晶圆清洁设备及晶圆生产线的制作方法

本发明涉及晶圆清洁工艺领域，具体而言，涉及一种晶圆清洁设备及晶圆生产线。

背景技术：

随着现代对晶体集成化的要求及半导体制程技术的进步，在一大型集成电路中，往往包含非常微小的电子元件。而在制造过程中，微尘粒子、金属微粒或是油污等污染物，很容易附着在电子元件上，因而造成晶片内电路功能的损坏，例如短路或断路等，而导致整个集成电路成品的失效。因此，晶圆清洗制程为一非常重要的步骤。

在通常的晶圆清洗制程中，湿式清洗制程为常用的一种方法，因其不伤害晶圆表面，且能有效带走污染物，但是，在清洗过程中容易进入杂质，形成二次污染。

有鉴于此，研发设计出一种能够解决上述技术问题的晶圆清洁设备及晶圆生产线显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种晶圆清洁设备，该晶圆清洁设备能够避免待清洁晶圆在清洁过程中被污染，提高清洁效果。

本发明的另一目的在于提供一种晶圆生产线，该晶圆生产线能够避免待清洁晶圆在清洁过程中被污染，提高清洁效果。

本发明提供一种技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种晶圆清洁设备，用于清洁待清洁晶圆，所述晶圆清洁设备包括清洁主体、夹持组件、清洁组件及防护组件；所述夹持组件设有夹持工位，所述待清洁晶圆放置于所述夹持工位，且所述夹持组件用于夹持所述待清洁晶圆；所述清洁组件用于清洁所述待清洁晶圆；所述清洁主体上开设有清洁槽，所述夹持组件设置于所述清洁槽内；所述防护组件包括防护罩，所述防护罩活动连接于所述清洁主体，且所述防护罩能够沿第一方向运动，以围绕所述待清洁晶圆，其中，所述第一方向为所述清洁槽的槽口的向外方向。

结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，所述防护罩套设于所述清洁槽内，且所述防护罩的外壁靠近所述清洁槽的侧壁设置；所述防护组件还包括防护驱动件，所述防护驱动件与所述防护罩连接，且能够带动所述防护罩沿所述第一方向所在的直线运动。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，所述防护组件还包括吹气排；所述吹气排设置于所述清洁槽外，且与所述清洁槽的槽口相对应，所述吹气排能够向所述清洁槽吹送洁净空气；所述清洁槽的底壁开设有出气口，所述洁净空气可由所述出气口排出所述清洁槽。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，所述清洁组件包括清洁机构和干燥机构；所述清洁机构包括清洁摆臂、清洁驱动件及第一清洁喷嘴，所述清洁驱动件、清洁摆臂及第一清洁喷嘴依次连接，且所述清洁驱动件和所述第一清洁喷嘴分别设置于所述清洁摆臂的两端，所述清洁驱动件能够带动所述清洁摆臂转动，以带动所述第一清洁喷嘴运动至所述清洁槽的槽口，且所述第一清洁喷嘴能够向所述待清洁晶圆喷射清洁药剂；所述干燥机构包括干燥摆臂、干燥驱动件及第一干燥喷嘴，所述干燥驱动件、干燥摆臂及第一干燥喷嘴依次连接，且所述干燥驱动件和所述第一干燥喷嘴分别设置于所述干燥摆臂的两端，所述干燥驱动件能够带动所述干燥摆臂转动，以带动所述第一干燥喷嘴运动至所述清洁槽的槽口，且所述第一干燥喷嘴能够向所述待清洁晶圆喷射干燥气体。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，所述清洁机构还包括第二清洁喷嘴，所述第二清洁喷嘴设置于所述清洁槽的底壁，并能够向所述待清洁晶圆的朝向所述清洁槽底壁的一面喷射清洁药剂；所述干燥机构还包括第二干燥喷嘴，所述第二干燥喷嘴设置于所述清洁槽的底壁，并能够向所述待清洁晶圆的朝向所述清洁槽底壁的一面喷射干燥气体。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，所述夹持组件包括固定架、多个夹持件及多个承载件；多个所述夹持件均转动连接于所述固定架的边沿，多个所述承载件均设置于所述固定架的边沿，所述承载件用于承载所述待清洁晶圆，所述固定架与所述清洁槽的底壁转动连接；所述夹持件具有依次连接的弹性复位部、转动连接部及夹持部，所述转动连接部与所述固定架的边沿转动连接，在所述夹持部夹持所述待清洁晶圆时，所述弹性复位部弹性形变地压缩于所述固定架和所述转动连接部之间，并为所述夹持部提供一个朝向所述固定架的中部转动的力。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第六种实现方式中，所述夹持组件还包括夹持驱动件；所述夹持驱动件与所述弹性复位部相对设置，所述夹持驱动件能够推动所述弹性复位部，以带动所述夹持部朝向远离所述固定架的中部转动。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第七种实现方式中，所述晶圆清洁设备还包括检测控制组件，所述检测控制组件包括相对设置的第一放置检测件和第二放置检测件，所述第二放置检测件与所述夹持组件电连接；所述第一放置检测件能够向所述第二放置检测件发射激光信号，所述第一放置检测件和所述第二放置检测件间的连线穿过所述夹持工位。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第八种实现方式中，所述检测控制组件还包括相对设置的第一水平检测件和第二水平检测件，所述第二水平检测件与所述夹持组件电连接；所述第一水平检测件能够向所述第二水平检测件发射激光信号，所述第一水平检测件和所述第二水平检测件间的连线平行且靠近所述夹持工位。

第二方面，本发明实施例提供了一种晶圆生产线，包括生产传送机构和所述的晶圆清洁设备，所述晶圆清洁设备包括清洁主体、夹持组件、清洁组件及防护组件；所述夹持组件设有夹持工位，所述待清洁晶圆放置于所述夹持工位，且所述夹持组件用于夹持所述待清洁晶圆；所述清洁组件用于清洁所述待清洁晶圆；所述清洁主体上开设有清洁槽，所述夹持组件设置于所述清洁槽内；所述防护组件包括防护罩，所述防护罩活动连接于所述清洁主体，且所述防护罩能够沿第一方向运动，以围绕所述待清洁晶圆，其中，所述第一方向为所述清洁槽的槽口的向外方向。所述生产传送机构靠近所述夹持工位设置，并用于向所述夹持组件传送所述待清洁晶圆。

相比现有技术，本发明实施例提供的晶圆清洁设备及晶圆生产线的有益效果是：

晶圆清洁设备及晶圆生产线通过防护罩活动连接于清洁主体，且防护罩能够沿第一方向运动，以围绕待清洁晶圆，进而避免在清洁过程中，杂质附着与待清洁晶圆，通过防护罩的遮挡，以避免待清洁晶圆在清洁过程中附着杂质，提高清洁效果。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的晶圆清洁设备应用于晶圆生产线的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的晶圆清洁设备的结构剖面示意图。

图3为本发明实施例提供的晶圆清洁设备的夹持组件的检测控制组件的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的晶圆清洁设备的夹持组件的结构剖面示意图。

图标：100-晶圆生产线；20-生产传送机构；10-晶圆清洁设备；12-防护组件；121-防护罩；122-防护驱动件；123-吹气排；15-清洁组件；152-清洁机构；1521-清洁摆臂；1522-清洁驱动件；1523-第一清洁喷嘴；1524-第二清洁喷嘴；153-干燥机构；1531-干燥摆臂；1532-干燥驱动件；1533-第一干燥喷嘴；1534-第二干燥喷嘴；17-夹持组件；171-夹持工位；172-固定架；173-夹持件；1731-弹性复位部；1732-转动连接部；1733-夹持部；175-承载件；1751-导向斜面；1752-承载竖直面；1753-承载面；176-夹持驱动件；177-夹持转动驱动件；18-检测控制组件；181-第一放置检测件；182-第二放置检测件；183-第一水平检测件；184-第二水平检测件；185-主控制器；19-清洁主体；191-清洁槽；192-出气口；30-待清洁晶圆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

实施例：

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的晶圆清洁设备10应用于晶圆生产线100的结构示意图。

晶圆生产线100包括晶圆清洁设备10和生产传送机构20，生产传送机构20靠近晶圆清洁设备10设置，并用于向晶圆清洁设备10传送待清洁晶圆30，可以理解的是，晶圆生产线100也可以使用机械臂抓取或者吸附待清洁晶圆30至晶圆清洁设备10，该晶圆清洁设备10能够在清洁过程中避免杂质污染待清洁晶圆30，清洁效果好。

因为晶圆生产线100采用了晶圆清洁设备10，所以晶圆生产线100也具有能够在清洁过程中避免杂质污染待清洁晶圆30，清洁效果好的特点。

以下将具体介绍本发明实施例提供的晶圆清洁设备10的结构组成、工作原理及有益效果。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的晶圆清洁设备10的结构剖面示意图。

晶圆清洁设备10包括清洁主体19、夹持组件17、清洁组件15及防护组件12，清洁主体19用于给提供清洁空间，夹持组件17用于夹持待清洁晶圆30，清洁组件15用于清洁待清洁晶圆30，防护组件12用于防止在清洁晶圆的过程中落入杂质；

其中，夹持组件17设有夹持工位171，待清洁晶圆30放置于夹持工位171，在清洁时，夹持组件17夹持待清洁晶圆30于夹持工位171，清洁组件15用于清洁待清洁晶圆30，在清洁主体19上开设有清洁槽191，夹持组件17设置于清洁槽191内。

而防护组件12包括防护罩121，该防护罩121活动连接于清洁主体19，且防护罩121能够沿第一方向运动，以围绕待清洁晶圆30，进而避免在清洁过程中，杂质附着与待清洁晶圆30，其中，第一方向为清洁槽191的槽口的向外方向，即图中的箭头方向。

在清洁待清洁晶圆30过程中，先放置待清洁晶圆30于夹持工位171，夹持组件17夹持待清洁晶圆30，防护组件12的防护罩121沿第一方向运动，并遮挡待清洁晶圆30，清洁组件15再对待清洁晶圆30进行清洗，通过防护罩121的遮挡，以避免待清洁晶圆30在清洁过程中附着杂质，提高清洁效果。

进一步地，防护罩121套设于清洁槽191内，且防护罩121的外壁靠近清洁槽191的内壁设置，即防护罩121的外壁与清洁槽191的侧壁相匹配，防护罩121的外壁贴紧清洁槽191的侧壁，但防护罩121能够沿第一方向相对清洁主体19运动，使得防护罩121的防护杂质进入的效果更好，并且，防护组件12还可以包括防护驱动件122，防护驱动件122与防护罩121连接，且防护驱动件122能够带动防护罩121沿第一方向所在的直线运动，即防护驱动件122能够带动防护罩121沿第一方向伸出防护罩121，也能够在清洁过程完成后收回防护罩121，以便于拿取完成清洁的待清洁晶圆30，提高晶圆清洁设备10的自动化程度。

请继续参阅图2，防护组件12还可以包括吹气排123，吹气排123设置于清洁槽191外，且与清洁槽191的槽口相对应，且吹气排123还能够朝向清洁槽191吹送洁净空气，与此同时，清洁槽191的底壁还可以开设有出气口192，洁净空气可以由出气口192排出清洁槽191，进而使得吹气排123吹送洁净空气，以及出气口192排放洁净空气，使得在清洁槽191和防护罩121内的空间内形成自上而下的洁净气体环境，待清洁晶圆30置于洁净的环境中，进一步防止外部颗粒等杂质污染待清洁晶圆30，且待清洁晶圆30在洁净空气的气流中能够更快速干燥，提高晶圆清洁设备10的清洁速度。

可以理解的是，上述的防护罩121在沿第一方向运动时，在没有完全伸出清洁槽191时，也能够与吹气排123贴靠，使得防护罩121、吹气排123、清洁槽191的内壁共同围成密闭的清洁空间，进一步防止外界的杂质污染待清洁晶圆30，提高清洁效果。

需要说明的是，上述的吹气排123也可以为高效空气过滤装置，直接由高效空气过滤装置将过滤后的洁净空气直接吹向待清洁晶圆30，避免管道传送，提高洁净空气的洁净度。

请继续参阅图2，清洁组件15可以包括清洁机构152和干燥机构153，清洁机构152用于使用清洁药剂清洗待清洁晶圆30，干燥机构153通过喷射空气干燥清洁后的待清洁晶圆30。

其中，清洁机构152包括清洁摆臂1521、清洁驱动件1522及第一清洁喷嘴1523，清洁驱动件1522、清洁摆臂1521及第一清洁喷嘴1523依次连接，且清洁驱动件1522和第一清洁喷嘴1523分别设置于清洁摆臂1521的两端，清洁驱动件1522能够带动清洁摆臂1521转动，以带动第一清洁喷嘴1523运动至清洁槽191的槽口，且第一清洁喷嘴1523能够向待清洁晶圆30喷射清洁药剂，清洁驱动件1522也能够带动清洁摆臂1521转动，以带动第一清洁喷嘴1523转离清洁槽191的槽口，以便于拿取完成清洁的待清洁晶圆30。

干燥机构153包括干燥摆臂1531、干燥驱动件1532及第一干燥喷嘴1533，干燥驱动件1532、干燥摆臂1531及第一干燥喷嘴1533依次连接，且干燥驱动件1532和第一干燥喷嘴1533分别设置于干燥摆臂1531的两端，干燥驱动件1532能够带动干燥摆臂1531转动，以带动第一干燥喷嘴1533运动至清洁槽191的槽口，且第一干燥喷嘴1533能够向待清洁晶圆30喷射干燥气体，以干燥完成清洁的待清洁晶圆30，且干燥驱动件1532也能够带动干燥摆臂1531转动，以带动第一干燥喷嘴1533转离清洁槽191的槽口，以便于拿取完成清洁的待清洁晶圆30。

此外，清洁机构152还可以包括第二清洁喷嘴1524，第二清洁喷嘴1524设置于清洁槽191的底壁，并能够向待清洁晶圆30的朝向清洁槽191底壁的一面喷射清洁药剂，即由待清洁晶圆30的与第一清洁喷嘴1523相对的一侧清洗，同时由待清洁晶圆30的上下两侧喷射清洁药剂，提高晶圆清洁设备10的清洁效果。

干燥机构153还包括第二干燥喷嘴1534，第二干燥喷嘴1534设置于清洁槽191的底壁，并能够向待清洁晶圆30的朝向清洁槽191底壁的一面喷射干燥气体，即由待清洁晶圆30的与第一干燥喷嘴1533相对的一侧吹气，同时由待清洁晶圆30的上下两侧喷射干燥气体，以提高晶圆清洁设备10的干燥速度。

请参阅图3，图3为本发明实施例提供的晶圆清洁设备10的夹持组件17的检测控制组件18的结构示意图。

晶圆清洁设备10还可以包括检测控制组件18，检测控制组件18包括相对设置的第一放置检测件181和第二放置检测件182，第一放置检测件181和第二放置检测件182分别为激光发射和接收器，第一放置检测件181能够向第二放置检测件182发射激光信号，由于第一放置检测件181和第二放置检测件182间的连线穿过夹持工位171，所以在夹持工位171上没有待清洁晶圆30时，第二放置检测件182能够接收到激光信号，进而检测夹持工位171上是否放置有待清洁晶圆30，在第二放置检测件182接收到激光信号后，第二放置检测件182生成未放置信号，或者在第二放置检测件182未接收到激光信号时生成放置信号，夹持组件17与第二放置检测件182电连接，并在接收到放置信号时夹持待清洁晶圆30，以提高晶圆清洁设备10的自动化程度，且便于自动进行清洁作业。

进一步的，检测控制组件18还可以包括相对设置的第一水平检测件183和第二水平检测件184。第二水平检测件184与夹持组件17电连接，第一水平检测件183能够向第二水平检测件184发射激光信号，第一水平检测件183和第二水平检测件184间的连线平行且靠近夹持工位171，在夹持组件17夹持的待清洁晶圆30未水平或者待到预设角度时，待清洁晶圆30将遮挡第一水平检测件183发射的激光，进而使得第二水平检测件184不能接收到激光信号，第二水平检测件184在未能接收到激光信号时生成非水平信号，夹持组件17在接收到非水平信号后释放待清洁晶圆30，以便于重新放置，或者提示操作人员检查是否存在故障。

需要说明的是，该检测控制组件18还可以包括主控制器185，主控制器185分别与第一水平检测件183、第二水平检测件184、第一放置检测件181、第二放置检测件182及夹持组件17和防护组件12的驱动件电连接，以便于晶圆清洁设备10自动进行清洁作业。

可以理解的是，上述的主控制器185也可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)、语音处理器以及视频处理器等；还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的逻辑框图。主控制器185也可以是任何常规的处理器，如plc(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器)、单片机等。当然，主控制器185也可以是继电接触器控制系统，采用开关、继电器及按钮等控制电器的组合，实现接收信号，并做出线路的切换或者开关等功能。

请参阅图4，图4为本发明实施例提供的晶圆清洁设备10的夹持组件17的结构剖面示意图。

夹持组件17包括固定架172、多个夹持件173及多个承载件175，多个夹持件173均转动连接于固定架172的边沿，多个承载件175均设置于固定架172的边沿，承载件175用于承载待清洁晶圆30，固定架172与清洁槽191的底壁转动连接。

其中，夹持件173具有依次连接的弹性复位部1731、转动连接部1732及夹持部1733，转动连接部1732与固定架172的边沿转动连接，在夹持部1733夹持待清洁晶圆30时，弹性复位部1731弹性形变地压缩于固定架172和转动连接部1732之间，并为夹持部1733提供一个朝向固定架172的中部转动的力，以夹紧待清洁晶圆30，即压缩的弹性复位部1731具有恢复形变的力，给转动连接部1732带动夹持部1733转向固定架172中部的力，使得夹持部1733能够夹持待清洁晶圆30。

需要说明的是，承载件175上设有依次相连的导向斜面1751、承载竖直面1752及承载面1753，在放置待清洁晶圆30时，承载竖直面1752和导向斜面1751限制待清洁晶圆30的横向位移，承载面1753用于承载待清洁晶圆30；而弹性复位部1731可以为弹性橡胶件，也可以为朝向固定架172的套设的弹簧。

进一步地，夹持组件17还包括夹持驱动件176，该夹持驱动件176与弹性复位部1731相对设置，夹持驱动件176能够推动弹性复位部1731，压缩弹性复位部1731，进而带动夹持部1733朝向远离固定架172的中部转动，以释放待清洁晶圆30。

需要说明的是，夹持组件17还包括夹持转动驱动件177，固定架172通过夹持转动驱动件177连接于清洁槽191的底壁，夹持转动驱动件177能够带动固定转动，以便于更加均匀地清洁待清洁晶圆30。

本发明实施例提供的晶圆清洁设备10的工作原理是：

防护组件12包括防护罩121，该防护罩121活动连接于清洁主体19，且防护罩121能够沿第一方向运动，以围绕待清洁晶圆30，进而避免在清洁过程中，杂质附着与待清洁晶圆30，通过防护罩121的遮挡，以避免待清洁晶圆30在清洁过程中附着杂质，提高清洁效果。

且清洁待清洁晶圆30的过程为：

第一放置检测件181和第二放置检测件182检测待清洁晶圆30是否放置于夹持工位171上；当检测到有待清洁晶圆30放置于夹持工位171，夹持组件17的夹持件173夹持待清洁晶圆30，还可以转动待清洁晶圆30；第一水平检测件183和第二水平检测件184检测待清洁晶圆30是否放置水平；当检测到待清洁晶圆30放置水平，防护罩121沿第一方向运动，并围绕遮挡待清洁晶圆30；清洁机构152的第一清洁喷嘴1523运动至清洁槽191的槽口，第一清洁喷嘴1523和第二清洁喷嘴1524共同向待清洁晶圆30喷射清洁药剂；干燥机构153的第一干燥喷嘴1533运动至清洁槽191的槽口，第一干燥喷嘴1533和第二干燥喷嘴1534同时向待清洁晶圆30吹干燥空气；同时，吹气排123向待清洁晶圆30吹送洁净空气，形成洁净空气包裹的洁净空间，在清洁完成后夹持件173释放待清洁晶圆30。

综上所述：

本发明实施例提供的晶圆清洁设备10，该晶圆清洁设备10能够避免待清洁晶圆30在清洁过程中被污染，提高清洁效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在不冲突的情况下，上述的实施例中的特征可以相互组合，本发明也可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。并且，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。