一種晶圓掃描清洗擺臂裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體晶圓加工過程中的晶圓清洗技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種實現(xiàn)對晶圓表面進行清洗的掃描清洗擺臂裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體晶圓制造工藝過程中，晶圓需要經(jīng)過多次的清洗步驟。由于器件工藝技術(shù)的關(guān)鍵尺寸不斷縮小以及新材料的引入，使得前道制程(FEOL，ront end of line)中表面清潔處理更為重要。關(guān)鍵尺寸縮小使得清洗的工藝窗口變窄，要滿足晶圓清洗效率并同時作到盡量少的晶圓表面刻損和結(jié)構(gòu)損壞變得愈加困難。
[0003]晶圓濕法清洗分為槽式清洗和單晶圓清洗兩種方式。單晶圓清洗可以降低清洗過程中交叉污染的風(fēng)險，提高成品率。通過使用單晶圓技術(shù)可以有效提高100 nm及其以下工藝的成品率。對于300 mm及以上的大尺寸超薄晶圓，晶圓的成本太高，為避免槽式清洗過程晶圓的損壞只能采用單晶圓的清洗方式。
[0004]現(xiàn)有的單晶圓清洗裝置中，普遍采用一種擺臂裝置，由電機帶動，擺臂裝置上安裝有噴嘴，對旋轉(zhuǎn)的晶圓進行掃描清洗，以達到改善清洗效果的目的。另外，擺臂裝置上往往需要兆聲噴頭或高壓噴頭等比較重的負(fù)載，以滿足的特殊的工藝要求。傳統(tǒng)晶圓清洗裝置的擺臂裝置，只具備掃描擺動功能，而且不足以驅(qū)動帶有較重負(fù)載的噴灑裝置平穩(wěn)、快速地運動。隨著清洗工藝的發(fā)展，為了提高清洗效果，避免存在清洗死角，擺臂裝置不僅要求能夠作掃描擺動，而且需要在垂直方向動態(tài)調(diào)整噴嘴到晶圓的距離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種晶圓掃描清洗擺臂裝置，所要解決的技術(shù)問題是傳統(tǒng)晶圓清洗裝置的擺臂裝置只具備掃描擺動功能，在清洗晶圓時清洗效果差，可能存在清洗死角。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種晶圓掃描清洗擺臂裝置，其包括:
擺臂部件，所述擺臂部件設(shè)置有擺臂軸；
噴嘴，所述噴嘴安裝在所述擺臂部件上，能夠繞擺臂部件轉(zhuǎn)動；
升降部件，用于帶動所述擺臂部件沿豎直方向運動；
擺動部件，用于帶動所述擺臂部件的擺臂軸轉(zhuǎn)動；
殼體，用于安裝所述擺臂部件、升降部件和擺動部件。
[0007]本發(fā)明如上所述的晶圓掃描清洗擺臂裝置，進一步，所述擺臂部件還設(shè)置有:
擺臂橫桿，所述擺臂橫桿的一端與所述擺臂軸垂直連接；
噴嘴安裝座，所述噴嘴安裝座安裝在所述擺臂橫桿的另一端，并且能夠繞擺臂橫桿轉(zhuǎn)動；所述噴嘴安裝在所述噴嘴安裝座上。
[0008]本發(fā)明如上所述的晶圓掃描清洗擺臂裝置，進一步，所述升降部件包括:
升降電機，所述升降電機固定在所述殼體內(nèi)； 絲杠，所述絲杠的一端與所述升降電機的電機軸連接；
絲杠螺母，所述絲杠螺母與擺臂軸連接，并且絲杠螺母安裝在絲杠內(nèi)；
第一控制件，用于控制所述升降電機運行或停止。
[0009]本發(fā)明如上所述的晶圓掃描清洗擺臂裝置，進一步，所述第一控制件包括:
擋環(huán)，安裝在所述擺臂軸上；
第一原點傳感器，安裝在所述殼體內(nèi)，位置與所述擋環(huán)對應(yīng)，用于感應(yīng)擋環(huán)與第一原點傳感器的位置；
第一驅(qū)動板，安裝在所述殼體內(nèi)，接收第一原點傳感器的信號并控制升降電機運行或停止。
[0010]本發(fā)明如上所述的晶圓掃描清洗擺臂裝置，進一步，所述擺動部件包括:
護管，所述護管套在所述絲杠外部，護管的一端與絲杠螺母連接；
減速部件，用于驅(qū)動所述護管沿護管軸轉(zhuǎn)動；
擺動電機，所述擺動電機固定在所述殼體內(nèi)，用于驅(qū)動所述減速部件；
第二控制件，用于控制所述擺動電機運行或停止。
[0011]本發(fā)明如上所述的晶圓掃描清洗擺臂裝置，進一步，所述減速部件包括:
第一帶輪，安裝在所述擺動電機的轉(zhuǎn)軸上；
兩端分別連接第二帶輪和第三帶輪的傳動件；
第四帶輪，用于驅(qū)動所述護管轉(zhuǎn)動；
第一同步帶，連接所述第一帶輪和第二帶輪；
第二同步帶，連接所述第三帶輪和第四帶輪；
所述第一帶輪的直徑小于第二帶輪，第三帶輪的直徑小于第四帶輪。
[0012]本發(fā)明如上所述的晶圓掃描清洗擺臂裝置，進一步，所述傳動件包括帶座軸承和傳動軸；所述帶座軸承固定在所述殼體內(nèi)，所述傳動軸安裝在所述帶座軸承。
[0013]本發(fā)明如上所述的晶圓掃描清洗擺臂裝置，進一步，所述第二控制件包括:
擋片，安裝在所述護管上；
第二原點傳感器，安裝在所述殼體內(nèi)，位置與所述擋片對應(yīng)，用于感應(yīng)擋片與第二原點傳感器的位置；
第二驅(qū)動板，安裝在所述殼體內(nèi)，接收第二原點傳感器的信號并控制擺動電機運行或停止。
[0014]本發(fā)明如上所述的晶圓掃描清洗擺臂裝置，進一步，還包括外側(cè)護板，所述外側(cè)護板安裝在所述殼體外。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明設(shè)有升降電機和擺動電機等，分別組成了升降部件和擺動部件。可以根據(jù)工藝需求，控制噴嘴到晶圓的高度和噴嘴到晶圓中心的距離，以達到最佳的清洗效果。
[0016]2、本發(fā)明設(shè)有噴嘴、噴嘴安裝座、卡箍和擺臂橫桿。噴嘴安裝在噴嘴安裝座上，噴嘴安裝座通過卡箍與擺臂橫桿相連。噴嘴安裝座相對擺臂橫桿可以繞其軸線旋轉(zhuǎn)，從而可以調(diào)整噴嘴噴射藥液的角度，以達到最佳的清洗效果。
[0017]3、本發(fā)明設(shè)有帶座軸承、第一帶輪?第四帶輪和同步帶組成兩級減速機構(gòu)，擺動電機通過該兩級機構(gòu)驅(qū)動護管。當(dāng)噴嘴安裝座安裝有兆聲噴頭或多個噴嘴時，擺臂部件的負(fù)載增大，此時需要較大的扭矩，以驅(qū)動擺臂部件作掃描運動。采用兩級減速機構(gòu)，可以增大擺臂部件的扭矩，能可靠、穩(wěn)定的驅(qū)動擺臂部件作掃描運動。同時，相對于同等機械特性的減速機，采用該兩級減速機構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊、減速比大。
[0018]4、本發(fā)明設(shè)有驅(qū)動板，并且安裝于底座上。原點傳感器、升降電機和擺動電機電氣線纜連接其上。本發(fā)明所涉及的掃描清洗擺臂裝置與外圍設(shè)備的電氣連接只需要電源和通信線纜，減少了與外圍設(shè)備的電氣連接，增強了該裝置的獨立性，提高了該裝置的可靠性和穩(wěn)定性。在外圍設(shè)備需要多個掃描清洗擺臂裝置，以實現(xiàn)特定清洗工藝目的時，采用上述結(jié)構(gòu)，大大增強了該裝置的可擴展性。
[0019]5、本發(fā)明設(shè)有外側(cè)防護板和防護罩，可防止清洗藥液進入到殼體內(nèi)，對內(nèi)部元件可以起到有效的保護。
[0020]本發(fā)明晶圓掃描清洗擺臂裝置的使用過程中，利用噴嘴對旋轉(zhuǎn)的晶圓進行掃描清洗待清洗。由于噴嘴安裝在所述擺臂部件上，能夠繞擺臂部件轉(zhuǎn)動，可以方便地調(diào)節(jié)噴嘴對晶圓的噴射角度。利用擺動部件帶動所述擺臂部件的擺臂軸轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)擺臂部件的掃描擺動。利用升降部件帶動所述擺臂部件沿豎直方向運動，解決傳統(tǒng)擺臂部件只有掃描擺動一個方向運動，在清洗晶圓時清洗效果差，可能存在清洗死角的冋題。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種晶圓掃描清洗擺臂裝置的剖面圖；
圖2為圖1的局部放大示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例提供的一種晶圓掃描清洗擺臂裝置的側(cè)視圖；
圖4為本發(fā)明實施例提供的一種晶圓掃描清洗擺臂裝置的軸測圖。
[0022]附圖中，各標(biāo)號所代表的部部件列表如下:
1、底座，2、第二驅(qū)動板，3、擺動電機，4、升降電機，5、第一驅(qū)動板，6、殼體，7、第一中間隔板，8、聯(lián)軸器，9、第二中間隔板，10、第四帶輪，11、護管，12、絲杠，13、絲杠螺母，14、連接件，15、上撐板，16、滑套，17、擺臂軸，18、防護罩，19、噴嘴，20、噴嘴安裝座，21、接頭，22、卡箍，23、擺臂橫桿，24、第一原點傳感器，25、擋環(huán)，26、第二同步帶，27、第三帶輪，28、擋片，29、第二原點傳感器，30、帶座軸承，31、傳動軸，32、第二帶輪，33、第一同步帶，34、第一帶輪，35、外側(cè)護板，36、外側(cè)護板，100、擺臂部件，200、升降部件，300、擺動部件。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0024]本發(fā)明實施例需要解決傳統(tǒng)晶圓清洗裝置的擺臂裝置只具備掃描擺動功能，在清洗晶圓時清洗效果差，可能存在清洗死角的問題。
[0025]如圖3所示，為本發(fā)明實施例提供的一種晶圓掃描清洗擺臂裝置的側(cè)視圖。該晶圓掃描清洗擺臂裝置包括:
擺臂部件100，所述擺臂部件設(shè)置有擺臂軸17 ;
噴嘴19，所述噴嘴19安裝在所述擺臂部件100上，能夠繞擺臂部件100轉(zhuǎn)動；
升降部件200，用于帶動所述擺臂部件100沿豎直方向運動； 擺動部件300，用于帶動所述擺臂部件的擺臂軸17轉(zhuǎn)動；
殼體6，用于安裝所述擺臂部件100、升降部件200和擺動部件300