CN107413746A - 全自动led硅片清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了全自动LED硅片清洗设备，其技术方案要点是：包括机体，所述机体上设有清洗区，所述清洗区包括酸液槽，还设有控制酸液槽上方开口打开和闭合的开合机构。本发明的优点是在清洗过程中减少酸液或碱液挥发对工作环境的影响。

Description

全自动LED硅片清洗设备

技术领域

本发明涉及硅片清洗领域，具体涉及全自动LED硅片清洗设备。

背景技术

半导体器件生产中硅片须经严格清洗，目的在于清除硅片表面的污染杂质，这些杂质有的以原子状态或离子状态，有的以薄膜形式或颗粒形式存在于硅片表面。需要对硅片表面进行化学清洗和物理清洗，化学清洗主要是利用酸液、碱液，喷洗硅片的表面。

如公布号为CN104226626A的中国专利公开了一种硅片的清洗机构，包含第一酸槽、碱槽、快排槽、第一冲洗装置、排水阀、溢流槽、第二冲洗装置以及泵装置。快排槽位于第一酸槽与碱槽之间。第一冲洗装置设于快排槽中。快排槽适用以承接利用第一冲洗装置进行清洗后的第一清洗液。排水阀与快排槽连通。第一清洗液经排水阀排出。溢流槽位于快排槽与碱槽之间。第二冲洗装置设于溢流槽中。溢流槽适用以承接利用第二冲洗装置进行清洗后的第二清洗液。泵装置适用以将第二清洗液循环到快排槽供第一冲洗装置使用。

该清洗机构的第一酸槽、碱槽均为开口式结构，在清洗过程中酸液、碱液会向上挥发，影响工作环境。

发明内容

本发明的目的是提供全自动LED硅片清洗设备，其优点是在清洗过程中减少酸液或碱液挥发对工作环境的影响。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：全自动LED硅片清洗设备，包括机体，所述机体上设有清洗区，所述清洗区包括酸液槽，还设有控制酸液槽上方开口打开和闭合的开合机构。

通过上述技术方案，平时通过开合机构将酸液槽开口闭合，防止酸液槽内的酸液挥发到酸液槽外，从而对工作环境进行保护；在需要将硅片放入酸液槽进行清洗时，打开开口。通过将酸液槽内的酸液与外界隔离，达到减少酸液向外挥发的效果。

本发明进一步设置为：所述开合机构包括在竖直方向绕转动轴转动以开闭酸液槽开口的盖板、驱动转轴转动的驱动组件。

通过上述技术方案，驱动组件驱动转轴转动，进而带动盖板转动，将酸液槽开口关闭或打开。

本发明进一步设置为：所述驱动组件包括一端与转动轴铰接以拉动转动轴转动的连接件，连接件另一端与驱动件铰接。

通过上述技术方案，驱动件带动连接件运动，从而带动转动轴转动，控制盖板。

本发明进一步设置为：关于酸液槽中心对称设置有一对所述开合机构，所述盖板面积为所述酸液槽开口大小的一半。

通过上述技术方案，一对开合机构分别独立遮挡酸液槽的半边开口，即便一个开合机构发生故障，另一个开合机构仍然能够独立使用，遮挡一半的开口，起到一定作用。

本发明进一步设置为：所述清洗区上方设置有用于隔离清洗区的透明PVC防护罩。

通过上述技术方案，透明PVC防护罩对清洗区隔离，进一步阻挡向上挥发的酸气污染工作环境；透明PVC防护罩同时还便于对清洗区的工作情况进行观察。

本发明进一步设置为：所述酸液槽开口上方的侧壁设置有朝向开口抽风的扇形排风口，所示扇形排风口与抽风系统相连。

通过上述技术方案，扇形排风口将开口上方逃逸出的少量残留酸气排走，进一步减少酸气对外界工作环境的腐蚀。

本发明进一步设置为：所述清洗区11包括溢流槽，溢流槽包括上层的溢流腔和下层的注水快排腔，溢流腔与注水快排腔之间通过隔板隔开，隔板上排布有向上喷水的注水孔，注水快排腔的底端连通有高压注水管和第二排水管，第二排水管上设置有快排阀。

通过上述技术方案，用于浸泡清洗的净水从高压注水管快速注入注水快排腔，并高速通过注水孔向上注满溢流腔，对溢流腔内的片篮进行浸泡清洗，使硅片表面的细微杂质漂浮在溢流槽的表面，注满后随着水流从溢流腔四周流出，进行排放。

本发明进一步设置为：所述清洗区11包括上料位，所述上料位设有用于存放硅片的片篮和对片篮进行定位的定位组件。

通过上述技术方案，对片篮进行定位，从而使对片篮的夹取更加精确，减少工作误差。

本发明进一步设置为：所述片篮为方形，所述定位组件包括设置在片篮四周的L型边框。

通过上述技术方案，四周的L型边框对片篮的四周进行限位，防止片篮移动位置。

本发明进一步设置为：所述上料位还设有感应片篮是否放置在定位组件内的光电感应组件，所述光电感应组件包括沿同一直线设置的光电开关和反光板，定位组件位于光电开关与反光板之间。

通过上述技术方案，光电开关发出射线到反光板上，当片篮放入定位组件内时，光电开关与反光板之间的射线被片篮阻隔，从而触发信号，表明定位组件内已放置有待清洗的硅片，启动清洗程序。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过开合机构、透明PVC防护罩可以对酸液槽内的挥发出的酸气进行阻隔，减少酸气对外界工作环境的影响；

2、扇形排风口进一步减少酸液槽附件酸气的残留。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是实施例1中体现清洗区结构的示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是实施例1中体现机械手装置结构的示意图；

图5是实施例1中体现储水箱结构的示意图；

图6是实施例1中体现开合机构结构的示意图；

图7是实施例1中体现扇形排风口结构的示意图；

图8是实施例1中体现快排槽结构的示意图；

图9是实施例1中体现快排槽内部结构的示意图；

图10是实施例1中体现溢流槽结构的示意图；

图11是实施例1中体现溢流槽内部结构的示意图；

图12是实施例2中体现开合机构结构的示意图。

图中，1、机体；11、清洗区；111、透明PVC防护罩；112、检修门；12、隔间；13、竖直板；131、凹槽；14、原液桶；15、储水箱；16、红外加热管；17、液位感应器；2、上料位；21、定位组件；22、边框；23、光电感应组件；231、光电开关；232、反光板；3、片篮；31、凸缘；32、卡槽；4、第一酸液槽；41、液位传感器；42、温度传感器；43、开合机构；431、驱动组件；4311、气缸；4312、连接件；4313、转动轴；44、固定杆；45、扇形排风口；451、扇形开口；46、盖板；5、第二酸液槽；6、快排槽；61、清洗箱；62、喷液管；621、喷嘴；63、第一排水管；631、快排阀；7、溢流槽；71、溢流腔；711、溢流口；72、隔板；721、注水孔；73、注水快排腔；731、高压注水管；732、第二排水管；74、排放口；8、机械手装置；81、夹取组件；811、夹取件；812、转轴；82、电机；9、摄像头；91、报警器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：全自动LED硅片清洗设备，如图1和图2所示，包括机体1，机体1上设有清洗区11，清洗区11设有多个槽位，依次包括上料位2、第一酸液槽4、第二酸液槽5、快排槽6和溢流槽7。溢流槽7作为下料位。待清洗的硅片首先存放在片篮3内，然后通过机械手装置8将片篮3进行夹取，移动至第一酸液槽4或第二酸液槽5内进行酸液清洗，然后依次移动至快排槽6、溢流槽7内进行物理清洗，最终在溢流槽7内进行下料。

如图2和图3所示，片篮3为方形框结构并且设有空腔，其空腔内壁对称设置有卡槽32，需要清洗时将硅片两端卡入卡槽32内进行固定。

上料位2位于机体1的一端，包括并排设置的两组定位组件21，定位组件21包括四个L型边框22，片篮3放入边框22内时，边框22对片篮3四角进行抵触限位，从而确定片篮3放置的位置。

上料位2还设有光电感应组件23，包括光电开关231和反光板232，光电感应组件23用于对片篮3进行感应，当片篮3放入定位组件21内时，光电开关231与反光板232之间被阻隔，发出信号，表明定位组件21内已放置有待清洗的硅片，启动清洗程序。

如图1和图4所示，机械手装置8设置在机体1上，包括一对夹取组件81，通过十字型滑台进行驱动，可沿着清洗区11平行的方向移动，也可以在垂直方向上进行升降。夹取组件81包括电机82驱动的转轴812以及固定在转轴812上的夹取件811，夹取件811为方型框体结构，通过转轴812带动夹取件811转动，使夹取件811夹住片篮3边缘上外凸的凸缘31，带动片篮3移动。

如图2所示，在清洗区11靠近机械手装置8的位置固定有竖直板13，竖直板13对应每一个槽的位置均开有凹槽131，供夹取组件81的转轴812在凹槽131内上升和下降。

如图5所示，机体1的上端设有原液桶14，通过管道接至第一酸液槽4内，并通过供液泵进行驱动。如图6所示，第一酸液槽4内安装有液位传感器41、温度传感器42，分别监控槽内的液位和温度。

为了减少酸液向外挥发，对机械手装置8以及其他部件造成腐蚀，在第一酸液槽4内设有对称设置的一对开合机构43。开合机构43包括盖板46和驱动盖板46转动的驱动组件431，盖板46的大小为第一酸液槽4开口大小的一半，驱动组件431包括气缸4311、连接件4312以及转动轴4313。气缸4311铰接在机体1前端的隔间12内并且朝上设置，气缸4311另一端与连接件4312铰接，连接件4312远离气缸4311的一端与转动轴4313固定，转动轴4313设置在第一酸液槽4内部，并且与第一酸液槽4内壁形成转动连接。盖板46通过一对固定杆44固定在转动轴4313上，气缸4311收缩时，向下拉动连接件4312，带动转动轴4313转动，盖板46随之向下转动，保持水平，并且一对盖板46正好相抵触，将第一酸液槽4开口进行遮挡，阻止酸液向外挥发。

第一酸液槽4开口上方的侧壁设置有扇形排风口45，扇形排风口45连通有抽风系统，通过抽风系统对快排槽6内进行抽风，进一步对挥发出来的残留酸气进行清除。如图7所示，扇形排风口45为相互转动连接的双层圆形板结构，圆形板上分别设有若干扇形开口451，可以通过转动圆形板来调节扇形开口451的大小，进而调节抽风量。

第二酸液槽5与第一酸液槽4的结构相同，也设有开合机构43以及扇形排风口45。

如图8和图9所示，快排槽6内固定有清洗箱61，清洗箱61的箱底同样设有一对定位组件21，用于放置片篮3。还设有朝向片篮3喷水的一对喷液管62，喷液管62对称设置在快排槽6的内壁上端，其上设有一排喷嘴621，喷液管62与机体1顶端的储水箱15连通，通过水泵驱动，进行喷液，对槽内的片篮3进行清洗。清洗箱61底部连通有第一排水管63，第一排水管63通过快排阀631控制，清洗过后的污水通过第一排水管63快速被排出。

如图5所示，储水箱15内设有用于加热的红外加热管16，并且设置有液位感应器17，检测储水箱15的液位变化。

如图10和图11所示，在快排槽6内清洗后的硅片表面可能附着有残留的细微杂质，需要在溢流槽7内浸泡除去。溢流槽7为双层结构，包括上层的溢流腔71和下层的注水快排腔73，上下层之间通过隔板72隔开，隔板72上均匀排布有注水孔721，注水快排腔73的底端连通有高压注水管731和第二排水管732，第二排水管732同样设置有快排阀631。溢流腔71的侧壁边缘设有一圈溢流口711，用于浸泡清洗的净水从利用水泵通过高压注水管731从下方注水快排腔73向上快速注入，此时快排阀631关闭，净水垂直向上，通过注水孔721快速注满溢流腔71，对溢流腔71内的片篮3进行浸泡清洗，使硅片表面的细微杂质漂浮在溢流槽7的表面，注满后随着水流从溢流口711流出，通过排放口74排放至清洗设备外。

如图1所示，在清洗区11设有透明PVC防护罩111，进一步阻隔酸气向外挥发，同时对机械手装置8进行保护。除上料位2之外的槽位，都在透明PVC防护罩111上设有相应的检修门112，可以透过透明PVC防护罩111观察清洗区11的工作情况，并在需要时打开检修门112，对相应的槽位进行检修。

机体1前端设有检测清洗区11工作的摄像头9，可以利于远程对清洗情况进行监控。同时设有报警器91，一旦设备发生故障，报警器91可以及时进行报警。

工作过程：首先将待清洗的硅片整齐排列，固定在第一组片篮3内，将两个片篮3同时放置在上料位2，此时光电感应组件23检测到片篮3放入，发送信号，驱动机械手装置8对片篮3同时进行夹取，首先放入第一酸液槽4内，然后机械手装置8松开片篮3并上升，启动开合机构43，将第一酸液槽4开口关闭。进行酸液腐蚀，在此过程中启动抽风系统，通过扇形排风口45对第一酸液槽4内进行抽风，进一步将酸气抽走。在第一酸液槽4内浸泡腐蚀的过程中，机械手夹持第二组片篮3，并将其放置在第二酸液槽5内进行浸泡，从而利用浸泡的时间差，增大效率。在第一酸液槽4或第二酸液槽5内浸泡腐蚀之后，将片篮3从中夹取出来，放置在快排槽6内，利用净水进行冲洗，最后放置在溢流槽7内，进行浸泡，并将表面悬浮的少量杂质通过溢流口711排走，利用快注快排，多次进行浸泡和清洗，使清洗的效率更高、效果更好。

实施例2：全自动LED硅片清洗设备，与实施例1不同之处在于，如图12所示，只设有一个开合机构43，盖板46面积与第一酸液槽4开口大小相同，只通过一块盖板46对第一酸液槽4/第二酸液槽5开口进行遮挡。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.全自动LED硅片清洗设备，包括机体（1），所述机体（1）上设有清洗区（11），所述清洗区（11）包括酸液槽，其特征是：还设有控制酸液槽上方开口打开和闭合的开合机构（43）。

2.根据权利要求1所述的全自动LED硅片清洗设备，其特征是：所述开合机构（43）包括在竖直方向绕转动轴（4313）转动以开闭酸液槽开口的盖板（46）、驱动转轴（812）转动的驱动组件（431）。

3.根据权利要求2所述的全自动LED硅片清洗设备，其特征是：所述驱动组件（431）包括一端与转动轴（4313）铰接以拉动转动轴（4313）转动的连接件（4312），连接件（4312）另一端与驱动件铰接。

4.根据权利要求2或3所述的全自动LED硅片清洗设备，其特征是：关于酸液槽中心对称设置有一对所述开合机构（43），所述盖板（46）面积为所述酸液槽开口大小的一半。

5.根据权利要求4所述的全自动LED硅片清洗设备，其特征是：所述清洗区（11）上方设置有用于隔离清洗区（11）的透明PVC防护罩（111）。

6.根据权利要求1所述的全自动LED硅片清洗设备，其特征是：所述酸液槽开口上方的侧壁设置有朝向开口抽风的扇形排风口（45），所示扇形排风口（45）与抽风系统相连。

7.根据权利要求1所述的全自动LED硅片清洗设备，其特征是：所述清洗区11（11）包括溢流槽（7），溢流槽（7）包括上层的溢流腔（71）和下层的注水快排腔（73），溢流腔（71）与注水快排腔（73）之间通过隔板（72）隔开，隔板（72）上排布有向上喷水的注水孔（721），注水快排腔（73）的底端连通有高压注水管（731）和第二排水管（732），第二排水管（732）上设置有快排阀（631）。

8.根据权利要求1所述的全自动LED硅片清洗设备，其特征是：所述清洗区（11）包括上料位（2），所述上料位（2）设有用于存放硅片的片篮（3）和对片篮（3）进行定位的定位组件（21）。

9.根据权利要求8所述的全自动LED硅片清洗设备，其特征是：所述片篮（3）为方形，所述定位组件（21）包括设置在片篮（3）四周的L型边框（22）。

10.根据权利要求8或9所述的全自动LED硅片清洗设备，其特征是：所述上料位（2）还设有感应片篮（3）是否放置在定位组件（21）内的光电感应组件（23），所述光电感应组件（23）包括沿同一直线设置的光电开关（231）和反光板（232），定位组件（21）位于光电开关（231）与反光板（232）之间。