一种利用平移CUP和接液杯吸盘联动的装置

技术领域

本发明涉及晶圆清洗技术领域，具体为一种利用平移CUP和接液杯吸盘联动的装置，尤其涉及一种利用平移CUP和接液杯吸盘联动的装置的联动方法。

背景技术

随着现代电子产品小型化、集成化、智能化的发展，其核心部件IC芯片的复杂程度和集成密度越来越高，相应的清洗技术也随之复杂起来。在半导体器件和集成电路的制造过程中，为了保证晶圆表面始终处于洁净状态，几乎每道工序都涉及到清洗，而且集成电路的集成度愈高，制造工序就愈多，所需要的清洗工序与工艺方法也愈多。目前，在应用高压液体的设备中，常用的方法是使用完全封闭的工艺腔体，把晶圆夹持机构、化学品供应机构、摆臂机构等集成在一个密封的腔体内，对运动和电控部件做好防护，使用高压液体时腔体完全密封，这样既可以保证腔体内运动结构的安全，又可以将高压产生的喷雾和液滴飞溅完全控制在腔体内。

公开号为“CN112027652A”提供的一种防止高压水雾喷溅的CUP结构，包括CUP本体、排风接口、上端盖、开门机构、液管、底板、晶圆卡盘、喷嘴、电机及驱动机构，CUP本体安装在底板上，内部设有承载晶圆的晶圆卡盘，晶圆卡盘通过安装在底板上的电机驱动旋转；驱动机构安装在CUP本体外的底板上，液管由驱动机构驱动移动，上端盖安装在CUP本体上，上端盖上沿液管的移动轨迹开有孔，液管由孔插入CUP本体内、并安装有喷嘴；为液管提供高压液体的供液源位于CUP本体外，高压液体经液管通过喷嘴喷洒到晶圆表面；CUP本体上分别设有开门机构及排风接口。该装置具有尺寸小、结构简单、加工安装成本低等优点，适用于去胶、清洗等需要用到高压液体功能的半导体设备上。

但是上述装置以及现有技术中在实施的过程中仍存在以下问题：

现有技术中，晶圆的初次清洗利用多插槽的结构的料框对多组晶圆同时清洗，随着工序的增多，后续的清洗需要对单片晶圆进行深度清洁，单片晶圆的固定机构多采用吸盘增加吸附面积同时柔性固定，减少对晶圆的损伤，但是真空吸盘需要单独的气动模组进行控制，增加了清洗装置的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用平移CUP和接液杯吸盘联动的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用平移CUP和接液杯吸盘联动的装置，包括CUP清洗箱，所述CUP清洗箱包括CUP清洗箱底板，所述CUP清洗箱底板一侧设置有固定壳体，另一侧所述CUP清洗箱底板内滑动安装有能够为晶圆清洗提供密闭空间的平移壳体；

所述固定壳体一侧设置有接液杯，所述接液杯上环形等距阵列有用于吸附晶圆的吸盘，保证晶圆清洗时的稳定性，所述平移壳体移动能够控制气囊抽、排气，从而控制吸盘对晶圆的吸附和放空。

优选的，所述固定壳体上表面对称设置有两组丝杆，所述丝杆两端对称设置有用于支撑的第一耳板，所述丝杆的端头和第一耳板转动连接，所述丝杆表面螺纹连接于移动套，所述移动块通过轴承套设于移动套表面，所述移动块和平移壳体内壁固定连接，所述CUP清洗箱底板两侧位于平移壳体移动位置设置有导向板。

优选的，所述丝杆一端延伸至CUP清洗箱外部，且丝杆一端传动连接有驱动部，所述驱动部包括两组第二耳板和转动连接于两组第二耳板之间的主动传动杆，所述主动传动杆表面居中位置安装有RV电机，所述RV电机固定安装于固定壳体外壁，所述主动传动杆表面对称设置有主动伞齿轮，所述丝杆一端固定安装有从动伞齿轮，所述主动伞齿轮和从动伞齿轮啮合，用于驱动丝杆旋转，带动平移壳体移动，从而控制CUP清洗箱的开合。

将CUP清洗箱闭合，为晶圆的清洗提供封空间，在平移壳体移动的过程中，到达某个位置时，推杆移动到导杆一端当推动板和导杆端头贴合时，推杆推动导杆同步移动，为了保证推杆和导杆的接触面积充分，保证推动效果。

优选的，所述接液杯包括接液杯高杯口和接液杯低杯口，所述接液杯高杯口和接液杯低杯口形成杯体空腔，所述吸盘安装于接液杯低杯口上表面。

优选的，所述吸盘设置有若干组，且若干组吸盘一侧均固定连通有吸盘连接管，若干组所述吸盘连接管共同连通有连接管，所述连接管一侧通过输气管和气囊固定连通。

推杆移动到导杆一端当推动板和导杆端头贴合时，控制气囊吸气，依次通过输气管、连接管和吸盘连接管，对吸盘进行抽真空处理，CUP清洗箱闭合的同时控制吸盘将晶圆吸紧，实现CUP和接液杯吸盘联动。

优选的，所述气囊设置有两组，利用两组所述气囊为吸盘提供气源，使得真空作用稳定，所述气囊一侧设置有气囊支撑板，两组所述气囊的进气口均固定连通有气囊连接管，所述气囊连接管和输气管固定连通，所述气囊远离气囊连接管一端固定连接有连接轴，两组所述连接轴之间通过连接板相连，所述连接板一侧位于两组气囊之间设置有导杆。

两组气囊，依次通过连接管、吸盘连接管、气囊连接管和输气管对气体进行输送，从而与接液杯上的吸盘连通设置，利用平移壳体的移动导杆从而带动气囊拉伸抽气，从而将吸盘内的空气抽空，保证吸盘和晶圆的紧密吸附，从而保证了晶圆放置的稳定性，减少对晶圆的损伤的同时，实现平移CUP结构和吸盘的联动，无需增设单独的气动模组进行控制。

优选的，所述平移壳体内壁居中位置固定安装有固定套，所述固定套一侧固定连接有推杆，所述推杆一端固定连接有推动板，所述平移壳体移动至导杆位置时，推动板和导杆一端贴合设置。

优选的，所述平移壳体顶部固定安装于平移壳体盖板，所述平移壳体盖板顶部固定安装有支座，所述支座上固定安装有气缸，所述气缸的输出轴端连接有接液杯盖。

优选的，所述接液杯盖内居中位置固定安装有雾化器，所示平移壳体盖板内固定安装有导向套，所述气缸的输出轴端滑动安装于导向套内，且气缸的输出轴端连接有进液管，所述进液管和雾化器连通设置，所述进液管和外部泵体以及清洁剂存储罐连通。

一种方法，基于上述所述的一种利用平移CUP和接液杯吸盘联动的装置，包括如下步骤：

S1：启动驱动部，利用RV电机正转带动丝杆旋转，驱动移动块在丝杆表面移动，从而使平移壳体朝远离固定壳体方向移动，从而打开CUP清洗箱，将晶圆放置于接液杯内，保证放置于吸盘上方即可；

S2：控制RV电机反转，利用丝杆带动平移壳体朝向固定壳体靠近，将CUP清洗箱闭合，为晶圆的清洗提供封空间，此过程中，推杆移动到导杆一端当推动板和导杆端头贴合时，控制气囊吸气，依次通过输气管、连接管和吸盘连接管，对吸盘进行抽真空处理，CUP清洗箱闭合的同时控制吸盘将晶圆吸紧，实现CUP和接液杯吸盘联动；

S3：启动气缸带动接液杯盖下移，使其和接液杯高杯口贴合，与此同时，启动外部泵体，将清洗剂由进液管经由雾化器泵出，对单片晶圆进行清洗。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明中通过依次设置的固定壳体、平移壳体和CUP清洗箱底板，同时使得平移壳体在CUP清洗箱底板内移动，不仅为晶圆的清洗提供了便于封闭的工作空间，同时自动开合，便于晶圆的取放；

2.本发明中，设置两组气囊，依次通过连接管、吸盘连接管、气囊连接管和输气管对气体进行输送，从而与接液杯上的吸盘连通设置，利用平移壳体的移动导杆从而带动气囊拉伸抽气，从而将吸盘内的空气抽空，保证吸盘和晶圆的紧密吸附，从而保证了晶圆放置的稳定性，减少对晶圆的损伤的同时，实现平移CUP结构和吸盘的联动，无需增设单独的气动模组进行控制，增加了清洗装置的成本。

附图说明

图1为本发明的右视视向立体结构示意图；

图2为本发明的图1中A部分放大结构示意图；

图3为本发明的左视视向立体结构示意图；

图4为本发明的CUP清洗箱内部立体结构示意图；

图5为本发明的气囊结构示意图；

图6为本发明的气囊安装结构示意图；

图7为本发明的实施例二爆炸结构示意图。

图中：1、CUP清洗箱；2、接液杯；3、驱动部；4、吸盘；5、导向板；6、气囊；8、第一耳板；9、移动块；10、丝杆；11、连接管；12、吸盘连接管；13、气囊支撑板；14、连接板；15、导杆；16、气囊连接管；17、输气管；18、气缸；19、支座；20、平移壳体盖板；301、第二耳板；302、主动伞齿轮；303、从动伞齿轮；304、主动传动杆；305、RV电机；101、固定壳体；102、平移壳体；201、接液杯高杯口；202、接液杯低杯口；103、CUP清洗箱底板；21、导向套；22、进液管；23、接液杯盖；24、雾化器；25、连接轴；26、固定套；27、推杆；28、推动板；29、移动套。

具体实施方式

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。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种利用平移CUP和接液杯吸盘联动的装置；

实施例一：

一种利用平移CUP和接液杯吸盘联动的装置包括CUP清洗箱1，CUP清洗箱1包括CUP清洗箱底板103，CUP清洗箱底板103一侧设置有固定壳体101，另一侧CUP清洗箱底板103内滑动安装有能够为晶圆清洗提供密闭空间的平移壳体102，本实施例中，提供一种CUP清洗箱1，为晶圆的清洗提供一个封闭空间，由于清洁剂包括大化学品和去离子高纯水，因此设置封闭空间对晶圆进行清洗，可以避免清洁剂的外漏，避免污染环境。

请参阅图1和图3，固定壳体101一侧设置有接液杯2，接液杯2上环形等距阵列有用于吸附晶圆的吸盘4，保证晶圆清洗时的稳定性，具体的，本实施例中，接液杯2包括接液杯高杯口201和接液杯低杯口202，接液杯高杯口201和接液杯低杯口202形成杯体空腔，将接液杯2的结构设置为高杯口和低杯口结构，使得接液杯2的空腔设置于高杯口和低杯口之间，提高清洁剂清洗废液的收集效果。

请参阅图1和图2，固定壳体101上表面对称设置有两组丝杆10，丝杆10两端对称设置有用于支撑的第一耳板8，丝杆10的端头和第一耳板8转动连接，丝杆10表面螺纹连接于移动套29，移动块9通过轴承套设于移动套29表面，移动块9和平移壳体102内壁固定连接，CUP清洗箱底板103两侧位于平移壳体102移动位置设置有导向板5，丝杆10一端延伸至CUP清洗箱1外部，且丝杆10一端传动连接有驱动部3，驱动部3包括两组第二耳板301和转动连接于两组第二耳板301之间的主动传动杆304，主动传动杆304表面居中位置安装有RV电机305，RV电机305固定安装于固定壳体101外壁，本实施例中，采用RV电机305，利用其结构，可使主动传动杆304贯穿于RV电机305内，无需其它传动结构的配合，RV电机305可直接带主动传动杆304转动，主动传动杆304表面对称设置有主动伞齿轮302，丝杆10一端固定安装有从动伞齿轮303，主动伞齿轮302和从动伞齿轮303啮合，本实施例中，启动RV电机305驱动丝杆10旋转，通过移动套29的旋转，顺延螺纹结构在丝杆10表面移动，从而带动平移壳体102移动，最终带动平移壳体102在CUP清洗箱底板103表面滑动，控制CUP清洗箱1的开合。

请参阅图1、图3和图4，吸盘4安装于接液杯低杯口202上表面，平移壳体102移动能够控制气囊6抽、排气，从而控制吸盘4对晶圆的吸附和放空，本实施例中，设置带有若干组吸盘4的接液杯2，能够对晶圆进行更好的吸附，保证晶圆在清洗时的稳定性。吸盘4设置有若干组，且若干组吸盘4一侧均固定连通有吸盘连接管12，若干组吸盘连接管12共同连通有连接管11，连接管11一侧通过输气管17和气囊6固定连通，气囊6设置有两组，本实施例中，利用两组气囊6为吸盘4提供气源，使得吸盘4的真空作用稳定，设置气囊6，相比现有技术中抽真空的泵体结构，有效的降低了装置的制造成本。气囊6一侧设置有气囊支撑板13，两组气囊6的进气口均固定连通有气囊连接管16，气囊连接管16和输气管17固定连通，本实施例中，依次通过连接管11、吸盘连接管12、气囊连接管16和输气管17，使得两组气囊6和若干组吸盘4连通，气囊6的压缩或拉伸，可以对吸盘4进行抽气或充气，用于对单片的晶圆进行吸附或松脱，便于晶圆的固定和取放。

请参阅图4-6，气囊6远离气囊连接管16一端固定连接有连接轴25，两组连接轴25之间通过连接板14相连，连接板14一侧位于两组气囊6之间设置有导杆15，平移壳体102内壁居中位置固定安装有固定套26，固定套26一侧固定连接有推杆27，推杆27一端固定连接有推动板28，平移壳体102移动至导杆15位置时，推动板28和导杆15一端贴合设置，本实施例中，在移动的平移壳体102内设置有推杆27，在移动至设定位置时，推杆27一端的推动板28和导杆15贴合，之后，随着平移壳体102的移动，即可拉伸气囊6，气囊6在拉伸的过程中，经由输气管17、连接管11、吸盘连接管12抽出吸盘4内的空气，使得待清洗的晶圆表面和吸盘4紧密贴合，实现了平移壳体102的平移和吸盘4的气体控制之间的联动，无需单独设置气动源模块，节省装置的制造成本。

实施例二：

基于实施例一，虽然利用平移壳体102的平移可以控制CUP清洗箱1的启闭，保证晶圆清洗时的空间封闭，保证晶圆清洗的效果，但是由于在CUP清洗箱1内设置了气囊6等组件，然而接液杯2对清洗废液进行收集时，无法防止雾化器24喷射的清洗剂产生喷溅，造成回收不彻底，因此提出一种防止清洗剂喷溅的组件，请参阅图7，防止清洗剂喷溅的组件包括在平移壳体102顶部固定安装于平移壳体盖板20，平移壳体盖板20顶部固定安装有支座19，支座19上固定安装有气缸18，气缸18的输出轴端连接有接液杯盖23，接液杯盖23内居中位置固定安装有雾化器24，所示平移壳体盖板20内固定安装有导向套21，气缸18的输出轴端滑动安装于导向套21内，且气缸18的输出轴端连接有进液管22，进液管22和雾化器24连通设置，进液管22和外部泵体以及清洁剂存储罐连通，本实施例中，将连通雾化器24的进液管22设置在接液杯盖23顶部，同时和气缸18的输出轴端连接，保证接液杯盖23的完整性的同时，不会和接液杯盖23的移动，也不会影响清洁剂的正常泵入，在清洗过程中，气动气缸18带动接液杯盖23下移，使得接液杯盖23覆盖于接液杯高杯口201表面，实际安装时，在接液杯高杯口201表面设置橡胶垫，保证接液杯高杯口201和接液杯盖23的贴合更紧密，有效的防止清洁剂的喷溅，使清洁剂更好的回收至接液杯2内。

工作原理：本装置在使用的过程中，通过驱动部3的开启，利用RV电机305正转带动丝杆10旋转，驱动移动块9在丝杆10表面移动，从而使平移壳体102朝远离固定壳体101方向移动，从而打开CUP清洗箱1，便于操作人员将晶圆放置于接液杯2内，使晶圆的圈落入接液杯高杯口201内，且贴合放置于吸盘4上方，放置后，控制RV电机305反转，使得平移壳体102朝向固定壳体101移动，将CUP清洗箱1闭合，为晶圆的清洗提供封空间，在平移壳体102移动的过程中，到达某个位置时，推杆27移动到导杆15一端当推动板28和导杆15端头贴合时，推杆27推动导杆15同步移动，为了保证推杆27和导杆15的接触面积充分，保证推动效果，因此在推杆27一端设置有推动板28，导杆15带动连接板14移动，从而拉伸气囊6，使得气囊6吸气，依次通过输气管17、连接管11和吸盘连接管12，对吸盘4进行抽真空处理，CUP清洗箱1闭合的同时控制吸盘4将晶圆吸紧，实现CUP和接液杯吸盘联动，从而将晶圆紧紧吸附于吸盘4表面，保证晶圆清洗过程中的稳定性；最后，利用气缸18带动接液杯盖23下移，使接液杯盖23和接液杯高杯口201贴合，与此同时，启动外部泵体，将清洗剂由进液管22经由雾化器24喷出，对单片晶圆进行清洗，此部分不仅可以进行清洗工序，且利用接液杯盖23可以有效的保证清洗剂在清洗过程中不会产生喷溅，很好得帮助接液杯2对清洗废液进行收集。

本发明还提供一种利用平移CUP和接液杯吸盘联动的装置的联动方法，包括如下步骤：

S1：启动驱动部3，利用RV电机305正转带动丝杆10旋转，驱动移动块9在丝杆10表面移动，从而使平移壳体102朝远离固定壳体101方向移动，从而打开CUP清洗箱1，将晶圆放置于接液杯2内，保证放置于吸盘4上方即可；

S2：控制RV电机305反转，利用丝杆10带动平移壳体102朝向固定壳体101靠近，将CUP清洗箱1闭合，为晶圆的清洗提供封空间，此过程中，推杆27移动到导杆15一端当推动板28和导杆15端头贴合时，控制气囊6吸气，依次通过输气管17、连接管11和吸盘连接管12，对吸盘4进行抽真空处理，CUP清洗箱1闭合的同时控制吸盘4将晶圆吸紧，实现CUP和接液杯吸盘联动；

S3：启动气缸18带动接液杯盖23下移，使其和接液杯高杯口201贴合，与此同时，启动外部泵体，将清洗剂由进液管22经由雾化器24泵出，对单片晶圆进行清洗。

需要说明的是，RV电机305、气缸18以及雾化器24为现有技术存在的装置或设备，或者为现有技术可实现的装置或设备，其供电、具体组成及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，故不再详细赘述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。