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专利名称：一种晶圆浸液脱水一体化装置

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202411054294.6

专利申请（专利权）人：四川上特开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：四川省遂宁市射洪市河东大道88号

专利发明（设计）人：发明人:李健儿,冯艾诚,冯永,胡仲波,蒋红全,周建余

专利摘要：一种晶圆浸液脱水一体化装置，属于半导体晶圆处理装置技术领域，装置包括：液体池、圆弧轨道、旋转架及花篮。液体池内部加注有液体；圆弧轨道同轴且呈间隔地设有一对，且圆弧轨道的轴线呈水平状态，圆弧轨道同一侧的上部具有缺口；旋转架设于液体池内部，旋转架包括同轴转动设于圆弧轨道内部的转杆，转杆沿圆周阵列设有多对摆动板，摆动板位于两条圆弧轨道之间，摆动板外端的开设有条形槽，条形槽内部设有压块，压块与条形槽的底部之间设有支撑弹簧；花篮呈主体结构，其两端均同轴设有圆杆，圆杆的末端同轴设有与花篮端面呈间隔设置的滚轮。本方案能连续完成清洗和脱水工作或沟槽腐蚀与甩干工作，避免液体浪费，减少晶圆转移过程。

主权利要求：
1.一种晶圆浸液脱水一体化装置，其特征在于，包括：
液体池（1），其内部加注有液体；
圆弧轨道（2），同轴且呈间隔地设有一对，且圆弧轨道（2）的轴线呈水平状态，两条圆弧轨道（2）分别设于液体池（1）内部相对的两侧，圆弧轨道（2）的下部浸没于液体内，上部位于液面上方，圆弧轨道（2）同一侧的上部具有缺口；圆弧轨道（2）以缺口为界，浸没在液体内部的一段为下弧段（21），位于液面上方的部位为上弧段（22），下弧段（21）与上弧段（22）的连接部位为圆弧结构，上弧段（22）的半径大于下弧段（21）的半径；
旋转架（3），设于液体池（1）内部，旋转架（3）包括同轴转动设于圆弧轨道（2）内部的转杆（31），转杆（31）沿圆周阵列设有多对摆动板（32），每一对摆动板（32）均沿转杆（31）的轴向布置，且摆动板（32）均垂直于转杆（31），摆动板（32）位于两条圆弧轨道（2）之间，摆动板（32）外端的开设有条形槽（321），条形槽（321）内部设有压块（33），压块（33）与条形槽（321）的底部之间设有支撑弹簧（34）；
花篮（4），呈柱体结构，其中段包括多根沿圆周间隔设置的限位杆（41），限位杆（41）用于放置晶圆，放置时，晶圆的轴线与花篮（4）的轴线朝向一致，花篮（4）的两端均同轴设有圆杆（42），圆杆（42）的末端同轴设有与花篮（4）端面呈间隔设置的滚轮（43）；
工作时，成对设置的摆动板（32）端部穿设于滚轮（43）与花篮（4）的端面之间，且圆杆（42）传动设于条形槽（321）内，并与压块（33）抵接，旋转架（3）绕转杆（31）的轴线转动时，滚轮（43）与圆弧轨道（2）的内弧面滚动接触，用于带动花篮（4）绕圆杆（42）的轴线转动，支撑弹簧（34）呈压缩状态。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆浸液脱水一体化装置，其特征在于，圆弧轨道（2）的内壁以及滚轮（43）的外壁均为平整结构。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆浸液脱水一体化装置，其特征在于，圆弧轨道（2）为齿条结构，其内弧面为齿纹，滚轮（43）为与齿条啮合的齿轮结构。
4.根据权利要求1所述的一种晶圆浸液脱水一体化装置，其特征在于，下弧段（21）靠近圆弧轨道（2）缺口的一段过渡段（23），其上端与转杆（31）轴线间的距离大于下弧段（21）的半径，当圆杆（42）位于条形槽（321）内部时，滚轮（43）的外壁位于过渡段（23）内壁的延长轨迹上。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆浸液脱水一体化装置，其特征在于，还包括一对进料导杆（5），其前端位于液体池（1）的外侧，末端延伸至圆弧轨道（2）缺口的下端，用于向旋转架（3）输送花篮（4），输送时，花篮（4）两端的圆杆（42）分别支撑于两根进料导杆（5）上，两根进料导杆（5）分别与成对设置的两根摆动板（32）处于同一竖直平面。
6.根据权利要求5所述的一种晶圆浸液脱水一体化装置，其特征在于，进料导杆（5）的末端顶部穿设有一根插销（51），其底部设有复位弹簧（52），当复位弹簧（52）处于自然状态时，插销（51）的上端凸出于进料导杆（5）的顶面，插销（51）的侧壁朝向转杆（31）的一侧设有拨杆（53），拨杆（53）凸出于进料导杆（5）的末端，且进料导杆（5）的末端沿着插销（51）的轴向开设有条形孔，用于穿设拨杆（53），摆动板（32）从进料导杆（5）末端转动时，摆动板（32）的端部用于推动拨杆（53）向下移动，当条形槽（321）的底面与进料导杆（5）的顶面对齐时，插销（51）的顶面低于进料导杆（5）的顶面。
7.根据权利要求5或6所述的一种晶圆浸液脱水一体化装置，其特征在于，进料导杆（5）的前端高于后端。
8.根据权利要求1所述的一种晶圆浸液脱水一体化装置，其特征在于，还包括一对出料导杆（6），其末端延伸至液体池（1）的外侧，出料导杆（6）的前端分别位于两条圆弧轨道（2）缺口上端的下方，且出料导杆（6）的前端与圆弧轨道（2）缺口处的上端之间沿竖直方向上有预定间隔，间隔尺寸大于滚轮（43）的直径，两根出料导杆（6）分别与两条圆弧轨道（2）处于相同的竖直平面。
9.根据权利要求8所述的一种晶圆浸液脱水一体化装置，其特征在于，出料导杆（6）的末端顶部设有挡杆。 说明书 : 一种晶圆浸液脱水一体化装置技术领域[0001] 本发明属于半导体晶圆处理装置技术领域，尤其涉及一种晶圆浸液脱水一体化装置。背景技术[0002] 半导体器件主要利用硅晶圆制造而成，晶圆的生产过程中包括切片、打磨、清洗、沟槽腐蚀等工艺。其中，清洗及沟槽腐蚀都需要利用花篮将晶圆浸没在液体池中，然后将装有晶圆的花篮提出，通过自然沥干或是离心甩干的方式去除晶圆表面多余的液体。其中，对于自然沥干的方式，将花篮从液体中取出时，会携带大量的的液体，此时通常会将花篮暂时放置于液体池的上方，等待花篮上附着的液体自然流回液体池中，一方面是为了减少液体的浪费，另一方面是为了减少液体滴落在液体池以外区域的情况；但是等待花篮上附着的液体自然流回需要大量的时间，不利于生产效率的提高；而甩干的方式需要将晶圆转移至甩干机上进行甩干，然后还需要将其从甩干机取出，增加了晶圆的生产工序，并且在腐蚀沟槽工艺中如果利用甩干的方式脱水，还会造成蚀刻液浪费。发明内容[0003] 为解决现有技术不足，本发明提供一种晶圆浸液脱水一体化装置，能连续完成清洗和脱水工作或沟槽腐蚀与甩干工作，避免液体浪费，减少晶圆转移过程。[0004] 为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：[0005] 一种晶圆浸液脱水一体化装置，包括：液体池、圆弧轨道、旋转架及花篮。[0006] 液体池内部加注有液体；[0007] 圆弧轨道同轴且呈间隔地设有一对，且圆弧轨道的轴线呈水平状态，两条圆弧轨道分别设于液体池内部相对的两侧，圆弧轨道同一侧具有缺口，圆弧轨道以缺口为界，浸没于液体内的为下弧段，位于液面上方的为上弧段，下弧段与上弧段的连接部位为圆弧结构；[0008] 旋转架设于液体池内部，旋转架包括同轴转动设于圆弧轨道内部的转杆，转杆沿圆周阵列设有多对摆动板，每一对摆动板均沿转杆的轴线布置，且摆动板均垂直于转杆，摆动板位于两条圆弧轨道之间，摆动板外端的开设有条形槽，条形槽内部设有压块，压块与条形槽的底部之间设有支撑弹簧；[0009] 花篮呈柱体结构，其中段包括多根沿圆周间隔设置的限位杆，限位杆用于放置晶圆，放置时，晶圆的轴线与花篮的轴线朝向一致，花篮的两端均同轴设有圆杆，圆杆的末端同轴设有与花篮端面呈间隔设置的滚轮；[0010] 工作时，成对设置的摆动板端部穿设于滚轮与花篮的端面之间，且圆杆传动设于条形槽内，并与压块抵接，旋转架绕转杆的轴线转动时，滚轮与圆弧轨道的内弧面滚动接触，支撑弹簧呈压缩状态。[0011] 本发明的有益效果在于：本方案可一次性完成对晶圆的浸液及甩干工作，可用于清洗甩干及沟槽腐蚀甩干，避免多工位间转移晶圆，可有效提高生产效率。附图说明[0012] 本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。[0013] 图1示出了本申请的整体结构示意图。[0014] 图2示出了本申请内部结构的端面示意图。[0015] 图3示出了一种优选实施例的内部构造示意图。[0016] 图4示出了图3中A处的局部放大图。[0017] 图5示出了本申请另一种优选实施例的内部构造示意图。[0018] 图中标记：液体池?1、圆弧轨道?2、下弧段?21、上弧段?22、过渡段?23、旋转架?3、转杆?31、摆动板?32、条形槽?321、压块?33、支撑弹簧?34、花篮?4、限位杆?41、圆杆?42、滚轮?43、进料导杆?5、插销?51、复位弹簧?52、拨杆?53、出料导杆?6。具体实施方式[0019] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。[0020] 如图1至图3所示，一种晶圆浸液脱水一体化装置，包括：液体池1、圆弧轨道2、旋转架3及花篮4。[0021] 液体池1内部加注有液体，可根据具体的施工工艺段，在液体池1内部加注清洗液或蚀刻液。[0022] 圆弧轨道2同轴且呈间隔地设有一对，且圆弧轨道2的轴线呈水平状态，两条圆弧轨道2分别设于液体池1内部相对的两侧，圆弧轨道2同一侧具有缺口，圆弧轨道2以缺口为界，浸没于液体内的为下弧段21，位于液面上方的为上弧段22，下弧段21与上弧段22的连接部位为圆弧结构。[0023] 旋转架3设于液体池1内部，旋转架3包括同轴转动设于圆弧轨道2内部的转杆31。具体地，转杆31的两端穿设于液体池1相对的两侧，且液体池1的外壁设有驱动电机，用于驱动转杆31旋转。作为另一种结构，也可在液体池1底部设置一对支撑架，用于安装转杆31，驱动电机可设于液体池1的上方，通过传动链或传动带驱动转杆31旋转，也可将驱动电机设置于液体池1的外壁，使驱动电机的主轴穿过液体池的侧壁与转杆31相连。转杆31沿圆周阵列设有多对摆动板32，每一对摆动板32均沿转杆31的轴线布置，且摆动板32均垂直于转杆31，摆动板32位于两条圆弧轨道2之间，摆动板32外端的开设有条形槽321，具体的，其开口朝向圆弧轨道2的外侧，条形槽321的底部朝向转杆31，条形槽321内部设有压块33，压块33与条形槽321的底部之间设有支撑弹簧34，作为优选结构，压块33朝向条形槽321开口的一侧为半圆槽结构。[0024] 花篮4呈柱体结构，其中段包括多根沿圆周间隔设置的限位杆41，限位杆41用于放置晶圆，放置时，晶圆的轴线与花篮4的轴线朝向一致，花篮4的两端均同轴设有圆杆42，圆杆42的末端同轴设有与花篮4端面呈间隔设置的滚轮43。[0025] 工作时，成对设置的摆动板32端部穿设于滚轮43与花篮4的端面之间，且圆杆42传动设于条形槽321内，并与压块33抵接，旋转架3绕转杆31的轴线转动时，滚轮43与圆弧轨道2的内弧面滚动接触，支撑弹簧34呈压缩状态，从而向滚轮43提供压力，使其与圆弧轨道2实现滚动相连的结构。通过滚轮43与圆弧轨道2滚动接触的方式，带动花篮4绕圆杆42的轴线转动，旋转架3在旋转过程中，将带着花篮4进入液体池1内部的液体，而在此期间花篮4绕着圆杆42转动，将使晶圆在液体内不断转动，从而提高清洗或蚀刻效果；而旋转架3将花篮4转移至液面上方之后，花篮4仍会通过滚轮43与圆弧轨道2接触的结构，使得花篮4继续转动，以达到甩干的目的，并且甩出的液体也会沿着液体池1的内壁回流至液体池1底部，避免液体浪费。此装置可一次性完成对晶圆的浸液及甩干工作，避免多工位间转移晶圆，可有效提高生产效率，减少设备投入。[0026] 优选的，如图5所示，上弧段22的半径大于下弧段21的半径。采用上述结构设计之后，旋转架3匀速旋转时，当在相同时间内，摆动板32摆过的角度一致，而滚轮43在下弧段21上移动的距离却要小于滚轮43在上弧段22上移动的距离，如此一来便会使得滚轮43在上弧段22滚动时的旋转速度大于滚轮43在下弧段21上的滚动速度；在应用中便使得花篮4在离开液体之后旋转速度将会加快，从而增加旋转时产生的离心力，以使附着在晶圆上的液体快速甩出；因为上弧段22的半径大于下弧段21的半径，所以滚轮43与下弧段21配合时相比于与上弧段22配合时，滚轮43与转杆31轴线之间的距离将更。С诺34将被压缩得更短，如此便会使得，滚轮43与下弧段21之间的压力更大，从而增加滚轮43与下弧段21之间的滚动连接效果，因为花篮4在液体中转动时的阻力大于在空气中转动的阻力，所以如此设计可防止花篮4在液体中旋转时产生打滑现象。具体的，上弧段22与下弧段21为一体结构，仅辊压形成不同的弧度，也可将二者单独制作，然后采用焊接相连。[0027] 作为一种优选的实施例，如图5所示，圆弧轨道2的内壁以及滚轮43的外壁均为平整结构，为增加摩擦力可在圆弧轨道2的内壁和/或滚轮43的外壁设置橡胶层。[0028] 作为另一种优选实施例，如图3所示，圆弧轨道2为齿条结构，其内弧面为齿纹，滚轮43为与齿条啮合的齿轮结构，如此便可有效防止花篮4打滑。[0029] 优选的，如图5所示，下弧段21靠近圆弧轨道2缺口的一段过渡段23，其上端与转杆31轴线间的距离大于下弧段21的半径，当圆杆42位于条形槽321内部时，滚轮43的外壁位于过渡段23内壁的延长轨迹上，如此便可在旋转架3向下转动过程中，不受外力的作用下，使滚轮43转动与过渡段23的内壁接触，从而使滚轮43顺利滚动至圆弧轨道2内。[0030] 优选的，如图2、图3及图5所示，晶圆浸液脱水一体化装置还包括一对进料导杆5，其前端位于液体池1的外侧，末端延伸至圆弧轨道2缺口的下端，用于向旋转架3输送花篮4，输送时，花篮4两端的圆杆42分别支撑于两根进料导杆5上，两根进料导杆5分别与成对设置的两根摆动板32处于同一竖直平面，当摆动板32上条形槽321的开口底面与进料导杆5的顶面对齐时，便可利用条形槽321承接进料导杆5末端输出的花篮4，并且花篮4将通过两端的圆杆42与条形槽321相连。[0031] 进一步优选的，如图4所示，进料导杆5的末端顶部穿设有一根插销51，其底部设有复位弹簧52，当复位弹簧52处于自然状态时，插销51的上端凸出于进料导杆5的顶面，从而形成阻挡结构，防止花篮4随意落入圆弧轨道2内，插销51的侧壁朝向转杆31的一侧设有拨杆53，其凸出于进料导杆5的末端，且进料导杆5的末端沿着插销51的轴向开设有条形孔，用于穿设拨杆53，摆动板32从进料导杆5末端转过时，摆动板32的端部用于推动拨杆53向下移动，当条形槽321的底面与进料导杆5的顶面对齐时，插销51的顶面低于进料导杆5的顶面，之后花篮4便可顺利与旋转架3相连，而当摆动板32移开之后，在复位弹簧52的作用下，插销51将自动升起，再次形成阻挡结构。[0032] 进一步优选的，进料导杆5的前端高于后端，以便于花篮4自动向进料导杆5的后端移动。[0033] 优选的，如图2、图3及图5所示，晶圆浸液脱水一体化装置，还包括一对出料导杆6，其末端延伸至液体池1的外侧，出料导杆6的前端分别位于两条圆弧轨道2缺口上端的下方，且出料导杆6的前端与圆弧轨道2缺口处的上端之间沿竖直方向上有预定间隔，间隔尺寸大于滚轮43的直径，两根出料导杆6分别与两条圆弧轨道2处于相同的竖直平面，通过上述结构设计，当滚轮43从圆弧轨道2缺口的上端与圆弧轨道2分离之后，滚轮43将支撑于出料导杆6上，而摆动板32继续摆动时便会利用条形槽321的顶面推动圆杆42，从而使花篮4向出料导杆6的末端移动，以使花篮4与旋转架3及圆弧轨道2分离，并移出液体池1。[0034] 作为优选的结构，出料导杆6的末端低于其前端，从而方便花篮4自动向出料导杆6的末端移动。[0035] 更具体的，如图1所示，液体池1对应缺口的位置开设有窗口，出料导杆6及进料导杆5均从窗口处穿过，以便于装取花篮4。作为另一种结构，可在液体池1的顶部设有可开合的盖板，用作装取花篮4的通道。[0036] 优选的，如图1、图3所示，出料导杆6的末端顶部设有挡杆，以防止花篮4掉落。[0037] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。

专利地区：四川

专利申请日期：2024-08-02

专利公开日期：2024-10-18

专利公告号：CN118588604B