一种单片式晶圆清洗装置的制作方法

1.本发明属于半导体设备领域，涉及一种单片式晶圆清洗装置。


背景技术：

2.在半导体集成电路制造工艺中，湿法清洗是获得高质量产品的关键工艺之一。清洗设备逐渐由批量清洗方式转变成单片清洗方式，以提高清洗质量，进而提高良率。
3.在单片清洗机台中，具有多个收容杯(cup)的晶圆清洗得到广泛引用，该晶圆清洗设备可通过不同的cup用以收集晶圆清洗工艺过程中的不同药液，使其排放至不同的下排端口。现有的单片式晶圆清洗装置是通过cup的升降来形成不同的药液流道，以达到将不同药液下排至对应端口的目的。其中，cup的升降一般由马达和联轴器来驱动，且每一个cup对应一套驱动单元，以对不同的cup进行单独控制。
4.如图1显示为现有技术中具有第一cup及第二cup的单片式晶圆清洗装置的结构示意图，其中，晶圆30在腔室内进行清洗工艺，使用的药液会随着晶圆30的转动甩到cup内，然后流至下排口，排放至正确的厂务轨道内。当第一cup的第一防护罩11升起时，第一cup的第一防护罩11与第二cup的第二防护罩12之间形成药液流道，此时对应为药液a下排；当第一cup的第一防护罩11及第二cup的第二防护罩12同时升起时，第一cup的第一防护罩11与第二cup的第二防护罩12相贴合，在第二cup的第二防护罩12的内侧形成药液流道，此时对应为药液b下排，如图1。从而在单片式晶圆清洗装置中，通过控制第一cup的第一防护罩11及第二cup的第二防护罩12的升降，可实现对不同药液的收集，但该种类型的单片式晶圆清洗装置具有缺点：该装置需要根据cup的具体个数来设置对应的驱动单元的套数，占用空间，日常维护比较麻烦，调控较为复杂，且成本较高。
5.因此，提供一种单片式晶圆清洗装置，实属必要。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种单片式晶圆清洗装置，用于解决现有技术中单片式晶圆清洗装置驱动单元多、占用空间大、日常维护麻烦、调控复杂，以及成本较高的问题。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种单片式晶圆清洗装置，所述单片式晶圆清洗装置包括：
8.防护罩，所述防护罩至少包括第一防护罩及第二防护罩，且所述第一防护罩位于所述第二防护罩的外围；
9.驱动单元，所述驱动单元包括：
10.连接件，所述连接件与所述防护罩对应设置，且所述连接件的第一端与所述防护罩相连接；
11.旋转件，所述旋转件设置有倾斜槽，所述倾斜槽与所述防护罩对应设置，所述连接件的第二端位于所述倾斜槽内；
12.驱动件，所述驱动件与所述旋转件相连接，通过所述驱动件带动所述旋转件往复旋转，且所述防护罩沿所述倾斜槽进行升降，以提供不同的药液流道。
13.可选地，与所述防护罩对应设置的多个所述倾斜槽的底端位于同一水平面，且顶端具有高度差。
14.可选地，所述防护罩对应的所述倾斜槽的高度差的范围包括2cm-6cm。
15.可选地，所述旋转件包括具有倾斜槽的凸轮轴或具有倾斜槽的支架。
16.可选地，所述旋转件上设置有限位件，通过所述限位件对所述连接件的第二端进行限位。
17.可选地，所述倾斜槽为具有高低两档的凹槽。
18.可选地，所述驱动件包括马达，所述马达包括气动式马达、电动式马达及液压式马达中的一种。
19.可选地，所述驱动件带动所述旋转件进行往复旋转的角度范围为30
°‑
60
°
。
20.可选地，所述防护罩还包括第三防护罩。
21.可选地，所述驱动单元还包括与所述驱动件电连接的控制器，通过所述控制器控制所述驱动件的运行。
22.如上所述，本发明的单片式晶圆清洗装置，包括防护罩及驱动单元，所述防护罩至少包括第一防护罩及第二防护罩，且所述第一防护罩位于所述第二防护罩的外围；所述驱动单元包括连接件、旋转件及驱动件，其中，所述连接件与所述防护罩对应设置，且所述连接件的第一端与所述防护罩相连接，所述旋转件设置有倾斜槽，所述倾斜槽与所述防护罩对应设置，所述连接件的第二端位于所述倾斜槽内，所述驱动件与所述旋转件相连接，通过所述驱动件带动所述旋转件往复旋转，且所述防护罩沿所述倾斜槽进行升降，以提供不同的药液流道。
23.本发明的单片式晶圆清洗装置仅通过一套驱动单元，即可同时对多个防护罩的位置进行调节，从而可减少驱动单元数量、节约设备空间、降低日常维护及调控复杂度，且可降低成本。
附图说明
24.图1显示为现有技术中的单片式晶圆清洗装置的结构示意图。
25.图2显示为实施例中第一防护罩及第二防护罩处于down位置时的状态结构示意图。
26.图3显示为实施例中第一防护罩及第二防护罩处于up位置时的状态结构示意图。
27.元件标号说明
28.11、101
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第一防护罩
29.12、102
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第二防护罩
30.20
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晶圆
31.201
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第一连接件
32.202
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第二连接件
33.300
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旋转件
34.301
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第一倾斜槽
35.302
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第二倾斜槽
36.400
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驱动件
具体实施方式
37.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
38.如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
39.为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。本文使用的“介于
……
之间”表示包括两端点值。
40.在本技术的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
41.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。
42.如图2及图3，本实施例提供一种单片式晶圆清洗装置，所述单片式晶圆清洗装置包括：防护罩及驱动单元，本实施例中，仅以具有2个防护罩的单片式晶圆清洗装置作为示例，但所述单片式晶圆清洗装置中的所述防护罩的个数并非局限于此，如根据需要所述单片式晶圆清洗装置还可包括第三防护罩等，具体可根据需要进行设置。
43.关于所述单片式晶圆清洗装置中的其他部件，可参阅现有技术，此处不作过分限制，可以理解，图2及图3仅示意出了与本实施例中的技术方案关联性较大的部件，以便于对技术方案进行陈述。
44.本实施例中，所述单片式晶圆清洗装置的结构具体包括：
45.防护罩，所述防护罩包括第一防护罩101及第二防护罩102，且所述第一防护罩101位于所述第二防护罩102的外围；
46.驱动单元，所述驱动单元包括连接件、旋转件300及驱动件400，其中，所述连接件与所述防护罩对应设置，且所述连接件的第一端与所述防护罩相连接，所述旋转件300设置有倾斜槽，所述倾斜槽与所述防护罩对应设置，所述连接件的第二端位于所述倾斜槽内，所述驱动件400与所述旋转件300相连接，通过所述驱动件400带动所述旋转件300往复旋转，且所述防护罩沿所述倾斜槽进行升降，以提供不同的药液流道。
47.如图2及图3，本实施例中，由于所述防护罩的个数为2个，即包括第一防护罩101及第二防护罩102，从而通过对所述防护罩的高度调节，可提供2个不同的药液流道，以满足对
不同药液的传输，但所述防护罩的个数并非局限于此，根据需要也可设置第三防护罩等，以提供3个不同的药液流道，或包含更多个防护罩，以满足需求。
48.关于所述防护罩的个数、材质及形貌等，均可参阅现有技术中有关所述防护罩的设置，此处不作过分限制。
49.本实施例中，由于所述单片式晶圆清洗装置采用2个所述防护罩，因此在所述旋转件300中，设置有与所述防护罩对应设置的2个倾斜槽，即第一倾斜槽301及第二倾斜槽302，且包括与所述防护罩对应设置的2个连接件，即第一连接件201及第二连接件202。其中，所述第一连接件201的第一端与所述第一防护罩101相连接，所述第一连接件201的第二端位于所述第一倾斜槽301内，所述第二连接件202的第一端与所述第二防护罩102相连接，所述第二连接件201的第二端位于所述第二倾斜槽301内，从而通过所述旋转件300的旋转运行，使得所述第一连接件201及第二连接件202可在对应的所述倾斜槽内进行滑行，使得所述防护罩可沿对应的所述倾斜槽进行升降，以提供不同的药液流道。
50.本实施例中的所述单片式晶圆清洗装置仅通过一套驱动单元，即可同时对2个所述防护罩的位置进行调节，从而可减少驱动单元的数量、节约设备空间、降低日常维护及调控复杂度，且可降低成本。
51.作为示例，与所述防护罩对应设置的多个所述倾斜槽的底端位于同一水平面，且顶端具有高度差。
52.具体的，位于所述旋转件300上的所述倾斜槽为非平行设置的倾斜槽，即所述第一连接件201及第二连接件202在所述旋转件300旋转相同角度的情况下，可使得所述第一连接件201及第二连接件202之间形成高度差，以形成不同的药液流道。本实施例中，将与所述防护罩对应设置的所述第一倾斜槽301及所述第二倾斜槽302的底端设置在位于同一水平面，且所述第一倾斜槽301及所述第二倾斜槽302所对应的顶端具有高度差，从而在对所述旋转件300进行旋转后，可在旋转相同角度的情况下，使得所述第一倾斜槽301及第二倾斜槽302产生重合及高度差的不同情形，以提供不同的药液流道。
53.作为示例，所述防护罩对应的所述倾斜槽的高度差的范围可包括2cm-6cm。
54.具体的，所述第一倾斜槽301及所述第二倾斜槽302之间的高度差可设置为2cm、3cm、4cm、5cm、6cm等，具体可根据设备参数及工艺参数等进行选择，以满足制程需求，此处不作过分限制。
55.作为示例，所述旋转件300可包括具有倾斜槽的凸轮轴或具有倾斜槽的支架。
56.具体的，关于所述旋转件300的种类及设置，只需满足具有上述需求的倾斜槽即可，可采用具有所述倾斜槽的凸轮轴，如呈圆柱形状的凸轮轴，当然也可选用具有所述倾斜槽的支架，关于所述旋转件300的具体种类及形貌，此处不作过分限制。
57.作为示例，所述旋转件300上还可设置限位件。
58.具体的，当所述旋转件300上设置所述限位件时，可通过所述限位件对所述连接件的第二端进行限位，从而使得所述连接件可稳定的停留在所述倾斜槽的预设位置处，以提高稳定性。关于所述限位件的种类、分布及数量可根据需要进行选择，此处不作过分限制。
59.作为示例，所述倾斜槽为具有高低两档的凹槽。
60.具体的，如图2及图3，本实施例中，将所述倾斜槽预设为具有高低两档的凹槽，从而当所述旋转件300在所述驱动件400的带动下进行顺时针旋转时，可使得所述第一连接件
201的第二端及所述第二连接件202的第二端分别滑动至对应的所述第一倾斜槽301及所述第二倾斜槽302的最低处，即down的位置，形成位于所述第二防护罩102内测的药液流道，如图2；反之，如图3，当所述驱动件400带动所述旋转件300进行逆时针转动后，可使得所述第一连接件201的第二端及所述第二连接件202的第二端分别滑动至对应的所述第一倾斜槽301及所述第二倾斜槽302的最高处，即up的位置，且由于所述第一倾斜槽301及所述第二倾斜槽302具有高度差，从而可形成位于所述第一防护罩101及所述第二防护罩102之间的药液流道。从而，通过所述旋转件300的旋转，即可在所述第一防护罩101及所述第二防护罩102之间形成不同的药液流道。关于所述倾斜槽的形貌并非局限于此，也可根据需要设置更多高低档，此处不作过分限制。
61.作为示例，所述驱动件400可包括马达，所述马达可包括气动式马达、电动式马达及液压式马达中的一种，有关所述驱动件400的具体种类此处不作过分限制，如可采用伺服马达等。
62.作为示例，所述驱动件400带动所述旋转件300进行往复旋转的角度范围可为30
°‑
60
°
。
63.具体的，所述驱动件400带动所述旋转件300进行往复旋转的角度范围可为30
°
、45
°
、60
°
等，关于所述角度范围的选择，需结合所述倾斜槽的倾斜度及所需的所述第一防护罩101及所述第二防护罩102的高度差进行选择，此处不作过分限制。
64.作为示例，所述驱动单元还包括与所述驱动件400电连接的控制器，通过所述控制器控制所述驱动件400的运行。
65.具体的，当所述驱动单元设置控制器时，可通过所述控制器控制所述驱动件400，以对所述旋转件300进行精准控制，以降低误差。其中，所述控制器可包括存储有操作指令的电脑等，具体种类此处不作过分限制。
66.综上所述，本发明的单片式晶圆清洗装置，包括防护罩及驱动单元，所述防护罩至少包括第一防护罩及第二防护罩，且所述第一防护罩位于所述第二防护罩的外围；所述驱动单元包括连接件、旋转件及驱动件，其中，所述连接件与所述防护罩对应设置，且所述连接件的第一端与所述防护罩相连接，所述旋转件设置有倾斜槽，所述倾斜槽与所述防护罩对应设置，所述连接件的第二端位于所述倾斜槽内，所述驱动件与所述旋转件相连接，通过所述驱动件带动所述旋转件往复旋转，且所述防护罩沿所述倾斜槽进行升降，以提供不同的药液流道。
67.本发明的单片式晶圆清洗装置仅通过一套驱动单元，即可同时对多个防护罩的位置进行调节，从而可减少驱动单元数量、节约设备空间、降低日常维护及调控复杂度，且可降低成本。
68.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。