CN114823433A - 一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构及硅片旋转方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构，包括储液槽以及置于储液槽内的多个花篮，储液槽包括内槽体以及外槽体，花篮通过内槽体内壁的支撑座设置在内槽体内，花篮内具有容多个硅片放置的第一腔室，储液槽内具有对第一腔室内的硅片进行旋转的驱动组件；转动轴的外部套设有轴套，轴套与转动轴之间通过移动组实现轴套与转动轴之间的同轴或偏心，花篮内的硅片随着轴套与转动轴的转动而在花篮内转动，当轴套与转动轴同轴时，驱动组件驱动两轴套同向圆周转动，当轴套与转动轴偏心时，驱动组件驱动两轴套上下交错式圆周转动。本发明具有如下优点：满足不同形状的硅片的高效清洗效果，提高硅片产品良率。

Description

一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构及硅片旋转方法
技术领域：
本发明属于硅片清洗领域，具体涉及一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构及硅片旋转方法。
背景技术：
清除硅片表面的污染或颗粒是集成电路芯片在制造过程中清洗的主要目的，在集成电路芯片制造过程中，每道工序或多或少要涉及各种清洗技术，在如此多的制造工序中，即使单一工序清洗不佳所带来的影响不明显，但是其多步累加效果可导致集成电路芯片合格率低下，甚至整批报废，目前为保证硅片的清洗效果，通常将硅片进行前后方向晃动，从而提高硅片与化学品的接触面积，但是晃动硅片过程中容易使硅片与花篮内壁以及相邻硅片之间发生较强的冲击力，而影响硅片的使用性能；如果将硅片在花篮内进行旋转，在旋转离心力的作用下，使化学品流过硅片表面，使硅片的每个部位都能得到高效清洗，然而圆形状结构的硅片在旋转时较为容易，而非圆形状结构，如矩形状的硅片、不规则形状的硅片等，在旋转过程中容易发生卡止现象。
发明内容：
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构及硅片旋转方法，满足不同形状的硅片的高效清洗效果，提高硅片产品良率。
发明的目的通过以下技术方案来实现：一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构，包括储液槽以及置于储液槽内的多个花篮，储液槽包括内槽体以及外槽体，花篮通过内槽体内壁的支撑座设置在内槽体内，花篮内具有容多个硅片放置的第一腔室，储液槽内具有对第一腔室内的硅片进行旋转的驱动组件；
驱动组件包括设置在外槽体内的连接架以及竖向贯穿连接架设置的连接轴，连接轴的上端凸出于连接架的上端并固定套设有第一锥形齿轮，外槽体内壁具有与第一锥形齿轮相啮合的第二锥形齿轮，第二锥形齿轮通过第一驱动电机实现转动，连接轴的下端凸出于连接架的下端并固定套设有第三锥形齿轮，内槽体的外壁向着第三锥形齿轮延伸有传动轴，传动轴靠近第三锥形齿轮的一端连接有与第三锥形齿轮相啮合的第四锥形齿轮，传动轴靠近内槽体的外壁固定套设有第一齿轮，横向贯穿内槽体具有一前一后设置的两转动轴，两转动轴的一端与内槽体活动连接，两转动轴的另一端凸出于内槽体并分别固定套设有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮相互啮合且两第二齿轮以第一齿轮的中心呈轴对称设置；
转动轴的外部套设有轴套，轴套与转动轴之间通过移动组实现轴套与转动轴之间的同轴或偏心，花篮内的硅片随着轴套与转动轴的转动而在花篮内转动，当轴套与转动轴同轴时，驱动组件驱动两轴套同向圆周转动，当轴套与转动轴偏心时，驱动组件驱动两轴套上下交错式圆周转动。
本发明的进一步改进在于：移动组包括置于轴套内并垂直贯穿转动轴的多个丝杠，多个丝杠以转动轴的中心呈轴对称设置，轴套的外部套设有外套体，花篮内的硅片与外套体相接触，外套体与轴套之间具有第二腔室，第二腔室内具有分别驱动丝杠转动的第二驱动电机，第二腔室内置于第二驱动电机的相对位置具有配重块，丝杠与转动轴为螺纹传动连接，且转动轴与丝杠接触的内壁具有位移传感器，当第二驱动电机转动时，丝杠与转动轴进行螺纹传动从而带动轴套与转动轴在径向方向作相对位移，实现轴套与转动轴的同轴或偏心。
本发明的进一步改进在于：贯穿转动轴具有两导向柱，导向柱的上下端与轴套内壁固定连接，转动轴上具有容导向柱竖向贯穿的通孔。
本发明的进一步改进在于：两导向柱以转动轴的中心呈轴对称设置。
本发明的进一步改进在于：储液槽的外侧壁具有与驱动组件电性连接的控制单元。
一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构的硅片旋转方法， 具体步骤包括：
S1、当硅片为圆形状结构时，控制单元向位移传感器、第二驱动电机发出信号指令，使丝杠与转动轴螺纹转动，若位移传感器向控制单元发出位移数值为0的信号指令时，说明转动轴与轴套同轴设置，此时控制单元向第二驱动电机发出停止的信号指令；然后，控制单元向驱动组件发出信号指令，使第一驱动电机带动第二锥形齿轮与第一锥形齿轮啮合传动，使连接轴在第一锥形齿轮的转动下带动第三锥形齿轮与第四锥形齿轮进行啮合传动，在传动轴的转动下使第一齿轮与两第二齿轮进行同步啮合传动，最终驱动两外套体圆周转动，从而使与两外套体相接触的圆形状的硅片在花篮内进行圆周旋转；
S2、当硅片为非圆形状结构时，控制单元向一外套体内的第二驱动电机发出正转的信号指令，向另一外套体内的第二驱动电机发出反转的信号指令，使两轴套在转动轴的径向方向进行位移，使两轴套上下错位设置，当位移传感器向控制单元发出的位移数值位于系统设置的预定值时，此时控制单元向第二驱动电机发出停止的信号指令；然后，控制单元向驱动组件发出信号指令，使第一驱动电机带动第二锥形齿轮与第一锥形齿轮啮合传动，使连接轴在第一锥形齿轮的转动下带动第三锥形齿轮与第四锥形齿轮进行啮合传动，在传动轴的转动下使第一齿轮与两第二齿轮进行同步啮合传动，最终驱动两上下错位设置的外套体进行上下交错式圆周转动，从而使与两外套体相接触的非圆形状的硅片在花篮内进行圆周旋转。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明中圆形状结构的硅片在驱动结构的两转动轴作用下在花篮内实现圆周转动，从而使环形转结构的硅片与内槽体内的化学液充分接触来提高清洗效果；而对于非圆形状结构的硅片，采用转动轴与外套体偏心的结构形式进行驱动，两上下错位偏心的转动轴带动外套体转动时进行上下错位式跳动，从而实现对非圆形状结构的硅片的旋转，本申请中的旋转式清洗槽机构适用于不同型状的硅片，适用范围广，满足不同形状的硅片的高效清洗效果，提高硅片产品良率。
附图说明：
图1为本发明中一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构的结构示意图。
图2为图1中驱动组件的结构示意图。
图3为本发明中一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构中移动组的结构示意图。
图4为本发明中一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构中转动轴与外套体偏心状态下的转动示意图。
图中标号：
1-储液槽、2-花篮、3-支撑座、4-第一腔室、5-驱动组件；
11-内槽体、12-外槽体；
51-连接架、52-连接轴、53-第一锥形齿轮、54-第二锥形齿轮、55-第三锥形齿轮、56-第四锥形齿轮、57-传动轴、58-第一齿轮、59-转动轴、510-第二齿轮、511-轴套、512-移动组；
5121-丝杠、5122-外套体、5123-第二腔室、5124-第二驱动电机、5125-配重块、5126-位移传感器、5127-导向柱、5128-通孔。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语指示方位或位置关系，如为基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或单元必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除另有明确规定和限定，如有 “连接”“设有”“具有”等术语应作广义去理解，例如可以是固定连接，可以是拆卸式连接，或一体式连接，可以说机械连接，也可以是直接相连，可以通过中间媒介相连，对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的基本含义。
如图1示出了本发明一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构的一种实施方式，包括储液槽1以及置于储液槽1内的多个花篮2，储液槽1包括内槽体11以及外槽体12，花篮2通过内槽体11内壁的支撑座3设置在内槽体11内，花篮2内具有容多个硅片放置的第一腔室4，储液槽1内具有对第一腔室4内的硅片进行旋转的驱动组件5；
如图2所示，驱动组件5包括设置在外槽体12内的连接架51以及竖向贯穿连接架51设置的连接轴52，连接轴52的上端凸出于连接架51的上端并固定套设有第一锥形齿轮53，外槽体12内壁具有与第一锥形齿轮53相啮合的第二锥形齿轮54，第二锥形齿轮54通过第一驱动电机实现转动，连接轴52的下端凸出于连接架51的下端并固定套设有第三锥形齿轮55，内槽体11的外壁向着第三锥形齿轮55延伸有传动轴57，传动轴57靠近第三锥形齿轮55的一端连接有与第三锥形齿轮55相啮合的第四锥形齿轮56，传动轴57靠近内槽体11的外壁固定套设有第一齿轮58，横向贯穿内槽体11具有一前一后设置的两转动轴59，两转动轴59的一端与内槽体11活动连接，两转动轴59的另一端凸出于内槽体11并分别固定套设有第二齿轮510，第二齿轮510与第一齿轮58相互啮合且两第二齿轮510以第一齿轮58的中心呈轴对称设置；
转动轴59的外部套设有轴套511，轴套511与转动轴59之间通过移动组512实现轴套511与转动轴59之间的同轴或偏心，花篮2内的硅片随着轴套511与转动轴59的转动而在花篮2内转动，当轴套511与转动轴59同轴时，驱动组件5驱动两轴套511同向圆周转动，当轴套511与转动轴59偏心时，驱动组件5驱动两轴套511上下交错式圆周转动。
进一步的，如图3、图4所示，移动组512包括置于轴套511内并垂直贯穿转动轴59的多个丝杠5121，多个丝杠5121以转动轴59的中心呈轴对称设置，轴套511的外部套设有外套体5122，花篮2内的硅片与外套体5122相接触，外套体5122与轴套511之间具有第二腔室5123，第二腔室5123内具有分别驱动丝杠5121转动的第二驱动电机5124，第二腔室5123内置于第二驱动电机5124的相对位置具有配重块5125，丝杠5121与转动轴59为螺纹传动连接，且转动轴59与丝杠5121接触的内壁具有位移传感器5126，当第二驱动电机5124转动时，丝杠5121与转动轴59进行螺纹传动从而带动轴套511与转动轴59在径向方向作相对位移，实现轴套511与转动轴59的同轴或偏心。
本发明中圆形状结构的硅片在驱动结构5的两转动轴59作用下在花篮2内实现圆周转动，从而使环形转结构的硅片与内槽体11内的化学液充分接触来提高清洗效果；而对于非圆形状结构的硅片，采用转动轴59与外套体5122偏心的结构形式进行驱动，两上下错位偏心的转动轴59带动外套体5122转动时进行上下错位式跳动，从而实现对非圆形状结构的硅片的旋转，本申请中的旋转式清洗槽机构适用于不同型状的硅片，适用范围广，满足不同形状的硅片的高效清洗效果，提高硅片产品良率。
在本申请中，移动组512的外套体5122与轴套511之间具有相对设置的第二驱动电机5124与配重块5125，从而当转动轴59与轴套511同轴时，保证转动轴59转动时的平衡性，避免驱动圆形状结构的硅片在旋转过程中发生跳动，使驱动旋转更加平稳，配重块5125的重量可根据两第二驱动电机5124的重量来决定。
进一步的，贯穿转动轴59具有两导向柱5127，导向柱5127的上下端与轴套511内壁固定连接，转动轴59上具有容导向柱5127竖向贯穿的通孔5128。
在本申请中，两导向柱5127的设置保证转动轴59与丝杠5121进行相对移动时的垂直导向性，避免调节转动轴59与轴套511位置时发生侧向偏位。
进一步的，两导向柱5127以转动轴59的中心呈轴对称设置。
需要注意的是，本申请中导向柱5127、第二驱动电机5124以及丝杠5121的设置均以转动轴59的中心呈对称设置，从而保证整体结构的平衡性。
进一步的，储液槽1的外侧壁具有与驱动组件5电性连接的控制单元。
一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构的硅片旋转方法，具体步骤包括：
S1、当硅片为圆形状结构时，控制单元向位移传感器5126、第二驱动电机5124发出信号指令，使丝杠5121与转动轴59螺纹转动，若位移传感器5126向控制单元发出位移数值为0的信号指令时，说明转动轴59与轴套511同轴设置，此时控制单元向第二驱动电机5124发出停止的信号指令；然后，控制单元向驱动组件5发出信号指令，使第一驱动电机带动第二锥形齿轮54与第一锥形齿轮53啮合传动，使连接轴52在第一锥形齿轮53的转动下带动第三锥形齿轮55与第四锥形齿轮56进行啮合传动，在传动轴57的转动下使第一齿轮58与两第二齿轮510进行同步啮合传动，最终驱动两外套体5122圆周转动，从而使与两外套体5122相接触的圆形状的硅片在花篮2内进行圆周旋转；
S2、当硅片为非圆形状结构时，控制单元向一外套体5122内的第二驱动电机5124发出正转的信号指令，向另一外套体5122内的第二驱动电机5124发出反转的信号指令，使两轴套511在转动轴59的径向方向进行位移，使两轴套511上下错位设置，当位移传感器5126向控制单元发出的位移数值位于系统设置的预定值时，此时控制单元向第二驱动电机5124发出停止的信号指令；然后，控制单元向驱动组件5发出信号指令，使第一驱动电机带动第二锥形齿轮54与第一锥形齿轮53啮合传动，使连接轴52在第一锥形齿轮53的转动下带动第三锥形齿轮55与第四锥形齿轮56进行啮合传动，在传动轴57的转动下使第一齿轮58与两第二齿轮510进行同步啮合传动，最终驱动两上下错位设置的外套体5122进行上下交错式圆周转动，从而使与两外套体5122相接触的非圆形状的硅片在花篮2内进行圆周旋转。
本发明中未全部公开的内容为本领域技术人员公知的现有常识，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构，其特征在于：包括储液槽以及置于储液槽内的多个花篮，所述储液槽包括内槽体以及外槽体，所述花篮通过内槽体内壁的支撑座设置在内槽体内，所述花篮内具有容多个硅片放置的第一腔室， 所述储液槽内具有对第一腔室内的硅片进行旋转的驱动组件；
所述驱动组件包括设置在外槽体内的连接架以及竖向贯穿连接架设置的连接轴，所述连接轴的上端凸出于连接架的上端并固定套设有第一锥形齿轮，所述外槽体内壁具有与第一锥形齿轮相啮合的第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮通过第一驱动电机实现转动，所述连接轴的下端凸出于连接架的下端并固定套设有第三锥形齿轮，所述内槽体的外壁向着第三锥形齿轮延伸有传动轴，所述传动轴靠近第三锥形齿轮的一端连接有与第三锥形齿轮相啮合的第四锥形齿轮，所述传动轴靠近内槽体的外壁固定套设有第一齿轮，横向贯穿内槽体具有一前一后设置的两转动轴，所述两转动轴的一端与内槽体活动连接，所述两转动轴的另一端凸出于内槽体并分别固定套设有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮相互啮合且两第二齿轮以第一齿轮的中心呈轴对称设置；
所述转动轴的外部套设有轴套，所述轴套与转动轴之间通过移动组实现轴套与转动轴之间的同轴或偏心，所述花篮内的硅片随着轴套与转动轴的转动而在花篮内转动，当所述轴套与转动轴同轴时，驱动组件驱动两轴套同向圆周转动，当所述轴套与转动轴偏心时，驱动组件驱动两轴套上下交错式圆周转动。
2.根据权利要求1所述一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构，其特征在于：所述移动组包括置于轴套内并垂直贯穿转动轴的多个丝杠，所述多个丝杠以转动轴的中心呈轴对称设置，所述轴套的外部套设有外套体，所述花篮内的硅片与外套体相接触，所述外套体与轴套之间具有第二腔室，所述第二腔室内具有分别驱动丝杠转动的第二驱动电机，所述第二腔室内置于第二驱动电机的相对位置具有配重块，所述丝杠与转动轴为螺纹传动连接，且转动轴与丝杠接触的内壁具有位移传感器，当第二驱动电机转动时，丝杠与转动轴进行螺纹传动从而带动轴套与转动轴在径向方向作相对位移，实现轴套与转动轴的同轴或偏心。
3.根据权利要求2所述一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构，其特征在于：贯穿所述转动轴具有两导向柱，所述导向柱的上下端与轴套内壁固定连接，所述转动轴上具有容导向柱竖向贯穿的通孔。
4.根据权利要求3所述一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构，其特征在于： 所述两导向柱以转动轴的中心呈轴对称设置。
5.根据权利要求4所述一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构，其特征在于：所述储液槽的外侧壁具有与驱动组件电性连接的控制单元。
6.一种利用权利要求5所述一种用于硅片清洗的旋转式清洗槽机构的硅片旋转方法，其特征在于：具体步骤包括：
S1、当硅片为圆形状结构时，控制单元向位移传感器、第二驱动电机发出信号指令，使丝杠与转动轴螺纹转动，若位移传感器向控制单元发出位移数值为0的信号指令时，说明转动轴与轴套同轴设置，此时控制单元向第二驱动电机发出停止的信号指令；然后，控制单元向驱动组件发出信号指令，使第一驱动电机带动第二锥形齿轮与第一锥形齿轮啮合传动，使连接轴在第一锥形齿轮的转动下带动第三锥形齿轮与第四锥形齿轮进行啮合传动，在传动轴的转动下使第一齿轮与两第二齿轮进行同步啮合传动，最终驱动两外套体圆周转动，从而使与两外套体相接触的圆形状的硅片在花篮内进行圆周旋转；
S2、当硅片为非圆形状结构时，控制单元向一外套体内的第二驱动电机发出正转的信号指令，向另一外套体内的第二驱动电机发出反转的信号指令，使两轴套在转动轴的径向方向进行位移，使两轴套上下错位设置，当位移传感器向控制单元发出的位移数值位于系统设置的预定值时，此时控制单元向第二驱动电机发出停止的信号指令；然后，控制单元向驱动组件发出信号指令，使第一驱动电机带动第二锥形齿轮与第一锥形齿轮啮合传动，使连接轴在第一锥形齿轮的转动下带动第三锥形齿轮与第四锥形齿轮进行啮合传动，在传动轴的转动下使第一齿轮与两第二齿轮进行同步啮合传动，最终驱动两上下错位设置的外套体进行上下交错式圆周转动，从而使与两外套体相接触的非圆形状的硅片在花篮内进行圆周旋转。
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