一种自动水洗系统的制作方法

本实用新型涉及半导体加工技术领域，具体地说，它涉及一种自动水洗系统。

背景技术：

在半导体器件制造过程中，晶圆在化学机械研磨机台中经过抛光后，要继续经过一系列的清洗步骤，除去晶圆表面所残留的研磨液以及微粒等脏污，以保证晶圆后续加工质量，从而完整的完整化学机械研磨（CMP）工艺。

现有专利公开号为CN106024580A的发明专利申请公开了一种用于在半导体制造加工的CMP工艺中清洗晶圆的方法和系统，该方法通过使清洗刷组件旋转来清洗半导体晶圆，并通过施加搅拌的清洗液以清洗清气刷组件。但是，在实际清洗过程中，由于刷子构件接触晶圆会给晶圆一定的压力，容易造成晶圆表面图案的损伤，特别是随着晶圆工艺尺寸的减小，图案损伤对晶圆良率的影响也越来越大。

技术实现要素：

针对现有晶圆清洗方法容易降低晶圆良率的问题，本实用新型的目的是提供一种自动水洗系统，采用多重水洗代替传统刷洗的清洗方式，极大提高晶圆加工的良率。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种自动水洗系统，包括水洗室、输送装置以及与水洗室呈连通设置的供水装置，所述水洗室上开设有水洗入口和水洗出口，所述水洗室内部至少分隔设置有两个呈并排设置的分洗室，所述供水装置同时连通各分洗室；所述输送装置从水洗入口延伸至水洗出口，且所述输送装置依次穿经各分洗室。

通过采用上述技术方案，实际工作中，供水装置可向各分洗室中供应足量的、用于清洗晶圆的水或清洗溶液；在此过程中，输送装置可驱动晶圆依次穿经各个分洗室，并实现多重清洗。通过这种方式，采用多重水洗代替传统的刷子刷洗的清洗方式，在保证清洗效果的同时，避免晶圆在清洗中受到损伤，有助于提高晶圆良率。

本实用新型进一步设置为：所述输送装置包括若干转动架设于水洗室中的传送辊，各所述传送辊呈水平间隔设置并共同构成晶圆的输送轨迹。

通过采用上述技术方案，晶圆放置于各传送辊上，各传送辊转动并驱动晶圆沿输送轨迹持续进给，进而依次穿经各个分洗室。

本实用新型进一步设置为：所述输送轨迹在任一分洗室中的高度均低于对应分洗室中水面高度。

通过采用上述技术方案，由于输送轨迹的高度低于水面高度，晶圆在进入水洗室后将浸泡在水或清洗溶液中，从而实现对晶圆的全面清洗，提高晶圆的清洗效果。

本实用新型进一步设置为：所述供水装置包括固定架设于水洗室上的主供水管以及用于连通主供水管与分洗室的分供水管，所述分供水管与分洗室呈一一对应设置，且各所述分供水管远离主供水管的一端均固定有喷淋器。

通过采用上述技术方案，主供水管中的水或清洗溶液流入各个分供水管，并通过各喷淋器向对应分洗室中喷洒水或清洗溶液，在满足各分洗室对于水或清洗溶液的需求的同时，避免水或清洗溶液在落下时对晶圆造成过度冲击。

本实用新型进一步设置为：各所述分洗室的底部均连通有排水管，所述排水管上设置有控制阀。

通过采用上述技术方案，各分洗室中用过多次的水或清洗溶液可以通过排水管排出，方便换水或换清洗溶液以保证后续晶圆清洗的需求。

本实用新型进一步设置为：所述水洗室下方还设置有废液回收室，各所述分洗室均通过对应排水管连通废液回收室。

通过采用上述技术方案，通过废液回收室集中回收用过的水或清洗溶液，便于实现集中处理。

本实用新型进一步设置为：各所述分洗室中还水平转动设置有螺旋搅拌轴，所述螺旋搅拌轴的一端伸出对应分洗室并通过链轮机构和减速机连接有驱动电机。

通过采用上述技术方案，驱动电机可以通过减速机和链轮机构驱动螺旋搅拌轴旋转，螺旋搅拌轴可以搅动分洗室中的水或清洗溶液，使得分洗室中的水或清洗溶液流动，有助于提高其对晶圆的清洗效果。

本实用新型进一步设置为：所述水洗出口处设有烘干装置，所述烘干装置固定架设于输送装置上方。

通过采用上述技术方案，烘干装置能够快速烘干晶圆表面的水或清洗溶液，方便收集。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、在通过供水装置向各分洗室中供应足量水或清洗溶液的同时，借助输送装置驱动晶圆依次穿经各个分洗室，从而对晶圆实现多重水洗；在保证晶圆清洗效果的同时，采用多重水洗的方式替代传统刷洗的清洗方式，避免晶圆在清洗过程中受到损伤，大大提高晶圆加工的良率；

2、在对晶圆进行多重水洗的同时，在各个分洗室中设置螺旋搅拌轴，配合驱动电机、减速机及链轮机构，使得各分洗室中的水或清洗溶液均处于流动的装置，极大提高晶圆的清洗效果。

附图说明

图1是本实施例主要用于体现该水洗系统整体结构的轴测示意图；

图2是本实施例主要用于体现水洗室内部结构的结构示意图；

图3是本实施例主要用于体现供水装置的轴测示意图；

图4是本实施例主要用于体现螺旋搅拌轴和驱动装置的结构示意图；

图5是图4中A部分的局部放大图，主要用于体现螺旋搅拌轴的驱动方式；

图6是本实施例主要用于体现排水管和废液回收室的结构示意图。

附图标记：1、水洗室；101、第一级分洗室；102、第二级分洗室；103、第三级分洗室；104、第四级分洗室；2、水洗入口；3、第一级分洗出口；4、第二级分洗入口；5、第二级分洗出口；6、第三级分洗入口；7、第三级分洗出口；8、第四级分洗入口；9、水洗出口；10、螺旋搅拌轴；11、输送装置；111、传送辊；12、供水装置；121、主供水管；122、分供水管；123、喷淋器；13、驱动装置；131、链轮机构；132、减速机；133、驱动电机；14、第一无尘室；15、第二无尘室；16、晶圆入口；17、晶圆出口；18、烘干装置；19、排水管；191、控制阀；20、废液回收室。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细说明。

参见附图1-2，一种自动水洗系统，包括水洗室1，水洗室1为不锈钢材质；在本实施例中，该水洗室1内部可以通过焊接固定的钢板分隔出4个分洗室，各分洗室沿水洗室1的长度方向呈并排设置；为方便识别，将各分洗室沿水洗室1长度方向依次命名为第一级分洗室101、第二级分洗室102、第三级分洗室103和第四级分洗室104；其中，第一级分洗室101可以为位于水洗室1长度方向两侧的两个分洗室中的任一个。

第一级分洗室101长度方向的一侧贯穿开设有水洗入口2，其上背离水洗入口2的一侧设有第一级分洗出口3；第二级分洗室102长度方向的一侧设有第二级分洗入口4，其上背离第二级分洗入口4的一侧设有第二级分洗出口5；第三级分洗室103长度方向的一侧贯穿开设有第三级分洗入口6，其上背离第三级分洗入口6的一侧设有第三级分洗出口7；第四级分洗室104长度方向的一侧贯穿开设有第四级分洗入口8，其上背离第四级分洗入口8的一侧开设有水洗出口9；并且，上述水洗入口2、第二级分洗出口5、第三级分洗入口6及水洗出口9位于水洗室1宽度方向的同一侧。

参见附图1-2，该水洗系统还包括输送装置11，输送装置11包括若干传送辊111，各传送辊111从水洗入口2处起始并呈均匀间隔排布，各传送辊111共同构成用于输送晶圆的输送轨迹，该输送轨迹依次穿经水洗入口2、第一级分洗出口3、第二级分洗入口4、第二级分洗出口5、第三级分洗入口6、第三级分洗出口7和第四级分洗入口8，并经水洗出口9延伸而出。从而，在实际工作中，晶圆将随各传送辊111以及穿经第一级分洗室101、第二级分洗室102、第三级分洗室103和第四级分洗室104，并从水洗出口9排出第四级分洗室104。

结合附图3，该水洗系统还包括用于为各分洗室提供水或清洗溶液的供水装置12，供水装置12包括固定架设于水洗室1顶部的主供水管121，主供水管121呈水平设置，其下方连通有分供水管122；分供水管122与分洗室呈一一对应设置，且各分供水管122的下端分别延伸进入对应分洗室；各分供水管122的下端均安装有喷淋器123。在实际工作中，当晶圆随各传送辊111依次穿经各个分洗室时，清洗用水或清洗溶液将从各个喷淋器123喷入各个分洗室，并对晶圆实现四重水洗。

参见附图4-5，为保证水洗效果，任一水洗室1中的传送辊111的架设高度应低于其中水面高度；从而，在晶圆进入分洗室后，晶圆将整体浸泡在水或清洗溶液中。同时，各分洗室中均水平架设有螺旋搅拌轴10；以任一分洗室为例，螺旋搅拌轴10转动架设于对应分洗室中，且其一端经该分洗室长度方向的一侧穿出；各螺旋搅拌轴10穿出对应分洗室的一端位于水洗室1上第一级分洗出口3所在一侧，且各螺旋搅拌轴10穿出水洗室1的一端可以通过链轮机构131和减速机132连接有驱动电机133。链轮机构131、减速机132与驱动电机133共同构成用于驱动螺旋搅拌轴10的驱动装置13；在实际工作中，驱动电机133可以通过减速机132和链轮机构131驱动各螺旋搅拌轴10同步回转，并搅动各个分洗室中的水或清洗溶液，使得各分洗室中的水或清洗溶液始终处于流动状态。

参见附图1，上述水洗室1宽度方向的两侧还分别设有第一无尘室14和第二无尘室15；其中，第一无尘室14位于水洗室1上水洗入口2所在一侧，晶圆在进入水洗室1之前位于第一无尘室14中，且第一无尘室14上正对水洗入口2处开设有晶圆入口16；同时，第一无尘室14还在水洗出口9正上方设有烘干装置18，该烘干装置18可以采用卤素灯。并且，第一无尘室14还在正对水洗出口9的一侧开设有晶圆出口17；当晶圆从水洗出口9穿出后，烘干装置18可以快速烘干晶圆，随后晶圆可以从晶圆出口17排出，便于收集。第二无尘室15位于水洗室1上第一级分洗出口3所在一侧；第二无尘室15由钢板分隔成上下两层，经水洗室1延伸而出的部分传送辊111设置于第二无尘室15的上层空间中，而上述驱动电机133、链轮机构131和减速机132整体设置于第二无尘室15的下层空间中。

结合附图6，各分洗室的底部均连通有排水管19，各排水管19上一一对应设置有控制阀191；同时，水洗室1的下方还可拆卸固定有废液回收室20，各分洗室均通过对应排水管19连通该废液回收室20；工作中，各分洗室中的废液均可通过对应排水管19排入废液回收室20，便于集中处理。

本实施例的工作原理是：在实际工作中，工作人员将晶圆置入第一无尘室14中，晶圆随传送辊111运动，并经水洗入口2进入第一级分洗室101；随后，晶圆将随传送辊111依次穿经第一级分洗室101、第二级分洗室102、第三级分洗室103和第四级分洗室104；最后，晶圆将从水洗出口9排出第四级分洗室104，并在烘干装置18作用下，实现快速烘干，并通过晶圆出口17排出第一无尘室14，为工作人员所收集。在此过程中，该水洗系统可以对晶圆实现四重水洗，在保证晶圆清洗效果的同时，避免晶圆在清洗过程中受到损伤，大大提高晶圆加工的良率。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。