CN113560265A - 一种卧式石英舟清洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式石英舟清洗设备，包括清洗箱、驱动箱和电控箱，清洗箱的侧端固定有电控箱，顶端固定有驱动箱；其特征在于：清洗箱的内腔底部设有并排分布的水洗槽安装室和酸洗槽安装室，水洗槽安装室中安装有水洗槽，酸洗槽安装室中安装有酸洗槽；清洗箱、驱动箱的内部共同安装有能够实现石英舟工件在水洗槽、酸洗槽之间切换的机械手载具；机械手载具包括导向轨座、活动式龙门架、水平位移导向机构、水平位移驱动机构、竖向位移驱动机构和吊具组件。本发明结构设计合理，整个清洗工艺过程中石英舟可进行滚动，与清洗液之间产生相对运动，使石英舟因能够得到全面的清洗，清洗效果较好，避免造成扩散工艺过程的污染。

Description

一种卧式石英舟清洗设备

技术领域

本发明涉及半导体清洗设备技术领域，尤其涉及一种卧式石英舟清洗设备。

背景技术

硅片扩散工艺，是将硅片插在石英舟上，然后将石英舟连同硅片一起放入石英管，并一起放入高温扩散炉中，之后在炉管的尾部通入一定量含有扩散源的气体，在高温条件下，通过扩散源气体与硅片发生化学反应，完成扩散工艺。由于每次扩散工艺后，石英舟表面都会残存一定量扩散后的微粒，而石英舟又直接与硅片接触，因此，石英舟表面的清洁度直接影响到整个扩散工艺的质量。

现有的技术中，大多采用人工将清洗液倒入清洗槽中，然后将石英舟放入清洗槽内，通过浸泡的方式对石英舟清洗。这种方式存在不足之处，一是由于整个清洗工艺过程中石英舟始终处于静止状态，且与清洗液之间没有相对运动，使石英舟因不能得到全面的清洗而使得清洗效果不佳，从而易造成扩散工艺过程的污染；二是由于石英舟较长，在对石英舟内壁所形成的有机材料进行酸清洗后，附着的酸液不易清洗，大量水冲，不但浪费水而且偶尔会有酸液残留；三是石英舟更换场地来回搬运易碎且不安全，而且还会造成时间和人工的大量浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种卧式石英舟清洗设备。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种卧式石英舟清洗设备，包括清洗箱、驱动箱和电控箱，所述清洗箱的侧端固定有电控箱，顶端固定有驱动箱；所述清洗箱的内腔底部设有并排分布的水洗槽安装室和酸洗槽安装室，所述水洗槽安装室中安装有水洗槽，所述酸洗槽安装室中安装有酸洗槽；所述清洗箱、驱动箱的内部共同安装有能够实现石英舟工件在水洗槽、酸洗槽之间切换的机械手载具。

进一步地，上述卧式石英舟清洗设备中，所述水洗槽、酸洗槽均为开口位于上侧的开口槽，所述开口槽的底板内侧对称固定有两排支撑座，每排所述支撑座中转动支撑有一根支撑轴，所述支撑轴的轴体上固定有用于对放入其内的石英舟工件提供滚动支撑用的支撑辊轮。

进一步地，上述卧式石英舟清洗设备中，所述开口槽位于支撑轴的外围区域固定有喷淋管，所述开口槽的侧板靠近底部设有带开度阀的排液管。

进一步地，上述卧式石英舟清洗设备中，所述开口槽位于与支撑轴垂直的两侧板对称开设有环形轨座，所述环形轨座中安装有能够带动槽体水平位移以提高清洗效果的轨轮。

进一步地，上述卧式石英舟清洗设备中，所述机械手载具包括导向轨座、活动式龙门架、水平位移导向机构、水平位移驱动机构、竖向位移驱动机构和吊具组件，所述导向轨座共有两个且平行固定于清洗箱的顶部，所述活动式龙门架的底侧两端部分别与对应的导向轨座通过水平位移导向机构进行滑动连接，所述活动式龙门架的底部安装有能够带动其进行水平位移的水平位移驱动机构，所述活动式龙门架上对称设有两个能够独立动作的竖向位移驱动机构，所述活动式龙门架通过两个竖向升降机构共同安装有吊具组件。

进一步地，上述卧式石英舟清洗设备中，所述水平位移导向机构为由轨条和滑块构成的直线导轨副，所述滑块固定于活动式龙门架的底侧端部处，所述轨条固定于导向轨座上。

进一步地，上述卧式石英舟清洗设备中，所述水平位移驱动机构包括水平位移驱动电机、水平位移驱动轴、驱动齿轮和齿条，所述水平位移驱动电机的输出轴经皮带轮与水平位移驱动轴进行传动连接，所述水平位移驱动轴由活动式龙门架提供转动支撑，所述导向轨座的内侧沿其长度方向固定有齿条，所述水平位移驱动轴的轴体固定有与齿条啮合的驱动齿轮。

进一步地，上述卧式石英舟清洗设备中，所述竖向位移驱动机构包括竖向位移驱动电机、转向齿轮组、驱动丝杆、从动丝杆套、安装板、导向杆和导向套，所述竖向位移驱动电机固定于活动式龙门架的顶板外侧，所述驱动丝杆沿竖直方向设置且由活动式龙门架提供转动支撑，所述活动式龙门架位于驱动丝杆的两侧对称固定有导向杆，所述竖向位移驱动电机的输出轴经转向齿轮组与驱动丝杆进行传动连接，所述驱动丝杆的外侧套设有与其啮合的从动丝杆套，所述导向杆的套设有能够沿其轴向进行滑动的导向套，所述从动丝杆套、导向套共同固定于安装板的内侧，所述安装板的外侧固定有便于固定安装吊具组件用的安装框。

进一步地，上述卧式石英舟清洗设备中，所述吊具组件包括竖向吊杆、连接头、横向吊杆和吊钩，所述竖向吊杆的顶端与安装框固定，底端经连接头与横向吊杆连接，所述横向吊杆上安装有若干吊钩。

进一步地，上述卧式石英舟清洗设备中，所述连接头的底端开设有便于卡入横向吊杆的卡槽，所述卡槽卡入横向吊杆后其上方留有便于横向吊杆作倾斜动作的活动空间；所述连接头位于卡槽上方处穿设有第一螺栓，所述竖向吊杆的底端开设有相配合的圆穿孔，所述连接头位于卡槽处穿设有第二螺栓，所述横向吊杆上开设有便于其作倾斜动作的腰形穿孔。

本发明的有益效果是：

1、本发明结构设计合理，整个清洗工艺过程中石英舟可进行滚动，与清洗液之间产生相对运动，使石英舟因能够得到全面的清洗，清洗效果较好，避免造成扩散工艺过程的污染。

2、本发明使用机械手载具来实现石英舟工件切换工艺槽，生产效率高；机械手载具带有倾斜功能，可以将石英舟内的多余残留液体快速排出，便于后续处理，节省冲洗水资源的消耗。

3、本发明可完成石英舟工件的水洗、酸洗一体化操作，无需更换场地来回搬运，避免出现易碎、不安全问题，避免时间和人工的大量浪费；酸液槽盖与机械手互锁，减少酸液挥发，提高安全防护，可通过电控箱的触摸屏随时更改工艺顺序。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的外部结构示意图；

图2为本发明的主视结构示意图；

图3为本发明的俯视结构示意图；

图4为本发明中清洗箱的内部结构示意图；

图5为本发明中水洗槽的内部结构示意图；

图6为本发明中水洗槽的侧视结构示意图；

图7为本发明中机械手载具的结构示意图；

图8为本发明中机械手载具省略吊具组件后的结构示意图；

图9为本发明中连接头的结构示意图；

图10为本发明中横向吊杆的局部结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-清洗箱，101-水洗槽安装室，102-酸洗槽安装室，2-驱动箱，3-电控箱，4-水洗槽，401-支撑座，402-支撑轴，403-支撑辊轮，404-喷淋管，405-环形轨座，406-轨轮，5-酸洗槽，6-机械手载具，601-导向轨座，602-活动式龙门架，603-竖向位移驱动电机，604-转向齿轮组，605-驱动丝杆，606-从动丝杆套，607-安装板，608-导向杆，609-水平位移驱动电机，610-水平位移驱动轴，611-驱动齿轮，612-齿条，613-辅助导向板，614-导向座，615-滑块，616-轨条，617-竖向吊杆，618-连接头，618a-卡槽，618b-第一螺栓，618c-第二螺栓，619-横向吊杆，619a-腰形穿孔，620-吊杆，7-石英舟工件。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例为一种卧式石英舟清洗设备，如图1-图4所示，包括清洗箱1、驱动箱2和电控箱3，清洗箱1的侧端固定有电控箱3，顶端固定有驱动箱2。清洗箱1的内腔底部设有并排分布的水洗槽安装室101和酸洗槽安装室102，水洗槽安装室101中安装有水洗槽4，酸洗槽安装室102中安装有酸洗槽5；清洗箱1、驱动箱2的内部共同安装有能够实现石英舟工件7在水洗槽4、酸洗槽5之间切换的机械手载具6。

本实施例中，水洗槽4、酸洗槽5均为开口位于上侧的开口槽，如图5和图6所示，开口槽的底板内侧对称固定有两排支撑座401，每排支撑座401中转动支撑有一根支撑轴402，支撑轴402的轴体上固定有用于对放入其内的石英舟工件7提供滚动支撑用的支撑辊轮403。根据需要，可在开口槽的外侧加装旋转电机，利用旋转电机带动支撑轴401及其上的支撑辊轮403作旋转动作。开口槽位于支撑轴402的外围区域固定有喷淋管404，开口槽的侧板靠近底部设有带开度阀的排液管(图中未标出)。开口槽位于与支撑轴402垂直的两侧板对称开设有环形轨座405，环形轨座405中安装有能够带动槽体水平位移以提高清洗效果的轨轮406。为了适应槽体小幅的水平位移，喷淋管404与供液管可采用软管连接，软管可以自适应变形，不影响液体的输送。

本实施例中，如图7和图8所示，机械手载具6包括导向轨座601、活动式龙门架602、水平位移导向机构、水平位移驱动机构、竖向位移驱动机构和吊具组件。导向轨座601共有两个且平行固定于清洗箱1的顶部，活动式龙门架602的底侧两端部分别与对应的导向轨座通过水平位移导向机构进行滑动连接，驱动箱2主要是为活动式龙门架602提供安全防护。活动式龙门架602的底部安装有能够带动其进行水平位移的水平位移驱动机构，活动式龙门架602上对称设有两个能够独立动作的竖向位移驱动机构，活动式龙门架602通过两个竖向升降机构共同安装有吊具组件。

本实施例中，水平位移导向机构为由轨条616和滑块615构成的直线导轨副，滑块615固定于活动式龙门架602的底侧端部处，轨条616固定于导向轨座601上。为了进一步提高导向效果，活动式龙门架602上还固定有辅助导向板613，导向轨座601上固定有导向座614，辅助导向板613和导向座614滑动连接。

本实施例中，水平位移驱动机构包括水平位移驱动电机609、水平位移驱动轴610、驱动齿轮611和齿条612，水平位移驱动电机609的输出轴经皮带轮与水平位移驱动轴610进行传动连接，水平位移驱动轴610由活动式龙门架602提供转动支撑，导向轨座601的内侧沿其长度方向固定有齿条612，水平位移驱动轴610的轴体固定有与齿条612啮合的驱动齿轮611。

本实施例中，竖向位移驱动机构包括竖向位移驱动电机603、转向齿轮组604、驱动丝杆605、从动丝杆套606、安装板607、导向杆608和导向套，竖向位移驱动电机603固定于活动式龙门架602的顶板外侧，驱动丝杆605沿竖直方向设置且由活动式龙门架602提供转动支撑，活动式龙门架602位于驱动丝杆605的两侧对称固定有导向杆608。竖向位移驱动电机603的输出轴经转向齿轮组604与驱动丝杆605进行传动连接，驱动丝杆605的外侧套设有与其啮合的从动丝杆套606，导向杆608的套设有能够沿其轴向进行滑动的导向套。从动丝杆套606、导向套共同固定于安装板607的内侧，安装板607的外侧固定有便于固定安装吊具组件用的安装框。

本实施例中，吊具组件包括竖向吊杆617、连接头618、横向吊杆619和吊钩620，竖向吊杆617的顶端与安装框固定，底端经连接头618与横向吊杆619连接，横向吊杆619上安装有若干吊钩620。

本实施例中，如图9和图10所示，连接头618的底端开设有便于卡入横向吊杆619的卡槽618a，卡槽618a卡入横向吊杆619后其上方留有便于横向吊杆619作倾斜动作的活动空间。连接头618位于卡槽上方实体处穿设有第一螺栓618b，竖向吊杆617的底端开设有相配合的圆穿孔。连接头618位于卡槽处618a穿设有第二螺栓618c，横向吊杆619上开设有便于其作倾斜动作的腰形穿孔619a。

本实施例的一个具体应用为：

双槽切换工艺流程：

等待状态时，机械手载具6的吊具组件位于水洗槽4上方，人工将石英舟工件7放入机械手载具6的吊具组件中，利用两边挡板定位，放下升降门，启动自动按钮后，机械手开始如下设定的工艺配方进行清洗，如：水洗1->酸洗->水洗2->水洗3->清洗完成；工艺完成后，机械手保持在水洗槽内部，声光报警，提示操作人员进行下一步操作，等待操作人员到达后手动操作升起机械手，人工升起升降门，用氮气枪吹扫石英舟工件，去除石英舟工件7表面水珠。

单槽工艺流程：

吊具组件挂好石英舟工件7后，活动式龙门架602沿X轴移动至对应槽上方，带动Y轴A侧的下移，使石英舟工件7倾斜；Y轴双侧下移，Y轴A侧到达位置停止，B侧继续运动，往复进行直至两侧均到达指定位置，此时石英舟工件7完全浸入溶液中；开启旋转电机带动支撑辊轮403旋转，使得石英舟工件7能够在对应槽中进行滚动，并开启液体循环系统，使石英舟工件7与溶液充分接触；清洗完成后，Y轴B侧上移一段距离，使石英舟工件倾斜；Y轴两侧同时缓慢上移，Y轴B侧到达位置停止，A侧继续运动，往复进行直至到达指定悬空位置，此时石英舟工件完全露出。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种卧式石英舟清洗设备，包括清洗箱、驱动箱和电控箱，所述清洗箱的侧端固定有电控箱，顶端固定有驱动箱；其特征在于：所述清洗箱的内腔底部设有并排分布的水洗槽安装室和酸洗槽安装室，所述水洗槽安装室中安装有水洗槽，所述酸洗槽安装室中安装有酸洗槽；所述清洗箱、驱动箱的内部共同安装有能够实现石英舟工件在水洗槽、酸洗槽之间切换的机械手载具。

2.根据权利要求1所述的卧式石英舟清洗设备，其特征在于：所述水洗槽、酸洗槽均为开口位于上侧的开口槽，所述开口槽的底板内侧对称固定有两排支撑座，每排所述支撑座中转动支撑有一根支撑轴，所述支撑轴的轴体上固定有用于对放入其内的石英舟工件提供滚动支撑用的支撑辊轮。

3.根据权利要求2所述的卧式石英舟清洗设备，其特征在于：所述开口槽位于支撑轴的外围区域固定有喷淋管，所述开口槽的侧板靠近底部设有带开度阀的排液管。

4.根据权利要求2所述的卧式石英舟清洗设备，其特征在于：所述开口槽位于与支撑轴垂直的两侧板对称开设有环形轨座，所述环形轨座中安装有能够带动槽体水平位移以提高清洗效果的轨轮。

5.根据权利要求1所述的卧式石英舟清洗设备，其特征在于：所述机械手载具包括导向轨座、活动式龙门架、水平位移导向机构、水平位移驱动机构、竖向位移驱动机构和吊具组件，所述导向轨座共有两个且平行固定于清洗箱的顶部，所述活动式龙门架的底侧两端部分别与对应的导向轨座通过水平位移导向机构进行滑动连接，所述活动式龙门架的底部安装有能够带动其进行水平位移的水平位移驱动机构，所述活动式龙门架上对称设有两个能够独立动作的竖向位移驱动机构，所述活动式龙门架通过两个竖向升降机构共同安装有吊具组件。

6.根据权利要求5所述的卧式石英舟清洗设备，其特征在于：所述水平位移导向机构为由轨条和滑块构成的直线导轨副，所述滑块固定于活动式龙门架的底侧端部处，所述轨条固定于导向轨座上。

7.根据权利要求5所述的卧式石英舟清洗设备，其特征在于：所述水平位移驱动机构包括水平位移驱动电机、水平位移驱动轴、驱动齿轮和齿条，所述水平位移驱动电机的输出轴经皮带轮与水平位移驱动轴进行传动连接，所述水平位移驱动轴由活动式龙门架提供转动支撑，所述导向轨座的内侧沿其长度方向固定有齿条，所述水平位移驱动轴的轴体固定有与齿条啮合的驱动齿轮。

8.根据权利要求5所述的卧式石英舟清洗设备，其特征在于：所述竖向位移驱动机构包括竖向位移驱动电机、转向齿轮组、驱动丝杆、从动丝杆套、安装板、导向杆和导向套，所述竖向位移驱动电机固定于活动式龙门架的顶板外侧，所述驱动丝杆沿竖直方向设置且由活动式龙门架提供转动支撑，所述活动式龙门架位于驱动丝杆的两侧对称固定有导向杆，所述竖向位移驱动电机的输出轴经转向齿轮组与驱动丝杆进行传动连接，所述驱动丝杆的外侧套设有与其啮合的从动丝杆套，所述导向杆的套设有能够沿其轴向进行滑动的导向套，所述从动丝杆套、导向套共同固定于安装板的内侧，所述安装板的外侧固定有便于固定安装吊具组件用的安装框。

9.根据权利要求8所述的卧式石英舟清洗设备，其特征在于：所述吊具组件包括竖向吊杆、连接头、横向吊杆和吊钩，所述竖向吊杆的顶端与安装框固定，底端经连接头与横向吊杆连接，所述横向吊杆上安装有若干吊钩。

10.根据权利要求9所述的卧式石英舟清洗设备，其特征在于：所述连接头的底端开设有便于卡入横向吊杆的卡槽，所述卡槽卡入横向吊杆后其上方留有便于横向吊杆作倾斜动作的活动空间；所述连接头位于卡槽上方处穿设有第一螺栓，所述竖向吊杆的底端开设有相配合的圆穿孔，所述连接头位于卡槽处穿设有第二螺栓，所述横向吊杆上开设有便于其作倾斜动作的腰形穿孔。

Images