1.本发明涉及晶圆生产设备技术领域，具体为一种高效晶圆清洗方法。


背景技术：

2.晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之ic产品，晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.999999999％。晶圆制造厂再把此多晶硅融解，再于融液里种入籽晶，然后将其慢慢拉出，以形成圆柱状的单晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一颗晶面取向确定的籽晶在熔融态的硅原料中逐渐生成，此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过切段，滚磨，切片，倒角，抛光，激光刻，包装后，即成为积体电路工厂的基本原料——硅晶圆片，这就是“晶圆”。
3.晶圆在生产过程中需要对晶圆表面进行清洁，而现有的清洁机构在对晶圆进行无接触式清洁时，多通过水液对其表面进行冲洗，表面的杂质通过冲洗的方式并不能冲洗掉，从而导致对晶圆的清洁效果不佳。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种无接触式具有烘干功能的高效晶圆清洗设备，解决了现有的清洁机构在对晶圆进行无接触式清洁时，多通过水液对其表面进行冲洗，表面的杂质通过冲洗的方式并不能冲洗掉，从而导致对晶圆的清洁效果不佳的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
8.一种高效晶圆清洗方法，使用的清洗设备包括：清洗箱，所述清洗箱内腔设有分隔板，所述分隔板将清洗箱内腔分隔出碱性清洗池、酸性清洗池和清水清洗池，所述碱性清洗池用于碱性清洗液的盛储，所述酸性清洗池用于酸性清洗液的盛储，所述清水清洗池用于清水的盛储；
9.所述清洗箱上方活动安装有龙门架，所述龙门架底部安装有真空吸盘,所述真空吸盘用于晶圆的固定，所述龙门架上还设置有能够使所述真空吸盘升降的升降机构；
10.所述方法包括以下步骤：
11.s1：龙门架底部安装的真空吸盘上升到最高处吸附待清洗的晶圆；
12.s2：所述龙门架移动到碱性清洗池或酸性清洗池上方，再通过升降机构使晶圆下降到碱性清洗池或酸性清洗池中；
13.s3：晶圆在碱性清洗池或酸性清洗池中清洗完毕后，再通过升降机构的作用和所述龙门架的移动到清水清洗池上方，并下降到清水清洗池中；
14.s4：晶圆于清水清洗池中清洗完毕后，沥干水分后将晶圆运输离开清水清洗池完
成清洗。
15.进一步的，本技术的高效晶圆清洗方法，所述真空吸盘上方安装有驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述真空吸盘转动，在s2及s3步骤中，晶圆下降到碱性清洗池或酸性清洗池或清水清洗池中时，通过驱动电机带动所述真空吸盘进而带动晶圆转动。
16.进一步的，本技术的高效晶圆清洗方法，所述清水清洗池侧面设置有气泵，s4步骤中，当晶圆于清水清洗池中完成清洗后，排空所述清水清洗池中的水分，由气泵向清水清洗池中晶圆喷吹气体。
17.进一步的，本技术的高效晶圆清洗方法，所述清水清洗池侧面设置有气泵，s4步骤中，气泵向清水清洗池中晶圆喷吹气体时，所述驱动电机也带动所述真空吸盘进而带动晶圆转动。
18.进一步的，本技术的高效晶圆清洗方法，气泵喷出的为50-80℃的氮气。
19.进一步的，本技术的高效晶圆清洗方法，s2步骤中，晶圆经过碱性清洗池和酸性清洗池，或者经过酸性清洗池和碱性清洗池，每次从碱性清洗池或酸性清洗池离开后，晶圆均被送入清水清洗池中清洗。
20.进一步的，本技术的高效晶圆清洗方法，所述碱性清洗池和/或酸性清洗池和/或清水清洗池中底部设置有超声波发生器或者鼓泡管，在s2及s3步骤中，晶圆下降到碱性清洗池或酸性清洗池或清水清洗池中进行清洗时，超声波发生器或者鼓泡管工作进行超声波清洗或者鼓泡清洗。
21.进一步的，本技术的高效晶圆清洗方法，所述清洗箱一端安装有一号收卷器，所述清洗箱另一端安装有二号收卷器，所述一号收卷器和二号收卷器内腔均设有柔性挡板，所述一号收卷器和二号收卷器均用于柔性挡板的自动收卷和释放，所述龙门架移动时，所述柔性挡板覆盖住龙门架所处位置以外的所述清洗箱的顶部。
22.(三)有益效果
23.本发明具有以下有益效果：
24.1，本技术的高效晶圆清洗方法，龙门架上的真空吸盘吸附晶圆进入由清洗箱内腔分隔出的碱性清洗池、酸性清洗池和清水清洗池中，在相应的清洗池中进行清洗，辅以龙门架和升降机构便于晶圆能够晶圆依需要进入相应的清洗池中进行清洗，具有清结构紧凑，清洗方便的优点。
25.2，通过晶圆的转动，便于加快晶圆在清洗池中的清洗，提高清洗效果。
26.3，使用柔性挡板，既能减少碱性清洗液和酸性清洗液的挥发，又能防止物品掉落进清洗池内，使用更加的安全。
附图说明
27.图1为本发明的整体结构示意图；
28.图2为本发明的清洁箱结构示意图；
29.图3为本发明的安装架结构示意图；
30.图4为本发明的真空吸盘安装结构示意图；
31.图5为本发明的收卷器结构示意图；
32.图6为本发明的滑轨结构示意图；
33.图7为本发明的旋转导气接头结构示意图；
34.图8为本发明图3中a处放大结构示意图。
35.图中，1、清洗箱；2、分隔板；201、碱性清洗池；202、酸性清洗池；203、清水清洗池；3、滑轨；301、龙门架；302、滚轮；303、升降槽；304、安装架；305、支撑弹簧；306、手柄；307、锁紧环；308、驱动电机；309、一号伞齿轮；310、二号伞齿轮；311、驱动轮；312、从动轮；313、真空吸盘；314、旋转导气接头；315、真空泵；4、一号收卷器；401、二号收卷器；402、收卷轴；403、扭簧；404、柔性挡板；405、限位槽；406、连接支架；5、高压气泵；501、空气过滤器；502、高压喷嘴。
具体实施方式
36.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。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.实施例1
39.请参阅图1-图8，本发明实施例提供一种技术方案：一种无接触式具有烘干功能的高效晶圆清洗设备，包括清洗箱1，所述清洗箱1内腔设有分隔板2，所述分隔板2将清洗箱1内腔分隔出碱性清洗池201、酸性清洗池202和清水清洗池203，所述碱性清洗池201用于碱性清洗液的盛储，所述酸性清洗池202用于酸性清洗液的盛储，所述清水清洗池203用于清水的盛储；
40.所述清洗箱1上方活动安装有龙门架301，所述龙门架301底部安装有真空吸盘313,所述真空吸盘313用于晶圆的固定，所述真空吸盘313上方安装有驱动电机308，所述驱动电机308用于晶圆的驱动。
41.本实施方案中，通过真空吸盘313可对晶圆进行吸附固定。
42.具体地，所述清洗箱1上表面两侧均安装有滑轨3，所述龙门架301两端底部均转动安装有滚轮302，所述滚轮302位于滑轨3内，所述滑轨3和滚轮302相互配合用于龙门架301的移动导向，所述龙门架301两端表面均开设有升降槽303，所述升降槽303内腔滑动安装有安装架304，所述升降槽303用于安装架304的限位。
43.本实施方案中，龙门架301底部通过滚轮302沿着滑轨3进行移动，可将龙门架301移动到清洗池上方，安装架304可沿着升降槽303进行升降。
44.具体地，所述升降槽303内腔均安装有支撑弹簧305，所述支撑弹簧305用于安装架304的快速复位，所述安装架304两端均安装有手柄306，所述手柄306一端均贯穿升降槽303，所述手柄306另一端均螺纹连接有锁紧环307，所述锁紧环307用于安装架304的固定。
45.本实施方案中，松掉锁紧环307，安装架304可在支撑弹簧305的支撑作用下快速的复位。
46.具体地，所述安装架304一侧通过电机座安装有驱动电机308，所述驱动电机308的动力输出端插接有一号伞齿轮309，所述一号伞齿轮309一侧啮合连接有二号伞齿轮310，所述二号伞齿轮310与一号伞齿轮309组合成齿轮组，所述二号伞齿轮310与一号伞齿轮309用于动力传输方向的转换，所述二号伞齿轮310一端传动安装有驱动轮311，所述安装架304底部转动安装有从动轮312，所述从动轮312与驱动轮311之间通过皮带进行传动。
47.本实施方案中，控制驱动电机308通过一号伞齿轮309可对二号伞齿轮310进行驱动，二号伞齿轮310可同步驱动驱动轮311进行转动，驱动轮311可通过皮带对从动轮312进行驱动，从而通过真空吸盘313带动晶圆进行高速旋转。
48.具体地，所述真空吸盘313位于安装架304底部，所述真空吸盘313与驱动轮311传动相连，且真空吸盘313一端贯穿驱动轮311，所述真空吸盘313另一端连接有旋转导气接头314，所述龙门架301顶部中间安装有真空泵315，所述真空泵315与真空吸盘313相互配合。
49.本实施方案中，真空吸盘313在驱动电机308的驱动下旋转时，旋转导气接头314可使真空管道一端把持静止，从而在旋转时真空吸盘313仍可继续工作。
50.具体地，所述清洗箱1一端安装有一号收卷器4，所述清洗箱1另一端安装有二号收卷器401，所述一号收卷器4和二号收卷器401内腔均设有柔性挡板404，所述一号收卷器4和二号收卷器401均用于柔性挡板404的自动收卷和释放。
51.本实施方案中，一号收卷器4和二号收卷器401均用于柔性挡板404的自动收卷和释放。
52.具体地，所述一号收卷器4和二号收卷器401内腔两端均安装有扭簧403，所述扭簧403一端均传动连接有收卷轴402，所述柔性挡板404卷绕在收卷轴402表面，所述扭簧403用于给收卷轴402提供扭力。
53.本实施方案中，当柔性挡板404从一号收卷器4和二号收卷器401内腔拉出时，通过扭簧403对收卷轴402施加扭转力，可实现对柔性挡板404的自动收卷。
54.具体地，所述柔性挡板404一端均连接有连接支架406，所述连接支架406另一端均与龙门架301相连，所述滑轨3内壁均开设有限位槽405，所述限位槽405与柔性挡板404两侧滑动相连。
55.本实施方案中，龙门架301在移动时可通过连接支架406带动柔性挡板404沿着限位槽405进行移动。
56.具体地，所述二号收卷器401下方安装有高压气泵5，所述高压气泵5用于提供高压气体，所述高压气泵5的出气端通过管道连接有高压喷嘴502，所述高压喷嘴502位于清水清洗池203内壁。
57.本实施方案中，时高压气泵5在工作时可产生高压气体，高压气体通过高压喷嘴502喷出，通过高压气流能加速对晶圆的烘干效果。
58.具体地，所述高压气泵5的进气端安装有空气过滤器501，所述空气过滤器501用于空气的过滤。
59.本实施方案中，通过空气过滤器501可对吸进高压气泵5内的空气进行过滤，避免喷出的高速气流中含有杂质，减少对晶圆表面的损伤。
60.工作时，清洗箱1内腔通过分隔板2分隔出多个清洗池，依次为碱性清洗池201、酸性清洗池202和清水清洗池203，碱性清洗池201内腔盛储有碱性清洗液，酸性清洗池202内
腔盛储有酸性清洗液，清水清洗池203内腔盛储有清水，龙门架301底部通过滚轮302沿着滑轨3进行移动，将龙门架301首先移动到碱性清洗池201上方，通过控制真空泵315进行工作，真空泵315与真空吸盘313相互配合，可使真空吸盘313对晶圆背部的圆心处进行吸附，真空吸盘313可在负压的作用下将晶圆吸附的更加牢固，操作者两人相互配合可通过手柄306对安装架304下压，安装架304可沿着龙门架301两端表面的升降槽303向下移动，旋转锁紧环307可对安装架304进行固定，从而可使晶圆沉浸在碱性清洗液中，通过碱性清洗液可对晶圆表面的杂质进行蚀刻，同时控制驱动电机308通过一号伞齿轮309可对二号伞齿轮310进行驱动，二号伞齿轮310可同步驱动驱动轮311进行转动，驱动轮311可通过皮带对从动轮312进行驱动，从而通过真空吸盘313带动晶圆进行高速旋转，其中真空吸盘313一端贯穿从动轮312，且从动轮312与真空吸盘313传动相连，真空吸盘313另一端通过旋转导气接头314与真空泵315的吸气管道相连，从而真空吸盘313在转动时真空吸盘313仍可通过吸力对晶圆进行固定，晶圆在转动的过程中可加速与碱性清洗液的碰撞，从而提升对晶圆的蚀刻清洗效果，碱性清洗液浸泡一段时间后，松掉锁紧环307，安装架304可在支撑弹簧305的支撑作用下快速的复位，在次推动龙门架301，使龙门架301移动到酸性清洗池202内，重复上述动作，可使晶圆沉浸在酸性清洗液中，晶圆在转动的过程中可加速与酸性清洗液的碰撞，可加速对晶圆表面碱性清洗液未清洁掉的杂质进行再次的蚀刻清洁，两者相互配合可有效提升对晶圆的清洁效果，将龙门架301移动到清水清洗池203上方，并将晶圆沉浸在清水中，可将晶圆表面所粘附的酸性清洗液和碱性清洗液清洗掉，通过安装架304带动晶圆抬升，并使晶圆脱离清水，通过驱动电机308带动晶圆高速旋转，可在离心力的作用下将晶圆表面的水液甩掉，同时高压气泵5在工作时可产生高压气体，高压气体通过高压喷嘴502喷出，通过高压气流和离心力两者相互配合可进一步的加速对晶圆的烘干效果，且气流为常温，同时通过空气过滤器501可对吸进高压气泵5内的空气进行过滤，避免喷出的高速气流中含有杂质，减少对晶圆表面的损伤，在推动龙门架301时，龙门架301可通过连接支架406拉动两组柔性挡板404，柔性挡板404两端通过限位槽405进行限位，通过柔性挡板404可对未使用的清洗池进行遮盖，龙门架301在移动时，通过扭簧403可带动收卷轴402对柔性挡板404进行收卷和释放，既能减少碱性清洗液和酸性清洗液的挥发，又能防止物品掉落进清洗池内，使用更加的安全。
61.实施例2
62.本实施例提供一种高效晶圆清洗方法，使用的清洗设备为实施例1的无接触式具有烘干功能的高效晶圆清洗设备；
63.所述方法包括以下步骤：
64.s1：龙门架301底部安装的真空吸盘313上升到最高处吸附待清洗的晶圆；
65.s2：所述龙门架301移动到碱性清洗池201或酸性清洗池202上方，再通过升降机构使晶圆下降到碱性清洗池201或酸性清洗池202中；
66.s3：晶圆在碱性清洗池201或酸性清洗池202中清洗完毕后，再通过升降机构的作用和所述龙门架301的移动到清水清洗池203上方，并下降到清水清洗池203中；
67.s4：晶圆于清水清洗池203中清洗完毕后，沥干水分后将晶圆运输离开清水清洗池203完成清洗。
68.进一步地，所述真空吸盘313上方安装有驱动电机308，所述驱动电机308用于驱动
所述真空吸盘313转动，在s2及s3步骤中，晶圆下降到碱性清洗池201或酸性清洗池202或清水清洗池203中时，通过驱动电机308带动所述真空吸盘313进而带动晶圆转动。
69.进一步地，所述清水清洗池203侧面设置有气泵，s4步骤中，当晶圆于清水清洗池203中完成清洗后，排空所述清水清洗池203中的水分，由气泵向清水清洗池203中晶圆喷吹气体。
70.进一步地，所述清水清洗池203侧面设置有气泵，s4步骤中，气泵向清水清洗池203中晶圆喷吹气体时，所述驱动电机308也带动所述真空吸盘313进而带动晶圆转动。
71.进一步地，气泵喷出的为50-80℃的氮气。使用具有温度的氮气能够加快烘干。
72.进一步地，s2步骤中，晶圆经过碱性清洗池201和酸性清洗池202，或者经过酸性清洗池202和碱性清洗池201，每次从碱性清洗池201或酸性清洗池202离开后，晶圆均被送入清水清洗池203中清洗。
73.进一步地，所述碱性清洗池201和/或酸性清洗池202和/或清水清洗池203中底部设置有超声波发生器或者鼓泡管，在s2及s3步骤中，晶圆下降到碱性清洗池201或酸性清洗池202或清水清洗池203中进行清洗时，超声波发生器或者鼓泡管工作进行超声波清洗或者鼓泡清洗。
74.进一步地，所述清洗箱1一端安装有一号收卷器4，所述清洗箱1另一端安装有二号收卷器401，所述一号收卷器4和二号收卷器401内腔均设有柔性挡板404，所述一号收卷器4和二号收卷器401均用于柔性挡板404的自动收卷和释放，所述龙门架301移动时，所述柔性挡板404覆盖住龙门架301所处位置以外的所述清洗箱1的顶部。
75.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
76.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。