一种支撑装置、干燥装置及清洗机的制作方法

1.本技术涉及半导体制造设备技术领域，具体涉及一种支撑装置、干燥装置及清洗机。


背景技术：

2.槽式清洗机用于对晶圆进行清洗以及干燥处理，其中，干燥过程中，晶圆与支撑装置接触的部分(接触点)，其干燥效果直接决定了清洗机性能的好坏。
3.相关技术中，通过在接触点附近增加气体管路，通过通入氮气对接触点进行吹干，该方法需要增加压力泵，同时设备结构设计变得更复杂，造价成本较高。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本技术提供一种支撑装置、干燥装置及清洗机，可以改善相关技术的支撑装置结构复杂、成本较高的问题。
5.为解决上述技术问题，第一方面，本技术实施例提供一种支撑装置，用于支撑晶圆，所述支撑装置包括至少两个相对设置的支撑组件；
6.所述支撑组件包括位于顶部的多个限位齿，所述限位齿沿所述支撑组件的长度方向排列，相邻两个所述限位齿之间形成齿槽；
7.所述支撑组件中的至少一个还包括设置于所述齿槽旁侧并采用吸水材料制作的支撑部；所述支撑部的顶面高于所述齿槽的底面，并且低于所述限位齿的顶部，用于当晶圆被插入所述齿槽中时对所述晶圆的端面进行支撑。
8.可选的，所述支撑部的邵氏硬度为55～90；和/或，
9.所述支撑部的表面接触角大于75
°
；和/或，
10.所述支撑部为多孔结构，用于导出所吸收的水。
11.可选的，所述多孔结构的孔隙率大于88％，并且孔径为0.1～0.5μm。
12.可选的，所述支撑部采用发泡聚四氟乙烯或者发泡聚三氟氯乙烯制作。
13.可选的，所述支撑组件还包括：
14.限位板，包括相对设置的第一侧面和第二侧面，以及连接所述第一侧面和所述第二侧面的顶面，所述第一侧面和所述第二侧面分别沿所述支撑组件的长度方向延伸；其中，所述限位齿设置于所述限位板的顶面；所述支撑部为吸水材料板，设置于所述第二侧面；
15.夹板，设置于所述支撑部远离所述限位板的侧面，与所述限位板将所述支撑部夹持固定，其中，所述夹板的顶面低于所述支撑部的顶面。
16.可选的，所述齿槽为u型槽，并且所述u型槽的槽底由所述第二侧面至所述第一侧面的方向向下倾斜。
17.可选的，所述第二侧面包括一阶梯面，所述阶梯面包括第一竖直面、由所述第一竖直面的下边缘向外侧延伸的台阶面，以及由所述台阶面向下延伸的第二竖直面；
18.所述支撑部和所述夹板对应设置于所述第一竖直面，并且所述支撑部的下端面与
所述台阶面之间设有间隙，以及所述夹板的下端面与所述台阶面之间设有间隙。
19.可选的，所述台阶面为斜面，并且位于所述第一竖直面的一端高于位于所述第二竖直面的一端。
20.可选的，所述限位板在所述第一竖直面处设有凹槽，所述凹槽中设有至少两个第一凸台，所述第一凸台的高度等于所述凹槽的深度；
21.所述支撑装置还包括与所述第一凸台一一对应的连接螺栓，所述连接螺栓从所述第一凸台处穿过所述限位板和所述支撑部，并与所述夹板连接，以使所述限位板与所述夹板将所述支撑部夹持固定。
22.可选的，所述夹板朝向所述支撑部的一面设有与所述第一凸台相对应的第二凸台，所述连接螺栓穿过所述第二凸台；
23.所述夹板的顶面设有折边，所述折边向所述支撑部的一侧延伸，并且延伸的长度等于所述第二凸台的高度。
24.可选的，所述夹板相邻的两个所述第二凸台之间设置有缺口，并且所述缺口沿所述夹板的下边缘设置。
25.可选的，所述限位板上设置有与所述缺口正对的通孔。
26.可选的，还包括连接件，所述连接件与所述支撑组件连接。
27.可选的，所述连接件包括相对设置的第一连接板和第二连接板；
28.所述支撑组件平行设置在所述第一连接板和所述第二连接板之间，并且所述支撑组件的一端与所述第一连接板连接，另一端与所述第二连接板连接。
29.可选的，所述支撑组件设置有三个，并且位于中间的所述支撑组件装配高度最低，以使所述晶圆被插入所述齿槽中时三个所述支撑组件的支撑部对所述晶圆的端面形成三点支撑。第二方面，本技术实施例还提供一种干燥装置，包括如上各实施例所述的支撑装置。
30.第三方面，本技术实施例还提供一种清洗机，包括清洗槽、与所述清洗槽连接的升降机构，以及如上各实施例所述的支撑装置；
31.所述清洗槽用于盛放清洗液；
32.所述支撑装置设置于所述清洗槽内，并与所述升降机构连接，用于承载晶圆；
33.所述升降机构用于带动所述支撑装置沉入所述清洗液中以进行晶圆清洗，以及带动所述支撑装置升至所述清洗液的液面以上以进行晶圆干燥。
34.可选的，所述清洗机还包括：
35.吹气装置，设置于所述清洗槽的顶面和/或侧面；
36.所述吹气装置用于当所述升降机构带动所述支撑装置上升时向所述晶圆吹易挥发有机溶剂；以及当所述升降机构带动所述支撑装置升至所述清洗液的液面以上后向所述晶圆吹惰性气体。
37.如上所述本技术的支撑装置，通过在支撑组件的顶部设置多个限位齿，以及在至少一个支撑组件的限位齿的齿槽旁侧设置支撑部，并且支撑部的顶面高于齿槽的底面以及低于限位齿的顶部，当晶圆被插入齿槽中时，晶圆两个侧面可以通过两侧的限位齿进行限位，晶圆的端面支撑在支撑部上，即晶圆干燥时的接触点位于支撑部上，同时由于支撑部采用吸水材料制作，晶圆上残留的水流至接触点后可以被吸水材料吸走，可以避免晶圆直接
与齿槽底面接触导致接触点无法干燥的问题。本技术的支撑装置支撑部对应的接触点不需要压力泵进行辅助干燥，结构简单，成本低。
附图说明
38.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1是相关技术中一种支撑装置的结构示意图；
40.图2是图1的侧视图；
41.图3是相关技术中一种清洗装置的结构示意图；
42.图4是本技术实施例提供的一种支撑装置的结构示意图；
43.图5是图4的支撑组件沿平行于长度方向的竖直面进行局部剖视的结构示意图；
44.图6是本技术实施例提供的一种支撑装置的爆炸图；
45.图7是本技术实施例提供的一种支撑组件的横截面的结构示意图；
46.图8是本技术实施例提供的从限位板第一侧面观察的支撑组件的局部结构示意图；
47.图9是本技术实施例提供的一种限位板的结构示意图；
48.图10是本技术实施例提供的一种支撑装置沿平行于晶圆侧面的平面进行剖视的截面示意图；
49.图11是图10中a部分的放大结构示意图；
50.图12是本技术实施例提供的一种夹板的结构示意图；
51.图13是本技术实施例提供的一种清洗机的结构示意图。
52.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。通过上述附图，已示出本技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
53.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
54.需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本技术不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以
其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。
55.需要说明的是，本技术中，术语“至少一个”、“多个”，在方案不冲突的情况下，可以是一个、两个、三个或者多于三个的情形。
56.应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。本技术使用的术语“或”、“和/或”、“包括以下至少一个”等可被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。例如，“包括以下至少一个：a、b、c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a和b和c”，再如，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a和b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
57.应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。
58.应当理解的是，术语“顶”、“底”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”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技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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技术的限制。
59.为了便于描述，以下各实施例中，均是以水平面和竖直方向形成的正交空间为例进行说明，该前提条件不应理解为对本技术的限制。
60.请参阅图1和图2，图1是相关技术中一种支撑装置的结构示意图，图2是图1的侧视图。该支撑装置包括三个平行设置的支撑板10a，以及连接在三个支撑板10a同一侧端面的升降机构20a，升降机构20a通过螺栓30a与支撑板10a连接固定，支撑板10a的顶面设置有多个限位齿11a，晶圆101a插入相邻两个限位齿11a之间以进行限位，晶圆101a与支撑装置之间形成三个接触点。请参阅图3，图3是相关技术中一种清洗装置的结构示意图，当晶圆101a清洗完成后，升降机构20a将晶圆101a升至液面以上，清洗装置向晶圆101a喷淋ipa(异丙醇)等易挥发有机溶剂蒸汽，以使得晶圆101a表面的水由ipa代替，最后由氮气等惰性气体来吹干晶圆101a与限位齿11a之间残留的水。但由于晶圆101a与限位齿11a紧密接触，氮气难以进入接触点进行彻底干燥。基于此，本技术提供了一种支撑装置及清洗机。
61.请参阅图4和图5，图4是本技术实施例提供的一种支撑装置的结构示意图，图5是图4的支撑组件沿平行于长度方向的竖直面进行局部剖视的结构示意图。该支撑装置包括：至少两个相对设置的支撑组件10，需要说明的是，支撑组件10可以设置两个、三个或者更多个。为了便于描述，将支撑组件10的长度方向定义为第一方向x，支撑组件10彼此相对设置，比如支撑组件10沿第二方向y排列相对设置，第一方向x和第二方向y可以在水平面上正交。支撑组件10可以彼此之间按照一定的间距排列，也可以设置一连接件20将各支撑组件10连接为一个整体。连接件20可以连接在支撑组件10的两端，也可以连接在支撑组件10的底部，本技术实施例对连接件20的具体形状及与支撑组件10的连接方式不作特别限定。
62.支撑组件10包括多个限位齿111，限位齿111在支撑组件10的顶部沿支撑组件10的
长度方向(即第一方向x)排列，相邻两个限位齿111之间形成齿槽112，齿槽112的横截面可以是规则矩形、v形、梯形等等，也可以是不规则的形状，本实施例不作特别限定；所有支撑组件10中，至少一个支撑组件10还包括支撑部12，支撑部12采用吸水材料制作，并设置于该支撑组件10的齿槽112旁侧，支撑部12可以只设置在齿槽112的一侧，也可以在齿槽112的两侧均进行设置。支撑部12可以是与齿槽112一一对应的多个支撑块，也可以是一个整体的支撑条或支撑板，本技术实施例不作特别限定。支撑部12的顶面高于齿槽112的底面，并且低于限位齿111的顶部，用于当晶圆101被插入齿槽112中时对晶圆101的端面进行支撑。在本实施例的一些可选实施方式中，每个支撑组件10均可以包括一支撑部12。
63.当晶圆101清洗完成插入齿槽112中后，晶圆101的端面可以通过两侧的限位齿111进行限位，而支撑组件10包括支撑部12，由于支撑部12的顶面高于齿槽112的底面并且低于限位齿111的顶部，因此该支撑组件10上，晶圆101的端面不是直接支撑在齿槽112的底面，而是支撑在支撑部12上，即晶圆101干燥时的接触点位于支撑部12上，同时由于支撑部12采用吸水材料制作，晶圆101上残留的水流至接触点后可以被支撑部12吸走，吸收的水会由于重力作用向支撑部12下部转移并排出，使晶圆101上与支撑部12对应的接触点得到干燥，可以避免晶圆101上该接触点直接与齿槽112底面接触导致无法干燥的问题。本技术的支撑装置，支撑部12对应的接触点不需要压力泵进行辅助干燥，结构简单，成本低。
64.在一些实施例中，制作支撑部12的吸水材料的邵氏硬度为55～90，比如介于聚四氟乙烯(ptfe)与聚醚醚酮(peek)之间，以使支撑部12可以支撑晶圆101而不发生较大变形。作为一个示例，支撑部12的表面接触角最好大于75
°
，以提高支撑部12表面的疏水性，比如，可以在支撑部12的表面制作低表面能薄膜或涂层。作为一个示例，支撑部12为多孔结构，用于导出支撑部12所吸收的水，比如，多孔结构的孔隙率大于88％，并且孔径为0.1～0.5μm。例如，吸水材料可以是发泡聚四氟乙烯或者发泡聚三氟氯乙烯(pctfe)，上述材料表面疏水效果好于石英以及ptfe，使水难于附着在支撑部12的表面，同时由于支撑部12内部有细密的多孔结构(类似于海绵)，水可以快速的通过多孔结构排出而不会在支撑部12的内部积聚。
65.请继续参阅图4和图6，图6是本技术实施例提供的一种支撑装置的爆炸图，作为一个示例，该支撑装置还包括连接件20，连接件20可以包括相对设置的第一连接板21和第二连接板22，支撑组件10平行设置在第一连接板21和第二连接板22之间，并且支撑组件10的一端与第一连接板21连接，另一端与第二连接板22连接。本实施例的支撑装置整体为框架架构，结构简单并且轻便。
66.作为一个示例，支撑组件10可以设置三个，每个支撑组件10都包括支撑部12，并且位于中间的支撑组件10装配高度最低，以使晶圆101被插入齿槽112中时三个支撑组件10的支撑部12对晶圆101的端面形成三点支撑。即三个支撑组件10对应的支撑点位于晶圆101的圆周上。
67.在一个实施例中，本技术提供了一种支撑组件的结构设置示例。请参阅图6和图7，图7是本技术实施例提供的一种支撑组件的横截面的结构示意图。该支撑装置中，支撑组件10包括限位板11、支撑部12和夹板13。限位板11包括相对设置的第一侧面113和第二侧面114，以及连接第一侧面113和第二侧面114的顶面，第一侧面113和第二侧面114分别与支撑组件10的长度方向平行，限位齿111设置于限位板11的顶面，还可以设置连接件20，连接件
20与限位板11连接，通过限位板11将各支撑组件10连接成整体。支撑部12为吸水材料板，设置于限位板11的第二侧面114。夹板13设置于支撑部12远离限位板11的侧面，即支撑部12位于夹板13与限位板11之间，夹板13与限位板11将支撑部12进行夹持固定，支撑部12的顶面高于夹板13的顶面以及高于齿槽112的底面，并且低于限位齿111的顶部。比如，可以通过螺纹-螺栓结构将限位板11、支撑部12和夹板13进行连接固定，也可以直接将限位板11和夹板13进行锁紧，从而将中间的支撑部12夹紧固定。
68.在一个实施例中，请参阅图7和图8，图8是本技术实施例提供的从限位板第一侧面观察的支撑组件的局部结构示意图。齿槽112为u型槽，并且u型槽的槽底由第二侧面114至第一侧面113的方向向下倾斜，即齿槽112的槽底朝第一侧面113向下倾斜，构成内侧排水通道。水从晶圆101上往下流时，被支撑部12吸收，并沿着支撑部12向下转移，一部分可以流入齿槽112，而齿槽112的槽底向第一侧面113倾斜，可以使水及时沿第一侧面113排出，防止在齿槽112中积聚。
69.在一个实施例中，请参阅图7和图9，图9是本技术实施例提供的一种限位板的结构示意图，限位板11的第二侧面114包括一阶梯面，即第二侧面114可以是整体为一阶梯面，也可以只有一部分为阶梯面。该阶梯面包括第一竖直面1141、台阶面1142和第二竖直面1143，台阶面1142由第一竖直面1141的下边缘向外侧延伸，第二竖直面1143由台阶面1142向下延伸，支撑部12和夹板13对应设置于第一竖直面1141，并且支撑部12的下端面与台阶面1142之间设有间隙，以及夹板13的下端面与台阶面1142之间设有间隙。
70.即限位板11上半部分对应第一竖直面1141的区域较薄，下半部分对应第二竖直面1143的区域较厚，两个厚度不同的区域通过台阶面1142过渡，第一竖直面1141相对于第二竖直面1143凹陷，以形成支撑部12和夹板13的组装容纳空间。并且由于支撑部12的下端面与台阶面1142之间设有间隙，以及夹板13的下端面与台阶面1142之间设有间隙，水被吸入支撑部12后可以从上述间隙流出，以形成外侧排水通道。优选的，台阶面1142为斜面，并且位于第一竖直面1141的一端高于位于第二竖直面1143的一端，可以使水经支撑部12并最终及时从外侧排水通道排出，防止水在支撑部12内积聚而降低干燥效率。
71.在一个实施例中，请参阅图9、图10和图11，图10是本技术实施例提供的一种支撑装置沿平行于晶圆侧面的平面进行剖视的截面示意图，图11是图10中a部分的放大结构示意图。限位板11在第一竖直面1141处设有凹槽115，凹槽115中设有至少两个第一凸台116，第一凸台116的高度等于凹槽115的深度。支撑装置还包括与第一凸台116一一对应的连接螺栓14，连接螺栓14从第一凸台116处穿过限位板11和支撑部12，并与夹板13连接，以使限位板11与夹板13将支撑部12夹持固定。可以理解的是，限位板11、支撑部12以及夹板13上均可以设置与连接螺栓14对应的连接孔，以实现上述连接。
72.本实施例中，第一凸台116的高度等于凹槽115的深度，即第一凸台116的端面与第一竖直面1141平齐，从而使支撑部12可以紧贴第一凸台116和第一竖直面1141进行固定，支撑部12只是在与第一凸台116以及第一竖直面1141对应的区域发生夹紧收缩变形，支撑部12相对第一凸台116之外的凹槽115的部分悬空，可以避免支撑部12受到整面夹紧力而收缩导致吸水量降低以及排水效率下降。
73.在一个实施例中，请参阅图11和图12，图12是本技术实施例提供的一种夹板的结构示意图。夹板13朝向支撑部12的一面设有与第一凸台116相对应的第二凸台131，连接螺
栓14穿过第二凸台131，并且夹板13的顶面设有折边132，折边132向支撑部12的一侧延伸，并且延伸的长度等于第二凸台131的高度。
74.本实施例在夹板13朝向支撑部12的一面设置第二凸台131和折边132，通过第二凸台131和折边132对支撑部12进行夹紧，夹板13除第二凸台131和折边132之外的区域与支撑部12之间为间隙设置，可以避免支撑部12受到整面夹紧力而收缩导致吸水量降低以及排水效率下降。
75.优选的，请继续参阅图6、图7和图12，夹板13相邻的两个第二凸台131之间可以设置缺口133，并且缺口133沿夹板13的下边缘设置。此外，请继续参阅图6、图7和图9，还可以在限位板11上设置与缺口133正对的通孔117。通过设置缺口133和通孔117，可以使支撑部12暴露在外面，有利于在不拆卸支撑部12的情况下，对支撑部12本身进行自然干燥。
76.本技术实施例还提供一种干燥装置，该干燥装置可以包括如上各实施例所述的支撑装置。该干燥装置可以是独立的装置，比如晶圆清洗完成后，通过机械手转运至该干燥装置上进行干燥。有关本实施例干燥装置的干燥原理，参见前述本技术支撑装置的各实施例的说明，此处不再赘述。
77.请继续参阅图13，图13是本技术实施例提供的一种清洗机的结构示意图，该清洗机包括清洗槽100、升降机构300和如上各实施例所述的支撑装置400。
78.清洗槽100用于盛放清洗液，清洗液可以是纯水，支撑装置400设置于清洗槽100内，并与升降机构300连接，用于承载晶圆101；升降机构300可以带动支撑装置400进行升降运动，比如可以带动支撑装置400沉入清洗液中以进行晶圆清洗，还可以带动支撑装置400升至清洗液的液面以上以进行晶圆干燥。
79.在一个实施例中，清洗机还可以包括吹气装置200，吹气装置200设置于清洗槽100的顶面，也可以设置在清洗槽100的侧面，还可以同时在清洗槽100的顶面和侧面分别进行设置。吹气装置200用于当升降机构300带动支撑装置400上升时向晶圆101吹易挥发有机溶剂(例如异丙醇，ipa)；以及当升降机构300带动支撑装置400升至清洗液的液面以上后向晶圆101吹惰性气体(例如氮气)。
80.作为一个示例，本实施例的清洗机的清洗干燥过程可以包括如下步骤：
81.步骤1、升降机构300带动支撑装置400沉入清洗液中以进行晶圆清洗，如图13的左图。
82.步骤2、清洗完成后，升降机构300带动支撑装置400上升，同时控制吹气装置200向晶圆101吹ipa，如图13中间的图。
83.步骤3、待支撑装置400上升至清洗液的液面以上后，控制吹气装置200向晶圆101吹n2，如图13的右图。吹n2的同时，可以将清洗槽100内的清洗液排出。
84.本技术实施例的清洗机晶圆的接触点可以通过支撑部12得到干燥，不需要针对接触点单独设置相应的真空泵吹氮气进行干燥，结构更为简单。有关本实施例清洗机中支撑装置的工作原理，参见前述本技术各实施例的说明，此处不再赘述。
85.以上对本技术所提供的一种支撑装置、干燥装置及清洗机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述。需要说明的是，在本技术中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
86.本技术技术方案的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本技术记载的范围。
87.以上仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。