一种半导体湿法刻蚀清洁装置的制作方法

1.本发明涉及半导体晶圆清洗技术领域，具体为一种半导体湿法刻蚀清洁装置。


背景技术：

2.半导体晶片一般是由单晶锭（如硅锭）制备的，所述单晶锭被修整和研磨成具有一个或多个用于晶片在后续程序中合适定向的平面或凹口，然后将所述单晶锭切成单个晶片。由于晶片的形状为圆形，故又称为“晶圆”。对半导体晶片的刻蚀可通过等离子体刻蚀或湿法刻蚀，其中湿法刻蚀是通过氢氟酸或含氢氟酸的缓冲刻蚀溶液进行的。湿法刻蚀具有选择比高、不损伤衬底材料、产量大、成本低等特点，在半导体行业具有广泛的应用。但是半导体晶片湿法刻蚀完成后往往会出现颗粒超标的现象，其原因大致可以归因于刻蚀后衬底界面由亲水的硅氧键变为疏水的硅氢键，导致界面呈界面疏水性，进而导致刻蚀后的清洗过程晶圆表面难以与水完全润湿，同时残留的化学品对颗粒也具有一定的吸附性；从而导致产品损伤或清洗不干净，实际使用过程中可以根据客户需求。
3.半导体刻蚀湿法清洗（包括硅片，碳化硅片及化合物半导体）中，通常使用硫酸h2so4加双氧水h2o2的混酸作为刻蚀光刻胶灰化之后的清洗剂，但常规的清洗方式大多将半导体晶圆板放入含有清洗剂的装置内，使得晶圆板与清洗剂接触一下就移开，由于清洗剂也是液态的，晶圆板与清洗剂只是简单的接触，清洗剂一般处于静止状态，且晶圆板一般是竖直放入（晶圆板横着放入，会造成进入清洗剂时高压导致晶圆板夹持部位发生碎裂），此时清洗剂无法对晶圆板造成冲洗效果；并且在晶圆板移出清洗装置时，由于清洗剂是液态的，导致晶圆板上会附着部分清洗剂，而此时少量的颗粒依然会残留在附着的清洗剂中，造成晶圆板清洗不干净等。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种半导体湿法刻蚀清洁装置，包括清洁筒，所述清洁筒内部设置有固定组件，所述固定组件包括承接托辊和安装侧板，所述承接托辊两端安装于所述安装侧板之间，所述承接托辊一侧转动设置有若干扶持杆，所述固定组件一侧设置有驱动机构；所述驱动机构包括纵向移动组件、横向切换组件、转动杆，所述纵向移动组件包括外侧齿板和内侧齿板，所述外侧齿板与所述内侧齿板错位设置，所述横向切换组件位于所述外侧齿板与所述内侧齿板之间，所述转动杆前端设置有清洁驱动端和夹杆驱动端，所述清洁驱动端与所述夹杆驱动端之间设置有空转区，所述清洁驱动端用于驱动所述安装侧板，所述夹杆驱动端用于驱动所述扶持杆；在所述转动杆沿所述外侧齿板上行时，所述空转区正对所述安装侧板的位置，且所述清洁驱动端和所述夹杆驱动端分别与所述扶持杆和所述安装侧板分离，所述转动杆处于空转状态；在所述转动杆沿所述内侧齿板下行时，所述清洁驱动端和所述夹杆驱动端分别驱动所述安装侧板与所述扶持杆同时转动，所述转动杆处于同步驱动状态；在所述转动杆位于外侧齿板顶部向内侧齿板切换过程中，所述转动杆带动所述扶持杆转动至晶圆板上方，所述转动杆处于单独驱动所
述扶持杆状态。
5.优选地，所述横向切换组件分别位于所述纵向移动组件的顶部与底部，所述横向切换组件包括向内切换导向块和向外切换导向块，所述向内切换导向块设置于所述纵向移动组件的上方，所述向外切换导向块设置于所述纵向移动组件的底部，所述外侧齿板和所述内侧齿板位于所述向内切换导向块和所述向外切换导向块之间，且所述外侧齿板位于靠近外部的一侧。
6.优选地，所述转动杆中部设置有齿轮，所述齿轮两侧且远离所述齿轮的位置分别设置有导向凸辊，所述导向凸辊侧面设置有导向凸块，所述导向凸辊远离所述齿轮的一侧设置有楔形块，所述向内切换导向块底部为圆形凹槽一，所述圆形凹槽一底部开口位于圆形直径切面以下，所述圆形凹槽一底部开设有弧形切换引导槽一，所述导向凸块与所述弧形切换引导槽一配合，所述转动杆的直径小于所述圆形凹槽一底部的开口，所述转动杆沿所述外侧齿板上升到最高处时，所述转动杆上的所述导向凸块进入到所述弧形切换引导槽一中，所述导向凸块沿所述弧形切换引导槽一运动至所述圆形凹槽一背部，所述楔形块与所述圆形凹槽一相抵，所述齿轮由与所述外侧齿板连接切换至与所述内侧齿板连接。
7.优选地，所述向外切换导向块顶部为半圆形凹槽二，所述半圆形凹槽二底部开设有弧形切换引导槽二，所述导向凸块与所述弧形切换引导槽二配合，所述转动杆沿所述内侧齿板下降到最低处时，所述转动杆上的所述导向凸块进入到所述弧形切换引导槽二中，所述导向凸块沿所述弧形切换引导槽二运动至所述半圆形凹槽二正面，所述楔形块与所述半圆形凹槽二相抵，所述齿轮由与所述内侧齿板连接切换至与所述外侧齿板连接。
8.优选地，所述驱动机构分别位于所述清洁筒的两侧，所述驱动机构周侧固定设置有安装架，所述驱动机构位于所述安装架内部，一侧的所述安装架正面顶部设置有弧形推动板，所述弧形推动板朝向所述圆形凹槽一设置，一侧所述转动杆前端设置有球形块，所述转动杆沿所述外侧齿板上升到最高处时，所述弧形推动板推动所述球形块；另一侧所述安装架内部设置有驱动电机，所述驱动电机输出端设置有套筒，所述套筒套设于另一侧所述转动杆的外部，所述转动杆与所述套筒轴向滑动连接，所述套筒带动所述转动杆转动。
9.优选地，所述扶持杆与所述承接托辊上分别设置有若干环形凹槽，所述承接托辊设置于所述安装侧板底部周侧，且所述承接托辊与所述安装侧板固定连接，所述扶持杆两端设置有连接杆，远离所述安装侧板的一个所述连接杆背部设置有安装凸环，所述安装侧板与所述安装凸环之间的所述连接杆均与所述安装凸环转动连接。
10.优选地，所述安装凸环中部设置有夹杆驱动环，所述夹杆驱动环内侧开设有夹杆驱动槽，所述夹杆驱动端与所述夹杆驱动槽配合，所述安装侧板中部设置有清洁驱动槽，所述清洁驱动槽与所述清洁驱动端配合，若干个所述扶持杆均与所述转动杆为轴心分布，且分布于所述承接托辊的上方，所述扶持杆两端的所述连接杆并列设置。
11.优选地，所述安装侧板内侧设置有安装槽，所述安装凸环与所述安装槽之间设置有扭簧，所述连接杆背面设置有驱动凸块，所述连接杆正面设置有随动块，所述安装凸环转动时，通过与所述安装凸环连接的所述连接杆带动其他相邻的所述连接杆依次转动，扭簧开始蓄力。
12.优选地，所述清洁筒外部上方设置有喷淋机构，所述清洁筒中部靠下设置有过滤板，所述过滤板底部外侧设置有循环泵，所述循环泵另一端与所述喷淋机构连通。
13.优选地，所述清洁液生成机构包括箱体、溶气膜水箱、分流器、总进水口和总出水口，所述箱体安装于所述清洁筒的外部一侧，所述溶气膜水箱设置于所述箱体内，所述溶气膜水箱的两端分别设置有用于出水的溶气膜出水管和用于进水的溶气膜进水管，所述分流器设置于所述溶气膜水箱一端底部，且所述分流器进水的一端与所述溶气膜出水管连接，所述分流器出水的一端与所述溶气膜进水管连接，所述分流器进水的另一端与所述总进水口连接，所述分流器出水的另一端与所述总出水口连接，所述分流器用于控制流向所述溶气膜水箱的水量，以及将多余的水和所述溶气膜出水管排出的水汇流并经所述总出水口排出使用。
14.与现有技术相比，本发明提供了一种半导体湿法刻蚀清洁装置，具备以下有益效果：1、该半导体湿法刻蚀清洁装置，通过横向切换组件，使转动杆由与内侧齿板连接切换至与外侧齿板连接，晶圆板在清洁筒内部处于转动状态，且转动时晶圆板还能够水平方向进行移动，推动清洁筒内部的清洁液对晶圆板上湿法刻蚀所产生的颗粒进行清洁冲洗，同时在纵向移动组件驱使其进入到清洁筒内之间，还能够通过横向切换组件使得扶持杆转动至晶圆板上方，并配合承接托辊将晶圆板进行固定，避免晶圆板在清洁过程中发生脱落现象。
15.2、该半导体湿法刻蚀清洁装置，通过向内切换导向块使得转动杆由外侧齿板底部向上移动后，再由外侧齿板切换至与内侧齿板相啮合，进而能够保证在转动杆始终朝向一个方向转动下，转动杆能够上升到一定高度后，再向下移动，避免转动杆在持续转动的过程中突然终止转动，并进行反向转动时，因其惯性使得晶圆板在扶持杆与承接托辊之间发生扭转，将晶圆板进行损坏，而转动杆始终朝向一个方向转动时，其转动惯性不会发生改变，且在晶圆板进入到清洁筒内后，转动杆会完成一圈的转动，使得晶圆板能够完全在清洁筒内部进行清洗。
16.3、该半导体湿法刻蚀清洁装置，通过设置于清洁筒上方的喷淋机构，在晶圆板由清洁筒内部清洗好后，并再次上升于清洁筒上方，通过循环泵将由过滤板过滤后的清洁液对由清洁筒清洗的晶圆板进行冲洗，避免晶圆板上残留的水渍带有颗粒杂物。
17.4、该半导体湿法刻蚀清洁装置，通过在溶气膜水箱内部，通过溶气膜进水管通入的纯水与通入溶气膜水箱内的二氧化碳之间形成水气对冲，在溶气膜水箱内部水和二氧化碳混合生成具有导电性的清洁液，生成的清洁液在分流器中与回流的纯水混合后产生最终浓度的清洁液，从总出水口输出，通过分流器的设置，将多余的水回流，再进入到溶解二氧化碳的清洁液中；其中在具体应用时，溶气膜水箱连接有进气管和出气管为溶气膜水箱提供二氧化碳冲气流，分流器还包括分流部和汇流部，分流部通过阀门与溶气膜进水管连接，用于将总进水口内的纯水可控的输送给溶气膜进水管，汇流部与溶气膜出水管连接，且通过支管与分流部连接，用于将分流器内多余的纯水以及溶气膜出水管排出的纯水汇流并经总出水口输出至清洁筒内，由清洁液生成机构提供的具有导电性的清洁液对晶圆板上湿法刻蚀所产生的颗粒进行清洁冲洗，以避免颗粒因静电吸附在晶圆板上。
附图说明
18.图1为本发明的清洁筒整体立体结构示意图之一；
图2为本发明的清洁筒整体立体结构示意图之二；图3为本发明的清洁筒内部部分结构示意图；图4为本发明的清洁筒俯视平面部分结构示意图；图5为本发明的固定组件立体结构示意图；图6为本发明的固定组件部分结构示意图之一；图7为本发明的固定组件部分结构示意图之二；图8为本发明图7的a处局部放大结构示意图；图9为本发明的清洁液生成机构部分结构示意图；图10为本发明的向内切换导向块部分立体结构示意图。
19.图中：1、清洁筒；11、过滤板；2、固定组件；21、承接托辊；22、扶持杆；23、环形凹槽；24、安装侧板；241、清洁驱动槽；242、安装槽；25、连接杆；251、安装凸环；252、驱动凸块；253、随动块；254、夹杆驱动环；255、夹杆驱动槽；3、纵向移动组件；31、外侧齿板；32、内侧齿板；4、横向切换组件；41、向内切换导向块；411、圆形凹槽一；412、弧形切换引导槽一；42、向外切换导向块；421、半圆形凹槽二；422、弧形切换引导槽二；5、转动杆；51、清洁驱动端；52、夹杆驱动端；53、导向凸辊；531、导向凸块；532、楔形块；54、齿轮；55、空转区；56、球形块；6、安装架；61、弧形推动板；62、驱动电机；63、套筒；7、喷淋机构；71、循环泵；8、清洁液生成机构；81、箱体；82、溶气膜水箱；821、溶气膜出水管；822、溶气膜进水管；83、分流器；84、总进水口；85、总出水口。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.请参阅图1-图10，一种半导体湿法刻蚀清洁装置，包括清洁筒1，所述清洁筒1内部设置有固定组件2，所述固定组件2包括承接托辊21和安装侧板24，所述承接托辊21两端安装于所述安装侧板24之间，所述承接托辊21一侧转动设置有若干扶持杆22，所述固定组件2一侧设置有驱动机构；所述驱动机构包括纵向移动组件3、横向切换组件4、转动杆5，所述纵向移动组件3包括外侧齿板31和内侧齿板32，所述外侧齿板31与所述内侧齿板32错位设置，所述横向切换组件4位于所述外侧齿板31与所述内侧齿板32之间，所述转动杆5前端设置有清洁驱动端51和夹杆驱动端52，所述清洁驱动端51与所述夹杆驱动端52之间设置有空转区55，所述清洁驱动端51用于驱动所述安装侧板24，所述夹杆驱动端52用于驱动所述扶持杆22；在所述转动杆5沿所述外侧齿板31上行时，所述空转区55正对所述安装侧板24的位置，且所述清洁驱动端51和所述夹杆驱动端52分别与所述扶持杆22和所述安装侧板24分离，所述转动杆5处于空转状态；在所述转动杆5沿所述内侧齿板32下行时，所述清洁驱动端51和所述夹杆驱动端52分别驱动所述安装侧板24与所述扶持杆22同时转动，所述转动杆5处于同步驱动状态；在所述转动杆5位于外侧齿板31顶部向内侧齿板32切换过程中，所述转动杆5带动所述扶持杆22转动至晶圆板上方，所述转动杆5处于单独驱动所述扶持杆22状态。
22.晶圆板放入承接托辊21上时，夹杆驱动端52与扶持杆22相接，清洁驱动端51与安
装侧板24分离，且空转区55正对安装侧板24的位置，此时转动杆5处于空转状态，即转动杆5只通过夹杆驱动端52带动扶持杆22转动，转动杆5带动扶持杆22转于晶圆板上方的过程中，在横向切换组件4作用下，清洁驱动端51向安装侧板24方向移动，直至清洁驱动端51伸入扶持杆22内，而转动杆5由与外侧齿板31连接切换至与内侧齿板32连接，此时夹杆驱动端52与扶持杆22相接，且清洁驱动端51与安装侧板24也连接，空转区55此时位于清洁驱动端51与夹杆驱动端52之间的位置，在转动杆5转动时，清洁驱动端51带动安装侧板24、夹杆驱动端52带动扶持杆22同步转动，即转动杆5处于同步驱动状态；转动杆5与内侧齿板32连接时，转动杆5沿内侧齿板32下降，固定组件2带着晶圆板进入到清洁筒1内部，且进入到清洁筒1内部后一直处于转动状态；当转动杆5移至最底部时，在横向切换组件4作用下，清洁驱动端51由安装侧板24内移出，且夹杆驱动端52移动至扶持杆22与安装侧板24之间的空白区域，空转区55移动至正对安装侧板24的位置，转动杆5由与内侧齿板32连接切换至与外侧齿板31连接，转动杆5与外侧齿板31连接时，转动杆5沿外侧齿板31上升，固定组件2带着晶圆板移动至清洁筒1的上方，由于转动杆5移至最底部（即固定组件2带着晶圆板位于清洁筒1内部），通过横向切换组件4，使转动杆5由与内侧齿板32连接切换至与外侧齿板31连接，晶圆板在清洁筒1内部处于转动状态，且转动时晶圆板还能够水平方向进行移动，推动清洁筒1内部的清洁液对晶圆板上湿法刻蚀所产生的颗粒进行清洁冲洗，同时在纵向移动组件3驱使其进入到清洁筒1内之间，还能够通过横向切换组件4使得扶持杆22转动至晶圆板上方，并配合承接托辊21将晶圆板进行固定，避免晶圆板在清洁过程中发生脱落现象。
23.进一步地，所述横向切换组件4分别位于所述纵向移动组件3的顶部与底部，所述横向切换组件4包括向内切换导向块41和向外切换导向块42，所述向内切换导向块41设置于所述纵向移动组件3的上方，所述向外切换导向块42设置于所述纵向移动组件3的底部，所述外侧齿板31和所述内侧齿板32位于所述向内切换导向块41和所述向外切换导向块42之间，且所述外侧齿板31位于靠近外部的一侧；通过向内切换导向块41使得转动杆5由外侧齿板31底部向上移动后，再由外侧齿板31切换至与内侧齿板32相啮合，进而能够保证在转动杆5始终朝向一个方向转动下，转动杆5能够上升到一定高度后，再向下移动，避免转动杆5在持续转动的过程中突然终止转动，并进行反向转动时，因其惯性使得晶圆板在扶持杆22与承接托辊21之间发生扭转，将晶圆板进行损坏，而转动杆5始终朝向一个方向转动时，其转动惯性不会发生改变，且在晶圆板进入到清洁筒1内后，转动杆5会完成一圈的转动，使得晶圆板能够完全在清洁筒1内部进行清洗。
24.进一步地，所述转动杆5中部设置有齿轮54，所述齿轮54两侧且远离所述齿轮54的位置分别设置有导向凸辊53，所述导向凸辊53侧面设置有导向凸块531，所述导向凸辊53远离所述齿轮54的一侧设置有楔形块532，所述向内切换导向块41底部为圆形凹槽一411，所述圆形凹槽一411底部开口位于圆形直径切面以下（圆形凹槽一411呈圆形筒状切去底部的构造，且其底部开口位于圆形筒状直径切面的底部 ，即圆形凹槽一411的开口偏下放且方向朝下，开口的宽度小于圆形的直径，以使导向凸辊53两侧的部位能够移入或移出圆形凹槽一411，在导向凸辊53位于圆形凹槽一411中时，导向凸辊53直径大于圆形凹槽一411底部开口的宽度，圆形凹槽一411对导向凸辊53支撑），所述圆形凹槽一411底部开设有弧形切换引导槽一412，所述导向凸块531与所述弧形切换引导槽一412配合，所述转动杆5的直径小于所述圆形凹槽一411底部的开口，所述转动杆5沿所述外侧齿板31上升到最高处时，所述
转动杆5上的所述导向凸块531进入到所述弧形切换引导槽一412中，所述导向凸块531沿所述弧形切换引导槽一412运动至所述圆形凹槽一411背部，所述楔形块532与所述圆形凹槽一411相抵，所述齿轮54由与所述外侧齿板31连接切换至与所述内侧齿板32连接；通过导向凸辊53远离齿轮54的设置，在转动杆5转动至圆形凹槽一411的底部前，导向凸辊53与齿轮54之间的转动杆5正对圆形凹槽一411，随着转动杆5的上升，导向凸辊53与齿轮54之间的转动杆5进入到圆形凹槽一411底部的开口；在转动杆5上的齿轮54由于外侧齿板31啮合切换至与内侧齿板32啮合，导向凸块531配合弧形切换引导槽一412驱使转动杆5向内移动后，直至导向凸辊53移动至圆形凹槽一411背部时，在楔形块532与圆形凹槽一411相抵，且在固定组件2承载晶圆板的重力的作用下，在导向凸辊53移动出圆形凹槽一411的过程中，并且转动杆5会进一步向内侧移动，使得齿轮54能够与内侧齿板32完好啮合。
25.进一步地，所述向外切换导向块42顶部为半圆形凹槽二421，所述半圆形凹槽二421底部开设有弧形切换引导槽二422，所述导向凸块531与所述弧形切换引导槽二422配合，所述转动杆5沿所述内侧齿板32下降到最低处时，所述转动杆5上的所述导向凸块531进入到所述弧形切换引导槽二422中，所述导向凸块531沿所述弧形切换引导槽二422运动至所述半圆形凹槽二421正面，所述楔形块532与所述半圆形凹槽二421相抵，所述齿轮54由与所述内侧齿板32连接切换至与所述外侧齿板31连接；通过设置顶部为半圆形凹槽二421的向外切换导向块42，在转动杆5沿内侧齿板32移动至向外切换导向块42上方时，位于齿轮54另一侧的导向凸辊53会直接进入到半圆形凹槽二421内，且导向凸辊53侧面的导向凸块531进入到弧形切换引导槽二422内，在导向凸块531和弧形切换引导槽二422的作用下，转动杆5转动的同时，向外侧移动，使得齿轮54由于内侧齿板32啮合切换至与外侧齿板31啮合，且在导向凸辊53移动至半圆形凹槽二421的正面时，导向凸辊53尾部的楔形块532抵在半圆形凹槽二421正面，且在固定组件2承载晶圆板的重力的作用下，在导向凸辊53移动出半圆形凹槽二421的过程中，并且转动杆5会进一步向外侧移动，使得齿轮54能够与外侧齿板31完好啮合。
26.进一步地，所述驱动机构分别位于所述清洁筒1的两侧，所述驱动机构周侧固定设置有安装架6，所述驱动机构位于所述安装架6内部，一侧的所述安装架6正面顶部设置有弧形推动板61，所述弧形推动板61朝向所述圆形凹槽一411设置，一侧所述转动杆5前端设置有球形块56，所述转动杆5沿所述外侧齿板31上升到最高处时，所述弧形推动板61推动所述球形块56；另一侧所述安装架6内部设置有驱动电机62，所述驱动电机62输出端设置有套筒63，所述套筒63套设于另一侧所述转动杆5的外部，所述转动杆5与所述套筒63轴向滑动连接，所述套筒63带动所述转动杆5转动；通过设置在一侧安装架6顶部的弧形推动板61，在转动杆5沿外侧齿板31上升至最高处时，球形块56会抵在弧形推动板61上，进而在转动杆5继续上升，并移动至圆形凹槽一411内部时，转动杆5会向内侧移动，即导向凸辊53向圆形凹槽一411内部移动，进而导向凸辊53上的导向凸块531才能够与圆形凹槽一411内侧的弧形切换引导槽一412配合，使得转动杆5进一步在导向凸块531弧形切换引导槽一412的作用下向内移动。
27.进一步地，所述扶持杆22与所述承接托辊21上分别设置有若干环形凹槽23，所述承接托辊21设置于所述安装侧板24底部周侧，且所述承接托辊21与所述安装侧板24固定连接，所述扶持杆22两端设置有连接杆25，远离所述安装侧板24的一个所述连接杆25背部设
置有安装凸环251，所述安装侧板24与所述安装凸环251之间的所述连接杆25均与所述安装凸环251转动连接；通过扶持杆22与承接托辊21上设置的若干环形凹槽23，对晶圆板进行固定，其中环形凹槽23优选软质材料；在远离安装侧板24的一个连接杆25背部设置的安装凸环251，且其另一端与安装侧板24转动连接，使得该连接杆25与安装侧板24之间的连接杆25能够相对该连接杆25相对转动。
28.进一步地，所述安装凸环251中部设置有夹杆驱动环254，所述夹杆驱动环254内侧开设有夹杆驱动槽255，所述夹杆驱动端52与所述夹杆驱动槽255配合，所述安装侧板24中部设置有清洁驱动槽241，所述清洁驱动槽241与所述清洁驱动端51配合，若干个所述扶持杆22均与所述转动杆5为轴心分布，且分布于所述承接托辊21的上方，所述扶持杆22两端的所述连接杆25并列设置；通过夹杆驱动环254内侧设置的夹杆驱动槽255，配合夹杆驱动端52，在夹杆驱动端52进入到夹杆驱动槽255内部后，转动杆5转动时，带动扶持杆22转动至晶圆板上方；其中空转区55的长度略大于安装侧板24中部的清洁驱动槽241的长度，且清洁驱动槽241的宽度远大于清洁驱动端51的宽度，在夹杆驱动端52移动至夹杆驱动槽255内时，空转区55依然处于在安装侧板24的位置，在转动杆5持续的向内移动，空转区55超过了安装侧板24，此时清洁驱动端51进入到清洁驱动槽241内部，但清洁驱动端51不与清洁驱动槽241接触，即清洁驱动端51此时不驱动清洁驱动槽241转动，而夹杆驱动端52继续驱动夹杆驱动槽255转动，直至扶持杆22完全分布在晶圆板上方后，清洁驱动端51开始驱动清洁驱动槽241转动；在具体应用时，安装侧板24与清洁筒1之间存在摩擦力，使得安装侧板24在清洁筒1内的清洁驱动端51没有与清洁驱动槽241接触时，安装侧板24处于相对静止状态。
29.进一步地，所述安装侧板24内侧设置有安装槽242，所述安装凸环251与所述安装槽242之间设置有扭簧，所述连接杆25背面设置有驱动凸块252，所述连接杆25正面设置有随动块253，所述安装凸环251转动时，通过与所述安装凸环251连接的所述连接杆25带动其他相邻的所述连接杆25依次转动，扭簧开始蓄力；通过在安装侧板24内侧设置的安装槽242，使得连接杆25、安装凸环251、夹杆驱动环254以及夹杆驱动槽255在安装槽242内转动，其中安装槽242上方为开放状态，且其满足连接杆25转动时所摆动的幅度，当扶持杆22在夹杆驱动端52带动下向晶圆板上方排列时，安装凸环251与安装槽242之间的扭簧开始蓄力，当扶持杆22失去驱动力后，在扭簧的作用下，远离安装侧板24的扶持杆22开始反转，进而将中间其他的扶持杆22推动至承接托辊21一侧的上方。
30.进一步地，所述清洁筒1外部上方设置有喷淋机构7，所述清洁筒1中部靠下设置有过滤板11，所述过滤板11底部外侧设置有循环泵71，所述循环泵71另一端与所述喷淋机构7连通；通过设置于清洁筒1上方的喷淋机构7，在晶圆板由清洁筒1内部清洗好后，并再次上升于清洁筒1上方，通过循环泵71将由过滤板11过滤后的清洁液对由清洁筒1清洗的晶圆板进行冲洗，避免晶圆板上残留的水渍带有颗粒杂物。
31.进一步地，所述清洁液生成机构8包括箱体81、溶气膜水箱82、分流器83、总进水口84和总出水口85，所述箱体81安装于所述清洁筒1的外部一侧，所述溶气膜水箱82设置于所述箱体81内，所述溶气膜水箱82的两端分别设置有用于出水的溶气膜出水管821和用于进水的溶气膜进水管822，所述分流器83设置于所述溶气膜水箱82一端底部，且所述分流器83进水的一端与所述溶气膜出水管821连接，所述分流器83出水的一端与所述溶气膜进水管
822连接，所述分流器83进水的另一端与所述总进水口84连接，所述分流器83出水的另一端与所述总出水口85连接，所述分流器83用于控制流向所述溶气膜水箱82的水量，以及将多余的水和所述溶气膜出水管821排出的水汇流并经所述总出水口85排出使用；通过在溶气膜水箱82内部，通过溶气膜进水管822通入的纯水与通入溶气膜水箱82内的二氧化碳之间形成水气对冲，在溶气膜水箱82内部水和二氧化碳混合生成具有导电性的清洁液，生成的清洁液在分流器83中与回流的纯水混合后产生最终浓度的清洁液，从总出水口85输出，通过分流器83的设置，将多余的水回流，再进入到溶解二氧化碳的清洁液中；其中在具体应用时，溶气膜水箱82连接有进气管和出气管为溶气膜水箱82提供二氧化碳冲气流，分流器83还包括分流部和汇流部，分流部通过阀门与溶气膜进水管822连接，用于将总进水口84内的纯水可控的输送给溶气膜进水管822，汇流部与溶气膜出水管821连接，且通过支管与分流部连接，用于将分流器83内多余的纯水以及溶气膜出水管821排出的纯水汇流并经总出水口85输出至清洁筒1内。
32.工作原理：在使用时，晶圆板放入承接托辊21上时，夹杆驱动端52与扶持杆22相接，清洁驱动端51与安装侧板24分离，且空转区55正对安装侧板24的位置，此时转动杆5处于空转状态，即转动杆5只通过夹杆驱动端52带动扶持杆22转动，转动杆5带动扶持杆22转于晶圆板上方的过程中，在横向切换组件4作用下，清洁驱动端51向安装侧板24方向移动，直至清洁驱动端51伸入扶持杆22内，而转动杆5由与外侧齿板31连接切换至与内侧齿板32连接，此时夹杆驱动端52与扶持杆22相接，且清洁驱动端51与安装侧板24也连接，空转区55此时位于清洁驱动端51与夹杆驱动端52之间的位置；上述过程中，通过导向凸辊53远离齿轮54的设置，在转动杆5转动至圆形凹槽一411的底部前，导向凸辊53与齿轮54之间的转动杆5正对圆形凹槽一411，随着转动杆5的上升，导向凸辊53与齿轮54之间的转动杆5进入到圆形凹槽一411底部的开口，且设置在一侧安装架6顶部的弧形推动板61，在转动杆5沿外侧齿板31上升至最高处时，球形块56会抵在弧形推动板61上，进而在转动杆5继续上升，并移动至圆形凹槽一411内部时，转动杆5会向内侧移动，即导向凸辊53向圆形凹槽一411内部移动，进而导向凸辊53上的导向凸块531才能够与圆形凹槽一411内侧的弧形切换引导槽一412配合，使得转动杆5进一步在导向凸块531弧形切换引导槽一412的作用下向内移动；此时夹杆驱动端52先移动至夹杆驱动环254内侧的夹杆驱动槽255内，利用夹杆驱动环254内侧设置的夹杆驱动槽255，配合夹杆驱动端52，在夹杆驱动端52进入到夹杆驱动槽255内部后，转动杆5转动时，带动扶持杆22转动至晶圆板上方；进而由于空转区55的长度略大于安装侧板24中部的清洁驱动槽241的长度，且清洁驱动槽241的宽度远大于清洁驱动端51的宽度，在夹杆驱动端52移动至夹杆驱动槽255内时，空转区55依然处于在安装侧板24的位置，在转动杆5持续的向内移动，空转区55超过了安装侧板24，此时清洁驱动端51进入到清洁驱动槽241内部，但清洁驱动端51不与清洁驱动槽241接触，即清洁驱动端51此时不驱动清洁驱动槽241转动，而夹杆驱动端52继续驱动夹杆驱动槽255转动，直至扶持杆22完全分布在晶圆板上方后，清洁驱动端51开始驱动清洁驱动槽241转动；在转动杆5上的齿轮54由于外侧齿板31啮合切换至与内侧齿板32啮合，导向凸块531配合弧形切换引导槽一412驱使转动杆5向内移动后，直至导向凸辊53移动至圆形凹槽一411背部时，在楔形块532与圆形凹槽一411相抵，且在固定组件2承载晶圆板的重力的作
用下，在导向凸辊53移动出圆形凹槽一411的过程中，并且转动杆5会进一步向内侧移动，使得齿轮54能够与内侧齿板32完好啮合；在转动杆5转动时，清洁驱动端51带动安装侧板24、夹杆驱动端52带动扶持杆22同步转动，即转动杆5处于同步驱动状态；转动杆5与内侧齿板32连接时，转动杆5沿内侧齿板32下降，固定组件2带着晶圆板进入到清洁筒1内部，且进入到清洁筒1内部后一直处于转动状态；其中通过设置顶部为半圆形凹槽二421的向外切换导向块42，在转动杆5沿内侧齿板32移动至向外切换导向块42上方时，位于齿轮54另一侧的导向凸辊53会直接进入到半圆形凹槽二421内，且导向凸辊53侧面的导向凸块531进入到弧形切换引导槽二422内，在导向凸块531和弧形切换引导槽二422的作用下，转动杆5转动的同时，向外侧移动，使得齿轮54由于内侧齿板32啮合切换至与外侧齿板31啮合，且在导向凸辊53移动至半圆形凹槽二421的正面时，导向凸辊53尾部的楔形块532抵在半圆形凹槽二421正面，且在固定组件2承载晶圆板的重力的作用下，在导向凸辊53移动出半圆形凹槽二421的过程中，并且转动杆5会进一步向外侧移动，使得齿轮54能够与外侧齿板31完好啮合；当转动杆5移至最底部时，在横向切换组件4作用下，清洁驱动端51由安装侧板24内移出，且夹杆驱动端52移动至扶持杆22与安装侧板24之间的空白区域，空转区55移动至正对安装侧板24的位置，转动杆5由与内侧齿板32连接切换至与外侧齿板31连接，转动杆5与外侧齿板31连接时，转动杆5沿外侧齿板31上升，固定组件2带着晶圆板移动至清洁筒1的上方，此时通过与所述安装凸环251连接的所述连接杆25带动其他相邻的所述连接杆25依次转动，扭簧开始蓄力；通过在安装侧板24内侧设置的安装槽242，使得连接杆25、安装凸环251、夹杆驱动环254以及夹杆驱动槽255在安装槽242内转动，其中安装槽242上方为开放状态，且其满足连接杆25转动时所摆动的幅度，当扶持杆22在夹杆驱动端52带动下向晶圆板上方排列时，安装凸环251与安装槽242之间的扭簧开始蓄力，当扶持杆22失去驱动力后，在扭簧的作用下，远离安装侧板24的扶持杆22开始反转，进而将中间其他的扶持杆22推动至承接托辊21一侧的上方；由于转动杆5移至最底部（即固定组件2带着晶圆板位于清洁筒1内部），通过横向切换组件4，使转动杆5由与内侧齿板32连接切换至与外侧齿板31连接，晶圆板在清洁筒1内部处于转动状态，且转动时晶圆板还能够水平方向进行移动，推动清洁筒1内部由清洁液生成机构8提供的具有导电性的清洁液对晶圆板上湿法刻蚀所产生的颗粒进行清洁冲洗，以避免颗粒因静电吸附在晶圆板上，同时在纵向移动组件3驱使其进入到清洁筒1内之间，还能够通过横向切换组件4使得扶持杆22转动至晶圆板上方，并配合承接托辊21将晶圆板进行固定，避免晶圆板在清洁过程中发生脱落现象。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种半导体湿法刻蚀清洁装置，包括清洁筒（1），其特征在于：所述清洁筒（1）内部设置有固定组件（2），所述固定组件（2）包括承接托辊（21）和安装侧板（24），所述承接托辊（21）两端安装于所述安装侧板（24）之间，所述承接托辊（21）一侧转动设置有若干扶持杆（22），所述固定组件（2）一侧设置有驱动机构；所述驱动机构包括纵向移动组件（3）、横向切换组件（4）、转动杆（5），所述纵向移动组件（3）包括外侧齿板（31）和内侧齿板（32），所述外侧齿板（31）与所述内侧齿板（32）错位设置，所述横向切换组件（4）位于所述外侧齿板（31）与所述内侧齿板（32）之间，所述转动杆（5）前端设置有清洁驱动端（51）和夹杆驱动端（52），所述清洁驱动端（51）与所述夹杆驱动端（52）之间设置有空转区（55），所述清洁驱动端（51）用于驱动所述安装侧板（24），所述夹杆驱动端（52）用于驱动所述扶持杆（22）；在所述转动杆（5）沿所述外侧齿板（31）上行时，所述空转区（55）正对所述安装侧板（24）的位置，且所述清洁驱动端（51）和所述夹杆驱动端（52）分别与所述扶持杆（22）和所述安装侧板（24）分离，所述转动杆（5）处于空转状态；在所述转动杆（5）沿所述内侧齿板（32）下行时，所述清洁驱动端（51）和所述夹杆驱动端（52）分别驱动所述安装侧板（24）与所述扶持杆（22）同时转动，所述转动杆（5）处于同步驱动状态；在所述转动杆（5）位于外侧齿板（31）顶部向内侧齿板（32）切换过程中，所述转动杆（5）带动所述扶持杆（22）转动至晶圆板上方，所述转动杆（5）处于单独驱动所述扶持杆（22）状态；所述清洁筒（1）内部通有清洁液生成机构（8）提供的具有导电性的清洁液，所述清洁液生成机构（8）位于所述清洁筒（1）外侧。2.根据权利要求1所述的一种半导体湿法刻蚀清洁装置，其特征在于：所述横向切换组件（4）分别位于所述纵向移动组件（3）的顶部与底部，所述横向切换组件（4）包括向内切换导向块（41）和向外切换导向块（42），所述向内切换导向块（41）设置于所述纵向移动组件（3）的上方，所述向外切换导向块（42）设置于所述纵向移动组件（3）的底部，所述外侧齿板（31）和所述内侧齿板（32）位于所述向内切换导向块（41）和所述向外切换导向块（42）之间，且所述外侧齿板（31）位于靠近外部的一侧。3.根据权利要求2所述的一种半导体湿法刻蚀清洁装置，其特征在于：所述转动杆（5）中部设置有齿轮（54），所述齿轮（54）两侧且远离所述齿轮（54）的位置分别设置有导向凸辊（53），所述导向凸辊（53）侧面设置有导向凸块（531），所述导向凸辊（53）远离所述齿轮（54）的一侧设置有楔形块（532），所述向内切换导向块（41）底部为圆形凹槽一（411），所述圆形凹槽一（411）底部开口位于圆形直径切面以下，所述圆形凹槽一（411）底部开设有弧形切换引导槽一（412），所述导向凸块（531）与所述弧形切换引导槽一（412）配合，所述转动杆（5）的直径小于所述圆形凹槽一（411）底部的开口，所述转动杆（5）沿所述外侧齿板（31）上升到最高处时，所述转动杆（5）上的所述导向凸块（531）进入到所述弧形切换引导槽一（412）中，所述导向凸块（531）沿所述弧形切换引导槽一（412）运动至所述圆形凹槽一（411）背部，所述楔形块（532）与所述圆形凹槽一（411）相抵，所述齿轮（54）由与所述外侧齿板（31）连接切换至与所述内侧齿板（32）连接。4.根据权利要求3所述的一种半导体湿法刻蚀清洁装置，其特征在于：所述向外切换导向块（42）顶部为半圆形凹槽二（421），所述半圆形凹槽二（421）底部开设有弧形切换引导槽二（422），所述导向凸块（531）与所述弧形切换引导槽二（422）配合，所述转动杆（5）沿所述内侧齿板（32）下降到最低处时，所述转动杆（5）上的所述导向凸块（531）进入到所述弧形切换引导槽二（422）中，所述导向凸块（531）沿所述弧形切换引导槽二（422）运动至所述半圆
形凹槽二（421）正面，所述楔形块（532）与所述半圆形凹槽二（421）相抵，所述齿轮（54）由与所述内侧齿板（32）连接切换至与所述外侧齿板（31）连接。5.根据权利要求4所述的一种半导体湿法刻蚀清洁装置，其特征在于：所述驱动机构分别位于所述清洁筒（1）的两侧，所述驱动机构周侧固定设置有安装架（6），所述驱动机构位于所述安装架（6）内部，一侧的所述安装架（6）正面顶部设置有弧形推动板（61），所述弧形推动板（61）朝向所述圆形凹槽一（411）设置，一侧所述转动杆（5）前端设置有球形块（56），所述转动杆（5）沿所述外侧齿板（31）上升到最高处时，所述弧形推动板（61）推动所述球形块（56）；另一侧所述安装架（6）内部设置有驱动电机（62），所述驱动电机（62）输出端设置有套筒（63），所述套筒（63）套设于另一侧所述转动杆（5）的外部，所述转动杆（5）与所述套筒（63）轴向滑动连接，所述套筒（63）带动所述转动杆（5）转动。6.根据权利要求1所述的一种半导体湿法刻蚀清洁装置，其特征在于：所述扶持杆（22）与所述承接托辊（21）上分别设置有若干环形凹槽（23），所述承接托辊（21）设置于所述安装侧板（24）底部周侧，且所述承接托辊（21）与所述安装侧板（24）固定连接，所述扶持杆（22）两端设置有连接杆（25），远离所述安装侧板（24）的一个所述连接杆（25）背部设置有安装凸环（251），所述安装侧板（24）与所述安装凸环（251）之间的所述连接杆（25）均与所述安装凸环（251）转动连接。7.根据权利要求6所述的一种半导体湿法刻蚀清洁装置，其特征在于：所述安装凸环（251）中部设置有夹杆驱动环（254），所述夹杆驱动环（254）内侧开设有夹杆驱动槽（255），所述夹杆驱动端（52）与所述夹杆驱动槽（255）配合，所述安装侧板（24）中部设置有清洁驱动槽（241），所述清洁驱动槽（241）与所述清洁驱动端（51）配合，若干个所述扶持杆（22）均与所述转动杆（5）为轴心分布，且分布于所述承接托辊（21）的上方，所述扶持杆（22）两端的所述连接杆（25）并列设置。8.根据权利要求7所述的一种半导体湿法刻蚀清洁装置，其特征在于：所述安装侧板（24）内侧设置有安装槽（242），所述安装凸环（251）与所述安装槽（242）之间设置有扭簧，所述连接杆（25）背面设置有驱动凸块（252），所述连接杆（25）正面设置有随动块（253），所述安装凸环（251）转动时，通过与所述安装凸环（251）连接的所述连接杆（25）带动其他相邻的所述连接杆（25）依次转动，扭簧开始蓄力。9.根据权利要求1所述的一种半导体湿法刻蚀清洁装置，其特征在于：所述清洁筒（1）外部上方设置有喷淋机构（7），所述清洁筒（1）中部靠下设置有过滤板（11），所述过滤板（11）底部外侧设置有循环泵（71），所述循环泵（71）另一端与所述喷淋机构（7）连通。10.根据权利要求1所述的一种半导体湿法刻蚀清洁装置，其特征在于：所述清洁液生成机构（8）包括箱体（81）、溶气膜水箱（82）、分流器（83）、总进水口（84）和总出水口（85），所述箱体（81）安装于所述清洁筒（1）的外部一侧，所述溶气膜水箱（82）设置于所述箱体（81）内，所述溶气膜水箱（82）的两端分别设置有用于出水的溶气膜出水管（821）和用于进水的溶气膜进水管（822），所述分流器（83）设置于所述溶气膜水箱（82）一端底部，且所述分流器（83）进水的一端与所述溶气膜出水管（821）连接，所述分流器（83）出水的一端与所述溶气膜进水管（822）连接，所述分流器（83）进水的另一端与所述总进水口（84）连接，所述分流器（83）出水的另一端与所述总出水口（85）连接，所述分流器（83）用于控制流向所述溶气膜水箱（82）的水量，以及将多余的水和所述溶气膜出水管（821）排出的水汇流并经所述总出水
口（85）排出使用。

技术总结
本发明涉及半导体晶圆清洗技术领域，公开了一种半导体湿法刻蚀清洁装置，包括清洁筒，清洁筒内部设置有固定组件，固定组件包括承接托辊和安装侧板，承接托辊两端安装于安装侧板之间，承接托辊一侧转动设置有若干扶持杆，固定组件一侧设置有驱动机构。通过横向切换组件，使转动杆由与内侧齿板连接切换至与外侧齿板连接，晶圆板在清洁筒内部处于转动状态，且转动时晶圆板还能够水平方向进行移动，推动清洁筒内部的清洁液对晶圆板上湿法刻蚀所产生的颗粒进行清洁冲洗，同时在纵向移动组件驱使其进入到清洁筒内之间，还能够通过横向切换组件使得扶持杆转动至晶圆板上方，并配合承接托辊将晶圆板进行固定，避免晶圆板在清洁过程中发生脱落现象。发生脱落现象。发生脱落现象。


技术研发人员：王贝易 黄莉 沈玉柱
受保护的技术使用者：盛奕半导体科技（无锡）有限公司
技术研发日：2023.07.10
技术公布日：2023/8/9