CN111613554A - 硅片清洗机 - Google Patents

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CN111613554A CN202010425906.3A CN202010425906A CN111613554A CN 111613554 A CN111613554 A CN 111613554A CN 202010425906 A CN202010425906 A CN 202010425906A CN 111613554 A CN111613554 A CN 111613554A
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Abstract

本申请公开了一种硅片清洗机。该硅片清洗机包括：机架，其包括相对间隔设置的两个悬臂，清洗篮，其两端分别设置在所述两个悬臂上，以及驱动机构，所述驱动机构包括两个凸轮和分别与相应的所述凸轮配合的两个随动器，所述两个悬臂与相应的随动器相连，以驱动所述两个悬臂运动同步上下往复运动，并带动所述清洗篮上下往复运动。根据本申请的硅片清洗机，在清洗硅片时，承载篮的振动稳定好，可实现对硅片的良好清洗。

Description

硅片清洗机
技术领域
本申请涉及半导体器件制造领域，特别涉及一种硅片清洗机。
背景技术
在半导体器件的制造过程中，硅片表面的清洁非常重要，这是由于硅片表面的任何污染物都可能会不良地影响所制备的器件的品质。
在现有技术中，通常将承载有硅片的承载篮挂在悬臂式清洗机上清洗。然而，悬臂式清洗机会导致承载篮的振幅不稳定，而难以实现对硅片的良好清洗。
发明内容
根据本发明，提出了一种硅片清洗机，包括：机架，所述机架包括相对间隔设置的两个悬臂，清洗篮，所述清洗篮两端分别设置在所述两个悬臂上，以及驱动机构，所述驱动机构包括两个凸轮和分别与相应的所述凸轮配合的两个随动器，所述两个悬臂与相应的随动器相连，以驱动所述两个悬臂运动同步上下往复运动，并带动所述清洗篮上下往复运动。
在一个实施例中，所述驱动机构还包括两个竖直设置的轨道，所述两个随动器分别与相应的所述轨道相配合。
在一个实施例中，所述两个随动器上均设置有卡槽状滑块，所述滑块滑动式卡接在所述轨道上。
在一个实施例中，所述两个凸轮的轴线沿水平方向延伸。
在一个实施例中，所述两个凸轮间隔地安装在同一个水平驱动轴上。
在一个实施例中，所述驱动机构还包括将所述凸轮与所述驱动轴固定相连的抱紧机构，其中，所述抱紧机构包括第一抱紧环和第二抱紧环，所述第一抱紧环固定在所述凸轮上，所述第二抱紧环与所述第一抱紧环可拆装式连接，所述抱紧机构包括延伸穿过所述第一抱紧环、凸轮和驱动轴的传动键。
在一个实施例中，所述两个凸轮中的任一个的基圆半径为30mm，近休止角和远休止角均为50度，凸轮轮廓线的升程、回程均为正弦加速度运动规律。
在一个实施例中，所述两个悬臂中的任一个具有横向延伸部和纵向延伸部，所述清洗篮设置在所述横向延伸部上，所述纵向延伸部与所述随动器相连。
在一个实施例中，所述两个悬臂中的第一悬臂具有与相应的所述凸轮相连的一个第一纵向延伸部，和与所述一个纵向延伸部相连的一个第一横向延伸部，所述两个悬臂中的第二悬臂具有与相应的所述凸轮相连的一个第二纵向延伸部，与所述第二纵向延伸部相连的第二横向延伸部，与所述第二横向延伸部相连的第三纵向延伸部，以及与所述第三纵向延伸部相连的第四横向延伸部，所述第一横向延伸部朝向所述第二悬臂，并且所述第二横向延伸部和第四横向延伸部朝向所述第一悬臂，所述清洗篮设置在所述第一横向延伸部和第四横向延伸部上，所述第二横向延伸部和第三纵向延伸部构成所述硅片清洗机的通风口避让区。
在一个实施例中，所述机架还包括两个间隔设置的竖直隔板，所述清洗篮处于在两个所述竖直隔板之间，所述凸轮和相应的随动器设置在相应竖直隔板的外侧，所述两个悬臂从相应的所述竖直隔板的外侧延伸到两个所述竖直隔板之间，以承载所述清洗篮，所述机架还包括连接在两个所述竖直隔板之间的水平隔板，所述清洗篮处于所述水平隔板的上方，所述驱动机构处于所述水平隔板的下方。
在一个实施例中，在所述纵向延伸部上设置有多个卡位结构，所述横向延伸部能更换地安装在任一个所述卡位结构上。
在一个实施例中，所述卡位结构为腰型孔。
在一个实施例中，所述硅片清洗机还包括清洗槽，所述清洗篮能进入到所述清洗槽内。
与现有技术相比，本申请的优点在于：在使用本申请的硅片清洗机时，清洗篮可以在清洗槽上下运动，从而实现使用清洗槽内的清洗剂来洗涤清洗篮承载的硅片。与现有技术中的清洗篮由单悬臂承载相比，在本申请中，使用两个悬臂承载清洗篮，这使得清洗篮以及其承载的硅片上下往复运动更稳定，从而不但清洗效果较好，而且极大地降低了硅片相互碰撞而刮伤的风险。此外，由两个悬臂承载清洗篮，也使得悬臂不易变形，使用寿命更长。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示意性地显示了根据本申请一个实施例的硅片清洗机。
图2示意性地显示了驱动机构。
图3是图2的A向视图。
图4示意性地显示了凸轮的轮廓。
图5是图4的侧视图。
图6示意性地显示了清洗篮。
图7示意性地显示了现有技术中的硅片清洗机。
图8示意性地显示了现有技术中的硅片清洗机的空间凸轮。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
图1示意性地显示了根据本申请的一个实施例的硅片清洗机1。如图1所示，硅片清洗机1包括机架100和清洗篮200。清洗篮200用于承载硅片230。硅片清洗机1还可以包括清洗槽300，用于容纳清洗剂。机架100还包括相对间隔设置的两个悬臂102(例如处于图1中右侧的悬臂102a和处于左侧的悬臂102b)，清洗篮200的两端分别设置在两个悬臂102上。两个悬臂102被驱动为同步上下往复运动，以带动清洗篮200上下往复运动。
在使用本申请的硅片清洗机1时，清洗槽300(如图1中的虚线框所示)内具有清洗剂(例如，酸液)，清洗篮200可以相对于清洗槽300上下运动。例如，在需要清洗硅片时，将清洗篮200向下运动，清洗篮200的(或承载硅片的部分)进入到清洗槽300(如图1所示的状态)，以使得硅片没入清洗剂中；在硅片清洗完成后，将清洗篮200向上运动到清洗槽300之外，从而可以将清洗篮200承载的硅片取下来。这样，就实现了使用清洗槽300内的清洗剂洗涤清洗篮200承载的硅片。与现有技术中的清洗篮由单悬臂承载相比，在本申请中，使用两个悬臂102承载清洗篮200，这使得清洗篮200以及其承载的硅片上下往复运动更稳定，从而不但清洗效果较好，而且极大地降低了硅片相互碰撞而刮伤的风险。此外，由两个悬臂102承载清洗篮200，也使得悬臂102不易变形，使用寿命更长。如图所示，图1中的清洗篮200承载多个花篮，每个花篮内承载多片硅片，实现了多篮硅片清洗、增加产能的技术效果。
在一个实施例中，清洗篮200的两端分别以悬挂的方式设置在两个悬臂102上，以便于清洗篮200的拆装。
硅片清洗机1还包括驱动两个悬臂102运动的驱动机构400。在一个具体的实施例中，如图1和2所示，驱动机构400包括两个凸轮401和分别与相应的凸轮401配合的两个随动器402，两个悬臂102与相应的随动器402相连。在一个具体的实施例中，驱动机构400还可以包括电机403，以驱动两个凸轮401。这样，随动器402可将凸轮401的转动转化为上下往复运动，并因此带动两个悬臂102和清洗篮200上下往复运动，进而实现对硅片的清洗。
在一个具体的实施例中，随动器402可以包括板体409，以及在板体409的一端构造有与凸轮401配合的顶凸408。悬臂102连接在板体409上。
在一个实施例中，两个凸轮401设置为轴线沿水平方向延伸。换句话说，两个凸轮401都竖直设置。这样，两个凸轮401间隔地安装在同一个水平驱动轴404上。由此，仅需要设置一个电机403，并且电机403的轴与驱动轴404相连，就可以驱动两个凸轮401同步转动。在另一个实施例中，凸轮401通过两个半体式的抱紧环405、420和传动键406与驱动轴404固定连接。例如，一个半体的第一抱紧环405固定在凸轮401上，并且在该第一抱紧环405上形成有键槽407，另一个半体的第二抱紧环420为自由部件并可以通过螺栓421与第一抱紧环405拆装式相连。这样，当第一抱紧环405与第二抱紧环420相连时，两个抱紧环会将驱动轴404固定抱紧，从而凸轮401稳定地安装在驱动轴404上；当将第二抱紧环420从第一抱紧环405上拆下后，就可以将凸轮401与驱动轴404分离。这样，可方便地从驱动轴404上拆装凸轮401。传动键406延伸穿过了第一抱紧环405、凸轮401和驱动轴404(如图8所示)，以使得凸轮401的转动更加稳定，避免与驱动轴404出现相对滑动。
驱动机构400还包括两个竖直设置的轨道410，两个随动器402分别与相应的轨道410相配合。这样，可使得随动器402的上下往复运动更加稳定，进而使得硅片的清洗效果较好，并且进一步降低硅片相互碰撞而刮伤的风险。在一个具体的实施例中，如图3所示，两个随动器402上均设置有卡槽状滑块411，滑块411滑动式卡接在轨道上410。例如，滑块411处于随动器402的板体409上。这种结构使得随动器402的上下往复运动更加稳定。此外，轨道410可以为平行设置的两个，每个随动器402上的滑块411也相应地为两个。在另外的实施例中，轨道410设置在承载板412上，以使得随动器402的上下往复运动更加稳定。
图4示意性地显示了凸轮401的轮廓。凸轮401的基圆半径为30mm，近休止角和远休止角均为50度，凸轮轮廓线431的升程、回程均为正弦加速度运动规律。发明人发现，在凸轮以20转/分钟的转速转动下，硅片不会相对滑动，从而不但清洗效果较好，而且极大地降低了硅片相互碰撞而刮伤的风险。应理解的是，在本申请中，用语“基圆”是指以凸轮回转中心为圆心，以凸轮理论轮廓曲线的最短向径为半径所作的圆。
返回到图1，悬臂102具有横向延伸部104和纵向延伸部105。清洗篮200设置在横向延伸部104上，纵向延伸部105与随动器402相连。具体来说，纵向延伸部105与随动器402的板体409相连。更优选地，纵向延伸部105和滑块411分别处理板体409的两个侧面上，以便于装配。例如，纵向延伸部105处于板体409的外侧上，而滑块411处于板体409的内侧上。在另外的实施例中，悬臂102还可以有更多的横向延伸部或纵向延伸部，或其他延伸方向的连杆，以顺应不同的使用环境，并使得结构更加稳定，这里不再赘述。
在一个具体的实施例中，至少一个悬臂102具有更多个横向延伸部和纵向延伸部。例如，在图1所示的实施例中，处于图1中右侧的第二悬臂102a具有两个横向延伸部，即，第二横向延伸部151和第四横向延伸部150，两个纵向延伸部，即第二纵向延伸部153和第四纵向延伸部152。第二纵向延伸部153与相应的凸轮(或随动器)相连，第二横向延伸部151与第二纵向延伸部153相连，第四纵向延伸部152与第二横向延伸部151相连，第四横向延伸部150与第四纵向延伸部152相连。相比之下，处于图左侧的第一悬臂102b仅具有一个横向延伸部104(即，第一横向延伸部)和一个纵向延伸部105(即，第一纵向延伸部)。第一纵向延伸部105与相应的凸轮(或随动器)相连，第一横向延伸部104与纵向延伸部105相连。在这种结构中，第一横向延伸部104朝向第二悬臂102a，并且第二横向延伸部151和第四横向延伸部150朝向第一悬臂102b，这样清洗篮200设置在第一横向延伸部104和第四横向延伸部150上。另外，从整体上看，第二纵向延伸部152和第二横向延伸部151使得第二悬臂102a具有避让区156，以避免遮挡机架100上的通风口155。通风口155与处于硅片清洗机1外部的风机(图中未示出)相连，以将硅片清洗产生的废弃气体排出。应理解的是，第四纵向延伸部152和第二横向延伸部151也可以形成为一个整体；也可以根据需要在左侧的第一悬臂102b上构造与拐弯避让区156类似的结构，这里不再赘述。
在一个具体的实施例中，如图2所示，在纵向延伸部105上设置有多个卡位结构106，横向延伸部104能更换地安装在任一个卡位结构106上。这样，可根据情况调整横向延伸部104的高度，并进而调整清洗篮200的高度，这方便了使用。在一个具体的实施例中，卡位结构106为腰型孔。
图6示意性了显示了清洗篮200的结构。如图6所示，清洗篮200具有多个通孔220，以便于清洗剂进入清洗篮200内，进而清洗硅片。
整体来说，如图1所示，根据本申请的硅片清洗机1包括机架100、用于承载硅片230的清洗篮200、相对间隔设置的两个悬臂102(如图1中的处于右侧的悬臂102a和处于左侧的悬臂102b)，以及驱动两个悬臂102同步上下往复运动的驱动机构400。清洗篮200的两端分别设置在两个悬臂102上。驱动机构400包括电机403、与电机403相连的水平驱动轴404，两个间隔式安装在水平驱动轴404上的凸轮401和分别与相应的凸轮401配合的两个随动器402。两个悬臂102与相应的随动器402相连。这样，电机403通过水平驱动轴404驱动位于水平驱动轴404两端的凸轮401转动，实现两个悬臂102的上下往复运动，进而实现清洗篮200的上下往复运动，由此实现对清洗篮200承载的硅片进行清洗。
机架100还包括两个间隔设置的竖直隔板801、802，清洗篮200处于在两个竖直隔板801、802之间。在这种结构中，凸轮401和相应的随动器402均设置在相应竖直隔板801、802的外侧，以便于对其进行检测和维护。两个悬臂102a、102b从相应的竖直隔板801、802的外侧延伸到两个竖直隔板801、802之间，以承载清洗篮200。应理解的是，驱动轴404从外侧延伸穿过两个竖直隔板801、802。电机403则处相应的竖直隔板(例如，图1中的竖直隔板802)的外侧，并与驱动轴404相连。这同样有助于电机403与驱动轴403之间的拆装和维护。
机架100还包括水平隔板500，清洗槽300可设置在水平隔板500的上方，驱动机构(例如，驱动轴404)安装在水平隔板500的下方。这样，水平隔板500就形成了硅片清洗机1的工艺区的底板，并将工艺区和干区隔离开，驱动轴404则设置在干区内。这样，可防止工艺区的清洗剂意外溅落而腐蚀干区的构件，从而保证了硅片清洗机1的安全和寿命。
与现有技术中的硅片清洗机6的清洗篮601由单悬臂602承载(如图7所示)相比，本申请的硅片清洗机1使用两个悬臂102承载清洗篮200，这使得清洗篮200以及其承载的硅片上下往复运动更稳定，从而不但清洗效果较好，而且极大地降低了硅片相互碰撞而刮伤的风险。此外，由两个悬臂102承载清洗篮200，也使得悬臂102不易变形，使用寿命更长。
此外，在本申请中，两个凸轮401设置为轴线沿水平方向延伸。换句话说，两个凸轮401都竖直设置。然而，现有技术中的硅片清洗机6，使用空间凸轮701(如图8所示)来驱动单悬臂602运动，空间凸轮701水平放置(即，其轴线为竖直方向)。相比之下，本申请的凸轮401结构更加简单，但可实现相同的作用；而且与上述的两个悬臂102结构更加适配。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种硅片清洗机，其特征在于，包括：
机架，所述机架包括相对间隔设置的两个悬臂，
清洗篮，所述清洗篮两端分别设置在所述两个悬臂上，以及
驱动机构，所述驱动机构包括两个凸轮和分别与相应的所述凸轮配合的两个随动器，所述两个悬臂与相应的随动器相连，以驱动所述两个悬臂运动同步上下往复运动，并带动所述清洗篮上下往复运动。
2.根据权利要求1所述的硅片清洗机，其特征在于，所述驱动机构还包括两个竖直设置的轨道，所述两个随动器分别与相应的所述轨道相配合。
3.根据权利要求2所述的硅片清洗机，其特征在于，所述两个随动器上均设置有卡槽状滑块，所述滑块滑动式卡接在所述轨道上。
4.根据权利要求1所述的硅片清洗机，其特征在于，所述两个凸轮的轴线沿水平方向延伸。
5.根据权利要求4所述的硅片清洗机，其特征在于，所述两个凸轮间隔地安装在同一个水平的驱动轴上。
6.根据权利要求5所述的硅片清洗机，其特征在于，所述驱动机构还包括将所述凸轮与所述驱动轴固定相连的抱紧机构，
其中，所述抱紧机构包括第一抱紧环和第二抱紧环，所述第一抱紧环固定在所述凸轮上，所述第二抱紧环与所述第一抱紧环可拆装式连接，
在所述第二抱紧环与所述第一抱紧环相连时，所述第一抱紧环和第二抱紧抱紧所述驱动轴，以将所述凸轮与所述驱动轴固定连接，
所述抱紧机构包括延伸穿过所述第一抱紧环、凸轮和驱动轴的传动键。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的硅片清洗机，其特征在于，所述两个凸轮中的任一个的基圆半径为30mm，近休止角和远休止角均为50度，凸轮轮廓线的升程、回程均为正弦加速度运动规律。
8.根据权利要求1所述的硅片清洗机，其特征在于，所述两个悬臂中的任一个具有横向延伸部和纵向延伸部，所述清洗篮设置在两个所述横向延伸部上，所述纵向延伸部与所述随动器相连。
9.根据权利要求8所述的硅片清洗机，其特征在于，所述两个悬臂中的第一悬臂具有与相应的所述凸轮相连的一个第一纵向延伸部，和与所述一个纵向延伸部相连的一个第一横向延伸部，
所述两个悬臂中的第二悬臂具有与相应的所述凸轮相连的一个第二纵向延伸部，与所述第二纵向延伸部相连的第二横向延伸部，与所述第二横向延伸部相连的第三纵向延伸部，以及与所述第三纵向延伸部相连的第四横向延伸部，
所述第一横向延伸部朝向所述第二悬臂，并且所述第二横向延伸部和第四横向延伸部朝向所述第一悬臂，所述清洗篮设置在所述第一横向延伸部和第四横向延伸部上，
所述第二横向延伸部和第三纵向延伸部构成所述硅片清洗机的通风口避让区。
10.根据权利要求1所述的硅片清洗机，其特征在于，所述机架还包括两个间隔设置的竖直隔板，所述清洗篮处于在两个所述竖直隔板之间，
所述凸轮和相应的随动器设置在相应竖直隔板的外侧，
所述两个悬臂从相应的所述竖直隔板的外侧延伸到两个所述竖直隔板之间，以承载所述清洗篮，
所述机架还包括连接在两个所述竖直隔板之间的水平隔板，所述清洗篮处于所述水平隔板的上方，所述驱动机构处于所述水平隔板的下方。
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