CN107658252A - 一种全自动硅片清洗模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动硅片清洗模组，包括用于带动盖板沿两槽体相邻侧边所指方向转动以关闭或打开槽体的翻转机构和驱动翻转机构运动的驱动装置；所述翻转机构包括与清洗模组的机架固定连接的固定块以及与固定块转动连接的连接杆，驱动装置为竖直设置的气压缸，连接杆的一端与盖板固定连接，连接杆的另一端转动连接有铰接杆，铰接杆与气压缸的活塞杆转动连接，气压缸位于固定块远离铰接杆的一侧；气压缸伸缩时通过铰接杆和连接杆带动盖板沿两槽体相邻侧边所指方向翻转以盖住或打开槽体，盖板在开启后可翻转至竖直状态，本发明的优点是两相邻槽体之间占用的空间比较小。

Description

一种全自动硅片清洗模组

技术领域

本发明涉及一种硅片清洗设备，特别涉及一种全自动硅片清洗模组。

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，喷洗硅片的表面物理清洗主要是超声波清洗。

如图12所示，在硅片清洗过程中，为了减少空气对清洗剂和硅片表面的影响或减少溶剂挥发，需要将硅片进行密封清洗，通常采用侧翻式密封，即在槽体2侧边上转动连接有盖板7，盖板7朝一个方向翻转时可以盖住或打开槽体2。

盖板7处于打开状态时，如图12中虚线表示的状态，盖板7位于槽体2的一侧并位于两相邻槽体7之间，两相邻槽体7之间的距离，如图12中s表示的距离，该距离需要足够大以避免盖板7开启时对相邻的槽体2造成影响，因此该方案中，两相邻槽体2之间占用的空间比较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种全自动硅片清洗模组，其优点是两相邻槽体之间占用的空间比较小。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种全自动硅片清洗模组，包括用于关闭或打开槽体的盖板，还包括用于带动盖板上下翻转以关闭或打开槽体的翻转机构和驱动翻转机构翻转的驱动装置，盖板的旋转轴与相邻槽体的相邻侧边相垂直。

通过上述技术方案，硅片在清洗过程中，盖板可以盖住槽体，减少漂洗液挥发或降低空气氧化硅片表面的程度，驱动装置可以驱动翻转机构运动以带动盖板翻转，盖板翻转开启过程中，沿两槽体相邻侧边所指方向转动时不会对相邻槽体上方的空间造成影响，也不会占用相邻槽体之间的空间，槽体之间的距离可以更小，清洗模组内可以设置更多的槽体，可以一次对硅片进行更多的清洗工序，提高工作效率。

本发明进一步设置为：所述翻转机构包括与清洗模组的机架固定连接的固定块以及与固定块转动连接的连接杆，驱动装置为竖直设置的气压缸，连接杆的一端与盖板固定连接，连接杆的另一端转动连接有铰接杆，铰接杆与气压缸的活塞杆转动连接，气压缸位于固定块远离铰接杆的一侧。

通过上述技术方案，气压缸伸缩时可以通过铰接杆带动连接杆转动，连接杆带动盖板翻转盖住或打开槽体，气压缸的行程比较容易控制，因此，盖板翻转的角度范围更好控制。

本发明进一步设置为：所述翻转机构包括与清洗模组的机架固定连接的固定块以及于固定块转动连接的连接杆，连接杆通过与其固定连接的转轴与固定块转动连接，驱动装置为电动机，转轴和电动机的输出轴之间通过传动机构相传动。

通过上述技术方案，电动机运转时可以通过传动机构带动连接杆转动，连接杆带动盖板翻转以盖住或打开槽体，电动机转速可以通过伺服系统来控制，转速控制更加精确。

本发明进一步设置为：所述传动机构包括与所述转轴固定连接的从动齿轮以及与电动机输出轴固定连接的主动齿轮，从动齿轮与主动齿轮相啮合。

通过上述技术方案，齿轮传动可以承受比较大的转矩，传递的转速可以更大，因此，可以更平稳地带动盖板做翻转运动。

本发明进一步设置为：所述主动齿轮的齿数比从动齿轮的齿数少。

通过上述技术方案，主动齿轮的转速和从动齿轮的转速的比值与齿数之间的比值成反比，因此，从动齿轮的转速小于主动齿轮的转速，可以避免因电动机转速过大而导致盖板翻转过快，盖板翻转过程中更加平稳。

本发明进一步设置为：所述盖板一面固定连接有在关闭时与槽体边缘相密封抵接的密封圈。

通过上述技术方案，密封圈被挤压在槽体边缘的表面上，形成密封抵接，可以提高盖板与槽体之间的密封性能，减少清洗过程中空气进入槽体，减少槽体内漂洗液的挥发。

本发明进一步设置为：所述槽体边缘设有圆角。

通过上述技术方案，盖板关闭时可以沿圆角表面逐渐滑入槽体内，可以降低盖板与槽体边缘相抵触后发生卡死的可能性。

本发明进一步设置为：所述盖板在开启后可翻转至竖直状态。

通过上述技术方案，翻转至竖直状态后可以靠贴在机架的内壁上，可以减少盖板占用的工作空间。

本发明进一步设置为：所述翻转机构外面罩有防护罩。

通过上述技术方案，翻转机构位于防护罩内侧，可以避免工作人员因与翻转机构相接触而被夹伤。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、清洗过程中，盖板可以盖住槽体，减少空气进入槽体以降低空气对硅片表面的氧化，也可以减少漂洗液的挥发；

2、盖板沿两槽体相邻侧边所指的方向翻转，翻转打开后不会占用两相邻槽体之间的空间，槽体之间的距离可以更小，槽体排列更加紧密，一个清洗模组可以对硅片进行更多不同的工序，结构更加紧凑，占地面积更小。

附图说明

图1是实施例1中整机外形结构图；

图2是实施例1中体现槽体布局的示意图；

图3是实施例1中体现翻转机构与机架之间的装配关系的示意图；

图4是实施例1中体现翻转机构结构的示意图；

图5是实施例1中体现翻转机构工作原理示意图；

图6是实施例1中体现圆角和密封圈结构的示意图；

图7是实施例1中体现防护罩结构的示意图；

图8是实施例1中体现推杆工作原理的示意图；

图9是实施例1中体现液压缸与支撑板之间的装配关系的示意图；

图10是实施例2中体现翻转机构结构的示意图；

图11是实施例2中体现翻转机构工作原理的示意图；

图12是现有技术中体现盖板工作原理的示意图。

图中，1、机架；2、槽体；21、超声漂洗槽；22、A/B液槽；23、碱槽；24、慢提拉槽；25、圆角；3、上料位；31、支撑板；311、滑槽；32、导轨；33、导向板；331、倒角；34、液压缸；35、推杆；36、限位板；4、下料位；41、烘箱；5、机械手；6、滑轨；7、盖板；71、开口；8、翻转机构；81、固定块；82、连接杆；83、铰接杆；84、转轴；85、传动机构；851、从动齿轮；852、主动齿轮；9、红外对射探测器；101、气压缸；102、密封圈；103、防护罩；104、电动机；105、红外感应器；106、花篮。

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1：一种全自动硅片清洗模组，如图1和图2所示，清洗设备的整机主要包括机架1、设置在机架1内部的槽体2、机械装置、加热系统、排风系统、电控单元、水路系统和气路系统（其中，加热系统、排风系统、电控单元、水路系统和气路系统在图中未画出），清洗模组包括多个相互拼装的槽体2，机架1两端分别设有上料位3、和下料位4，机械装置包括设置在清洗模组上部的机械手5以及供机械手5左右滑动的滑轨6，机械手5可上下运动，机械手5沿导轨6滑动时可将上料位3中装有硅片的花篮106夹取到槽体2中或将槽体2中的花篮106夹取到下料位4中。工作时，先将装有硅片的花篮106放入上料位3，机械手5将花篮106夹取到槽体2中进行清洗，洗完后，机械手5再将花篮106从槽体2内夹取出并运送到下料位4，完成清洗工作。

如图2所示，多个槽体2呈直线阵列排布，槽体2由上料位3向下料位4依次分为超声漂洗槽21、A/B液槽22、超声漂洗槽21、碱槽23、超声漂洗槽21和慢提拉槽24，其中，不同的槽体2内含有的化学药剂种类和含量可以不同，硅片按此顺序依次进行清洗操作，按照此工艺对硅片进行清洗可以更有效地提高清洗效率和清洗质量，慢提拉槽24用于提拉干燥处理，硅片在高温水内浸泡之后，通过水的张力，在缓慢提拉的过程中，硅片脱离液面的表面水分会慢慢蒸发，达到干燥的效果。下料位4设有烘箱41，加热系统对烘箱41进行加热，硅片经过清洗后，机械手5将花篮106夹取至烘箱41内进行烘干处理。

在清洗过程中，溶液可能会挥发，且空气对硅片具有一定的氧化作用，槽体2的一端设有盖板7，盖板7用于盖住槽体2以减小空气对清洗过程中的硅片造成的影响或减少清洗液的挥发。

如图2和图3所示，机架1一面设有开口71，机架1外侧设有带动盖板7沿两槽体2相邻侧边的方向翻转以打开或盖住清洗槽的翻转机构8，翻转机构8穿过开口71与盖板7相连接。盖板7处于开启状态时，不会占用相邻槽体2之间的空间,因此,两相邻槽体2之间的距离可以更小,同一长度的清洗线上设置的槽体2数量更多,清洗模组可以一次对硅片进行更多不同的清洗工序。

如图2和图4所示，槽体2的边缘设有一对红外对射探测器9，型号可以是 ABE-250TC，红外对射探测器9分别位于槽体2的两对角上，用于探测运行至槽体2上方的机械手5是否夹取有花篮106。机械手5将花篮106放入槽体2时，红外对射探测器9将探测信号反馈给控制机械手5的电控单元，若机械手5运行至槽体2上方时没有夹取花篮106，机械手5的电控单元则控制机械手5重新夹取花篮106并运送至槽体2，将花篮106放入槽体2。可以避免槽体2空洗，提高工作效率，减少耗能。

如图3和图4所示，翻转机构8包括与机架1固定连接的固定块81、与固定块81转动连接的连接杆82以及用于驱动连接杆82转动的驱动装置，驱动装置可以为气压缸101，气压缸101竖直设置，缸体与机架1固定连接，连接杆82的一端转动连接有铰接杆83，盖板7固定连接在连接杆82的另一端，铰接杆83远离连接杆82的一端与气压缸101的活塞杆转动连接，气压缸101位于固定块81远离铰接杆83的一侧。

如图4所示，气压缸101伸长后，盖板7处于竖直状态，可以靠贴在机架1的内壁上，减小在机架1内部所占用的空间，且不会占用两相邻槽体2之间的空间，相邻槽体2之间的距离可以更小。

如图5所示，气压缸101收缩时通过铰接杆83和连接杆82带动盖板7朝靠近槽体2的方向转动，直到完全盖住槽体2。气压缸101的数量可以为两个，分别设置在盖板7的两侧，两个气压缸101可以分别对盖板7两侧进行驱动，盖板7翻转过程中更加平稳。

如图6所示，槽体2的边缘设有圆角25，盖板7靠近槽体2的一面固定连接有密封圈102，盖板7在关闭过程中，密封圈102可以沿圆角25表面逐渐滑入槽体2内，盖板7处于关闭状态时，密封圈102与槽体2的内壁相抵接，可以提高盖板7与槽体2之间的密封性能，减少漂洗液的挥发或减少空气进入槽体2内部。

如图7所示，机架1外侧固定连接有防护罩103，翻转机构8位于防护罩103内侧，可以避免工作人员因与翻转机构8接触而被夹伤。

如图2所示，上料位3包括与机架1固定连接的支撑板31以及沿机架1长度方向设置并与支撑板31上表面固定连接的一对导轨32，花篮106可以放置在导轨32上并沿导轨32滑动，导轨32的长度足够同时并排放置两个花篮106以上，槽体2内的硅片清洗完毕后，机械手可以及时从导轨32上夹取花篮106并放入空的槽体2内，提高上料效率。

如图8所示，支撑板31上面在两导轨32相互远离的一侧固定连接有导向板33，导向板33相互靠近的一面之间的距离与花篮106的宽度尺寸相当，用手或其他工具可以推动导轨32上的花篮106时，花篮106的两侧面可以分别与两导向板33内侧面相对滑动，花篮106可以平稳地沿导轨32滑动。导向板33上表面的两侧边缘设有倒角331，花篮106可以更容易放入两个导向板33之间。

结合图9，支撑板31沿长度方向开设有滑槽311，滑槽311下方设有与其平行的液压缸34，液压缸34的缸体与支撑板31的下表面固定连接，活塞杆的端部固定连接有推杆35，推杆35穿过滑槽311伸于支撑板31上方，液压缸34伸至最长状态时，推杆35刚好位于支撑板31远离槽体2（见图2）的一端，此时，将花篮106放置在导轨32上，气压缸101收缩时，推杆35可以推动花篮106朝靠近槽体2的方向滑动。

如图8所示，支撑板31靠近槽体2的一端上表面固定连接有限位板36，推杆35将花篮106推动至与限位板36相抵触时，液压缸34停止收缩，此时，花篮106处于槽体2（见图2）的侧边位置。支撑板31两端的上表面均设有红外感应器105，当花篮106放在导轨32远离槽体2的一端时，红外感应器105将感应信号反馈给液压缸34的电控单元，液压缸34收缩带动推杆35将花篮106推至导轨32靠近槽体2的一端，靠近槽体2的红外感应器105将感应信号反馈给机械手5的电控单元，机械手5将花篮106夹取到相应的槽体2内，可以实现自动上料。

工作过程：先将装有硅片的花篮106放在导轨32上，红外感应器105将感应信号反馈给液压缸34的电控单元，液压缸34开始收缩，带动推杆35推动花篮106沿导轨32朝靠近槽体2的方向滑动，当花篮106滑动至与限位板36相互抵接使，液压缸34停止收缩，此时，花篮106遮挡住靠近槽体2的红外感应器105，红外感应器105感应信号反馈给机械手5的电控单元，机械手5将花篮106夹取至相应的槽体2内，完成自动上料；气压缸101收缩，通过连接杆82带动盖板7朝靠近槽体2的方向转动并逐渐关闭槽体2，气压缸101收缩至最短后，盖板7可以完全盖住槽体2，减少清洗过程中的漂洗液挥发或空气氧化硅片表面；清洗完成后，气压缸101伸长，推动连接杆82转动，连接杆82带动盖板7朝远离槽体2的方向转动，槽体2逐渐被打开，气压缸101伸至最长时，盖板7可以转动至竖直状态并靠贴在机架1内壁上，占用的空间比较小，且不占用两相邻槽体2之间的空间，相邻槽体2之间的距离可以更小，同样大小的空间可以并排设置更多的槽体2，清洗模组可以一次完成更多不同的清洗工序；最后，机械手5将花篮106夹取至烘箱41内，加热系统对烘箱41进行加热以对硅片进行烘干处理。

实施例2：与实施例1不同之处在于，如图10和图11所示，翻转机构8包括与机架1固定连接的固定块81、与固定块81转动连接的连接杆82以及用于驱动连接杆82转动的驱动装置，连接杆82上固定连接有转轴84，连接杆82通过转轴84与固定块81转动连接。驱动装置为电动机104，转轴84和电动机104之间通过传动机构85进行传动，传动机构85包括与转轴84固定连接的从动齿轮851以及与电动机104输出轴固定连接的主动齿轮852，从动齿轮851与主动齿轮852相互啮合，电动机104朝一个方向转动时可以通过主动齿轮852和从动齿轮851带动转轴84转动，连接杆82带动盖板7朝靠近槽体2或远离槽体2的方向转动。电动机104由伺服系统（图中未画出）控制，每次朝一个方向转动的圈数一致，可以刚好使盖板7在开启时转动至竖直状态或在关闭状态时转动至水平状态。主动齿轮852的齿数比从动齿轮851的齿数少，电动机104运行时，从动齿轮851的转速不会过大，盖板7翻转过程中更加平缓。

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 (9)

1.一种全自动硅片清洗模组，包括用于关闭或打开槽体（2）的盖板（7），其特征是：还包括用于带动盖板（7）上下翻转以关闭或打开槽体（2）的翻转机构（8）和驱动翻转机构（8）翻转的驱动装置，盖板（7）的旋转轴与相邻槽体（2）的相邻侧边相垂直。

2.根据权利要求1所述的一种全自动硅片清洗模组，其特征是：所述翻转机构（8）包括与清洗模组的机架（1）固定连接的固定块（81）以及与固定块（81）转动连接的连接杆（82），驱动装置为竖直设置的气压缸（101），连接杆（82）的一端与盖板（7）固定连接，连接杆（82）的另一端转动连接有铰接杆（83），铰接杆（83）与气压缸（101）的活塞杆转动连接，气压缸（101）位于固定块（81）远离铰接杆（83）的一侧。

3.根据权利要求1所述的一种全自动硅片清洗模组，其特征是：所述翻转机构（8）包括与清洗模组的机架（1）固定连接的固定块（81）以及于固定块（81）转动连接的连接杆（82），连接杆（82）通过与其固定连接的转轴（84）与固定块（81）转动连接，驱动装置为电动机（104），转轴（84）和电动机（104）的输出轴之间通过传动机构（85）相传动。

4.根据权利要求3所述的一种全自动硅片清洗模组，其特征是：所述传动机构（85）包括与所述转轴（84）固定连接的从动齿轮（851）以及与电动机（104）输出轴固定连接的主动齿轮（852），从动齿轮（851）与主动齿轮（852）相啮合。

5.根据权利要求4所述的一种全自动硅片清洗模组，其特征是：所述主动齿轮（852）的齿数比从动齿轮（851）的齿数少。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种全自动硅片清洗模组，其特征是：所述盖板（7）一面固定连接有在关闭时与槽体（2）边缘相密封抵接的密封圈（102）。

7.根据权利要求6所述的一种全自动硅片清洗模组，其特征是：所述槽体（2）边缘设有圆角（25）。

8.根据权利要求1至5任一项所述的一种全自动硅片清洗模组，其特征是：所述盖板（7）在开启后可翻转至竖直状态。

9.根据权利要求1至5任一项所述的一种全自动硅片清洗模组，其特征是：所述翻转机构（8）外面罩有防护罩（103）。