(mén)的上端固定相連；

6、所述清洗盤(pán)上表面位于固定環(huán)的內(nèi)圍設(shè)有圓周陣列的多根下刷條，所述下刷條延伸至固定環(huán)處；

7、所述驅(qū)動(dòng)平臺(tái)上連接有輸液管，所述升降平臺(tái)朝向清洗盤(pán)一側(cè)固定設(shè)有噴頭，所述輸液管與噴頭相連通，所述升降平臺(tái)位于兩排噴頭中部固定設(shè)有延伸架，所述延伸架下端固定設(shè)有安裝架，所述安裝架下方固定設(shè)有上刷條。

8、優(yōu)選地，固定環(huán)外側(cè)位于缺口處固定設(shè)有斜滑道，所述斜滑道與清洗盤(pán)上表面等高。

9、優(yōu)選地，升降門(mén)為與固定環(huán)同一圓心的弧形，所述升降門(mén)兩側(cè)與固定環(huán)的內(nèi)環(huán)處相齊平。

10、優(yōu)選地，延伸架位置對(duì)準(zhǔn)清洗盤(pán)的中線(xiàn)處，所述延伸架在隨升降平臺(tái)下降至固定環(huán)內(nèi)時(shí)，其兩側(cè)與固定環(huán)的內(nèi)壁滑動(dòng)相連，所述上刷條延伸至延伸架的兩端。

11、優(yōu)選地，基座前端設(shè)有顯示屏與操控臺(tái)，所述操控臺(tái)與顯示屏及電動(dòng)伸縮桿、驅(qū)動(dòng)平臺(tái)、電機(jī)之間電路信號(hào)相連。

12、優(yōu)選地，斜滑道從清洗盤(pán)處向下傾斜并延伸至收集晶圓的容器處，所述斜滑道兩側(cè)設(shè)有向上的阻攔板，所述基座一側(cè)設(shè)有晶圓投放機(jī)構(gòu)，其投放端位于清洗盤(pán)上方。

13、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了一種多晶圓自動(dòng)化連續(xù)清洗設(shè)備的清洗方法，包括以下步驟：

14、步驟一：在多個(gè)晶圓投放在清洗盤(pán)上后，升降平臺(tái)下壓，推動(dòng)安裝架及其上的上刷條至固定環(huán)的環(huán)內(nèi)，根據(jù)單個(gè)晶圓的具體厚度，調(diào)節(jié)到上刷條與下刷條之間的刷洗間隙小于晶圓的厚度；

15、步驟二：電機(jī)驅(qū)動(dòng)清洗盤(pán)旋轉(zhuǎn)，在清洗盤(pán)旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，帶動(dòng)堆疊的晶圓旋轉(zhuǎn)，在晶圓經(jīng)過(guò)上刷條及安裝架處時(shí)，堆疊的晶圓被抹下，其鋪在清洗盤(pán)一層；

16、步驟三：電機(jī)驅(qū)動(dòng)清洗盤(pán)旋轉(zhuǎn)速度加快，噴頭噴出清洗液，晶圓在離心力的作用下至固定環(huán)處，在清洗盤(pán)上的下刷條摩擦力的作用下，晶圓下表面被下刷條刷洗，且在下刷條的作用下旋轉(zhuǎn)，晶圓的上表面經(jīng)過(guò)上刷條處被刷洗；

17、步驟四：晶圓刷洗完畢后，電動(dòng)伸縮桿驅(qū)動(dòng)升降門(mén)上抬，缺口打開(kāi)，在晶圓運(yùn)動(dòng)到缺口處時(shí)在離心力的作用下通過(guò)缺口，并從斜滑道滑至收集晶圓的容器內(nèi)。

18、本發(fā)明的有益效果：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可同時(shí)對(duì)多個(gè)晶圓進(jìn)行清洗，對(duì)晶圓投放到清洗處的要求低，清洗完畢后便于將晶圓取出，自動(dòng)化程度高，且適用于不同厚度、大小的晶圓，具體如下：

19、（1）、本發(fā)明設(shè)有清洗盤(pán)與固定環(huán)，清洗盤(pán)、固定環(huán)構(gòu)成晶圓的清洗槽，在將多個(gè)晶圓一次性放置到清洗盤(pán)上時(shí)，清洗盤(pán)旋轉(zhuǎn)，位于清洗槽內(nèi)的晶圓隨之運(yùn)動(dòng)，清洗盤(pán)上方的安裝架為固定狀態(tài)，其上的上刷條與下刷條之間的刷洗間隙小于晶圓的厚度，使其將堆疊的晶圓掃落，使每個(gè)晶圓隨清洗盤(pán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，上下兩側(cè)面都會(huì)被刷條刷到，從而同時(shí)清洗多個(gè)晶圓，且只要調(diào)節(jié)刷洗間隙的大小，及可清洗不同大小形狀的晶圓。

20、（2）、本發(fā)明設(shè)有缺口，在晶圓清洗完畢后，電動(dòng)伸縮桿驅(qū)動(dòng)升降門(mén)上抬，缺口打開(kāi)，在晶圓運(yùn)動(dòng)到缺口處時(shí)在離心力的作用下通過(guò)缺口，并從斜滑道滑至收集晶圓的容器內(nèi)，便于對(duì)清洗完畢的晶圓進(jìn)行收取，同理在對(duì)晶圓進(jìn)行投放時(shí)，將晶圓放置到清洗盤(pán)位于上刷條的兩側(cè)都可以，對(duì)投放位置、數(shù)量限制低，現(xiàn)有的自動(dòng)投放機(jī)構(gòu)很容易實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓的自動(dòng)投放、清洗、收取，自動(dòng)化程度高，且裝置成本低。

技術(shù)特征：

1.一種多晶圓自動(dòng)化連續(xù)清洗設(shè)備，包括基座（1），其特征在于，所述基座（1）上固定設(shè)有工作平臺(tái)（2），所述工作平臺(tái)（2）中部固定設(shè)有套筒（5），所述基座（1）內(nèi)固定設(shè)有電機(jī)（22），所述電機(jī)（22）的輸出端連接有旋轉(zhuǎn)軸（23），所述旋轉(zhuǎn)軸（23）貫穿套筒（5）并在頂部固定設(shè)有清洗盤(pán)（6），所述套筒（5）支撐在清洗盤(pán)（6）底部并與其滑動(dòng)相連；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多晶圓自動(dòng)化連續(xù)清洗設(shè)備，其特征在于，所述固定環(huán)（7）外側(cè)位于缺口（29）處固定設(shè)有斜滑道（16），所述斜滑道（16）與清洗盤(pán)（6）上表面等高。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多晶圓自動(dòng)化連續(xù)清洗設(shè)備，其特征在于，所述升降門(mén)（20）為與固定環(huán)（7）同一圓心的弧形，所述升降門(mén)（20）兩側(cè)與固定環(huán)（7）的內(nèi)環(huán)處相齊平。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多晶圓自動(dòng)化連續(xù)清洗設(shè)備，其特征在于，所述延伸架（26）位置對(duì)準(zhǔn)清洗盤(pán)（6）的中線(xiàn)處，所述延伸架（26）在隨升降平臺(tái)（11）下降至固定環(huán)（7）內(nèi)時(shí)，其兩側(cè)與固定環(huán)（7）的內(nèi)壁滑動(dòng)相連，所述上刷條（27）延伸至延伸架（26）的兩端。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多晶圓自動(dòng)化連續(xù)清洗設(shè)備，其特征在于，所述基座（1）前端設(shè)有顯示屏（14）與操控臺(tái)（15），所述操控臺(tái)（15）與顯示屏（14）及電動(dòng)伸縮桿（17）、驅(qū)動(dòng)平臺(tái)（4）、電機(jī)（22）之間電路信號(hào)相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多晶圓自動(dòng)化連續(xù)清洗設(shè)備，其特征在于，所述斜滑道（16）從清洗盤(pán)（6）處向下傾斜并延伸至收集晶圓的容器處，所述斜滑道（16）兩側(cè)設(shè)有向上的阻攔板，所述基座（1）一側(cè)設(shè)有晶圓投放機(jī)構(gòu)，其投放端位于清洗盤(pán)（6）上方。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種多晶圓自動(dòng)化連續(xù)清洗設(shè)備的清洗方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種多晶圓自動(dòng)化連續(xù)清洗設(shè)備及其清洗方法，涉及晶圓清洗技術(shù)領(lǐng)域，包括基座，基座上設(shè)有工作平臺(tái)，基座內(nèi)設(shè)有電機(jī)，電機(jī)的輸出端連接有旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸設(shè)有清洗盤(pán)，工作平臺(tái)設(shè)有立架，立架頂部設(shè)有驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)下端滑動(dòng)設(shè)有升降平臺(tái)，工作平臺(tái)設(shè)有支撐架，支撐架設(shè)有位于清洗盤(pán)上方的固定環(huán)，固定環(huán)通過(guò)埋設(shè)在清洗盤(pán)內(nèi)的密閉環(huán)與其滑動(dòng)相連，固定環(huán)一側(cè)設(shè)有缺口，缺口滑動(dòng)設(shè)有升降門(mén)，清洗盤(pán)設(shè)有圓周陣列的多根下刷條，驅(qū)動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有安裝架，安裝架設(shè)有上刷條。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可同時(shí)對(duì)多個(gè)晶圓進(jìn)行清洗，對(duì)晶圓投放到清洗處的要求低，清洗完畢后便于將晶圓取出，自動(dòng)化程度高，且適用于不同厚度、大小的晶圓，適合推廣。

技術(shù)研發(fā)人員：王剛,趙航,邵毅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽富樂(lè)德長(zhǎng)江半導(dǎo)體材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21