一种半导体清洗设备的制作方法

本发明涉及半导体加工技术领域，更具体地说，涉及一种半导体清洗设备。

背景技术：

为了有效地清除单晶圆表面结构的残余物、微尘、脏污需要对单晶圆表面进行清洗。目前，通过采用半导体清洗设备对单晶圆进行清洗，在清洗单晶圆时，将单晶圆置于半导体清洗设备的腔体中，快速旋转单晶圆并通过气体喷流的方式清洗单晶圆上下两面，然而气体喷流时会有如酸、碱、有机溶液等构成的清洗液或是夹带脏污的残液透过旋转机制的剪切力溅射于半导体清洗设备腔体内部，并无法预期溅射的相对位置区域。因此，清洗单晶圆时容易造成交叉污染。

因此，如何减少单晶圆清洗时交叉污染，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是如何减少单晶圆清洗时交叉污染，为此，本发明提供了一种半导体清洗设备。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种半导体清洗设备，包括：

清洗盘，所述清洗盘用于放置晶圆片；

驱动组件，所述驱动组件驱动清洗盘高速旋转的驱动组件；

真空组件，所述真空组件将所述晶圆片吸附在所述清洗盘上；

清洗组件，所述清洗组件用于向晶圆片喷射清洗液；

多个升降机构，每个所述升降机构的升降端设置有多个回收环，每个所述回收环的上方对应设置有防溅板，相邻的防溅板之间形成引流槽道，所述清洗盘、所述驱动组件、所述真空组件位于所述回收环所围成的空间中；以及

控制器，所述控制器接收清洗指令并控制对应的所述升降机构的升降以使对应的防溅板与清洗盘持平。

本发明其中一个实施例中，所述升降机构包括第一升降机构和第二升降机构。

本发明其中一个实施例中，所述第一升降机构的升降端设置有第一回收环、第二回收环和第三回收环，其中，所述第三回收环固定在所述第一升降机构的升降端，所述第二回收环位于所述第三回收环的回收腔体中，所述第一回收环固定在所述第三回收环上。

本发明其中一个实施例中，所述第一回收环包括：第一回收板、防溅罩和第一防溅板，其中，所述第一回收板用于固定在所述第三回收环上，所述防溅罩自所述第一回收板向靠近所述清洗盘的方向延伸，所述第一防溅板自所述第一回收板或所述防溅罩向靠近所述清洗盘的方向延伸。

本发明其中一个实施例中，所述第一防溅板的表面设置有第一隔离环圈。

本发明其中一个实施例中，所述第三回收环包括提耳、第三外层回收板、第三内层回收板和第三防溅板，其中，所述提耳与所述第一升降机构的升降端固定；所述第三外层回收板自所述提耳沿轴向向下延伸，所述第三内层回收板自所述第三外层回收板沿轴向向上延伸，并与所述第三外层回收板之间形成回收腔体，所述第三防溅板自所述第三内层回收板向靠近所述清洗盘的方向延伸。

本发明其中一个实施例中，所述第二回收环包括第二回收板和第二防溅板，其中，所述第二回收板上设置有第一导向孔，所述第一导向孔沿轴向延伸，所述第三内层回收板穿过所述第一导向孔，并能够在所述第一导向孔内沿轴向滑动；

所述第二防溅板自所述第二回收板向所述清洗盘的方向延伸；且所述第二防溅板与所述第一防溅板之间形成第一引流槽道，所述第二防溅板与所述第三防溅板之间形成第二引流槽道。

本发明其中一个实施例中，所述第二防溅板的表面设置有第二隔离环圈。

本发明其中一个实施例中，所述第二防溅板的内部嵌设有第一喷液导管，所述第二防溅板的上表面设置有与所述第一喷液导管连通的第一喷嘴。

本发明其中一个实施例中，所述第三防溅板的表面设置有第三隔离环圈。

本发明其中一个实施例中，所述第三防溅板的内部嵌设有第二喷液导管，所述第三防溅板的上表面设置有与所述第二喷液导管连通的第二喷嘴。

本发明其中一个实施例中，所述第二升降机构的升降端设置有外罩、第四回收环、第五回收环和第六回收环，其中，所述外罩固定在所述第二升降机构的升降端，所述第四回收环和第五回收环固定在所述外罩上，所述第六回收环设置在所述第五回收环上。

本发明其中一个实施例中，所述第四回收环包括第四内层回收板、第四外层回收板、第四防溅板和第五防溅板，所述第四防溅板自所述第四外层回收板向所述清洗盘的方向延伸，第五防溅板自所述第四内层回收板向所述清洗盘的方向延伸，所述第四防溅板与所述第三防溅板之间形成第三引流槽道，所述第四防溅板与所述第五防溅板之间形成第四引流槽道，所述第四内层回收板与所述第四外层回收板之间形成回收腔体；

所述第五回收环包括自所述第四内层回收板向轴向延伸的第五回收板，所述第五回收板与所述第四内层回收板之间形成回收腔体。

本发明其中一个实施例中，所述第四防溅板的表面设置有第四隔离环圈；

所述第五防溅板的表面设置有第五隔离环圈。

本发明其中一个实施例中，所述第四防溅板的内部嵌设有第三喷液导管，所述第三防溅板的上表面设置有与所述第三喷液导管连通的第三喷嘴；

所述第五防溅板的内部嵌设有第四喷液导管，所述第五防溅板的上表面设置有与所述第四喷液导管连通的第四喷嘴。

本发明其中一个实施例中，所述第六回收环包括第六外层回收板和第六内层回收板，所述第六内层回收板固定在所述第五回收板上，且所述第六外层回收板与所述第六内层回收板之间形成回收腔体。

本发明其中一个实施例中，还包括设置在底部的第七回收环，所述第七回收环包括第七外层回收板和第七内层回收板，所述第七外层回收板套设在所述第六外层回收板上，且所述第七内层回收板自所述第七外层回收板沿径向延伸，所述第一内层回收板的端面形成回收腔体。

本发明其中一个实施例中，所述清洗盘包括：

旋转盘，所述旋转盘固定在所述驱动组件的旋转轴上；

支撑盘，所述支撑盘位于所述旋转盘的上方，且所述支撑盘通过轴承设置在所述驱动组件的旋转轴上；和

定位盘，所述定位盘设置在支撑盘的表面，其边缘设置有用于支撑晶圆片的支撑柱。

本发明其中一个实施例中，所述真空组件包括：

穿过所述驱动组件的旋转轴的真空吸管；和

与所述真空吸管连接的真空发生器。

本发明其中一个实施例中，所述清洗组件包括：

第一供液组件；

自所述第一供液组件延伸至所述清洗盘上方的喷液管；

设置所述定位盘中部的安装座；

设置在所述安装座内的第二喷嘴，所述第二喷嘴的喷口指向晶圆片；

连通所述第二喷嘴的进液管；和

向所述进液管供液第二供液组件。

本发明其中一个实施例中，所述进液管布置在所述驱动组件的旋转轴内部。

从上述的技术方案可以看出，采用本发明的半导体清洗设备时，将晶圆片放在清洗盘上，在真空组件的作用下使得晶圆片与清洗盘之间形成真空，使得晶圆片能够固定在清洗盘上。控制器接收清洗指令，并控制对应的升降机构调整对应的防溅板与清洗盘持平，驱动组件驱动清洗盘进行旋转，同时清洗组件进行清洗，并将清洗液回收到对应的回收环中。由于采用本发明的半导体清洗设备能够根据不同的清洗液选择对应的防溅板以及回收环，因此，能够有效的防止交叉污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明所提供的一种半导体清洗设备的主视结构示意图；

图2为本发明所提供的一种半导体清洗设备的主视结构示意图；

图3为本发明所提供的一种半导体清洗设备的立体结构示意图；

图4为本发明所提供的一种半导体清洗设备的立体结构示意图；

图5为本发明所提供的一种半导体清洗设备的剖视结构示意图；

图6和图7为本发明所提供的一种半导体清洗设备的两种状态下的剖视结构示意图；

图8至图11为本发明所提供的一种晶圆片清洗设备的剖视结构示意图；

图12为本发明所提供的一种晶圆片清洗设备的俯视结构示意图。

图中，100为升降机构、200为回收环、300为清洗盘、400为驱动组件、500为真空组件、600为清洗组件、201为第一回收环、202为第二回收环、203为第三回收环、204为第四回收环、205为第五回收环、206为第六回收环、207为第七回收环、2011为第一回收板、2012为防溅罩、2013为第一防溅板、2014为第一隔离环圈、2021为第二回收板、2022为第二防溅板、2023为第二隔离环圈、2024为第一喷液导管、2031为提耳、2032为第三外层回收板、2033为第三内层回收板、2034为第三防溅板、2035为第三隔离环圈、2036为第二喷液导管、2041为第四外层回收板、2042为第四外层回收板、2043为第五防溅板、2044为第五防溅板、2045为第四隔离环圈、2046为第五隔离环圈、2051为第五回收板、2061为第六外层回收板、2062为第六内层回收板。

301为定位盘、302为支撑盘、303为旋转盘、401为旋转轴、501为真空吸管、601为第一喷嘴、602为喷液管、603为安装座、604为第二喷嘴、605为进液管。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种半导体清洗设备，以减少单晶圆清洗时交叉污染。

此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

请参阅图1至图12，本发明实施例中的半导体清洗设备，包括：

清洗盘，所述清洗盘用于放置晶圆片；

驱动组件，所述驱动组件驱动清洗盘高速旋转的驱动组件；

真空组件，所述真空组件将所述晶圆片吸附在所述清洗盘上；

清洗组件，所述清洗组件用于向晶圆片喷射清洗液；

多个升降机构，每个所述升降机构的升降端设置有多个回收环，每个所述回收环的上方对应设置有防溅板，相邻的防溅板之间形成引流槽道，所述清洗盘、所述驱动组件、所述真空组件位于所述回收环所围成的空间中；以及

控制器，控制器接收清洗指令并控制对应的升降机构的升降以使对应的防溅板与清洗盘持平。

采用本发明的半导体清洗设备时，将晶圆片放在清洗盘上，在真空组件的作用下使得晶圆片与清洗盘之间形成真空，使得晶圆片能够固定在清洗盘上。控制器接收清洗指令，并控制对应的升降机构调整对应的防溅板与清洗盘持平，驱动组件驱动清洗盘进行旋转，同时清洗组件进行清洗，并将清洗液回收到对应的回收环中。由于采用本发明的半导体清洗设备能够根据不同的清洗液选择对应的防溅板以及回收环，因此，能够有效的防止交叉污染。

每个升降机构对应有至少两个回收环200，每个回收环200能够回收一种类型的清洗液。在清洗过程中根据待清洗物体的类型选择酸性清洗液、碱性清洗液或者纯净水。对应的升降机构在控制器的控制下进行升降以调整防溅板与清洗盘持平使得清洗液顺着引流槽道流入对应的回收环200中，例如，当清洗液为酸性清洗液时，升降机构执行使得与酸性清洗液对应的防溅板与清洗盘持平在引流槽道的作用引入回收酸性清洗液的回收环200中；当清洗液为碱性清洗液时，升降机构执行使得与碱性清洗液对应的防溅板与清洗盘持平在引流槽道的作用引入回收碱性清洗液的回收环200中；当清洗液为纯净水时，升降机构执行使得与纯净水对应的防溅板与清洗盘持平在引流槽道的作用引入回收纯净水的回收环200中。

控制器预先存储有清洗步骤的清洗指令，每个清洗步骤中所应用的清洗液类型，当执行某一个步骤时，控制器调用该清洗指令中清洗步骤所对应的清洗液得类型，并控制对应的升降机构运行。或者人为输入清洗指令，控制器根据该清洗指令调用对应的清洗液类型，并控制对应的升降机构运行。

本发明其中一个实施例中，升降机构包括第一升降机构和第二升降机构。当然还可以为其他数量的升降机构。例如三个、四个等，为了简化结构，并发明中优选考虑两个升降机构的情况。

本发明其中一个实施例中，第一升降机构的升降端设置有至少两个回收环200，例如本发明实施例中第一升降机构的升降端设置有第一回收环201、第二回收环202和第三回收环203，其中，第三回收环203固定在第一升降机构的升降端，第二回收环202位于第三回收环203的回收腔体中，第一回收环201固定在第三回收环203上。

上述第一回收环201、第二回收环202和第三回收环203逐层布置，其中，第三回收环203位于最下层，第一回收环201位于最上层。其中，第二回收环202直接固定在第一回收环201或者第三回收环203，或者其他结构上。

第一回收环201包括第一回收板2011、防溅罩2012和第一防溅板2013，其中，第一回收板2011用于固定在第三回收环203上，防溅罩2012自第一回收板2011向靠近清洗盘的方向延伸，第一防溅板2013自第一回收板2011或防溅罩2012向靠近清洗盘的方向延伸。第一防溅板2013和防溅罩2012都具有防溅的作用，第一回收板2011具有两层房间功能，从而减少清洗液飞溅出去。

第一防溅板2013的表面设置有第一隔离环圈2014。该第一隔离环圈2014选择高表面张力的材质，使旋转溅射上表面的清洗液溶液能因表面张力之故而快速地脱离第一隔离环圈2014表面进而滴落引流槽道中。

第三回收环203包括提耳2031、第三外层回收板2032、第三内层回收板2033和第三防溅板2034，其中，提耳2031与第一升降机构的升降端固定；第三外层回收板2032自提耳2031沿轴向向下延伸，第三内层回收板2033自第三外层回收板2032沿轴向向上延伸，并与第三外层回收板2032之间形成回收腔体，第三防溅板2034自第三内层回收板2033向靠近清洗盘的方向延伸。

第一升降机构上升运动时，第一升降机构的升降端带动提耳2031上升，从而带动第三外层回收板2032、第三内层回收板2033和第三防溅板2034做上升运动；由于第一回收环201固定在第三回收环203上，因此，第一回收环201会跟随第三回收环203一起做上升运动；第一升降机构上升运动时，第一升降机构的升降端带动提耳2031下降，从而带动第三外层回收板2032、第三内层回收板2033和第三防溅板2034做下降运动；由于第一回收环201固定在第三回收环203上，因此，第一回收环201会跟随第三回收环203一起做下降运动。

本发明其中一个实施例中，第二回收环202包括第二回收板2021和第二防溅板2022，其中，第二回收板2021上设置有第一导向孔，第一导向孔沿轴向延伸，第三内层回收板2033穿过第一导向孔，并能够在第一导向孔内沿轴向滑动；

第二防溅板2022自第二回收板2021向清洗盘的方向延伸；且第二防溅板2022与第一防溅板2013之间形成第一引流槽道，第二防溅板2022与第三防溅板2034之间形成第二引流槽道。

第二防溅板2022的表面设置有第二隔离环圈2023。该第二隔离环圈2023选择高表面张力的材质，使旋转溅射上表面的清洗液溶液能因表面张力之故而快速地脱离第二隔离环圈2023表面进而滴落第二引流槽道中。

为了方便清洗，第二防溅板2022的内部嵌设有第一喷液导管2024，第二防溅板2022的上表面设置有与第一喷液导管2024连通的第一喷嘴。对应的清洗液通过第一喷液导管2024进入第一喷嘴中，并喷射至第一引流槽道中，并将粘结在第一防溅板2013下表面的清洗液冲洗到第一引流槽道中，最终流入回收腔体中。

本发明其中一个实施例中，第三防溅板2034的表面设置有第三隔离环圈2035。该第三隔离环圈2035选择高表面张力的材质，使旋转溅射上表面的清洗液溶液能因表面张力之故而快速地脱离第三隔离环圈2035表面进而滴落第二引流槽道中。

本发明其中一个实施例中，第三防溅板2034的内部嵌设有第二喷液导管2036，第三防溅板2034的上表面设置有与第二喷液导管2036连通的第二喷嘴。对应的清洗液通过第二喷液导管2036进入第二喷嘴中，并喷射至第二引流槽道中，并将粘结在第二防溅板2022下表面的清洗液冲洗到第二引流槽道中，最终流入回收腔体中。

第二升降机构的升降端设置有至少两个回收环200，例如，本发明实施例中第二升降机构的升降端设置有外罩、第四回收环204、第五回收环205和第六回收环206，其中，外罩固定在第二升降机构的升降端，第四回收环204和第五回收环205固定在外罩上，第六回收环206设置在第五回收环205上。上述第四回收环204、第五回收环205和第六回收环206逐层布置，或者沿轴向布置，其中，第四回收环204和第五回收环205沿轴向布置，且第五回收环205位于最下层，第六回收环206位于最外层。第二升降机构通过带动外罩运动并带动第四回收环204、第五回收环205和第六回收环206一同运动。

第四回收环204和第五回收环205为一体式结构或者分体式结构，本发明优选的，第四回收环204和第五回收环205为一体式结构，具体的，第四回收环204包括第四内层回收板2042、第四外层回收板2041、第四防溅板2043和第五防溅板2044，第四防溅板2043自第四外层回收板2041向清洗盘的方向延伸，第五防溅板2044自第四内层回收板2042向清洗盘的方向延伸，第四防溅板2043与第三防溅板2034之间形成第三引流槽道，第四防溅板2043与第五防溅板2044之间形成第四引流槽道，第四内层回收板2042与第四外层回收板2041之间形成回收腔体；

第五回收环205包括自第四内层回收板2042向轴向延伸的第五回收板2051，第五回收板2051与第四内层回收板2042之间形成回收腔体。

本发明其中一个实施例中，第四防溅板2043的表面设置有第四隔离环圈2045；第五防溅板2044的表面设置有第五隔离环圈2046。该第四隔离环圈2045和第五隔离环圈2046选择高表面张力的材质，使旋转溅射上表面的清洗液溶液能因表面张力之故而快速地脱离第四隔离环圈2045和第五隔离环圈2046表面进而滴落第三引流槽道和第四引流槽道中。

本发明其中一个实施例中，第四防溅板2043的内部嵌设有第三喷液导管，第三防溅板2034的上表面设置有与第三喷液导管连通的第三喷嘴；第五防溅板2044的内部嵌设有第四喷液导管，第五防溅板2044的上表面设置有与第四喷液导管连通的第四喷嘴。对应的清洗液通过第三喷液导管进入第三喷嘴中，并喷射至第三引流槽道中，并将粘结在第三防溅板2034下表面的清洗液冲洗到第三引流槽道中，最终流入回收腔体中。对应的清洗液通过第四喷液导管进入第四喷嘴中，并喷射至第四引流槽道中，并将粘结在第四防溅板2043下表面的清洗液冲洗到第四引流槽道中，最终流入回收腔体中。

第六回收环206包括第六外层回收板2061和第六内层回收板2062，第六内层回收板2062固定在第五回收板2051上，且第六外层回收板2061与第六内层回收板2062之间形成回收腔体。

还包括设置在底部的第七回收环207，第七回收环207包括第七外层回收板和第七内层回收板，第七外层回收板套设在第六外层回收板2061上，且第七内层回收板自第七外层回收板沿径向延伸，第一内层回收板的端面形成回收腔体。

请参阅图8至图12，清洗盘300的作用支撑晶圆片，并在驱动组件400的驱动作用下带动晶圆片进行旋转。在本发明其中一个实施例中，该清洗盘300包括：旋转盘303，旋转盘303固定在驱动组件400的旋转轴401上；和定位盘301，定位盘301设置在旋转盘303的表面，其边缘设置有用于支撑晶圆片的支撑柱。使用时，将晶圆片放在定位盘301上晶圆片的边缘与支撑柱抵接，本发明实施例中为了保证晶圆片受力的均匀性，支撑柱的数量为多个，且多个支撑柱均匀布置在定位盘301上。在支撑柱以及真空组件500的作用下能够使得晶圆片与定位盘301之间形成夹层，以方便第二清洗组件500对晶圆片的下表面进行清洗。

为了提高定位盘301的运行过程中的稳定性，在旋转盘303与定位盘301之间设置有支撑盘302，支撑盘302位于旋转盘303的上方，且支撑盘302通过轴承设置在驱动组件400的旋转轴201上。通过设置支撑盘302能够使得定位盘301间接与旋转盘303进行接触，从而使得定位盘301在旋转过程中更加平稳。

本发明中，真空组件500的作用是通过形成真空使得进行固定晶圆片。真空组件500包括：穿过驱动组件400的旋转轴201的真空吸管501；和与真空吸管501连接的真空发生器。使用时，真空发生器运行，由于真空发生器与真空吸管501连接，因此，真空吸管501的周边能够形成负压，在压力差的作用下，晶圆片能够稳定的吸附在真空吸管501的周边。

清洗组件600的作用是清洗晶圆片的上表面和下表面，本发明中清洗组件600包括：第一供液组件；自第一供液组件延伸至清洗盘300上方的喷液管602；设置在喷液管602上的第一喷嘴601；设置定位盘301中部的安装座603；设置在安装座603内的第二喷嘴604，第二喷嘴604的喷口指向晶圆片；连通第二喷嘴604的进液管605；和向进液管605供液第二供液组件。

使用时，第一供液组件将清洗液输送至喷液管602，经喷液管602通过第一喷嘴601喷射在晶圆片的上表面，由于晶圆片在清洗盘300的作用下进行高速旋转，因此，由第一喷嘴601喷射的清洗液能够将晶圆片上表面的赃物清洗下来。使用时，通过第二供液组件将清洗液输送给进液管605，通过进液管605将清洗液输送给第二喷嘴604，第二喷嘴604喷出的清洗液与晶圆片的下表面相接触。由于第二喷嘴604的喷口指向晶圆片，因此，由第二喷嘴604喷出的清洗液能够产生旋转的分力，从而提高清洗效果。

为了进一步提高清洗效果，清洗组件600包括驱动喷液管602进行摆动的旋转件。通过旋转件使得第一清洗组件600在清洗过程中能够进行摆动，摆动过程中第一喷嘴601喷射出的高压清洗液能够接触到晶圆片上不同的部位，从而能够提高清洗效果。

为了进一步提高清洗效果，第二喷嘴604的数量为多个。多个第二喷嘴604均匀布置在安装座603中。

为了提高安装座603与定位盘301的密封效果，安装座603与定位盘301中部的密封圈。

为了简化结果，本发明中驱动组件400的旋转轴201为中空轴，进液管605布置在驱动组件400的旋转轴201内部。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。