CN112387695A - 超声波清洗装置、半导体设备及其控制方法 - Google Patents

超声波清洗装置、半导体设备及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种超声波清洗装置、半导体设备及其控制方法，涉及半导体加工技术领域，其中，超声波清洗装置包括：超声波发生模块、检测模块和多个并联的超声波换能模块；超声波发生模块分别与供电电源和多个超声波换能模块连接，用于向每个超声波换能模块提供驱动信号；超声波换能模块用于在驱动信号的驱动下发射超声波；检测模块与超声波发生模块连接，用于检测流过超声波发生模块的工作电流，并根据工作电流判断是否存在异常的超声波换能模块；若是，则发出报警信号，报警信号用于提示存在异常的超声波换能模块。本发明可以避免出现由于超声波换能模块发生异常而导致的待清洗件清洗不均匀的问题。

Description

超声波清洗装置、半导体设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，具体涉及一种超声波清洗装置、半导体设备及其控制方法。
背景技术
目前，超声波清洗主要是通过超声波换能器，将电能转换成机械振动，使清洗槽内的液体在超声波的作用下，产生气泡，超声波在液体中传播时，气泡迅速增大，然后突然闭合，并在气泡闭合时产生冲击波，冲击力能够对固体表面进行擦洗。
超声波清洗装置包括超声波发生器和多个超声波换能器，超声波发生器用于驱动多个超声波换能器进行振动以发射超声波。多个超声波换能器采用并联接线方式，当其中某个超声波换能器损坏时，其他超声波换能器仍能继续正常工作，但是，损坏的超声波换能器的超声波输出减弱甚至停止，导致多个超声波换能器输出的超声波不再一致，这样，当清洗步骤持续进行后，将导致待清洗件表面的清洗不均匀，影响清洗效果。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种超声波清洗装置、半导体设备及其控制方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种超声波清洗装置，应用于半导体设备中，所述半导体设备包括清洗槽，其中，所述超声波清洗装置包括：超声波发生模块、检测模块和多个并联的超声波换能模块；
所述超声波发生模块分别与供电电源和多个所述超声波换能模块连接，用于向每个所述超声波换能模块提供驱动信号；
所述超声波换能模块用于在所述驱动信号的驱动下发射超声波；
所述检测模块与所述超声波发生模块连接，用于检测流过所述超声波发生模块的工作电流，并根据所述工作电流判断是否存在异常的所述超声波换能模块；若是，则发出报警信号，所述报警信号用于提示存在异常的所述超声波换能模块。
可选地，所述检测模块包括：电流采集子模块和判断子模块；
所述电流采集子模块与所述超声波发生模块连接，所述电流采集子模块用于检测流过所述超声波发生模块的所述工作电流；
所述判断子模块用于判断所述工作电流是否处于预设电流范围之外，若是，则确定存在异常的所述超声波换能模块。
可选地，所述电流采集子模块包括钳形电流互感器，所述钳形电流互感器连接在所述超声波发生模块与所述供电电源之间的连接线路上；
所述判断子模块包括可编程逻辑控制器。
可选地，所述超声波清洗装置还包括：显示模块，所述显示模块与所述检测模块连接，用于对所述检测模块检测到的所述工作电流的大小进行显示；和/或，显示所述报警信号。
本发明还提供一种半导体设备，其中，包括清洗槽和上述的超声波清洗装置，所述清洗槽包括槽体；
所述超声波清洗装置的多个所述超声波换能模块设置在所述槽体上，所述超声波换能模块用于朝向所述清洗槽中发射超声波。
可选地，所述超声波换能模块均设置在所述槽体的底壁上。
可选地，所述超声波换能模块包括安装壳和设置在所述安装壳中的震子，所述超声波换能模块的安装壳上设置有内螺纹，在所述槽体的底壁上设置有与所述内螺纹相匹配的外螺纹，所述震子用于发射超声波并驱动所述槽体的底壁震动。
可选地，所述半导体设备还包括机械臂，所述机械臂用于将待清洗件放入所述清洗槽中；
所述机械臂与所述检测模块连接，所述检测模块还用于当判断出多个所述超声波换能模块中存在异常的所述超声波换能模块时，控制所述机械臂停止将新的待清洗件放入所述清洗槽中。
本发明还提供一种半导体设备的控制方法，所述半导体设备为上述的半导体设备，其中，所述控制方法包括：
检测流过所述超声波发生模块的工作电流；
根据所述工作电流判断是否存在异常的所述超声波换能模块；若是，则发出报警信号，所述报警信号用于提示存在异常的所述超声波换能模块。
可选地，所述根据所述工作电流判断是否存在异常的所述超声波换能模块，包括：
判断所述工作电流是否处于预设电流范围之外，若是，则确定存在异常的所述超声波换能模块。
本发明的有益效果：
采用本发明提供的超声波清洗装置，当多个超声波换能模块中存在异常的超声波换能模块时，检测模块可以发出报警信号，从而提示工作人员及时处理，避免出现由于超声波换能模块发生异常而导致的待清洗件清洗不均匀的问题。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例提供的超声波清洗装置的模块示意图；
图2为本发明实施例提供的超声波清洗装置的电路结构示意图；
图3为本发明实施例提供的半导体设备的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的清洗槽的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的半导体设备的控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明实施例提供一种超声波清洗装置，应用于半导体设备中，图1为本发明实施例提供的超声波清洗装置的模块示意图，如图1所示，该超声波清洗装置包括：超声波发生模块1、检测模块2和多个并联的超声波换能模块3。超声波发生模块1分别与供电电源4和多个超声波换能模块3连接，超声波发生模块1用于向每个超声波换能模块3提供驱动信号。超声波换能模块3用于在驱动信号的驱动下发射超声波。检测模块2与超声波发生模块1连接，用于检测流过超声波发生模块1的工作电流，并根据工作电流判断是否存在异常的超声波换能模块3，若是，则发出报警信号，该报警信号用于提示存在异常的超声波换能模块3。
在本发明实施例中，当多个超声波发生模块1中存在异常的超声波换能模块3时，多个超声波换能模块3输出的超声波信号的总的能级减弱，流过超声波发生模块1的工作电流将降低，检测模块2则可以根据当前检测到的工作电流与多个超声波换能模块3均正常工作时的工作电流的差异，判断出多个超声波换能模块3中存在异常的超声波换能模块3，此时，检测模块2可以发出报警信号，从而提示工作人员及时处理，避免出现由于因超声波换能模块3发生异常而导致的待清洗件清洗不均匀的问题。
需要说明的是，在本发明实施例中，超声波发生模块1与交流供电电源连接，上述的工作电流的大小是指流过超声波发生模块1的工作电流的有效值。
还需要说明的是，在本发明实施例中，异常的超声波换能模块3可以是指，由于该超声波换能模块3损坏，或者线路故障等原因，导致的该超声波换能模块3停止输出超声波信号，或者仍能输出超声波信号，但输出的超声波信号的能级减弱的状态。
图2为本发明实施例提供的超声波清洗装置的电路结构示意图，下面结合图2对本发明实施例中的超声波清洗装置进行详细介绍。在一些具体实施例中，检测模块2包括：电流采集子模块21和判断子模块22。电流采集子模块21与超声波发生模块1连接，电流采集子模块21用于检测流过超声波发生模块1的工作电流。在一些具体实施例中，电流采集子模块21包括钳形电流互感器21a，钳形电流互感器连接在超声波发生模块1与供电电源4之间的连接线路上。判断子模块22用于判断工作电流是否处于预设电流范围之外，若是，则确定存在异常的超声波换能模块3。在一些具体实施例中，判断子模块22包括可编程逻辑控制器22a(Programmable Logic Controller，PLC)。
在本发明实施例中，超声波发生模块1与供电电源4之间的连接线路包括火线L、零线N和接地线PE。钳形电流互感器21a可以连接在超声波发生模块1与供电电源4之间的火线L上。电流采集子模块21还与直流供电电源V连接，直流供电电源V用于向电流采集子模块21供电，直流供电电源V的供电电压可以为24V。
在本发明实施例中，电流采集子模块21还可以将检测出的工作电流转换为可编程逻辑控制器22a可识别的模拟量信号，并传输至可编程逻辑控制器22a的模拟量输入端AI+/AI-，模拟量信号的电流值范围可以设置为4mA至20mA。
在本发明实施例中，可以根据检测模块2在多个超声波换能模块3均正常工作时所检测到的工作电流来确定预设电流范围，例如，为防止误报警，可以将多个超声波换能模块3均正常工作时的工作电流减去误差值后，作为预设电流范围的最小值。此时，当检测模块2当前检测到的工作电流小于预设电流范围的最小值时，则说明存在异常的超声波换能模块3，此时，检测模块2发出报警信号。
在本发明实施例中，超声波发生模块1的数量可以为多个，当超声波发生模块1的数量为多个时，电流采集子模块21的数量也可以为多个，此时，可以使多个电流采集子模块21与多个超声波发生模块1一一对应，多个电流采集子模块21与同一个判断子模块22连接。
在一些具体实施例中，超声波清洗装置还包括：显示模块5，显示模块5与检测模块2连接，显示模块5用于对检测模块2检测到的工作电流的大小进行显示；和/或，显示报警信号。
在具体应用中，超声波清洗装置还可以包括控制模块，控制模块用于设定预设电流范围，并将设定好的预设电流范围发送至检测模块2，显示模块5还可以显示控制模块的操作界面，从而有利于人员操作。
需要说明的是，在另一些具体实施例中，检测模块2还可以根据工作电流确定出异常的超声波换能模块3的数量，以及多个超声波换能模块3所输出的超声波的总的能级，显示模块5还可以显示异常的超声波换能模块3的数量和多个超声波换能模块3所输出的超声波的总的能级。
如图2所示，在一些具体实施例中，超声波清洗装置还包括设置在超声波发生模块1与供电电源4之间的连接线路上的接触器61和断路器62，其中，接触器61响应于开关信号的控制，将超声波发生模块1与供电电源4导通或断开，从而控制超声波发声模块1的开启或关闭；断路器62用于在连接线路中发生电流激增时，例如过载、短路、漏电等，将超声波发生模块1与供电电源4断开。其中，接触器61连接在断路器62与超声波发生模块1之间的连接线路上，检测模块2连接在接触器61与超声波发生模块1之间的连接线路上。
本发明实施例还包括一种半导体设备，图3为本发明实施例提供的半导体设备的结构示意图，图3中展示的是半导体设备剖切状态，如图3所示，半导体设备包括清洗槽71和上述实施例中的超声波清洗装置，清洗槽71包括槽体72。超声波清洗装置的多个超声波换能模块3设置在槽体72上，超声波换能模块3用于朝向清洗槽71中发射超声波。
在本发明实施例中，清洗槽71用于容纳清洗液，从而使待清洗件可以放置在清洗槽71中进行清洗，清洗槽71中的液体在超声波的作用下产生气泡，气泡在待清洗件表面爆裂所产生的冲击力可以清除待清洗件上的污物。超声波换能模块3设置在槽体72上且密封设置，从而使超声波换能模块3与外界间隔开，防止外界对超声波换能模块3的干扰。
采用本发明实施例提供的半导体设备，当多个超声波换能模块3中存在异常的超声波换能模块3时，检测模块可以发出报警信号，以提示工作人员及时处理，从而避免出现因超声波换能模块3发生异常而导致待清洗件清洗不均的问题。
图4为本发明实施例提供的清洗槽的结构示意图，如图4所示，在一些具体实施例中，超声波换能模块3均设置在槽体72的底壁721上。
在一些具体实施例中，超声波换能模块3包括安装壳和设置在安装壳中的震子，超声波换能模块3的安装壳上设置有内螺纹，在槽体72的底壁721上设置有与内螺纹相匹配的外螺纹，超声波换能模块3的震子用于驱动槽体72的底壁721震动，震动的底壁721使超声波换能模块3发射的超声波能有效传递至清洗槽71中。
在一些具体实施例中，半导体设备还包括机械臂，机械臂用于将待加工工件放入清洗槽71中。机械臂与检测模块连接，检测模块还用于当判断出多个超声波换能模块3中存在异常的超声波换能模块3时，控制机械臂停止将新的待加工工件放入清洗槽71中，防止造成更大的损失。
在一些具体实施例中，清洗槽71上还设置有排液口8，排液口8可以设置在槽体72的底壁721上。
本发明实施利还提供一种半导体设备的控制方法，该半导体设备为上述的半导体设备。图5为本发明实施例提供的半导体设备的控制方法的流程图，如图5所示，该控制方法包括：
S1、检测流过超声波发生模块的工作电流。
S2、根据工作电流判断是否存在异常的超声波换能模块，若是，则发出报警信号，该报警信号用于提示存在异常的超声波换能模块；若否，继续正常工作。
综上，采用本发明实施例提供的半导体设备的控制方法，当多个超声波换能模块中存在异常的超声波换能模块时，检测模块可以发出报警信号，从而提示工作人员及时处理，避免出现由于超声波换能模块发生异常而导致的待清洗件清洗不均匀的问题。
在一些具体实施例中，步骤S2具体包括：
判断工作电流是否处于预设电流范围之外，若是，则确定存在异常的超声波换能模块。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超声波清洗装置，应用于半导体设备中，所述半导体设备包括清洗槽，其特征在于，所述超声波清洗装置包括：超声波发生模块、检测模块和多个并联的超声波换能模块；
所述超声波发生模块分别与供电电源和多个所述超声波换能模块连接，用于向每个所述超声波换能模块提供驱动信号；
所述超声波换能模块用于在所述驱动信号的驱动下发射超声波；
所述检测模块与所述超声波发生模块连接，用于检测流过所述超声波发生模块的工作电流，并根据所述工作电流判断是否存在异常的所述超声波换能模块；若是，则发出报警信号，所述报警信号用于提示存在异常的所述超声波换能模块。
2.根据权利要求1所述的超声波清洗装置，其特征在于，所述检测模块包括：电流采集子模块和判断子模块；
所述电流采集子模块与所述超声波发生模块连接，所述电流采集子模块用于检测流过所述超声波发生模块的所述工作电流；
所述判断子模块用于判断所述工作电流是否处于预设电流范围之外，若是，则确定存在异常的所述超声波换能模块。
3.根据权利要求2所述的超声波清洗装置，其特征在于，所述电流采集子模块包括钳形电流互感器，所述钳形电流互感器连接在所述超声波发生模块与所述供电电源之间的连接线路上；
所述判断子模块包括可编程逻辑控制器。
4.根据权利要求2所述的超声波清洗装置，其特征在于，所述超声波清洗装置还包括：显示模块，所述显示模块与所述检测模块连接，用于对所述检测模块检测到的所述工作电流的大小进行显示；和/或，显示所述报警信号。
5.一种半导体设备，其特征在于，包括清洗槽和如权利要求1至4中任一项所述的超声波清洗装置，所述清洗槽包括槽体；
所述超声波清洗装置的多个所述超声波换能模块设置在所述槽体上，所述超声波换能模块用于朝向所述清洗槽中发射超声波。
6.根据权利要求5所述的半导体设备，其特征在于，所述超声波换能模块均设置在所述槽体的底壁上。
7.根据权利要求6所述的半导体设备，其特征在于，所述超声波换能模块包括安装壳和设置在所述安装壳中的震子，所述超声波换能模块的安装壳上设置有内螺纹，在所述槽体的底壁上设置有与所述内螺纹相匹配的外螺纹，所述震子用于发射超声波并驱动所述槽体的底壁震动。
8.根据权利要求5所述的半导体设备，其特征在于，所述半导体设备还包括机械臂，所述机械臂用于将待清洗件放入所述清洗槽中；
所述机械臂与所述检测模块连接，所述检测模块还用于当判断出多个所述超声波换能模块中存在异常的所述超声波换能模块时，控制所述机械臂停止将新的待清洗件放入所述清洗槽中。
9.一种半导体设备的控制方法，所述半导体设备为权利要求5至8中任一项所述的半导体设备，其特征在于，所述控制方法包括：
检测流过所述超声波发生模块的工作电流；
根据所述工作电流判断是否存在异常的所述超声波换能模块；若是，则发出报警信号，所述报警信号用于提示存在异常的所述超声波换能模块。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述工作电流判断是否存在异常的所述超声波换能模块，包括：
判断所述工作电流是否处于预设电流范围之外，若是，则确定存在异常的所述超声波换能模块。
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