本发明专利技术公开了一种晶圆清洗装置、系统及系统的工作方法，装置包括用于真空吸盘，真空吸盘上方设有一体式的清洗执行机构，清洗执行机构一端连接有驱动机构；清洗执行机构包括刷头，刷头套设在传动转轴上，传动转轴内设有至少一路清洗液管路，清洗液管路连接有管路支撑轴，清洗液管路的一端沿管路支撑轴的长度方向往外延伸，清洗液管路的另一端靠设有多个出液口，传动转轴和刷头相对于出液口的位置设有多个导液孔。本发明专利技术的结构更加紧凑，控制更加便捷，提高了晶圆的刷洗效率。通过刷头结构的设计使得刷头旋转过程中输液管路不会随着刷头一起进行旋转，从而清洗液不会伴随着刷头的旋转运动产生飞溅和浪费。转运动产生飞溅和浪费。转运动产生飞溅和浪费。
【技术实现步骤摘要】
一种晶圆清洗装置、系统及系统的工作方法
[0001]本专利技术属于晶圆清洗设备
，具体涉及一种晶圆清洗装置、系统及系统的方法。
技术介绍
[0002]清洗作为晶圆半导体产品加工过程中的重要步骤，直接决定了晶圆表面质量的优劣。晶圆的清洗装置主要包括三个部分：一是底部的真空吸盘，用于吸附晶圆，防止晶圆在清洗过程中发生位移或滑落；二是二流体喷头，用于向晶圆表面喷淋清洗液，清洗液可以是去离子水、稀释过的氢氟酸和标准清洗液，将清洗液从液路输送到二流体喷头的喷口，实现对晶圆表面的冲洗；三是由PVA刷头在喷淋完清洗液后对晶圆进行刷洗，主要通过真空吸盘带动晶圆旋转，刷头不同位置的凸点与晶圆表面接触力在径向方向上的差异用于推动刷头旋转，从而达到去除晶圆表面颗粒的目的。
[0003]然而，上述的晶圆的清洗装置，其二流体喷头与PVA刷头采用分体式设计，需要分别通过二流体喷头进行清洗液喷淋以及通过刷头进行晶圆表面刷洗，结构不够精简以及刷洗效率不高。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种晶圆清洗装置、系统及系统的方法，用以解决现有技术中存在的二流体喷头进行清洗液喷淋以及通过刷头进行晶圆表面刷洗，结构不够精简以及刷洗效率不高的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一方面提供一种晶圆清洗装置，包括用于将晶圆吸附在其上表面的真空吸盘，所述真空吸盘上方设有一体式的清洗执行机构，所述清洗执行机构一端连接有驱动机构；
[0007]所述清洗执行机构包括设于真空吸盘上方的刷头，所述刷头套设在传动转轴上，所述传动转轴内部设有至少一路清洗液管路，所述清洗液管路连接有管路支撑轴以实现在所述传动转轴内的固定，所述清洗液管路的一端沿所述管路支撑轴的长度方向往外延伸以连接清洗液储备装置，所述清洗液管路的另一端靠近所述真空吸盘上方的位置设有多个出液口，所述传动转轴和所述刷头相对于所述出液口的位置设有多个导液孔，以便清洗液依次通过所述出液口和所述导液孔喷淋在晶圆表面；
[0008]所述驱动机构包括第一电机，所述第一电机的输出端设有传输轴，所述传输轴的一端通过转向齿轮与所述传动转轴连接，所述传输轴上连接有滚珠丝杠升降结构，所述滚珠丝杠升降结构通过第二电机进行驱动。
[0009]在一种可能的设计中，所述出液口设置为垂直于晶圆表面的出液柱，且靠近晶圆表面中心的出液柱的直径大于其他出液柱的直径。
[0010]在一种可能的设计中，所述刷头和所述传动转轴的相对位置均设有多个矩形导液口，每一矩形导液口与其中一个出液口一一对应设置；所述刷头和所述传动转轴的相对位
置均设有多个圆形导液孔和多个内凹式的导流槽，以便由于刷头旋转而被挡住的部分清洗液经过所述导流槽从所述圆形导液孔流出从而滴落于晶圆表面。
[0011]在一种可能的设计中，所述清洗液管路外侧设有密封结构，所述密封结构相对于所述出液口的位置开设有直径小于所述出液口的通孔，所述密封结构的一侧设有迷宫式阻流件，所述密封结构的端部设有耐腐蚀的密封圈。
[0012]在一种可能的设计中，所述第一电机的输出端通过挠性联轴器与所述传输轴连接。
[0013]第二方面提供一种晶圆清洗系统，包括控制终端、力传感器以及如第一方面任意一种可能的设计中所述的晶圆清洗装置，所述控制终端分别与力传感器、真空吸盘、第一电机以及第二电机连接，所述力传感器设于所述真空吸盘的上盖底部。
[0014]第三方面提供一种如第二方面所述的晶圆清洗系统的工作方法，包括：
[0015]通过清洗液管路将清洗液输送至晶圆上方，以便清洗液依次经过清洗液管路的出液口、传动转轴的导液口和刷头的导液孔喷淋在晶圆表面；
[0016]通过控制终端控制第二电机驱动滚珠丝杠升降结构进行下压，从而带动传输轴驱动传动转轴下压以使刷头与晶圆表面接触，并通过控制终端基于预设转速控制第一电机驱动传输轴，进而驱动传动转轴带动刷头旋转，实现晶圆表面刷洗；
[0017]通过力传感器实时检测所述刷头与晶圆表面的接触力并上传至控制终端，以便所述控制终端实时监测所述刷头与晶圆表面的接触力是否为最优接触力，若否，则通过控制终端将自动对所述第二电机驱动滚珠丝杠升降结构的上部进行调节从而进行接触力大小的调整。
[0018]在一种可能的设计中，所述预设转速通过以下方式测量得到：
[0019]将刷头与晶圆表面的接触力设为定值，利用同一表面结构和不同转速的刷头对晶圆表面进行刷洗；
[0020]对刷洗后的晶圆的表面质量进行比对，将表面质量最优时对应的刷头转速设为该种表面结构的刷头的预设转速。
[0021]在一种可能的设计中，所述最优接触力通过以下方式测量得到：
[0022]通过同一表面结构和相同转速的刷头，以与晶面表面不同的接触力对晶圆表面进行刷洗，得到刷头与晶圆表面的接触力与晶圆的表面质量之间的对应关系；
[0023]根据刷头与晶圆表面的接触力与晶圆的表面质量之间的对应关系，将表面质量最优时的接触力视作最优接触力。
[0024]在一种可能的设计中，所述方法还包括：
[0025]通过控制终端实时监测所述刷头与晶圆表面的接触力是否达到限值，若是，则控制所述第二电机驱动滚珠丝杠升降结构的上部从而进行接触力大小的调整，其中，所述限值包括上限值和下限值，所述上限值为通过刷头对晶圆表面进行刷洗时造成表面氧化膜损坏时的接触力值，所述下限值为PVA刷头与晶圆表面完全脱离时的接触力值；
[0026]若所述刷头与晶圆表面的接触力达到上限值，则控制所述第二电机驱动滚珠丝杠升降结构进行上升，若所述刷头与晶圆表面的接触力达到下限值，则控制所述第二电机驱动滚珠丝杠升降结构进行下降。
[0027]本专利技术相较于现有技术的有益效果为：
[0028]1.本专利技术通过设置一体式的清洗执行机构，使得清洗液喷头与刷头融合，通过在清洗执行机构中清洗液管路、传动转轴以及刷头对应位置设置相应的出液口和导液口，通过虹吸作用将清洗液输送到出液口，并通过导液口流出，从而在真空吸盘的转动下实现了整个晶圆的全覆盖喷淋，并通过刷头实现晶圆表面的刷洗。整个装置结构更加紧凑，控制更加便捷，提高了晶圆的刷洗效率。通过刷头结构的设计使得刷头旋转过程中输液管路不会随着刷头一起进行旋转，从而清洗液不会伴随着刷头的旋转运动产生飞溅和浪费。
[0029]2.本专利技术通过将出液口设置为垂直于晶圆表面的出液柱，且靠近晶圆表面中心的出液柱的管路直径大于其他出液柱的管路直径，从而使得在相同的供液压力和主路直径的条件下使得靠近中心位置的出液管路在单位时间内的流量更高，配合PVA刷头表面的中间位置较大的凸点密度，即使靠近晶圆中心位置的离心力较小，也能实现辅助细小颗粒脱离晶圆表面从而获得更高的表面质量的目的。
[0030]3.本专利技术通过在传动转轴和刷头上设置矩形导液孔、圆形导液孔和内凹式的导流槽，从而使得大部分清洗液从管路的出液口流出后从矩形导液孔流出，而小部分清洗液在刷本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种晶圆清洗装置，其特征在于，包括用于将晶圆吸附在其上表面的真空吸盘(1)，所述真空吸盘(1)上方设有一体式的清洗执行机构(2)，所述清洗执行机构(2)一端连接有驱动机构(3)；所述清洗执行机构(2)包括设于真空吸盘(1)上方的刷头(21)，所述刷头(21)套设在传动转轴(22)上，所述传动转轴(22)内部设有至少一路清洗液管路(23)，所述清洗液管路(23)连接有管路支撑轴(24)以实现在所述传动转轴(22)内的固定，所述清洗液管路(23)的一端沿所述管路支撑轴(24)的长度方向往外延伸以连接清洗液储备装置，所述清洗液管路(23)的另一端靠近所述真空吸盘(1)上方的位置设有多个出液口，所述传动转轴(22)和所述刷头(21)相对于所述出液口的位置设有多个导液孔，以便清洗液依次通过所述出液口和所述导液孔喷淋在晶圆表面；所述驱动机构(3)包括第一电机(31)，所述第一电机(31)的输出端设有传输轴(32)，所述传输轴(32)的一端通过转向齿轮(33)与所述传动转轴(22)连接，所述传输轴(32)上连接有滚珠丝杠升降结构(34)，所述滚珠丝杠升降结构(34)通过第二电机(35)进行驱动。2.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述出液口设置为垂直于晶圆表面的出液柱(25)，且靠近晶圆表面中心的出液柱(25)的直径大于其他出液柱(25)的直径。3.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述刷头(21)和所述传动转轴(22)的相对位置均设有多个矩形导液口，每一矩形导液口与其中一个出液口一一对应设置；所述刷头(21)和所述传动转轴(22)的相对位置均设有多个圆形导液孔(27)和多个内凹式的导流槽(28)，以便由于刷头(21)旋转而被挡住的部分清洗液经过所述导流槽(28)从所述圆形导液孔(27)流出从而滴落于晶圆表面。4.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述清洗液管路(23)外侧设有密封结构(29)，所述密封结构(29)相对于所述出液口的位置开设有直径小于所述出液口的通孔，所述密封结构(29)的一侧设有迷宫式阻流件(29A)，所述密封结构(29)的端部设有耐腐蚀的密封圈(29B)。5.根据权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第一电机(31)的输出端通过挠性联轴器(4)与所述传输轴(32)连接。6.一种晶圆清洗系统，其特征在于，包括控制终端、力传感器以及如权利要求1
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5任意一项所述的晶圆清洗装置，所述控制终端分别与力传感器、真空吸盘...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨铸，钱林茂，雒春升，石鹏飞，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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