阅读说明：本技术 一种硅半导体集成电路用晶圆干式清洗装置及清洗方法 (Wafer dry type cleaning device and cleaning method for silicon semiconductor integrated circuit ) 是由 吴信任 沈方园 于 2019-10-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种硅半导体集成电路用晶圆干式清洗装置及清洗方法,包括基板、转动机构、调整机构、通气管与顶板,所述基板上端安装有转动机构,转动机构下端安装有调整机构,转动机构上端布置有通气管,通气管从左往右均匀安装在顶板上,且通气管为倒T型结构,转动机构包括工作筒、转动电机、一号转动杆、二号转动杆与转动支链,工作筒包括固定筒体、固定环架、伸缩环架与连接杆,调整机构包括调整板、调整螺钉、调整块、移动块与复位弹簧。本发明在清洗过程中通过转动机构带动晶圆相对通气管进行相对运动,进而提高清洁的全面性,同时避免高速气流长时间对晶圆固定位置进行冲击而使该位置受到磨损的情况发生。(The invention relates to a wafer dry-type cleaning device and a cleaning method for a silicon semiconductor integrated circuit, which comprises a substrate, a rotating mechanism, an adjusting mechanism, vent pipes and a top plate, wherein the upper end of the substrate is provided with the rotating mechanism, the lower end of the rotating mechanism is provided with the adjusting mechanism, the upper end of the rotating mechanism is provided with the vent pipes, the vent pipes are uniformly arranged on the top plate from left to right, the vent pipes are of an inverted T-shaped structure, the rotating mechanism comprises a working barrel, a rotating motor, a first rotating rod, a second rotating rod and a rotating branched chain, the working barrel comprises a fixed barrel body, a fixed ring frame, a telescopic ring frame and a connecting rod, and the adjusting mechanism comprises an adjusting plate, an adjusting. The invention drives the wafer to move relatively to the vent pipe through the rotating mechanism in the cleaning process, thereby improving the cleaning comprehensiveness and avoiding the situation that the wafer is abraded due to the impact of high-speed airflow on the fixed position of the wafer for a long time.)

一种硅半导体集成电路用晶圆干式清洗装置及清洗方法

技术领域

本发明涉及晶圆加工领域，具体的说是一种硅半导体集成电路用晶圆干式清洗装置及清洗方法。

背景技术

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。半导体晶圆对微污染物的存在非常敏感，为了达成晶圆表面无污染物的目标，必须移除表面的污染物并避免在制程前让污染物重新残余在晶圆表面。因此半导体晶圆在制造过程中，需要经过多次的表面清洗步骤，以去除表面附着的金属离子、原子、有机物及微粒。

目前晶圆清洗技术大致可分为湿式与干式两大类，仍以湿式清洗法为主流。在实际清洗工作时，存在下列问题：

(1)湿式清洗是以液状酸碱溶剂与去离子水之混合物清洗晶圆表面，随后加以润湿再干燥的程序，在晶圆加工过程中会有许多微粒产生，而湿式清洗法有时不但不能去除微粒，更会增加微粒在晶圆表面附着的可能，且湿式清洗方式由于所需的超纯水及化学药品的用量较大，容易造成环境污染并对人体健康产生影响；

(2)在目前的干式去除微粒的技术中，利用高速气流或含气胶微粒的高速气流，雷射辅助清除晶圆上的微粒为目前研究最广的技术，干式清洗法相对于湿式清洗法无需消耗大量超纯水及化学药品，因此能够避免产生污染及健康的问题，间接场降低生产成本，但是在去除微粒的过程中，由于高速气流与晶圆的相对位置往往固定，因此晶圆与高速气流正对部分易因长时间受到气流的冲击而导致磨损，而其余部分则会出现清洁不充分的问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种硅半导体集成电路用晶圆干式清洗装置及清洗方法。

本发明所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现：一种硅半导体集成电路用晶圆干式清洗装置，包括基板、转动机构、调整机构、通气管与顶板，所述基板上端安装有转动机构，转动机构下端安装有调整机构，转动机构上端布置有通气管，通气管从左往右均匀安装在顶板上，且通气管为倒T型结构；其中：

所述转动机构包括工作筒、转动电机、一号转动杆、二号转动杆与转动支链，工作筒安装在基板上，工作筒左端外壁上通过电机座安装有转动电机，转动电机输出轴通过联轴器与一号转动杆一端相连接，工作筒右端内壁上通过轴承安装有二号转动杆，一号转动杆与二号转动杆之间从左往右均匀布置有转动支链，转动支链安装在工作筒内；通过转动电机带动一号转动杆、二号转动杆与转动支链在工作筒内转动，以在干洗过程中使得晶圆相对通气管进行相对运动，保证晶圆各部分都能够得到充分清洁。

所述工作筒包括固定筒体、固定环架、伸缩环架与连接杆，固定筒体数量为二，两个固定筒体左右对称布置，两个固定筒体之间从左往右均匀布置有固定环架，固定环架左右两侧对称开设有伸缩槽，伸缩槽内通过滑动配合方式对称安装有伸缩环架，固定环架与伸缩环架均为上端开口的倒Ω型结构，固定环架与基板之间通过连接杆相连接；通过对伸缩环架的位置调节，达到对转动支链位置进行同步调节的目的，以对晶圆进行拿放，并适应不同厚度晶圆的工作需要。

所述转动支链包括一号清洗管、一号转动板、二号转动板、二号清洗管、一号挡板、二号挡板、一号连接板、二号连接板与承托架，一号清洗管左端开设有通气口，一号清洗管左端通过滑动配合方式安装在通气管下端内壁上，一号清洁管右端安装在一号转动板上，一号转动板右侧布置有二号转动板，二号转动板外侧安装有二号清洗管，二号清洗管右端通过滑动配合方式安装在通气管下端内壁上，一号转动板中部与二号转动板中部均开设有清洗孔，一号清洗管与二号清洗管管口与清洗管外侧对接，一号转动板内壁与二号转动板内壁分别上下对称安装有一号连接板与二号连接板，左右相对布置的一号连接板与二号连接板相互卡接，相互卡接的一号连接板与二号连接板之间连接有承托架；在清洁过程中，通气管内的气体通过一号清洗管、二号清洗管进入一号转动板与二号转动板之间形成的空腔内，以对其内的晶圆进行清洗，由于转动支链能够进行往复转动，因此能够带动晶圆在承托架内进行一定移动，改变高速气流与晶圆的接触位置，保证清洁的全面性。

-一号转动板下端与二号连接板下端均通过轴承与伸缩环架内壁相连接，一号转动板上端通过轴承与一号挡板相连接，二号转动板上端通过轴承与二号挡板相连接，一号挡板与二号挡板均安装在伸缩环架内壁上，且位于工作筒最左端的一号清洁管左端与一号转动杆右端相连接，位于工作筒最右端的二号清洁管右端与二号转动杆左端相连接，位于同一通气管内的二号清洗管与一号清洗管侧壁相互连接；

优选的，所述承托架包括伸缩杆、承托板、压紧弹簧与橡胶块，伸缩杆数量为二，一号连接板内壁上与二号连接板内壁上均安装有一个伸缩杆，且两个伸缩杆左右对称布置，伸缩杆为上下可伸缩结构，伸缩杆内设置有弹簧，伸缩杆内侧壁上安装有承托板，左右相对布置的承托板之间相互卡接，承托板侧壁上通过压紧弹簧安装有橡胶块；在转动过程中，由于晶圆与承托架之间并未进行固定，因此在伸缩杆与压紧弹簧的伸缩作用下，晶圆能够相对承托架进行上下左右移动，从而改变晶圆侧壁与高速气流的相对位置及相对距离，进而提高清洁的全面性，同时避免高速气流长时间对晶圆固定位置进行冲击而使该位置受到磨损的情况发生。

优选的，所述调整机构包括调整板、调整螺钉、调整块、移动块与复位弹簧，调整板位于基板上端，调整板左右两端与固定筒体之间通过调整螺钉相连接，调整板上端从左往右均匀布置有调整块，调整块中部开设有圆形通孔，调整块左右两侧均紧贴有移动块，移动块外壁与伸缩环架之间通过复位弹簧相连接，且调整板上端从左往右均匀开设有圆孔，连接杆穿过圆孔；通过转动调整螺钉对调整板的高度进行调节，同时调整块高度也随之改变，调整块向上运动时，移动块受到向外的挤压力，使得左右相对布置的移动块间距变大，反之，复位弹簧对移动块施加向内的挤压力，左右相对布置的移动块间距减小。

优选的，所述调整块为上端为等腰梯形结构，移动块为倒置的直角梯形结构，且移动块内侧壁为斜面。

优选的，所述清洁口上下两端的横截面为阶梯型结构；能够使得高速气流呈放射状喷射在晶圆侧壁上，扩大高速气流与晶圆侧壁的接触范围，同时减小高速气流对晶圆侧壁产生的冲击力。

优选的，所述一号清洗管左端开设有通气口数量大于一，且各通气口的直径各不相同；与通气管中部正对的通气口不同，单位时间内进入转动支链的高速气流的气体量也不同，通过对高速气流速度的改变达到对清洁状态的改变，使得高速气流能够推动晶圆在转动支链内进行无规则运动，进而改变高速气流与晶圆的接触位置。

优选的，所述一号清洗管与二号清洗管均为可伸缩材质。

本发明还提供了一种硅半导体集成电路用晶圆干式清洗装置的清洗方法，包括以下步骤：

S1晶圆放置：通过调整机构对工作筒进行调节，以便将晶圆一一放置在适当位置；

S2通气：向通气管内通入含有固体二氧化碳气胶微粒的高速气流；

S3清洁：在进行S2的同时，转动机构带动晶圆相对通气管进行无规则运动，以改变高速气流与晶圆的接触位置，提高清洁的全面性；

S4晶圆取出：清洁完毕后，通过调整机构对工作筒进行调节，以便将清洁完毕的晶圆拿出，并对下一批次的晶圆进行放置；

S5收集整理：将清洁后的晶圆进行收集，整理完毕后统一进入下一加工流程。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明提供的一种硅半导体集成电路用晶圆干式清洗装置及清洗方法，在清洗过程中通过转动机构带动晶圆相对通气管进行相对运动，进而提高清洁的全面性，同时避免高速气流长时间对晶圆固定位置进行冲击而使该位置受到磨损的情况发生；

2.本发明通过设置的转动机构，通过转动电机带动一号转动杆、二号转动杆与转动支链在工作筒内转动，以在干洗过程中使晶圆相对通气管进行相对运动，改变高速气流与晶圆的接触位置，保证晶圆各部分都能够得到充分清洁；

3.本发明通过设置的调整机构，通过转动调整螺钉对调整板的高度进行调节，同时调整块高度也随之改变，达到对移动块间距进行调整的目的，以便对晶圆进行拿放。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明图1的N向局部放大结构示意图；

图3是本发明图2的S向局部放大结构示意图；

图4是本发明一号清洗管的局部结构示意图；

图5是本发明的工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图1至图5，对本发明进行进一步阐述。

一种硅半导体集成电路用晶圆干式清洗装置，包括基板1、转动机构2、调整机构3、通气管4与顶板5，所述基板1上端安装有转动机构2，转动机构2下端安装有调整机构3，转动机构2上端布置有通气管4，通气管4从左往右均匀安装在顶板5上，且通气管4为倒T型结构；其中：

所述转动机构2包括工作筒21、转动电机22、一号转动杆23、二号转动杆24与转动支链25，工作筒21安装在基板1上，工作筒21左端外壁上通过电机座安装有转动电机22，转动电机22输出轴通过联轴器与一号转动杆23一端相连接，工作筒21右端内壁上通过轴承安装有二号转动杆24，一号转动杆23与二号转动杆24之间从左往右均匀布置有转动支链25，转动支链25安装在工作筒21内；通过转动电机22带动一号转动杆23、二号转动杆24与转动支链25在工作筒21内转动，以在干洗过程中使得晶圆相对通气管4进行相对运动，保证晶圆各部分都能够得到充分清洁。

所述工作筒21包括固定筒体211、固定环架212、伸缩环架213与连接杆214，固定筒体211数量为二，两个固定筒体211左右对称布置，两个固定筒体211之间从左往右均匀布置有固定环架212，固定环架212左右两侧对称开设有伸缩槽，伸缩槽内通过滑动配合方式对称安装有伸缩环架213，固定环架212与伸缩环架213均为上端开口的倒Ω型结构，固定环架212与基板1之间通过连接杆214相连接；通过对伸缩环架213的位置调节，达到对转动支链25位置进行同步调节的目的，以对晶圆进行拿放，并适应不同厚度晶圆的工作需要。

所述转动支链25包括一号清洗管251、一号转动板252、二号转动板253、二号清洗管254、一号挡板255、二号挡板256、一号连接板257、二号连接板258与承托架259，一号清洗管251左端开设有通气口251a，一号清洗管251左端通过滑动配合方式安装在通气管4下端内壁上，一号清洁管右端安装在一号转动板252上，一号转动板252右侧布置有二号转动板253，二号转动板253外侧安装有二号清洗管254，二号清洗管254右端通过滑动配合方式安装在通气管4下端内壁上，一号转动板252中部与二号转动板253中部均开设有清洗孔，一号清洗管251与二号清洗管254管口与清洗管外侧对接，一号转动板252内壁与二号转动板253内壁分别上下对称安装有一号连接板257与二号连接板258，左右相对布置的一号连接板257与二号连接板258相互卡接，相互卡接的一号连接板257与二号连接板258之间连接有承托架259；在清洁过程中，通气管4内的气体通过一号清洗管251、二号清洗管254进入一号转动板252与二号转动板253之间形成的空腔内，以对其内的晶圆进行清洗，由于转动支链25能够进行往复转动，因此能够带动晶圆在承托架259内进行一定移动，改变高速气流与晶圆的接触位置，保证清洁的全面性。

-一号转动板252下端与二号连接板258下端均通过轴承与伸缩环架213内壁相连接，一号转动板252上端通过轴承与一号挡板255相连接，二号转动板253上端通过轴承与二号挡板256相连接，一号挡板255与二号挡板256均安装在伸缩环架213内壁上，且位于工作筒21最左端的一号清洁管左端与一号转动杆23右端相连接，位于工作筒21最右端的二号清洁管右端与二号转动杆24左端相连接，位于同一通气管4内的二号清洗管254与一号清洗管251侧壁相互连接，一号清洗管251与二号清洗管254均为可伸缩材质。

所述承托架259包括伸缩杆259a、承托板259b、压紧弹簧259c与橡胶块259d，伸缩杆259a数量为二，一号连接板257内壁上与二号连接板258内壁上均安装有一个伸缩杆259a，且两个伸缩杆259a左右对称布置，伸缩杆259a为上下可伸缩结构，伸缩杆259a内设置有弹簧，伸缩杆259a内侧壁上安装有承托板259b，左右相对布置的承托板259b之间相互卡接，承托板259b侧壁上通过压紧弹簧259c安装有橡胶块259d；在转动过程中，由于晶圆与承托架259之间并未进行固定，因此在伸缩杆259a与压紧弹簧259c的伸缩作用下，晶圆能够相对承托架259进行上下左右移动，从而改变晶圆侧壁与高速气流的相对位置及相对距离，进而提高清洁的全面性，同时避免高速气流长时间对晶圆固定位置进行冲击而使该位置受到磨损的情况发生。

所述清洁口上下两端的横截面为阶梯型结构；能够使得高速气流呈放射状喷射在晶圆侧壁上，扩大高速气流与晶圆侧壁的接触范围，同时减小高速气流对晶圆侧壁产生的冲击力。

所述一号清洗管251左端开设有通气口251a数量大于一，且各通气口251a的直径各不相同；与通气管4中部正对的通气口251a不同，单位时间内进入转动支链25的高速气流的气体量也不同，通过对高速气流速度的改变达到对清洁状态的改变，使得高速气流能够推动晶圆在转动支链25内进行无规则运动，进而改变高速气流与晶圆的接触位置。

所述调整机构3包括调整板31、调整螺钉32、调整块33、移动块34与复位弹簧35，调整板31位于基板1上端，调整板31左右两端与固定筒体211之间通过调整螺钉32相连接，调整板31上端从左往右均匀布置有调整块33，调整块33中部开设有圆形通孔，调整块33左右两侧均紧贴有移动块34，移动块34外壁与伸缩环架213之间通过复位弹簧35相连接，且调整板31上端从左往右均匀开设有圆孔，连接杆214穿过圆孔；通过转动调整螺钉32对调整板31的高度进行调节，同时调整块33高度也随之改变，调整块33向上运动时，移动块34受到向外的挤压力，使得左右相对布置的移动块34间距变大，反之，复位弹簧35对移动块34施加向内的挤压力，左右相对布置的移动块34间距减小。

所述调整块33为上端为等腰梯形结构，移动块34为倒置的直角梯形结构，且移动块34内侧壁为斜面。

本发明还提供了一种硅半导体集成电路用晶圆干式清洗装置的清洗方法，包括以下步骤：

S1晶圆放置：通过调整机构3对工作筒21进行调节，以便将晶圆一一放置在适当位置；

S2通气：向通气管4内通入含有固体二氧化碳气胶微粒的高速气流；

S3清洁：在进行S2的同时，转动机构2带动晶圆相对通气管4进行无规则运动，以改变高速气流与晶圆的接触位置，提高清洁的全面性；

S4晶圆取出：清洁完毕后，通过调整机构3对工作筒21进行调节，以便将清洁完毕的晶圆拿出，并对下一批次的晶圆进行放置；

S5收集整理：将清洁后的晶圆进行收集，整理完毕后统一进入下一加工流程。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。