一种晶圆刷洗摆臂装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种晶圆刷洗摆臂装置，其包括基座，摆臂，盘刷，升降机构及摆动机构，基座包括底板，底板上的立板，立板顶部的旋转衬套座；盘刷设置在摆臂的末端，盘刷传动机构设置在摆臂内部；升降机构、摆动机构设置在基座内部，其通过摆臂焊接体与摆臂上的摆动板连接；升降机构带动摆臂的升降，从而带动其上的盘刷上下运动；摆动机构带动摆臂的偏转，从而带动其上的盘刷左右运动；盘刷传动机构带动盘刷绕盘刷转轴旋转。本发明提供的晶圆刷洗摆臂装置应用于晶圆清洗领域，其结构合理，能够灵活调节盘刷与晶圆表面的距离，有效避免盘刷与晶圆距离过近致使晶圆表面损伤的问题以及距离过远影响表面洁净的问题，确保无死角刷洗，保证良好的刷洗效果。
【专利说明】
一种晶圆刷洗摆臂装置
技术领域
[0001]本发明涉及晶圆清洗技术领域，尤其涉及一种晶圆刷洗摆臂装置。
【背景技术】
[0002]随着半导体工业的发展，器件工艺技术的关键尺寸不断缩小。使用传统的批处理清洗技术处理小尺寸器件，会致使器件表面划伤或出现结构损坏，因此，传统的批处理清洗技术已不能满足小尺寸器件的清洗，清洗技术的革新迫在眉睫。
[0003]目前的晶圆湿法清洗可以分为:多槽式清洗、单槽式清洗及单片清洗。比较前两种方式，单片清洗可以更好地降低批量处理工艺原片所产生的交叉感染，从而提高成品率。
[0004]在化学机械抛光(Chemical mechanical polishing，CMP)工艺中的超薄晶圆更容易受到交叉感染的影响，所以，在CMP工艺中采用单片清洗技术;传统的CMP后刷洗有两种方式:单工位滚动刷洗，单工位悬臂式直线盘刷清洗。在日常生产过程中，这两种刷洗方式存在以下不足:
(一)这两种刷洗方式的盘刷与晶圆表面的距离不可调节，容易产生晶元刷洗不干净或损害晶元表面的问题；
(二)这两种刷洗方式都无法有效避免在刷洗过程或传输过程中产生的新的颗粒的二次污染，不能保证良好的刷洗效果。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种晶圆刷洗摆臂装置，其应用于晶圆清洗领域，结构合理，能够灵活调节盘刷与晶圆表面的距离，有效避免盘刷与晶圆距离过近致使晶圆表面损伤的问题以及距离过远影响表面洁净的问题，确保无死角刷洗，保证良好的刷洗效果。
[0006]本发明的技术方案:
为解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆刷洗摆臂装置，包括基座，摆臂，盘刷，升降机构及摆动机构，基座包括底板，底板上的立板，立板顶部的旋转衬套座。
[0007]盘刷设置在摆臂的末端，盘刷传动机构设置在摆臂内部;升降机构、摆动机构设置在基座内部，其通过摆臂焊接体与摆臂上的摆动板连接;升降机构带动摆臂的升降，从而带动其上的盘刷上下运动;摆动机构带动摆臂的偏转，从而带动其上的盘刷左右运动;盘刷传动机构带动盘刷绕盘刷转轴旋转。
[0008]进一步地，所述盘刷传动机构包括旋转电机、旋转带轮B、旋转带轮A、盘刷转轴及盘刷，旋转电机设置在摆臂上的盘刷电机支撑板及旋转电机安装板上，旋转带轮B固定在旋转电机的输出轴上，旋转带轮A设置在盘刷转轴的一端，旋转带轮B与旋转带轮A之间连接有旋转齿形带。在盘刷传动机构的带动下，盘刷自由转动，刷洗晶圆表面的杂质。
[0009]进一步地，所述盘刷转轴固定在摆臂上的摆动板上，盘刷转轴的外端设置有盘刷，盘刷转轴的外端设置有隔垫;盘刷转轴的中部固定有无尘轴承，无尘轴承设置在摆动板上的圆孔内，盘刷转轴与圆孔之间设置有密封盖。这样结构设置，可以有效避免在刷洗过程中，晶圆表面的二次污染，有效保证良好的刷洗效果。
[0010]进一步地，所述摆臂的上部设置有防护罩，其固定在摆动板的上部;所述摆臂的上部设置有电机罩，其设置在旋转电机的上部。这样，可以避免在刷洗过程及晶圆传输过程中，产生金属颗粒，对晶圆造成二次污染，有效保证良好的刷洗效果。
[0011]进一步地，所述升降机构包括升降电机安装板，升降电机，丝杠，丝杠螺母，丝杠支撑板及连接件;升降电机安装板、丝杠支撑板设置在立板上;升降电机固定在升降电机安装板上;升降电机通过联轴器与丝杠连接，丝杠穿过丝杠支撑板上的圆孔，其上设置有丝杠螺母;连接件固定在丝杠螺母上，连接件与摆臂焊接体的下部连接。这样，升降机构带动与摆臂焊接体连接的摆臂上下移动，可以灵活调节盘刷与晶圆表面的距离，避免盘刷与晶圆距离过近致使晶圆表面损伤的问题；同样，也可以避免盘刷与晶圆距离过远影响表面洁净的问题，保证良好的刷洗效果。
[0012]进一步地，所述摆臂焊接体通过连接件与丝杠螺母相连接，并由内六角止动螺丝固定。
[0013]进一步地，所述升降机构还包括挡圈及高点光电传感器，挡圈固定在连接件的顶部，高点光电传感器位于旋转衬套座上，高点光电传感器固定位置与挡圈位置配合设置。这样，可以有效控制升降的距离，避免升降机构带动摆臂升降过度，损坏刷洗的晶圆。
[0014]进一步地，所述摆动机构包括摆动电机，减速机，摆动带轮A，摆动带轮B及摆动齿形带;摆动电机与减速机连接，减速机固定在立板上的丝杠支撑板上;摆动带轮A设置在减速机的输出轴上，摆动带轮B通过孔用扣环固定在丝杠上，摆动带轮A与摆动带轮B之间连接有摆动齿形带。这样，摆动机构带动摆臂左右偏转，确保晶圆刷洗无死角，保证刷洗效果。
[0015]进一步地，所述摆动机构还包括挡片及摆动光电传感器，挡片设置在摆动带轮B上，摆动光电传感器固定在丝杠支撑板上，摆动光电传感器固定位置与挡片位置配合设置。这样，可以有效控制摆动的角度，避免摆动机构带动摆臂摆动过度，损坏刷洗的晶圆。
[0016]本发明有益效果:
本发明提供的晶圆刷洗摆臂装置应用于晶圆清洗领域，其结构合理，具体效果如下:
(一)能够灵活调整盘刷与晶圆表面的距离，有效避免盘刷与晶圆距离过近致使晶圆表面损伤的问题以及距离过远影响表面洁净的问题，确保无死角刷洗，保证良好的刷洗效果；
(二)摆臂能够带动盘刷自由旋转，确保无死角刷洗；
(三)摆动机构的传动部分设置在非工作区域，有效避免刷洗过程中的颗粒问题，提高刷洗效果；
(四)其可以与后续的清洗单元结合，避免在晶圆清洗、传输过程产生新金属颗粒，对晶圆造成二次污染，保证清洗效果。
【附图说明】
[0017]通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中:
图1是本发明结构示意图；
图2是图1的剖视图； 图3是本发明之上部结构放大图；
图4是本发明之下部结构放大图；
图5是本发明的轴测图。
[0018]附图中，各标号所代表的部件如下:
1.底板;2.立板;3.升降电机安装板;4.升降电机;5.摆动电机;7.联轴器;8.减速机;9.轴用扣环；10.深沟球轴承；11.孔用扣环；12.挡片；13.摆动带轮A; 14.摆动齿形带；15.摆动带轮B; 16.盘刷；17.摆动板;18.密封盖;19.旋转带轮A; 20.防护罩;21.隔垫;22.盘刷转轴；23.无尘轴承;24.旋转齿轮带;25.盘刷电机支撑板;26.电机罩;27.旋转电机;28.旋转电机安装板;29.旋转带轮B; 30.摆臂焊接体;31.旋转衬套座;32.挡圈；33.高点光电传感器;34.连接件;35.丝杠螺母;36.丝杠;37.丝杠支撑板;38.摆动光电传感器;39.内六角止动螺丝；100.盘刷转动机构;200.摆臂;300.升降机构;400.摆动机构;500.基座。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例和附图对本发明的一种晶圆刷洗摆臂装置进行详细说明。
[0020]在此记载的实施例为本发明的特定的【具体实施方式】，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
[0021]本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
[0022]图1是本发明结构示意图，一种晶圆刷洗摆臂装置包括基座500，摆臂200，盘刷16，升降机构300及摆动机构400，基座500包括底板I，底板I上的立板2，立板2顶部的旋转衬套座31。
[0023]盘刷16设置在摆臂200的末端，盘刷传动机构100设置在摆臂200内部；升降机构300、摆动机构400设置在基座500内部，其通过摆臂焊接体30与摆臂200上的摆动板17连接；升降机构300带动摆臂200的升降，从而带动其上的盘刷16上下运动;摆动机构400带动摆臂200的偏转，从而带动其上的盘刷16左右运动;盘刷传动机构100带动盘刷16绕盘刷转轴22旋转。因此，盘刷16具有三个自由度，其可以刷洗晶圆上的杂物，保证良好的刷洗效果。
[0024]图2是晶圆刷洗摆臂装置的剖视图，其中，盘刷传动机构100包括旋转电机27、旋转带轮B29、旋转带轮A19、盘刷转轴22及盘刷16，旋转电机27设置在摆臂200上的盘刷电机支撑板25及旋转电机安装板28上，旋转带轮B29固定在旋转电机27的输出轴上，旋转带轮A19设置在盘刷转轴22的一端，旋转带轮B29与旋转带轮A19之间连接有旋转齿形带24。在旋转电机27的带动下，旋转齿形带24带动旋转带轮B29、旋转带轮A19旋转，从而带动盘刷转轴22上的盘刷16旋转，即而刷洗晶圆表面杂物。
[0025]图3是本发明之上部结构放大图，所述盘刷转轴22固定在摆臂200上的摆动板17上，盘刷转轴22的外端设置有盘刷16，盘刷转轴22的外端设置有隔垫21;盘刷转轴22的中部固定有无尘轴承23，无尘轴承23设置在摆动板17上的圆孔内，盘刷转轴22与圆孔之间设置有密封盖18。这样结构设置，可以有效避免在刷洗过程中，晶圆表面的二次污染，有效保证良好的刷洗效果。
[0026]图4是本发明之下部结构放大图，其中，升降机构300包括升降电机安装板3，升降电机4，丝杠36，丝杠螺母35，丝杠支撑板37及连接件34;升降电机安装板3、丝杠支撑板37设置在立板2上;升降电机4固定在升降电机安装板3上；升降电机4通过联轴器7与丝杠36连接，其上设置有丝杠螺母35;连接件34固定在丝杠螺母35上，连接件34与摆臂焊接体30的下部连接。
[0027]丝杠36穿过丝杠支撑板37上的圆孔，丝杠36与丝杠支撑板37上的圆孔之间设置有深沟球轴承1，深沟球轴承1的内侧由轴用扣环9固定。这样，可以提高丝杠36的旋转稳定性，保证丝杠36的旋转顺畅。
[0028]这样，升降机构300带动与摆臂焊接体30连接的摆臂16上下移动，可以灵活调节盘刷与晶圆表面的距离，避免盘刷与晶圆距离过近致使晶圆表面损伤的问题；同样，也可以避免盘刷与晶圆距离过远影响表面洁净的问题，保证良好的刷洗效果。
[0029]所述摆臂焊接体30通过连接件34与丝杠螺母35相连接，并由内六角止动螺丝39固定。
[0030]所述升降机构300还包括挡圈32及高点光电传感器33，挡圈32固定在连接件34的顶部，高点光电传感器33位于旋转衬套座31上，高点光电传感器33固定位置与挡圈32位置配合设置。这样，可以有效控制升降的距离，避免升降机构带动摆臂升降过度，损坏刷洗的晶圆O
[0031]在图4中，摆动机构400包括摆动电机5，减速机8，摆动带轮A13，摆动带轮B15及摆动齿形带14;摆动电机5与减速机8连接，减速机8固定在立板2上的丝杠支撑板37上;摆动带轮A13设置在减速机8的输出轴上，摆动带轮B15通过孔用扣环11固定在丝杠36上，摆动带轮A13与摆动带轮B15之间连接有摆动齿形带14。这样，在摆动电机5的驱动下，摆动齿形带14带动摆动带轮A13、摆动带轮B15旋转，从而带动与丝杠36连接的摆臂200旋转，即而带动盘刷16偏转。
[0032]所述摆动机构400还包括挡片12及摆动光电传感器38，挡片12设置在摆动带轮B15上，摆动光电传感器38固定在丝杠支撑板37上，摆动光电传感器38固定位置与挡片12位置配合设置。这样，可以有效控制摆动的角度，避免摆动机构带动摆臂摆动过度，损坏刷洗的晶圆O
[0033]图5是晶圆刷洗摆臂装置的轴测图，摆臂200的上部设置有防护罩20，其固定在摆动板17的上部;所述摆臂200的上部设置有电机罩26，其设置在旋转电机27的上部。这样，可以避免在刷洗过程及晶圆传输过程中，产生新金属颗粒，对晶圆造成二次污染，有效保证良好的刷洗效果。本发明提供的晶圆刷洗摆臂装置应用于晶圆清洗领域，其结构合理，能够灵活调节盘刷与晶圆表面的距离，有效避免盘刷与晶圆距离过近致使晶圆表面损伤的问题以及距离过远影响表面洁净的问题，确保无死角刷洗，保证良好的刷洗效果。
[0034]本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种晶圆刷洗摆臂装置，其特征在于，包括基座(500)，摆臂(200)，盘刷(16)，升降机构(300)及摆动机构(400)，基座(500)包括底板(I)，底板(I)上的立板(2)，立板(2)顶部的旋转衬套座(31);盘刷(16)设置在摆臂(200)的末端，盘刷传动机构(100)设置在摆臂(200)内部;升降机构(300)、摆动机构(400)设置在基座(500)内部，其通过摆臂焊接体(30)与摆臂(200)上的摆动板(17)连接;升降机构(300)带动摆臂(200)的升降，从而带动其上的盘刷(16)上下运动;摆动机构(400)带动摆臂(200)的偏转，从而带动其上的盘刷(16)左右运动；盘刷传动机构(100)带动盘刷(16)绕盘刷转轴(22)旋转。2.根据权利要求1所述的晶圆刷洗摆臂装置，其特征在于，所述盘刷传动机构(100)包括旋转电机(27)、旋转带轮B(29)、旋转带轮A( 19)、盘刷转轴(22)及盘刷(16)，旋转电机(27)设置在摆臂(200)上的盘刷电机支撑板(25)及旋转电机安装板(28)上，旋转带轮B(29)固定在旋转电机(27 )的输出轴上，旋转带轮A( 19 )设置在盘刷转轴(22 )的一端，旋转带轮B(29)与旋转带轮A( 19)之间连接有旋转齿形带(24)。3.根据权利要求2所述的晶圆刷洗摆臂装置，其特征在于，所述盘刷转轴(22)固定在摆臂(200)上的摆动板(17)上，盘刷转轴(22)的外端设置有盘刷(16)，盘刷转轴(22)的外端设置有隔垫(21);盘刷转轴(22)的中部固定有无尘轴承(23)，无尘轴承(23)设置在摆动板(17)上的圆孔内，盘刷转轴(22)与圆孔之间设置有密封盖(18)。4.根据权利要求1所述的晶圆刷洗摆臂装置，其特征在于，所述摆臂(200)的上部设置有防护罩(20 )，其固定在摆动板(17 )的上部;所述摆臂(200 )的上部设置有电机罩(26 )，其设置在旋转电机(27 )的上部。5.根据权利要求1所述的晶圆刷洗摆臂装置，其特征在于，所述升降机构(300)包括升降电机安装板(3)，升降电机(4)，丝杠(36)，丝杠螺母(35)，丝杠支撑板(37)及连接件(34);升降电机安装板(3)、丝杠支撑板(37)设置在立板(2)上;升降电机(4)固定在升降电机安装板(3)上;升降电机(4)通过联轴器(7)与丝杠(36)连接，丝杠(36)穿过丝杠支撑板(37)上的圆孔，其上设置有丝杠螺母(35);连接件(34)固定在丝杠螺母(35)上，连接件(34)与摆臂焊接体(30)的下部连接。6.根据权利要求5所述的晶圆刷洗摆臂装置，其特征在于，所述摆臂焊接体(30)通过连接件(34 )与丝杠螺母(35 )相连接，并由内六角止动螺丝(39 )固定。7.根据权利要求5所述的晶圆刷洗摆臂装置，其特征在于，所述升降机构(300)还包括挡圈(32)及高点光电传感器(33)，挡圈(32)固定在连接件(34)的顶部，高点光电传感器(33)位于旋转衬套座(31)上，高点光电传感器(33)固定位置与挡圈(32)位置配合设置。8.根据权利要求1所述的晶圆刷洗摆臂装置，其特征在于，所述摆动机构(400)包括摆动电机(5)，减速机(8)，摆动带轮A(13)，摆动带轮B(15)及摆动齿形带(14);摆动电机(5)与减速机(8 )连接，减速机(8 )固定在立板(2 )上的丝杠支撑板(37 )上;摆动带轮A (13 )设置在减速机(8)的输出轴上，摆动带轮B( 15)通过孔用扣环(11)固定在丝杠(36)上，摆动带轮A(13)与摆动带轮B( 15)之间连接有摆动齿形带(14)。9.根据权利要求8所述的晶圆刷洗摆臂装置，其特征在于，所述摆动机构(400)还包括挡片(12)及摆动光电传感器(38)，挡片(12)设置在摆动带轮B( 15)上，摆动光电传感器(38)固定在丝杠支撑板(37)上，摆动光电传感器(38)固定位置与挡片(12)位置配合设置。
【文档编号】H01L21/67GK105957821SQ201610273161
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】祝福生, 夏楠君, 刘永进, 王文丽, 陈仲武, 张伟锋
【申请人】中国电子科技集团公司第四十五研究所