专利名称：晶圆清洗设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，具体而言，涉及一种晶圆清洗设备。
背景技术：
在CMP工艺后，需要对晶圆进行清洗。现有的晶圆清洗设备在清洗晶圆时会二次污染晶圆。因此，现有的晶圆清洗设备存在清洗效果差的缺陷。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商 业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有清洗效果好等优点的晶圆清洗设备。为了实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种晶圆清洗设备。所述晶圆清洗设备包括机架；晶圆清洗装置，所述晶圆清洗装置设在所述机架上，所述晶圆清洗装置包括具有第二容纳腔的第二本体、设在所述第二容纳腔内的第二晶圆支撑机构和设在所述第二本体上的晶圆清洗机构，所述第二容纳腔的底壁上设有沿上下方向贯通所述第二容纳腔的底壁的第二槽口用于通过晶圆；晶圆刷洗装置，所述晶圆刷洗装置设在所述机架上且位于所述晶圆清洗装置的下游侧，所述晶圆刷洗装置包括具有第三容纳腔的第三本体以及设在所述第三容纳腔内的第三晶圆支撑机构和晶圆刷洗机构，所述第三容纳腔的底壁上设有沿上下方向贯通所述第三容纳腔的底壁的第三槽口用于通过晶圆；晶圆干燥装置，所述晶圆干燥装置设在所述机架上且位于所述晶圆刷洗装置的下游侧，所述晶圆干燥装置包括具有第四容纳腔的第四本体以及设在所述第四容纳腔内的第四晶圆支撑机构和晶圆干燥机构，所述第四容纳腔的底壁上设有沿上下方向贯通所述第四容纳腔的底壁的第四槽口用于通过晶圆；和机械手，所述机械手可移动地设在所述机架上用于竖直地夹持晶圆和搬运晶圆。根据本发明实施例的晶圆清洗设备通过在所述晶圆清洗装置的所述第二容纳腔的所述底壁上设置沿上下方向贯通所述第二容纳腔的所述底壁的所述第二槽口、在所述晶圆刷洗装置的所述第三容纳腔的所述底壁上设置沿上下方向贯通所述第三容纳腔的所述底壁的所述第三槽口以及在所述晶圆干燥装置的所述第四容纳腔的所述底壁上设置沿上下方向贯通所述第四容纳腔的所述底壁的所述第四槽口，从而可以使所述机械手在夹持和搬运所述晶圆时始终位于所述晶圆的下方，这样可以避免所述机械手及其驱动装置(图中未示出)上的污染物或者颗粒掉落在所述晶圆上污染所述晶圆，即所述晶圆在清洗、刷洗和干燥过程中不会受到二次污染。因此，通过利用根据本发明实施例的晶圆清洗设备来清洗所述晶圆，可以避免所述晶圆受到所述机械手及其驱动装置上的污染物或者颗粒的污染，从而可以大大地提高所述晶圆的洁净度。另外，根据本发明上述实施例的晶圆清洗设备还可以具有如下附加的技术特征根据本发明的一个实施例，所述第二至第四晶圆支撑机构中的每一个包括第一和第二上驱动轮；电机，所述电机与所述第一和第二上驱动轮相连用于驱动所述第一和第二上驱动轮旋转；第一下支撑轮，所述第一下支撑轮与所述第一和第二上驱动轮协作支撑所述晶圆且将所述晶圆沿竖直方向定向；和第一下支撑轮驱动件，所述第一下支撑轮驱动件与所述第一下支撑轮相连以便驱动所述第一下支撑轮上下移动和左右移动。这样在清洗所述晶圆、刷洗所述晶圆和干燥所述晶圆时所述晶圆沿竖直方向定向，因此从所述晶圆上清洗和刷洗下来的颗粒和化学药剂会随着清洗液(例如去离子水)一起沿所述晶圆的两个表面竖直地向下流动，而不会留在所述晶圆的两个表面上，从而可以大大地提高所述晶圆的洁净度。根据本发明的一个实施例，所述晶圆清洗机构包括第一和第二兆声喷头，所述第一和第二兆声喷头在所述晶圆的轴向上间隔开地设置以便分别用于清洗所述晶圆的两个表面；以及兆声喷头驱动件，所述兆声喷头驱动件设在所述第二本体上且与所述第一和第二兆声喷头相连以便驱动所述第一和第二兆声喷头沿所述晶圆的径向平移。在清洗所述晶圆时，由于所述晶圆可以旋转且所述第一兆声喷头和所述第二兆声喷头可以沿所述晶圆的径向做直线运动，因此通过合成这两种运动，可以快速地对整个所述晶圆的表面进行清洗。 因此，根据本发明实施例的所述晶圆清洗设备的所述晶圆清洗机构可以全面地、快速地清洗所述晶圆，并且可以将所述晶圆上的颗粒和化学药剂全部清洗掉，从而达到更好的清洗效果。根据本发明的一个实施例，所述晶圆刷洗机构包括第一和第二毛刷，所述第一和第二毛刷相对地且间隔开地设置以便分别用于刷洗所述晶圆的两个表面。所述晶圆刷洗机构具有结构简单、刷洗效果好等优点。根据本发明的一个实施例，所述晶圆干燥机构包括第一和第二喷嘴，所述第一和第二喷嘴在所述晶圆的轴向上间隔开地设置以便分别用于向所述晶圆的两个表面喷射氮气。所述晶圆干燥机构具有结构简单、干燥效果好等优点。根据本发明的一个实施例，所述晶圆刷洗装置为两个，一个所述晶圆刷洗装置位于所述晶圆清洗装置的下游侧，另一个所述晶圆刷洗装置位于一个所述晶圆刷洗装置的下游侧且位于所述晶圆干燥装置的上游侧。通过设置两个所述晶圆刷洗装置，可以先后对所述晶圆进行两次刷洗，从而可以进一步提高所述晶圆的洁净度。根据本发明的一个实施例，所述晶圆清洗设备还包括晶圆进入过渡平台，所述晶圆进入过渡平台设在所述机架上且位于所述晶圆清洗装置的上游侧，所述晶圆进入过渡平台包括具有第一容纳腔的第一本体和设在所述第一容纳腔内的第一晶圆支撑机构，所述第一容纳腔的底壁上设有沿上下方向贯通所述第一容纳腔的底壁的第一槽口用于通过晶圆。这样可以大大地提高根据本发明实施例的晶圆清洗设备的工作效率。根据本发明的一个实施例，所述晶圆清洗设备还包括晶圆移出过渡平台，所述晶圆移出过渡平台设在所述机架上且位于所述晶圆干燥装置的下游侧，所述晶圆移出过渡平台包括具有第五容纳腔的第五本体和设在所述第五容纳腔内的第五晶圆支撑机构，所述第五容纳腔的底壁上设有沿上下方向贯通所述第五容纳腔的底壁的第五槽口用于通过晶圆。通过在所述晶圆干燥装置的下游侧设置晶圆移出所述过渡平台，从而可以更加方便地、容易地将干燥后的所述晶圆搬运走。根据本发明的一个实施例，所述第一晶圆支撑机构和所述第五晶圆支撑机构中的每一个包括第一和第二上支撑轮；第二下支撑轮，所述第二下支撑轮与所述第一和第二上支撑轮协作支撑所述晶圆且将所述晶圆沿竖直方向定向；和第二下支撑轮驱动件，所述第二下支撑轮驱动件与所述第二下支撑轮相连以便驱动所述第二下支撑轮上下移动和左右移动。这样可以使所述机械手更加容易地对所述晶圆进行搬运。根据本发明的一个实施例，所述机械手具有多个用于竖直地夹持晶圆的手臂，其中所述第一至第五晶圆支撑机构的支撑平面和多个所述手臂的夹持平面彼此平行，相邻的所述支撑平面间隔第一预定距离且相邻的所述夹持平面间隔所述第一预定距离，所述第一至第五晶圆支撑机构的支撑平面的圆心位于同一直线上且多个所述手臂的夹持平面的圆心位于同一直线上。这样根据本发明实施例的晶圆清洗设备可以同时对多个所述晶圆分别进行清洗、刷洗和干燥，且所述机械手可以同时对多个所述晶圆进行搬运，因此根据本发明实施例的晶圆清洗设备具有工作效率高等优点。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是根据本发明实施例的晶圆清洗设备的结构示意图；图2是根据本发明实施例的晶圆清洗设备的剖视图；图3是根据本发明实施例的晶圆清洗设备的剖视图；图4是根据本发明实施例的晶圆清洗设备的剖视图；图5是根据本发明实施例的晶圆清洗设备的剖视图；图6是根据本发明实施例的晶圆清洗设备的剖视图；图7是根据本发明实施例的晶圆清洗设备的剖视图；图8是根据本发明实施例的晶圆清洗设备的剖视图；图9是根据本发明实施例的晶圆清洗设备的剖视图；和图10是根据本发明实施例的晶圆清洗设备的剖视图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它 们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面参考图I至图10描述根据本发明实施例的晶圆清洗设备10。如图I至图10所示，根据本发明实施例的晶圆清洗设备10包括机架700、晶圆清洗装置200、晶圆刷洗装置300、晶圆干燥装置400和机械手600。晶圆清洗装置200设在机架700上，晶圆清洗装置200包括具有第二容纳腔211的第二本体210、设在第二容纳腔211内的第二晶圆支撑机构和设在第二本体210上的晶圆清洗机构，第二容纳腔211的底壁213上设有沿上下方向贯通第二容纳腔211的底壁213的第二槽口 212用于通过晶圆800 (上下方向如图I-图10中的箭头A所示)。晶圆刷洗装置300设在机架700上，且晶圆刷洗装置300位于晶圆清洗装置200的下游侧，晶圆刷洗装置300包括具有第三容纳腔311的第三本体310以及设在第三容纳腔311内的第三晶圆支撑机构和晶圆刷洗机构，第三容纳腔311的底壁313上设有沿上下方向贯通第三容纳腔311的底壁313的第三槽口 312用于通过晶圆800。晶圆干燥装置400设在机架700上，且晶圆干燥装置400位于晶圆刷洗装置300的下游侧，晶圆干燥装置400包括具有第四容纳腔411的第四本体410以及设在第四容纳腔411内的第四晶圆支撑机构和晶圆干燥机构，第四容纳腔411的底壁413上设有沿上下方向贯通第四容纳腔411的底壁413的第四槽口 412用于通过晶圆800。机械手600可移动地设在机架700上用于竖直地夹持晶圆800和搬运晶圆800(竖直方向与上下方向相同)。当机械手600搬运晶圆800时，机械手600可以先移动到晶圆清洗装置200、晶圆刷洗装置300和晶圆干燥装置400的下方。例如，当机械手600搬运晶圆清洗装置200内的晶圆800或将晶圆800搬运到晶圆清洗装置200内时，机械手600可以先移动到晶圆清洗装置200的下方。具体地，机械手600可以位于晶圆800的下方，且机械手600可以夹持晶圆800的下部。下面参照图I至图10描述利用根据本发明实施例的晶圆清洗设备10清洗晶圆800的方法。首先，机械手600夹持晶圆800并移动到晶圆清洗装置200的下方，接着机械手600向上移动并将晶圆800从第二容纳腔211的底壁213的第二槽口 212搬运到晶圆清洗装置200的第二容纳腔211内，随后所述第二晶圆支撑机构支撑晶圆800且机械手600向下移动尚开晶圆清洗装置200,所述晶圆清洗机构对晶圆800进行清洗。
然后，机械手600向上移动并通过第二槽口 212进入第二容纳腔211内以便取出清洗后的晶圆800，接着机械手600移动到晶圆刷洗装置300的下方，机械手600向上移动并将晶圆800从第三容纳腔311的底壁313的第三槽口 312搬运到晶圆刷洗装置300的第三容纳腔311内，随后所述第三晶圆支撑机构支撑晶圆800且机械手600向下移动离开晶圆刷洗装置300，所述晶圆刷洗机构对晶圆800进行刷洗。最后，机械手600向上移动并通过第三槽口 312进入第三容纳腔311内以便取出刷洗后的晶圆800，接着机械手600移动到晶圆干燥装置400的下方，机械手600向上移动并将晶圆800从第四容纳腔411的底壁413的第四槽口 412搬运到晶圆干燥装置400的第四容纳腔411内，随后所述第四晶圆支撑机构支撑晶圆800且机械手600向下移动离开晶圆干燥装置400，所述晶圆干燥机构对晶圆800进行干燥。根据本发明实施例的晶圆清洗设备10通过在晶圆清洗装置200的第二容纳腔211 的底壁213上设置沿上下方向贯通第二容纳腔211的底壁213的第二槽口 212、在晶圆刷洗装置300的第三容纳腔311的底壁313上设置沿上下方向贯通第三容纳腔311的底壁313的第三槽口 312以及在晶圆干燥装置400的第四容纳腔411的底壁413上设置沿上下方向贯通第四容纳腔411的底壁413的第四槽口 412，从而可以使机械手600在夹持和搬运晶圆800时始终位于晶圆800的下方，这样可以避免机械手600及其驱动装置(图中未示出)上的污染物或者颗粒掉落在晶圆800上污染晶圆800，即晶圆800在清洗、刷洗和干燥过程中不会受到二次污染。因此，通过利用根据本发明实施例的晶圆清洗设备10来清洗晶圆800，可以避免晶圆800受到机械手600及其驱动装置上的污染物或者颗粒的污染，从而可以大大地提高晶圆800的洁净度。而且，由于机械手600竖直地夹持和搬运晶圆800 (即晶圆800在竖直方向上定向)，因此清洗掉的污染物或者颗粒可以沿着晶圆800的两个表面(晶圆800的两个表面是指晶圆800的两个圆形侧面，以下同)竖直地流下，而不会留在晶圆800的两个表面上，从而可以大大地提高晶圆800的洁净度。因此，根据本发明实施例的晶圆清洗设备10具有清洗效果好等优点，可以大大地提高晶圆800的洁净度。如图I至图10所示，在本发明的一些实施例中，所述第二晶圆支撑机构、所述第三晶圆支撑机构和所述第四晶圆支撑机构中的每一个都可以包括第一上驱动轮221、第二上驱动轮222、电机(图中未示出)、第一下支撑轮223和第一下支撑轮驱动件(图中未示出)。所述电机可以与第一上驱动轮221和第二上驱动轮222相连，所述电机可以用于驱动第一上驱动轮221和第二上驱动轮222旋转。第一下支撑轮223可以与第一上驱动轮221和第二上驱动轮222协作支撑晶圆800，且第一下支撑轮223、第一上驱动轮221和第二上驱动轮222可以将晶圆800沿竖直方向定向。所述第一下支撑轮驱动件可以与第一下支撑轮223相连以便所述第一下支撑轮驱动件可以驱动第一下支撑轮223上下移动和左右移动(左右方向如图I-图10中的箭头C所示)。通过设置第一上驱动轮221、第二上驱动轮222和第一下支撑轮223，可以将晶圆800沿竖直方向定向。这样在清洗晶圆800、刷洗晶圆800和干燥晶圆800时晶圆800沿竖直方向定向，因此从晶圆800上清洗和刷洗下来的颗粒和化学药剂会随着清洗液(例如去离子水)一起沿晶圆800的两个表面竖直地向下流动,而不会留在晶圆800的两个表面上，从而可以大大地提高晶圆800的洁净度。
如图I所示，在本发明的一个实施例中，所述晶圆清洗机构可以包括第一兆声喷头231、第二兆声喷头232和兆声喷头驱动件(图中未示出)。第一兆声喷头231和第二兆声喷头232可以在晶圆800的轴向上间隔开地设置以便可以分别用于清洗晶圆800的两个表面。所述兆声喷头驱动件可以设在第二本体210上，且所述兆声喷头驱动件可以与第一兆声喷头231和第二兆声喷头232相连以便可以驱动第一兆声喷头231和第二兆声喷头232沿晶圆800的径向平移。在对晶圆800进行清洗时，位于第二容纳腔211内的第一下支撑轮223、第一上驱动轮221和第二上驱动轮222协作支撑晶圆800，所述电机可以驱动第一上驱动轮221和第二上驱动轮222旋转，进而第一上驱动轮221和第二上驱动轮222可以驱动晶圆800旋转。同时，所述兆声喷头驱动件可以驱动第一兆声喷头231和第二兆声喷头232沿晶圆800的径向平移且第一兆声喷头231和第二兆声喷头232可以将清洗液(例如去离子水)喷到晶圆 800的两个表面上。而且在清洗晶圆800时，由于晶圆800可以旋转且第一兆声喷头231和第二兆声喷头232可以沿晶圆800的径向做直线运动，因此通过合成这两种运动，可以快速地对整个晶圆800的表面进行清洗。因此，根据本发明实施例的晶圆清洗设备10的所述晶圆清洗机构可以全面地、快速地清洗晶圆800，并且可以将晶圆800上的颗粒和化学药剂全部清洗掉，从而达到更好的清洗效果。如图I至图10所示，在本发明的一个具体的实施例中，所述晶圆刷洗机构可以包括第一毛刷331和第二毛刷332，第一毛刷331和第二毛刷332可以相对地且间隔开地设置以便分别用于刷洗晶圆800的两个表面。所述晶圆刷洗机构具有结构简单、刷洗效果好等优点。在对晶圆800进行刷洗时，位于第三容纳腔311内的第一下支撑轮223、第一上驱动轮221和第二上驱动轮222协作支撑晶圆800，所述电机可以驱动第一上驱动轮221和第二上驱动轮222旋转，进而第一上驱动轮221和第二上驱动轮222可以驱动晶圆800旋转。同时，第一毛刷331和第二毛刷332可以沿其轴向方向旋转以便对晶圆800的两个表面进行刷洗。如图I至图10所示，有利地，晶圆刷洗装置300可以是两个，一个晶圆刷洗装置300可以位于晶圆清洗装置200的下游侧，另一个晶圆刷洗装置300可以位于一个晶圆刷洗装置300的下游侧，且另一个晶圆刷洗装置300可以位于晶圆干燥装置400的上游侧。通过设置两个晶圆刷洗装置300，可以先后对晶圆800进行两次刷洗，从而可以进一步提高晶圆800的洁净度。在本发明的一些示例中，如图I所示，所述晶圆干燥机构可以包括第一喷嘴431和第二喷嘴432，第一喷嘴431和第二喷嘴432可以在晶圆800的轴向上间隔开地设置以便可以分别用于向晶圆800的两个表面喷射氮气。所述晶圆干燥机构具有结构简单、干燥效果好等优点。在对晶圆800进行干燥时，位于第四容纳腔411内的第一下支撑轮223、第一上驱动轮221和第二上驱动轮222协作支撑晶圆800，所述电机可以驱动第一上驱动轮221和第二上驱动轮222旋转，进而第一上驱动轮221和第二上驱动轮222可以驱动晶圆800旋转。同时，第一喷嘴431和第二喷嘴432可以向晶圆800的两个表面喷射氮气以便对晶圆800的两个表面进行干燥。如图I至图10所示，在本发明的一个示例中，晶圆清洗设备10还可以包括晶圆进入过渡平台100，晶圆进入过渡平台100可以设在机架700上，且晶圆进入过渡平台100可以位于晶圆清洗装置200的上游侧，晶圆进入过渡平台100可以包括具有第一容纳腔111的第一本体110和设在第一容纳腔111内的第一晶圆支撑机构，第一容纳腔111的底壁113上可以设有沿上下方向贯通第一容纳腔111的底壁113的第一槽口 112用于通过晶圆800。通过在晶圆清洗装置200的上游侧设置晶圆进入过渡平台100，可以在对晶圆800进行清洗之前将待清洗的晶圆800放置在晶圆进入过渡平台100的第一容纳腔111内。换言之，在对一个晶圆800进行清洗的同时，可以将下一个未清洗的晶圆800放置在晶圆进入过渡平台100的第一容纳腔111内。在清洗完这一个晶圆800后，机械手600可以移动到晶圆进入过渡平台100的下方，接着机械手600向上移动并通过第一槽口 112进入第一容纳腔111内以便取出下一个未清洗的晶圆800，接着机械手600移动到晶圆清洗装置200的下方并按照如前所述的方式将未清洗的晶圆800搬运到第二容纳腔211内以便对该晶圆800 进行清洗。这样可以大大地提高根据本发明实施例的晶圆清洗设备10的工作效率。在本发明的另一个示例中，如图I至图10所示，晶圆清洗设备10还可以包括晶圆移出过渡平台500，晶圆移出过渡平台500可以设在机架700上，且晶圆移出过渡平台500可以位于晶圆干燥装置400的下游侧，晶圆移出过渡平台500可以包括具有第五容纳腔511的第五本体510和设在第五容纳腔511内的第五晶圆支撑机构,第五容纳腔511的底壁513上可以设有沿上下方向贯通第五容纳腔511的底壁513的第五槽口 512用于通过晶圆800。通过在晶圆干燥装置400的下游侧设置晶圆移出过渡平台500，从而可以更加方便地、容易地将干燥后的晶圆800搬运走。机械手600移动到晶圆干燥装置400的下方，接着机械手600向上移动并通过第四槽口 412进入第四容纳腔411内以便取出干燥后的晶圆800，然后机械手600移动到晶圆移出过渡平台500的下方，机械手600向上移动并将晶圆800从第五容纳腔511的底壁513的第五槽口 512搬运到晶圆移出过渡平台500的第五容纳腔511内，随后所述第五晶圆支撑机构支撑晶圆800且机械手600向下移动离开晶圆移出过渡平台500。其他机械手将晶圆移出过渡平台500内的干燥后的晶圆800搬运走。具体地，上下游方向可以与左右方向相同。如图I-图10所示，晶圆清洗装置200可以设在晶圆进入过渡平台100的右侧，一个晶圆刷洗装置300可以设在晶圆清洗装置200的右侧，另一个晶圆刷洗装置300可以设在一个晶圆刷洗装置300的右侧，晶圆干燥装置400可以设在另一个晶圆刷洗装置300的右侧，晶圆移出过渡平台500可以设在晶圆干燥装置400的右侧。如图I-图10所示，在本发明的一个具体示例中，所述第一晶圆支撑机构和所述第五晶圆支撑机构中的每一个都可以包括第一上支撑轮121、第二上支撑轮122、第二下支撑轮123和第二下支撑轮驱动件(图中未示出)。第二下支撑轮123可以与第一上支撑轮121和第二上支撑轮122协作支撑晶圆800，且第二下支撑轮123、第一上支撑轮121和第二上支撑轮122可以将晶圆800沿竖直方向定向。所述第二下支撑轮驱动件可以与第二下支撑轮123相连以便驱动第二下支撑轮123上下移动和左右移动。
通过设置第一上支撑轮121、第二上支撑轮122和第二下支撑轮123，可以使晶圆800在第一容纳腔111和第五容纳腔511内沿竖直方向定向，这样可以使机械手600更加容易地对晶圆800进行搬运。根据本发明实施例的晶圆清洗设备10通过在晶圆进入过渡平台100的第一容纳腔111的底壁113上设置沿上下方向贯通第一容纳腔111的底壁113的第一槽口 112以及在晶圆移出过渡平台500的第五容纳腔511的底壁513上设置沿上下方向贯通第五容纳腔511的底壁513的第五槽口 512，从而可以使机械手600在夹持和搬运晶圆800时始终位于晶圆800的下方，这样可以避免机械手600及其驱动装置(图中未示出)上的污染物或者颗粒掉落在晶圆800上污染晶圆800，即晶圆800不会受到二次污染。因此，通过利用根据本发明实施例的晶圆清洗设备10来清洗晶圆800，可以避免晶圆800受到机械手600及其驱动装置上的污染物或者颗粒的污染，从而可以大大地提高晶圆800的洁净度。
如图I-图10所不,在本发明的一些实施例中，机械手600可以具有多个用于竖直地夹持晶圆800的手臂610，其中所述第一晶圆支撑机构的支撑平面、所述第二晶圆支撑机构的支撑平面、所述第三晶圆支撑机构的支撑平面、所述第四晶圆支撑机构的支撑平面、所述第五晶圆支撑机构的支撑平面和多个手臂610的夹持平面可以彼此平行，相邻的所述支撑平面可以间隔第一预定距离，且相邻的所述夹持平面可以间隔所述第一预定距离，所述第一晶圆支撑机构的支撑平面、所述第二晶圆支撑机构的支撑平面、所述第三晶圆支撑机构的支撑平面、所述第四晶圆支撑机构的支撑平面和所述第五晶圆支撑机构的支撑平面的圆心可以位于同一直线上，且多个手臂610的夹持平面的圆心可以位于同一直线上，这样机械手600的多个手臂610可以同时夹持和搬运晶圆800。具体地，每个手臂610都可以位于晶圆800的下方，且每个手臂610都可以夹持晶圆800的下部。这样根据本发明实施例的晶圆清洗设备10可以同时对多个晶圆800分别进行清洗、刷洗和干燥，且机械手600可以同时对多个晶圆800进行搬运，因此根据本发明实施例的晶圆清洗设备10具有工作效率高等优点。下面参照图I-图10描述根据本发明实施例的晶圆清洗设备10同时对多个晶圆800分别进行清洗、刷洗和干燥的过程。如图I和图2所示，晶圆进入过渡平台100、晶圆清洗装置200、两个晶圆刷洗装置300和晶圆干燥装置400中的每一个内都放置有一个晶圆800，机械手600位于晶圆进入过渡平台100、晶圆清洗装置200、晶圆刷洗装置300、晶圆干燥装置400和晶圆移出过渡平台500的下方且机械手600的多个手臂610在上下方向上分别与第一槽口 112、第二槽口 212、第三槽口 312和第四槽口 412相对。换言之，机械手600的第一个手臂610在上下方向上与第一槽口 112相对，机械手600的第二个手臂610在上下方向上与第二槽口 212相对，机械手600的第三个手臂610在上下方向上与第三槽口 312相对，机械手600的第四个手臂610在上下方向上与第四槽口 412相对，以下同。如图3所示，当晶圆清洗装置200内的晶圆800清洗完毕、两个晶圆刷洗装置300内的晶圆800刷洗完毕且晶圆干燥装置400内的晶圆800干燥完毕后，机械手600可以向上移动且机械手600的多个手臂610可以分别向上穿过第一槽口 112、第二槽口 212、第三槽口 312和第四槽口 412并夹持晶圆800。由于所述第一晶圆支撑机构的支撑平面、所述第二晶圆支撑机构的支撑平面、所述第三晶圆支撑机构的支撑平面、所述第四晶圆支撑机构的支撑平面和所述第五晶圆支撑机构的支撑平面的圆心位于同一直线上且机械手600的多个手臂610的夹持平面的圆心位于同一直线上，因此可以实现同时取放晶圆800。然后，第一下支撑轮223和第二下支撑轮123可以先向下移动再水平移动(例如向左移动)以便脱离晶圆800，晶圆800竖直地夹持在机械手600的手臂610上(如图4所示)。然后，如图5所示，机械手600可以向下移动且机械手600的多个手臂610可以分别向下穿过第一槽口 112、第二槽口 212、第三槽口 312和第四槽口 412。接着，如图6所示，机械手600可以向下游侧移动所述第一预定距离(例如向右移动所述第一预定距离，也就是说，机械手600可以可上下移动且可左右移动地设在机架700上)，此时可以利用另一个机械手将下一个晶圆800搬运到晶圆进入过渡平台100内。由于所述第一晶圆支撑机构的支撑平面、所述第二晶圆支撑机构的支撑平面、所述第三晶圆支撑机构的支撑平面、所述第四晶圆支撑机构的支撑平面、所述第五晶圆支撑机构的支撑 平面等间隔地设置且相邻的所述夹持平面间隔所述第一预定距离，机械手600的多个手臂610的夹持平面也等间隔地设置且相邻的所述夹持平面也间隔所述第一预定距离，因此当机械手600向下游侧移动所述第一预定距离后，机械手600的多个手臂610在上下方向上可以分别与第二槽口 212、第三槽口 312、第四槽口 412和第五槽口 512相对。然后，如图7所示，机械手600可以向上移动且机械手600的多个手臂610可以分别向上穿过第二槽口 212、第三槽口 312、第四槽口 412和第五槽口 512，当手臂610上的晶圆800与第一上驱动轮221和第二上驱动轮222或者第一上支撑轮121和第二上支撑轮122接触时，机械手600停止向上移动。其中，晶圆清洗装置200、晶圆刷洗装置300和晶圆干燥装置400内的晶圆800与第一上驱动轮221和第二上驱动轮222接触，晶圆移出过渡平台500内的晶圆800与第一上支撑轮121和第二上支撑轮122接触。接着，第一下支撑轮223和第二下支撑轮123可以先水平移动(例如向右移动)再向上移动以便支撑晶圆800(如图8所示)。如图9所示，机械手600可以向下移动且机械手600的多个手臂610可以分别向下穿过第二槽口 212、第三槽口 312、第四槽口 412和第五槽口 512。然后，如图10所示，机械手600可以向上游侧移动所述第一预定距离(例如向左移动所述第一预定距离)以便回复到搬运晶圆800前的位置，等待下一次搬运晶圆800 (取片和放片)。可以利用再一个机械手将晶圆移出过渡平台500内的晶圆800搬运走。根据本发明实施例的晶圆清洗设备10具有清洗效果好等优点，可以大大地提高晶圆800的洁净度。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
权利要求
1.一种晶圆清洗设备，其特征在于，包括 机架； 晶圆清洗装置，所述晶圆清洗装置设在所述机架上，所述晶圆清洗装置包括具有第二容纳腔的第二本体、设在所述第二容纳腔内的第二晶圆支撑机构和设在所述第二本体上的晶圆清洗机构，所述第二容纳腔的底壁上设有沿上下方向贯通所述第二容纳腔的底壁的第二槽口用于通过晶圆； 晶圆刷洗装置，所述晶圆刷洗装置设在所述机架上且位于所述晶圆清洗装置的下游侦牝所述晶圆刷洗装置包括具有第三容纳腔的第三本体以及设在所述第三容纳腔内的第三晶圆支撑机构和晶圆刷洗机构，所述第三容纳腔的底壁上设有沿上下方向贯通所述第三容纳腔的底壁的第三槽口用于通过晶圆； 晶圆干燥装置，所述晶圆干燥装置设在所述机架上且位于所述晶圆刷洗装置的下游侦牝所述晶圆干燥装置包括具有第四容纳腔的第四本体以及设在所述第四容纳腔内的第四晶圆支撑机构和晶圆干燥机构，所述第四容纳腔的底壁上设有沿上下方向贯通所述第四容纳腔的底壁的第四槽口用于通过晶圆；和 机械手，所述机械手可移动地设在所述机架上用于竖直地夹持晶圆和搬运晶圆。
2.根据权利要求I所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述第二至第四晶圆支撑机构中的每一个包括 第一和第二上驱动轮； 电机，所述电机与所述第一和第二上驱动轮相连用于驱动所述第一和第二上驱动轮旋转； 第一下支撑轮，所述第一下支撑轮与所述第一和第二上驱动轮协作支撑所述晶圆且将所述晶圆沿竖直方向定向；和 第一下支撑轮驱动件，所述第一下支撑轮驱动件与所述第一下支撑轮相连以便驱动所述第一下支撑轮上下移动和左右移动。
3.根据权利要求I所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述晶圆清洗机构包括 第一和第二兆声喷头，所述第一和第二兆声喷头在所述晶圆的轴向上间隔开地设置以便分别用于清洗所述晶圆的两个表面；以及 兆声喷头驱动件，所述兆声喷头驱动件设在所述第二本体上且与所述第一和第二兆声喷头相连以便驱动所述第一和第二兆声喷头沿所述晶圆的径向平移。
4.根据权利要求I所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述晶圆刷洗机构包括第一和第二毛刷，所述第一和第二毛刷相对地且间隔开地设置以便分别用于刷洗所述晶圆的两个表面。
5.根据权利要求I所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述晶圆干燥机构包括第一和第二喷嘴，所述第一和第二喷嘴在所述晶圆的轴向上间隔开地设置以便分别用于向所述晶圆的两个表面喷射氮气。
6.根据权利要求I所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述晶圆刷洗装置为两个，一个所述晶圆刷洗装置位于所述晶圆清洗装置的下游侧，另一个所述晶圆刷洗装置位于一个所述晶圆刷洗装置的下游侧且位于所述晶圆干燥装置的上游侧。
7.根据权利要求I所述的晶圆清洗设备，其特征在于，还包括晶圆进入过渡平台，所述晶圆进入过渡平台设在所述机架上且位于所述晶圆清洗装置的上游侧，所述晶圆进入过渡平台包括具有第一容纳腔的第一本体和设在所述第一容纳腔内的第一晶圆支撑机构，所述第一容纳腔的底壁上设有沿上下方向贯通所述第一容纳腔的底壁的第一槽口用于通过晶圆。
8.根据权利要求7所述的晶圆清洗设备，其特征在于，还包括晶圆移出过渡平台，所述晶圆移出过渡平台设在所述机架上且位于所述晶圆干燥装置的下游侧，所述晶圆移出过渡平台包括具有第五容纳腔的第五本体和设在所述第五容纳腔内的第五晶圆支撑机构，所述第五容纳腔的底壁上设有沿上下方向贯通所述第五容纳腔的底壁的第五槽口用于通过晶圆。
9.根据权利要求8所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述第一晶圆支撑机构和所述第五晶圆支撑机构中的每一个包括 第一和第二上支撑轮； 第二下支撑轮，所述第二下支撑轮与所述第一和第二上支撑轮协作支撑所述晶圆且将所述晶圆沿竖直方向定向；和 第二下支撑轮驱动件，所述第二下支撑轮驱动件与所述第二下支撑轮相连以便驱动所述第二下支撑轮上下移动和左右移动。
10.根据权利要求8所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述机械手具有多个用于竖直地夹持晶圆的手臂，其中所述第一至第五晶圆支撑机构的支撑平面和多个所述手臂的夹持平面彼此平行，相邻的所述支撑平面间隔第一预定距离且相邻的所述夹持平面间隔所述第一预定距离，所述第一至第五晶圆支撑机构的支撑平面的圆心位于同一直线上且多个所述手臂的夹持平面的圆心位于同一直线上。
全文摘要
本发明公开了一种晶圆清洗设备。所述晶圆清洗设备包括机架；晶圆清洗装置，所述晶圆清洗装置设在所述机架上；晶圆刷洗装置，所述晶圆刷洗装置设在所述机架上且位于所述晶圆清洗装置的下游侧；晶圆干燥装置，所述晶圆干燥装置设在所述机架上且位于所述晶圆刷洗装置的下游侧；和机械手，所述机械手可移动地设在所述机架上用于竖直地夹持晶圆和搬运晶圆。根据本发明实施例的晶圆清洗设备具有清洗效果好等优点。
文档编号H01L21/67GK102768974SQ20121025698
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者何永勇, 沈攀, 路新春 申请人:清华大学