硅片清洗设备的制作方法

1.本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种硅片清洗设备。


背景技术：

2.在集成电路芯片的制备过程中，硅片一般会经过薄膜沉积、刻蚀以及抛光等多道工艺步骤。这些工艺步骤的实施不可避免地会造成硅片表面污染，进而影响到芯片上超微电路的性能。因而，为了保证硅片表面的清洁，需要利用清洗设备对硅片进行清洗。
3.然而，现行的单硅片式清洗设备会使用大量有机化学品清洗液清洗硅片，以及采用异丙醇作为干燥剂，导致制程中产生的总有机碳含量(total organic carbon，简称toc)会残留在硅片表面上或由传送路径溢散至环境中,造成器件整体良率下降。
4.因此，亟需一种新的硅片清洗设备，以缓解总有机碳含量的残留和逸散。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种硅片清洗设备，以解决如何降低硅片表面的碳元素残留，如何避免残留的碳元素的逸散以及如何提高清洗效果中的至少一个问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种硅片清洗设备，包括：壳体、承载单元、传输单元、清洗单元和吹扫单元；其中，
7.所述承载单元、所述传输单元和所述清洗单元均容置于所述壳体内，且所述传输单元连接所述承载单元和所述清洗单元，以将硅片传递于所述承载单元与所述清洗单元之间；
8.所述吹扫单元包括若干个风幕机，用于形成气幕；所述风幕机设置于所述壳体的内表面，且所述风幕机的出风口朝向所述传输单元，以使所述气幕吹扫至所述传输单元上的所述硅片的表面。
9.可选的，在所述的硅片清洗设备中，所述风幕机位于所述壳体的顶面，且所述出风口朝向所述壳体的底面设置，以使所述气幕的流向垂直于所述硅片的表面。
10.可选的，在所述的硅片清洗设备中，所述吹扫单元还包括多个风管；所述风管与所述风幕机相连通，以向所述风幕机提供氮气，使得所述风幕机产生氮气幕。
11.可选的，在所述的硅片清洗设备中，所述吹扫单元还包括多个回风口；多个所述回风口分布于所述壳体的底面和/或侧面，以回收所述气幕。
12.可选的，在所述的硅片清洗设备中，所述传输单元包括若干条传送带，每条所述传送带对应设置至少一个所述风幕机。
13.可选的，在所述的硅片清洗设备中，当每条所述传送带对应设置两个以上所述风幕机时，两个以上所述风幕机沿对应的所述传送带的延伸方向呈线性排布。
14.可选的，在所述的硅片清洗设备中，所述清洗单元包括多个清洗腔室，多个所述清洗腔室设置于对应的所述传送带的一侧，且多个所述清洗腔室沿对应的所述传送带的延伸方向呈线性排布。
15.可选的，在所述的硅片清洗设备中，每一所述清洗腔室对应设置至少一个所述风幕机，以使所述硅片经所述清洗腔室清洗后，至少由对应的所述风幕机吹扫。
16.可选的，在所述的硅片清洗设备中，所述传输单元还包括机械臂，所述机械臂设置于所述传送带靠近所述承载单元的一端，以抓取所述硅片，并将所述硅片传递于所述承载单元和所述传送带之间。
17.可选的，在所述的硅片清洗设备中，所述承载单元包括至少两个硅片盒，且部分所述硅片盒用于装载待清洗的硅片，部分所述硅片盒用于装载清洗后的硅片。
18.综上所述，本实用新型提供一种硅片清洗设备，包括：壳体、承载单元、传输单元、清洗单元和吹扫单元；其中，所述承载单元、所述传输单元和所述清洗单元均容置于所述壳体内，且所述传输单元连接所述承载单元和所述清洗单元，以将硅片传递于所述承载单元与所述清洗单元之间；所述吹扫单元包括若干个风幕机，用于形成气幕；所述风幕机设置于所述壳体的内表面，且所述风幕机的出风口朝向所述传输单元，以使所述气幕吹扫至所述传输单元上的所述硅片的表面。可见，所述风幕机的设置不仅能够干燥清洗后的所述硅片，还能够将清洗后残留的碳元素吹离所述硅片的表面，避免硅片表面残留的碳元素逸散至所述承载单元和工艺环境中，降低了制程中产生的总有机碳含量，保证了硅片清洗效果，提高了产品的良率。
附图说明
19.图1是本实用新型的实施例中一种硅片清洗设备的结构示意图。
20.图2是本实用新型的实施例中风幕机的位置示意图。
21.图3是本实用新型的实施例中一种硅片清洗设备的结构示意图。
22.图4是本实用新型的实施例中风幕机的位置示意图。
23.图5是本实用新型的实施例中回风口的位置示意图。
24.附图中：
25.10-壳体；
26.20-承载单元；201-硅片盒；202-连接件；
27.30-传输单元；301-传送带；302-机械臂；
28.40-清洗单元；401-清洗腔室；402-清洗管路；
29.50-吹扫单元；501-风幕机；502-气幕；503-回风口；
30.w-硅片。
具体实施方式
31.为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。以及，附图所展示的x方向、y方向和z方向为空间坐标系中相互
垂直的三个方向。
32.请参阅图1～2，本实施例提供一种硅片清洗设备，包括：壳体10、承载单元20、传输单元30、清洗单元40和吹扫单元50；其中，所述承载单元20、所述传输单元30和所述清洗单元40均容置于所述壳体10内，且所述传输单元30连接所述承载单元20和所述清洗单元40，以将硅片w传递于所述承载单元20与所述清洗单元40之间；所述吹扫单元50包括若干个风幕机501，用于形成气幕502；所述风幕机501设置于所述壳体10的内表面，且所述风幕机501的出风口朝向所述传输单元30，以使所述气幕502吹扫至所述传输单元30上的所述硅片w的表面。
33.可见，本实施例提供的所述硅片清洗设备中加设的所述风幕机501，不仅能够干燥清洗后的所述硅片w，还能够将清洗后残留的碳元素吹离所述硅片w的表面，避免硅片w表面残留的碳元素逸散至所述承载单元20和工艺环境中，降低了制程中产生的总有机碳含量，保证了硅片w清洗效果，提高器件良率。
34.以下结合附图1～5具体说明本实施例提供的所述硅片清洗设备。
35.请继续参阅图1，所述壳体10为所述硅片清洗设备的支撑框架，用于装载所述承载单元20、所述传输单元30、所述清洗单元40和所述吹扫单元50。可选的，所述壳体10具有一空腔，所述承载单元20、所述传输单元30、所述清洗单元40和所述吹扫单元50均容置于所述空腔内。或者，所述壳体10具有两个空腔，分别为第一空腔和第二空腔；所传输单元30、所述清洗单元40和所述吹扫单元50均位于所述第一空腔内，所述承载单元20单独位于所述第二空腔内，以避免在放置和取走硅片w的过程中外界污染颗粒由所述第二空腔进入所述第一空腔内，造成硅片w的二次污染。其中，本实施例不限定所述壳体10内的空腔数量，还可以为三个、四个或五个以上。
36.所述承载单元20用于装载所述硅片w。其中，所述承载单元20包括至少两个硅片盒201，且部分所述硅片盒201用于装载待清洗的硅片w，部分所述硅片盒201用于装载清洗后的硅片w。示例性的，当所述承载单元20单独位于所述第二空腔内时，所述承载单元20还包括连接件202。所述连接件202设置于所述第一空腔和所述第二空腔之间的阻挡壁上，以使所述硅片盒201内待清洗的硅片w能够经所述连接件202从所述第二空腔进入所述第一空腔，以及清洗后的所述硅片w能够从所述第一空腔进入所述第二空腔。即，在保证所述第一空腔洁净的同时，实现所述硅片w在所述第一空腔和所述第二空腔之间的传递。
37.所述传输单元30用于传递所述硅片w。即，将待清洗的硅片w从所述硅片盒201送至所述清洗单元40进行清洗，以及将清洗后的硅片w送回至所述硅片盒201中。进一步的，所述传输单元30包括若干条传送带301和机械臂302。示例性的，所述传送带301沿x方向设置，且当设置两条以上所述传送带301时，所有所述传送带301沿y方向间隔排布。其中，每条所述传送带301均能够沿顺时针和逆时针转动，以使所述传送带301上的硅片w沿x正半轴方向移动，或沿x负半轴方向移动。所述机械臂302设置于所述传送带301靠近所述承载单元20的一端，以抓取所述硅片w，并将所述硅片w传递于所述承载单元20和所述传送带301之间。可选的，每一所述传送带301对应设置一个所述机械臂302。
38.所述清洗单元40用于清洗所述硅片w。其中，所述清洗单元40包括多个清洗腔室401，且每一所述清洗腔室401可实现单硅片的化学清洗。示例性的，多个所述清洗腔室401设置于对应的所述传送带301的一侧，且多个所述清洗腔室401沿对应的所述传送带301的
延伸方向呈线性排布。例如图1所示的硅片清洗设备设置有八个所述清洗腔室401和两条所述传送带301，其中四个所述清洗腔室401设置于一条所述传送带301的一侧，剩余四个所述清洗腔室401设置于另一条所述传送带301的一侧，从而使得每一所述清洗腔室401均挨着一条所述传送带301设置，便于所述传送带301上的待清洗的硅片w进入所述清洗腔室401，以及所述清洗腔室401内清洗后的硅片w进入所述传送带301上。进一步的，所述清洗单元40还包括多条清洗管路402。所述清洗管路402与所述清洗腔室401相连通，用于向所述清洗腔室401内提供清洗液，以及排除清洗后的液体。
39.请参阅图1～2，因碳元素也是硅片w的主要杂质之一，而所述清洗腔室401内的清洗液和干燥剂中含有大量的碳元素，则清洗后的所述硅片w表面容易残留碳元素。这些残留的碳元素会随着所述硅片w进入所述硅片盒201中，以及逸散至制程环境中，造成制程的总有机碳含量增加，影响成品率。所以，本实施例提供的所述硅片清洗设备还设置有所述吹扫单元50，用于在清洗所述硅片w之后，将残留于所述硅片w表面的碳元素吹离所述硅片w表面，从而避免碳元素的逸散，降低总有机碳含量，提高产品良率。
40.所述吹扫单元50包括若干个风幕机501，所述风幕机501设置于所述壳体10的内表面，且所述风幕机501的出风口朝向所述传输单元30，以使所述风幕机501产生的气幕502能够吹扫至所述传输单元30传递的所述硅片w的表面。可以理解的是，所有所述风幕机501位于所述壳体10内，且设置于所述壳体10的顶表面。优选的，每一所述风幕机501的出风口均朝向所述壳体10的底面设置，以使所述气幕502的流向垂直于所述硅片w的表面。即，以图2所示的方位为例，所述风幕机501产生的气幕502由上向下流动，且吹扫至所述传送带301上。当然，所述风幕机501出风口也可以相对所述传送带301的表面呈角度设置，以使所述风幕机501产生的气幕502以设定的倾斜角吹至所述硅片w表面，本实施例对此不做具体限定。
41.进一步的，所述风幕机501的数量大于或等于所述传送带301的数量。换言之，每条所述传送带301的上方对应设置有至少一个所述风幕机501。例如，每条所述传送带301的上方设置有一个、两个、三个或四个以上所述风幕机501，且每条所述传送带301对应的所述风幕机501的数量可以相同，也可以不同。优选的，当每条所述传送带301对应设置两个以上所述风幕机501时，两个以上所述风幕机501沿对应的所述传送带301的延伸方向呈线性排布。即，如图2所示，所述风幕机501沿x方向呈线性排布。需要说明的是，当所述传送带301所对应的所述风幕机501的数量小于该传送带301所对应的所述清洗腔室401的数量时，至少一个所述风幕机501设置于所述传送带301靠近所述机械臂302的一端的上方，以保证所述传送带301上的所有所述硅片w均能够经所述风幕机501吹扫。例如，图3和图4所示的硅片清洗设备中所述传送带301的上方对应设置一个所述风幕机501，且所述传送带301对应有四个所述清洗腔室401。若所述风幕机501设置于所述传送带301位于四个所述清洗腔室401之间的区域的上方，则所述风幕机501左侧的所述清洗腔室401所清洗后的硅片w的吹扫效果差，甚至接收不到所述气幕502的吹扫。因而，所述风幕机501的设置位置至少对应于最左侧的所述清洗腔室401，或是更加靠近所述传送带301的左侧，以使四个所述清洗腔室401中清洗后的所述硅片w在沿x负半轴方向运动时，均能够接收到所述风幕机501的吹扫。优选的，在不计成本的情况下，每一所述清洗腔室401对应设置至少一个所述风幕机501，则每一所述硅片w经对应所述清洗腔室401清洗后，由对应的所述风幕机501吹扫，甚至还可以由所述传送带301所对应的多个所述风幕机501进行多次吹扫，提高吹扫效果。或者，采用大功率的所
述风幕机501，以使所述风幕机501形成的气幕502能够覆盖整条所述传送带301，或是同时覆盖多条所述传送带301。
42.请参阅图5，可选的，所述吹扫单元50还包括多个回风口503。多个所述回风口503分布于所述壳体10的底面和/或侧面，以回收所述气幕502，保证所述壳体10内的气压平衡。以及，所述吹扫单元50还包括多个风管(未图示)。所述风管与所述风幕机501相连通，以向所述风幕机501提供气体。优选的，所述气体为氮气，则所述风幕机501能够产生氮气幕。
43.由上述可知，本实施例提供的所述硅片清洗设备在清洗硅片w的过程为：首先，所述机械臂302经所述连接件202从所述硅片盒201内抓取待清洗的硅片w，并将所述待清洗的硅片w放置于所述传送带301上。所述传送带301沿顺时针转动，以使所述硅片w沿x轴正半轴方向移动至对应的所述清洗腔室401内。待所述清洗腔室401清洗完成之后，清洗后的硅片w进入所述传送带301上。然后，所述风幕机501开启，并形成气幕502吹扫至所述清洗后的硅片w上，以干燥所述清洗后的硅片w，并将所述清洗后的硅片w上的碳元素吹离其表面。随之，所述传送带301沿逆时针转动，以使所述硅片w沿x轴负半轴方向移动至所述机械臂302处。最后，所述机械臂302抓取清洗后的所述硅片w，并方式于另一所述硅片盒201内，则完成单硅片的清洗。需要说明的是，本实施例不限定所述风幕机501对清洗后的硅片w的具体吹扫时间和气幕的具体流量，可根据所述硅片清洗设备的具体规模进行个性化设计。
44.综上所述，本实施例提供的所述硅片清洗设备设置有吹扫单元50。所述吹扫单元50包括若干个风幕机501，所述风幕机501设置于所述壳体10的内表面，且所述风幕机501的出风口朝向所述传输单元30，以使所述风幕机501产生的气幕502能够吹扫至所述传输单元30传递的所述硅片w的表面。可见，所述风幕机501的设置不仅能够干燥清洗后的所述硅片w，还能够将清洗后残留的碳元素吹离所述硅片w的表面，避免硅片w表面残留的碳元素逸散至所述承载单元20和工艺环境中，降低了制程中产生的总有机碳含量，保证了硅片清洗效果，提高了产品的良率。
45.此外还应该认识到，虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。

技术特征：
1.一种硅片清洗设备，其特征在于，包括：壳体、承载单元、传输单元、清洗单元和吹扫单元；其中，所述承载单元、所述传输单元和所述清洗单元均容置于所述壳体内，且所述传输单元连接所述承载单元和所述清洗单元，以将硅片传递于所述承载单元与所述清洗单元之间；所述吹扫单元包括若干个风幕机，用于形成气幕；所述风幕机设置于所述壳体的内表面，且所述风幕机的出风口朝向所述传输单元，以使所述气幕吹扫至所述传输单元上的所述硅片的表面。2.根据权利要求1所述的硅片清洗设备，其特征在于，所述风幕机位于所述壳体的顶面，且所述出风口朝向所述壳体的底面设置，以使所述气幕的流向垂直于所述硅片的表面。3.根据权利要求1所述的硅片清洗设备，其特征在于，所述吹扫单元还包括多个风管；所述风管与所述风幕机相连通，以向所述风幕机提供氮气，使得所述风幕机产生氮气幕。4.根据权利要求1所述的硅片清洗设备，其特征在于，所述吹扫单元还包括多个回风口；多个所述回风口分布于所述壳体的底面和/或侧面，以回收所述气幕。5.根据权利要求1所述的硅片清洗设备，其特征在于，所述传输单元包括若干条传送带，每条所述传送带对应设置至少一个所述风幕机。6.根据权利要求5所述的硅片清洗设备，其特征在于，当每条所述传送带对应设置两个以上所述风幕机时，两个以上所述风幕机沿对应的所述传送带的延伸方向呈线性排布。7.根据权利要求5所述的硅片清洗设备，其特征在于，所述清洗单元包括多个清洗腔室，多个所述清洗腔室设置于对应的所述传送带的一侧，且多个所述清洗腔室沿对应的所述传送带的延伸方向呈线性排布。8.根据权利要求7所述的硅片清洗设备，其特征在于，每一所述清洗腔室对应设置至少一个所述风幕机，以使所述硅片经所述清洗腔室清洗后，至少由对应的所述风幕机吹扫。9.根据权利要求5所述的硅片清洗设备，其特征在于，所述传输单元还包括机械臂，所述机械臂设置于所述传送带靠近所述承载单元的一端，以抓取所述硅片，并将所述硅片传递于所述承载单元和所述传送带之间。10.根据权利要求1所述的硅片清洗设备，其特征在于，所述承载单元包括至少两个硅片盒，且部分所述硅片盒用于装载待清洗的硅片，部分所述硅片盒用于装载清洗后的硅片。

技术总结
本实用新型提供一种硅片清洗设备，包括：壳体、承载单元、传输单元、清洗单元和吹扫单元；其中，所述承载单元、所述传输单元和所述清洗单元均容置于壳体内，且所述传输单元连接所述承载单元和所述清洗单元，以将硅片传递于所述承载单元与所述清洗单元之间；所述吹扫单元包括若干个风幕机，用于形成气幕；所述风幕机设置于壳体的内表面，且所述风幕机的出风口朝向传输单元，以使所述气幕吹扫至所述传输单元上的所述硅片的表面。可见，所述风幕机的设置不仅能够干燥清洗后的硅片，还能够将清洗后残留的碳吹离硅片的表面，避免硅片表面残留的碳逸散至承载单元和工艺环境中，降低了制程中产生的总有机碳含量，保证了硅片清洗效果，提高产品良率。产品良率。产品良率。


技术研发人员：陈嘉勇
受保护的技术使用者：合肥晶合集成电路股份有限公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/7/19