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CN114068365B - 一种用于超临界清洗的湿法设备及其工作方法 - Google Patents

一种用于超临界清洗的湿法设备及其工作方法
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CN114068365B
CN114068365BCN202111301066.0ACN202111301066ACN114068365BCN 114068365 BCN114068365 BCN 114068365BCN 202111301066 ACN202111301066 ACN 202111301066ACN 114068365 BCN114068365 BCN 114068365B
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Shanghai Zhilin Semiconductor Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种用于超临界清洗的湿法设备及其工作方法,其中,湿法设备包括:存放机构,存放机构内放置有晶圆片;第一传输机构,第一传输机构设置于存放机构的一侧;清洗模组,清洗模组设置于第一传输机构远离存放机构的一侧;干燥模组,干燥模组设置于第一传输机构远离存放机构的一侧,干燥模组和清洗模组相正对设置;第二传输机构,第二传输架构设置于清洗模组与干燥模组之间,且第二传输机构的一端靠近第一传输机构设置。通过对本发明的应用,提供了一种可以稳定高效对晶圆片进行清洗干燥的设备,利用该设备可以实现与晶圆清洗的湿法工艺的结合,确保晶圆在转运过程中的稳定和高效,进一步提高了晶圆的生产效率,保障了晶圆的清洗干燥质量。

Description

一种用于超临界清洗的湿法设备及其工作方法
技术领域
本发明涉及晶圆清洗设备技术领域,尤其涉及一种用于超临界清洗的湿法设备及其工作方法。
背景技术
随着晶圆技术的不断进步,对于晶圆表面的清洗干燥工作显得尤为重要,尤其是在整个清洗干燥的过程中对于晶圆表面的图案化结构的保护,较为常见的会采用湿法工艺对晶圆表面进行相应的清洗和干燥工作,而在这其中,对于相应的清洗干燥设备的设计布局涉及到了如何进一步保障对晶圆的清洗干燥质量。对于现有的清洗干燥设备而言,其往往缺少对晶圆执行清洗前的合理放置,并且还缺少对晶圆在清洗设备与干燥设备之间的快速高效转运,进一步地降低了晶圆的生产效率,且也影响了晶圆的清洗干燥质量。
发明内容
有鉴于此,为解决上述问题,本发明的目的在于提供一种用于超临界清洗的湿法设备,包括:
存放机构,所述存放机构内放置有晶圆片;
第一传输机构,所述第一传输机构设置于所述存放机构的一侧;
清洗模组,所述清洗模组设置于所述第一传输机构远离所述存放机构的一侧;
干燥模组,所述干燥模组设置于所述第一传输机构远离所述存放机构的一侧,所述干燥模组和所述清洗模组相正对设置;
第二传输机构,所述第二传输架构设置于所述清洗模组与所述干燥模组之间,且所述第二传输机构的一端靠近所述第一传输机构设置。
在另一个优选的实施例中,还包括:缓冲台,所述缓冲台设置于所述第一传输机构和所述第二传输机构之间,所述缓冲台上可操作地放置有所述晶圆片。
在另一个优选的实施例中,所述存放机构和所述第一传输机构均沿第一方向延伸设置,所述清洗模组、所述干燥模组和所述第二输送机构均沿第二方向延伸设置,所述第一方向与所述第二方向垂直设置。
在另一个优选的实施例中,所述存放机构包括:第一安装架、容置仓、晶圆盒和门组件,所述第一安装架沿所述第一方向延伸设置,若干所述容置仓沿所述第一方向依次安装于所述第一安装架上,每一所述容置仓内均放置有一晶圆盒,每一所述晶圆盒内均放置有若干所述晶圆片,每一所述容置仓靠近所述第一传输机构的一侧均安装有一所述门组件,所述门组件用于打开或关闭所述容置仓。
在另一个优选的实施例中,所述第一传输机构包括:第二安装架、第一水平滑动架、第一升降架、第一安装部和第一夹持机器人,所述第二安装架沿所述第一方向延伸设置,所述第一水平滑动架可沿所述第一方向移动地安装于所述第二安装架上,所述第一升降架可升降地安装于所述第一水平滑动架上,所述第一安装部安装于所述第一升降架上,所述第一夹持机器人安装于所述第一安装部上,所述第一夹持机器人用于夹取所述晶圆片。
在另一个优选的实施例中,所述第二传输机构包括:第三安装架、第二水平滑动架、第二升降架、第二安装部和第二夹持机器人,所述第三安装架沿所述第二方向延伸设置,所述第二水平滑动架可沿所述第二方向移动地安装于所述第三安装架上,所述第二升降架可升降地安装于所述第二水平滑动架上,所述第二安装部安装于所述第二升降架上,所述第二夹持机器人安装于所述第二安装部上,所述第二夹持机器人用于夹取所述晶圆片。
在另一个优选的实施例中,所述第二传输机构还包括:移动底座,所述移动底座安装于所述第三安装架的底部,所述移动底座用于驱动所述第三安装架沿所述第二方向移动。
在另一个优选的实施例中,所述第一夹持机器人和所述第二夹持机器人均包括:移动模组、第一移动部、第二移动部、第一夹手机构和第二夹手机构,所述移动模组安装于所述第一安装部或所述第二安装部上,所述第一移动部和所述第二移动部均可移动地安装于所述移动模组上,且所述第一移动部的移动方向与所述第二移动部的移动方向平行设置,所述第一夹手机构安装于所述第一移动部上,所述第二夹手机构安装于所述第二移动部上。
在另一个优选的实施例中,还包括:第一旋转机构,所述第一旋转机构安装于所述移动模组的下端,所述第一旋转机构与所述第一安装部或所述第二安装部连连接,所述第一旋转机构用于驱动所述移动模组的转动,所述移动模组的旋转轴沿竖直方向设置。
本发明的目的还在于提供一种用于超临界清洗的湿法设备的工作方法,包括上述中任意一项所述的用于超临界清洗的湿法设备,包括如下步骤:
步骤S1,将若干所述晶圆片放入所述存放机构内;
步骤S2,关闭所述存放机构并对所述存放机构内吹送氮气;
步骤S3,打开所述存放机构;
步骤S4,通过所述第一传输机构将所述存放机构内的所述晶圆片取出;
步骤S5,通过所述第二传输机构将所述第一传输机构取出的所述晶圆片送至所述清洗模组与所述干燥模组之间;
步骤S6,通过所述第二传输机构将所述晶圆片送入所述清洗模组内进行清洗;
步骤S7,通过所述第二传输机构将完成清洗的所述晶圆片送入所述干燥模组内进行干燥;
步骤S8,通过所述第二传输机构将完成干燥的所述晶圆片取出。
本发明由于采用了上述技术方案,使之与现有技术相比具有的积极效果是:通过对本发明的应用,提供了一种可以实现稳定、高效对晶圆片进行清洗和干燥的设备,利用该设备可以实现与晶圆清洗的湿法工艺的结合,确保晶圆在转运过程中的稳定和高效,进一步提高了晶圆的生产效率,保障了晶圆的清洗干燥质量。
附图说明
图1为本发明的一种用于超临界清洗的湿法设备的整体示意图;
图2为本发明的一种用于超临界清洗的湿法设备的布局示意图;
图3为本发明的一种用于超临界清洗的湿法设备的存放机构示意图;
图4为本发明的一种用于超临界清洗的湿法设备的第一夹持机器人示意图;
图5为本发明的一种用于超临界清洗的湿法设备的第二输送机构的设置示意图;
图6为本发明的一种用于超临界清洗的湿法设备的第二输送机构配合于清洗模组与干燥模组之间的示意图;
图7为本发明的一种用于超临界清洗的湿法设备的清洗单元示意图;
图8为本发明的一种用于超临界清洗的湿法设备的干燥单元示意图。
附图中:
1、存放机构;2、晶圆片;3、第一传输机构;4、清洗模组;5、干燥模组;6、第二传输机构;7、缓冲台;11、第一安装架;12、容置仓;13、晶圆盒;14、门组件;31、第二安装架;32、第一水平滑动架;33、第一升降架;34、第一安装部;35、第一夹持机器人;61、第三安装架;62、第二水平滑动架;63、第二升降架;64、第二安装部;65、第二夹持机器人;81、移动模组;82、第一夹手机构;83、第二夹手机构;84、第一旋转机构;85、第二旋转机构;41、第四安装架;42、清洗单元;43、清洗台;44、清洗管;45、清洗排气装置;46、排气管;47、护板;51、第五安装架;52、干燥单元;53、支撑架;54、上腔体;55、下腔体;56、流体管路;9、化学物供给装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
如图1至图8所示,示出一种较佳实施例的用于超临界清洗的湿法设备,包括:存放机构1,存放机构1内放置有晶圆片2;第一传输机构3,第一传输机构3设置于存放机构1的一侧;清洗模组4,清洗模组4设置于第一传输机构3远离存放机构1的一侧;干燥模组5,干燥模组5设置于第一传输机构3远离存放机构1的一侧,干燥模组5和清洗模组4相正对设置;第二传输机构6,第二传输架构设置于清洗模组4与干燥模组5之间,且第二传输机构6的一端靠近第一传输机构3设置。进一步地,通过第一传输机构3和第二传输机构6形成了对整个湿法设备的联系,使得晶圆片2可以再各个组成部分之间快速稳定的转移从而提高了晶圆的清洗的效率与质量。
进一步,作为一种较佳的实施例,还包括:缓冲台7,缓冲台7设置于第一传输机构3和第二传输机构6之间,缓冲台7上可操作地放置有晶圆片2。
进一步,作为一种较佳的实施例,缓冲台7上可设置有一用于支撑晶圆放置的支架结构;在另一种实施例中,缓冲台7上也可设置有若干空气孔,通过空气孔喷射出气流形成对晶圆片2的悬空式的临时支撑。
进一步,作为一种较佳的实施例,存放机构1和第一传输机构3均沿第一方向延伸设置,清洗模组4、干燥模组5和第二输送机构均沿第二方向延伸设置,第一方向与第二方向垂直设置。
进一步,作为一种较佳的实施例,存放机构1包括:第一安装架11、容置仓12、晶圆盒13和门组件14,第一安装架11沿第一方向延伸设置,若干容置仓12沿第一方向依次安装于第一安装架11上,每一容置仓12内均放置有一晶圆盒13,每一晶圆盒13内均放置有若干晶圆片2,每一容置仓12靠近第一传输机构3的一侧均安装有一门组件14,门组件14用于打开或关闭容置仓12。
进一步,作为一种较佳的实施例,门组件14呈上下滑动开闭式的电动门。
进一步,作为一种较佳的实施例,第一传输机构3包括:第二安装架31、第一水平滑动架32、第一升降架33、第一安装部34和第一夹持机器人35,第二安装架31沿第一方向延伸设置,第一水平滑动架32可沿第一方向移动地安装于第二安装架31上,第一升降架33可升降地安装于第一水平滑动架32上,第一安装部34安装于第一升降架33上,第一夹持机器人35安装于第一安装部34上,第一夹持机器人35用于夹取晶圆片2。
进一步,作为一种较佳的实施例,第二传输机构6包括:第三安装架61、第二水平滑动架62、第二升降架63、第二安装部64和第二夹持机器人65,第三安装架61沿第二方向延伸设置,第二水平滑动架62可沿第二方向移动地安装于第三安装架61上,第二升降架63可升降地安装于第二水平滑动架62上,第二安装部64安装于第二升降架63上,第二夹持机器人65安装于第二安装部64上,第二夹持机器人65用于夹取晶圆片2。
进一步,作为一种较佳的实施例,第二传输机构6还包括:移动底座,移动底座安装于第三安装架61的底部,移动底座用于驱动第三安装架61沿第二方向移动。
进一步,作为一种较佳的实施例,第一夹持机器人35和第二夹持机器人65均包括:移动模组81、第一移动部、第二移动部、第一夹手机构82和第二夹手机构83,移动模组81安装于第一安装部34或第二安装部64上,第一移动部和第二移动部均可移动地安装于移动模组81上,且第一移动部的移动方向与第二移动部的移动方向平行设置,第一夹手机构82安装于第一移动部上,第二夹手机构83安装于第二移动部上。
进一步,作为一种较佳的实施例,第一夹持机器人35和第二夹持机器人65均还包括:第一旋转机构84,第一旋转机构84安装于移动模组81的下端,第一旋转机构84与第一安装部34或第二安装部64连连接,第一旋转机构84用于驱动移动模组81的转动,移动模组81的旋转轴沿竖直方向设置。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式:
本发明的进一步实施例中,第一夹手机构82和第二夹手机构83上均设置有呈上下对称布置的空气动力孔,通过空气动力孔喷射出合适的强度的气流实现对晶圆片2的夹持,从而实现第一夹手机构82或第二夹手机构83对晶圆片2无接触的承载。
本发明的进一步实施例中,第一夹持机器人35和第二夹持机器人65均还包括:两第二旋转机构85,两第二旋转机构85分别安装于第一移动部和第二移动部上,两第二旋转机构85分别与第一夹手机构82和第二夹手机构83连接,两第二旋转机构85分别用于驱动第一夹手机构82和第二夹手机构83的转动,第一夹手机构82的旋转轴和第二夹手机构83的旋转轴均沿竖直方向设置。
本发明的进一步实施例中,清洗模组4包括:第四安装架41和清洗单元42,若干第四安装架41沿第二方向依次设置,每一第四安装架41上至少安装有一清洗单元42。
本发明的进一步实施例中,每一第四安装架41上均由下至上安装有两清洗单元42。
本发明的进一步实施例中,清洗单元42包括:清洗台43、护板47和清洗管44,清洗台43上可操作地放置有晶圆片2,清洗管44的输出端正对清洗台43的上表面设置,护板47设置于清洗台43的一侧,护板47与第四安装架41连接,护板47上设置有一通口,通口用于第二夹持机器人65送入晶圆片2。
本发明的进一步实施例中,清洗模组4还包括:清洗排气装置45和排气管46,清洗排气装置45设置于第四安装架41的上端,排气管46沿竖直方向设置并由下至上依次经过一第四安装架41的下一清洗单元42和上一清洗单元42,且排气管46的一端与清洗排气装置45的输入端连接,排气管46上设置有若干吸气孔。
本发明的进一步实施例中,干燥模组5包括:第五安装架51和干燥单元52,若干第五安装架51沿第二方向依次设置,每一第五安装架51上至少安装有一干燥单元52。
本发明的进一步实施例中,每一第五安装架51上均由下至上安装有两干燥单元52。
本发明的进一步实施例中,干燥单元52包括:支撑架53、上腔体54和下腔体55、流体管路56,支撑架53安装于第五安装架51上,且上腔体54和下腔体55可操作地上下闭合,上腔体54和下腔体55共同安装于支撑架53上,上腔体54与一流体管路56连接。
本发明的进一步实施例中,存放机构1还包括:泄压阀和氮气吹入机构,泄压阀和氮气吹入机构均安装于存放机构1上。
本发明的进一步实施例中,还包括:若干化学物供给装置9,若干化学供给装置围绕干燥模组5和清洗模组4的外侧设置,每一化学供给装置均与干燥模组5或清洗模组4连接
本发明的进一步实施例中,还包括:若干光电开关,第一夹持机器人35和第二夹持机器人65上均设置有光电开关,用于确保第一夹持机器人35和第二夹持机器人65移动至指定的位置处。
作为一种较佳的用于超临界清洗的湿法设备的工作方法的实施例,包括上述中任意一项的用于超临界清洗的湿法设备,包括如下步骤:
步骤S1,将若干晶圆片2放入存放机构1内;进一步地,在晶圆完成初步的生产工序后,将若干片的晶圆由上至下地放置于晶圆盒13内,晶圆盒13内设置有分隔式架体结构,使得相邻的亮片晶圆之间具有一定间隙,并且将完成装填的晶圆盒13放置于容置仓12内并通过门组件14关闭容置仓12形成一相对密闭的空间。
步骤S2,关闭存放机构1并对存放机构1内吹送氮气;进一步地,通过上述的氮气吹入机构对容置仓12进行有外向内的氮气注入,使得晶圆的表面形成一基础的纳米级气膜,并将晶圆表面的灰尘大范围吹除,同时通过气膜形成隔离。
步骤S3,打开存放机构1;进一步地,容置仓12内还设置有微尘监测传感器,根据微尘监测传感器的读数确保容置仓12内的颗粒浓度降到一标准值后,通过泄压阀进行泄压,然后打开门组件14。
步骤S4,通过第一传输机构3将存放机构1内的晶圆片2取出;进一步地,将存放机构1内的晶圆片2通过第一传送机构的夹手机构夹持取出后放置于缓冲台7上,缓冲台7用于对晶圆片2进行临时的放置。
步骤S5,通过第二传输机构6将第一传输机构3取出的晶圆片2送至清洗模组4与干燥模组5之间;
步骤S6,通过第二传输机构6将晶圆片2送入清洗模组4内进行清洗;进一步地,第二输送机构将晶圆片2送至清洗模组4的一处于未工作状态的清洗单元42处,将晶圆片2放入并使得夹手机构移出。更进一步地,对于清洗过程而言,清洗台43为可转动式结构带动晶圆片2进行转动,同时开始喷洒相应的化学药液对晶圆的表面进行清洗。
步骤S7,通过第二传输机构6将完成清洗的晶圆片2送入干燥模组5内进行干燥;进一步地,第二输送机构将晶圆片2送至干燥模组5的一处于未工作状态的干燥单元52处,将晶圆片2放入并使得夹手机构移出。更进一步的,先对干燥模组5的干燥单元52内调整温度和压力,再注入气态的异丙醇对晶圆进行覆盖,然后注入超临界流体二氧化碳实现对干燥单元52的内部的完全覆盖,同时使得干燥单元52的上腔体54和下腔体55处于完全闭合状态,通过超临界态二氧化碳与异丙醇部分相融,且借助于张力的作用将水分子由晶圆的表面移除,再通过一与腔体内连通的排出管路将异丙醇、水分子和二氧化碳一同排出。
步骤S8,通过第二传输机构6将完成干燥的晶圆片2取出。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。

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