CN115346900B - 一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机 - Google Patents

一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机 Download PDF

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Abstract

本发明属于硅片生产技术领域，尤其是一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机，针对现有技术中的堆叠在一起酸洗过程中硅片表面的腐蚀液很快被置换结束，得到新的腐蚀液的补充速度慢问题，现提出以下方案，包括台面呈长方形结构的操作机台，所述操作机台的两端分别开有互相对称的矩形孔，且两个矩形孔中分别卡接有开口向上的腐蚀液池和清洗池，腐蚀液池的池底固定有密封的旋涡管，且腐蚀液池的池底靠近拐角处固定有两个呈中心对称的吹气泵，且吹气泵的出气口连通有斜插入旋涡管内的出气管。本发明可以在硅片腐蚀开槽之后无需重新固定，紧接着就可以对其进行快速转移至清洗池中，以对腐蚀位置进行冲洗，提高了工作效率。

Description

一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机
技术领域
本发明涉及硅片生产技术领域，尤其涉及一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机。
背景技术
在半导体晶片加工中，需在硅片表面进行酸洗开槽处理。原因是多晶硅片是由长方体晶锭在多线切割锯切成一片片多晶硅方片。由于切片是钢丝在金刚砂溶液作用下多次往返削切成硅片，金刚砂硬度很高，会在硅片表面带来一定的机械损伤。如果损伤不去除，会影响太阳电池的填充因子现有技术中。
经检索，现如今的硅片开槽用开槽机的使用方法是：将待开槽硅片装入花篮内，花篮整个放入腐蚀液中，待腐蚀时间达到，将花篮提出腐蚀液。该机存在以下缺点：多个硅片堆叠在一起，使得腐蚀过程中硅片表面的溶液很快被置换结束，得到新的溶液的补给速度慢，甚至造成后期的腐蚀不完全，反应完成后，从腐蚀液中取出的花篮带出大量腐蚀液，该腐蚀液不能得到很好处理，容易造成机台的污染。
发明内容
本发明提出的一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机，包括台面呈长方形结构的操作机台，所述操作机台的两端分别开有互相对称的矩形孔，且两个矩形孔中分别卡接有开口向上的腐蚀液池和清洗池，腐蚀液池的池底固定有密封的旋涡管，且腐蚀液池的池底靠近拐角处固定有两个呈中心对称的吹气泵，且吹气泵的出气口连通有斜插入旋涡管内的出气管；通过斜插入旋涡管内的出气管的设置，可以对腐蚀液产生切线推力，继而让腐蚀液在旋涡管内不断的转动，提高内循环速度和腐蚀效果；所述操作机台的上表面中部位于两个矩形孔之间设置有换位机构，且换位机构包括卡接在操作机台上表面中部的轴承座，轴承座中间转动连接有传动杆，传动杆的顶端固定有横梁转杆，所述横梁转杆的两端均固定有电动推杆，且电动推杆延伸杆的底端均设置有抓取机构。
优选地，所述操作机台的上表面位于两个对角处分别设置有上料台和出料台，上料台位于靠近腐蚀液池的一侧，且操作机台的上表面靠近两个矩形孔的边缘处分别设置有互相呈中心对称的转动托板。
优选地，所述腐蚀液池的顶端固定有玻璃罩，且玻璃罩的中间预留有穿孔，且穿孔的孔径与硅片的尺寸相适配；起到保护防溅的作用。
优选地，所述抓取机构包括固定在横梁转杆上表面中部的抽气机，且抽气机的吸气端固定有两个抽气软管，电动推杆延伸杆的端部固定有固定块二，固定块二远离电动推杆的一端固定有复位弹簧，且复位弹簧远离电动推杆的一端固定有固定块一，固定块一的下表面卡接有竖直的玻璃吸管，固定块一位于玻璃吸管顶部中间开有软管插孔，抽气软管远离抽气机的一端插接在插孔中，玻璃吸管的底端套接有橡胶波纹吸盘；通过抽气机和橡胶波纹吸盘的组合设置，可以在抓取的时候只需将橡胶波纹吸盘扣在硅片上，再开启抽气机即可将硅片抓取，需要放开硅片的时候只需关闭抽气机即可。
优选地，所述玻璃吸管的底端固定有压缩弹簧，压缩弹簧的长度小于橡胶波纹吸盘的高度，且压缩弹簧的底端固定有压力传感器，压力传感器通过信号线连接有处理器，处理器的控制端通过信号线与抽气机的控制端相连；通过压力传感器的设置，可以确保硅片始终紧紧的被吸附在橡胶波纹吸盘上，当压力传感器没有信号的时候，说明对硅片的吸力不够，此时加大抽气机吸力即可。
优选地，所述横梁转杆的两端分别开有安装孔和绳穿孔，两端的安装孔和绳穿孔互相对称，且安装孔的孔径与电动推杆的尺寸相适配，横梁转杆的上表面靠近绳穿孔处分别固定有互相对称的支杆，且两个支杆的顶端均设置有定滑轮，且两个定滑轮的外壁分别缠绕有拉绳，拉绳的一端穿过定滑轮正下方的绳穿孔固定在所在侧的固定块二上，拉绳的另一端固定在所在侧的固定块一上。
优选地，所述清洗池的池底远离腐蚀液池的一端固定有水泵，水泵的出水端设置有高出液面斜向上的喷管，喷管正对倾斜后的硅片表面；如此设置可以提高对硅片表面的冲洗效果，而且避免硅片表面的积水。
优选地，所述转动托板的上表面靠近两端均固定有卡槽，且卡槽的形状与硅片的形状相似，可以防止转动托板转动的时候将硅片甩出。
优选地，所述传动杆的底端固定有搓动齿轮，且腐蚀液池的外壁固定有导向滑轨，导向滑轨的滑槽内滑动连接有与搓动齿轮互相啮合的滑动齿条，滑动齿条的端部设置有连杆，且连杆铰接在滑动齿条的端部，操作机台的下表面靠近导向滑轨的端部固定有步进电机，且步进电机的输出轴顶端固定有轮盘，轮盘的盘面圆周边缘处固定有与连杆形成转动连接的活动轴；通过轮盘和连杆的设置，即可通过步进电机的转动步数来控制搓动齿轮每次旋转一百八十度就停止，此时即可将硅片转移到另一个工位。
优选地，所述轴承座的上下两端分别卡接有互相对称的圆锥滚子轴承；可以提高传动杆的轴向承载力，避免传动杆产生轴向窜动。
本发明中的有益效果为：
1、通过斜插入旋涡管内的出气管的设置，可以对腐蚀液产生切线推力，继而让腐蚀液在旋涡管内不断的转动，提高内循环速度和腐蚀效果。
2、通过设置在横梁转杆两端的电动推杆以及电动推杆延伸杆端部的抓取机构，可以在硅片腐蚀开槽之后无需重新固定，紧接着就可以对其进行快速转移至清洗池中，以对腐蚀位置进行冲洗，提高了工作效率。
3、通过转动托板的设置，可以在上料时只需在转动托板的端部转动至上料台的上方的时候，将待腐蚀开槽的硅片卡接在转动托板的端部规定位置即可，待转动托板转动至矩形孔的中心位置的时候，抓取机构即可将硅片抓取以进行开槽操作，而在出料端，同时转动即可将清洗后的硅片送走。
4、通过复位弹簧和电动推杆的组合设置，可以在将硅片伸入到下方的时候，竖直的玻璃吸管被拉弯，即水平的硅片呈倾斜状态，又便于冲洗过后其表面残余液体快速流走。
附图说明
图1为本发明提出的一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机的整体结构示意图；
图2为本发明提出的一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机的仰视结构示意图；
图3为本发明提出的一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机的俯视结构示意图；
图4为本发明提出的一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机中细管的半剖立体结构图；
图5为本发明提出的一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机图3中沿A-A线的剖视图；
图6为本发明提出的一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机在进行腐蚀开槽时的剖视结构示意图；
图7为本发明提出的一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机换位机构的整体结构示意图。
图中：1、操作机台；2、搓动齿轮；3、滑动齿条；4、导向滑轨；5、腐蚀液池；6、转动托板；7、上料台；8、玻璃罩；9、旋涡管；10、橡胶波纹吸盘；11、玻璃吸管；12、固定块一；13、复位弹簧；14、固定块二；15、抽气机；16、电动推杆；17、横梁转杆；171、安装孔；172、绳穿孔；18、传动杆；19、清洗池；20、连杆；21、轮盘；22、步进电机；23、吹气泵；24、出气管；25、水泵；26、压缩弹簧；27、压力传感器；28、定滑轮；29、支杆；30、拉绳。
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。
参照图1-7，一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机，包括台面呈长方形结构的操作机台1，所述操作机台1的两端分别开有互相对称的矩形孔，且两个矩形孔中分别卡接有开口向上的腐蚀液池5和清洗池19，腐蚀液池5的池底固定有密封的旋涡管9，且腐蚀液池5的池底靠近拐角处固定有两个呈中心对称的吹气泵23，且吹气泵23的出气口连通有斜插入旋涡管9内的出气管24；通过斜插入旋涡管9内的出气管24的设置，可以对腐蚀液产生切线推力，继而让腐蚀液在旋涡管9内不断的转动，提高内循环速度和腐蚀效果；所述操作机台1的上表面中部位于两个矩形孔之间设置有换位机构，且换位机构包括卡接在操作机台1上表面中部的轴承座，轴承座中间转动连接有传动杆18，传动杆18的顶端固定有横梁转杆17，所述横梁转杆17的两端均固定有电动推杆16，且电动推杆16延伸杆的底端均设置有抓取机构，通过设置在横梁转杆17两端的电动推杆16以及电动推杆16延伸杆端部的抓取机构，可以在硅片腐蚀开槽之后无需重新固定，紧接着就可以对其进行快速转移至清洗池19中，以对腐蚀位置进行冲洗，提高了工作效率。
操作机台1的上表面位于两个对角处分别设置有上料台7和出料台，上料台7位于靠近腐蚀液池5的一侧，且操作机台1的上表面靠近两个矩形孔的边缘处分别设置有互相呈中心对称的转动托板6；通过转动托板6的设置，可以在上料时只需在转动托板6的端部转动至上料台7的上方的时候，将待腐蚀开槽的硅片卡接在转动托板6的端部规定位置即可，待转动托板6转动至矩形孔的中心位置的时候，抓取机构即可将硅片抓取以进行开槽操作，而在出料端，同时转动即可将清洗后的硅片送走。
请参照图1，腐蚀液池5的顶端固定有玻璃罩8，且玻璃罩8的中间预留有穿孔，且穿孔的孔径与硅片的尺寸相适配；起到保护防溅的作用。
请参照图1-2，抓取机构包括固定在横梁转杆17上表面中部的抽气机15，且抽气机15的吸气端固定有两个抽气软管，电动推杆16延伸杆的端部固定有固定块二14，固定块二14远离电动推杆16的一端固定有复位弹簧13，且复位弹簧13远离电动推杆16的一端固定有固定块一12，固定块一12的下表面卡接有竖直的玻璃吸管11，固定块一12位于玻璃吸管11顶部中间开有软管插孔，抽气软管远离抽气机15的一端插接在插孔中，玻璃吸管11的底端套接有橡胶波纹吸盘10；通过抽气机15和橡胶波纹吸盘10的组合设置，可以在抓取的时候只需将橡胶波纹吸盘10扣在硅片上，再开启抽气机15即可将硅片抓取，需要放开硅片的时候只需关闭抽气机15即可。
请参照图4，玻璃吸管11的底端固定有压缩弹簧26，压缩弹簧26的长度小于橡胶波纹吸盘10的高度，且压缩弹簧26的底端固定有压力传感器27，压力传感器27通过信号线连接有处理器，处理器的控制端通过信号线与抽气机15的控制端相连；通过压力传感器27的设置，可以确保硅片始终紧紧的被吸附在橡胶波纹吸盘10上，当压力传感器27没有信号的时候，说明对硅片的吸力不够，此时加大抽气机15吸力即可。
请参照图6-7，横梁转杆17的两端分别开有安装孔171和绳穿孔172，两端的安装孔171和绳穿孔172互相对称，且安装孔171的孔径与电动推杆16的尺寸相适配，横梁转杆17的上表面靠近绳穿孔172处分别固定有互相对称的支杆29，且两个支杆29的顶端均设置有定滑轮28，且两个定滑轮28的外壁分别缠绕有拉绳30，拉绳30的一端穿过定滑轮28正下方的绳穿孔172固定在所在侧的固定块二14上，拉绳30的另一端固定在所在侧的固定块一12上；通过复位弹簧13和电动推杆16的组合设置，可以在将硅片伸入到下方的时候，竖直的玻璃吸管11被拉弯，即水平的硅片呈倾斜状态，又便于冲洗过后其表面残余液体快速流走。
请参照图5-6，清洗池19的池底远离腐蚀液池5的一端固定有水泵25，水泵25的出水端设置有高出液面斜向上的喷管，喷管正对倾斜后的硅片表面；如此设置可以提高对硅片表面的冲洗效果，而且避免硅片表面的积水。
转动托板6的上表面靠近两端均固定有卡槽，且卡槽的形状与硅片的形状相似，可以防止转动托板6转动的时候将硅片甩出。
请参照图7，传动杆18的底端固定有搓动齿轮2，且腐蚀液池5的外壁固定有导向滑轨4，导向滑轨4的滑槽内滑动连接有与搓动齿轮2互相啮合的滑动齿条3，滑动齿条3的端部设置有连杆20，且连杆20铰接在滑动齿条3的端部，操作机台1的下表面靠近导向滑轨4的端部固定有步进电机22，且步进电机22的输出轴顶端固定有轮盘21，轮盘21的盘面圆周边缘处固定有与连杆20形成转动连接的活动轴；通过轮盘21和连杆20的设置，即可通过步进电机22的转动步数来控制搓动齿轮2每次旋转一百八十度就停止，此时即可将硅片转移到另一个工位。
轴承座的上下两端分别卡接有互相对称的圆锥滚子轴承；可以提高传动杆18的轴向承载力，避免传动杆18产生轴向窜动。
工作原理：操作前先确保电动推杆16的延伸杆收缩至初始状态即将两个橡胶波纹吸盘10抬高至转动托板6的上方，之后再将待腐蚀开槽的硅片放置在转动托盘6端部的卡槽内，慢慢转动至橡胶波纹吸盘10的下方；此时控制抓取机构启动，即先控制电动推杆16的延伸杆伸长之后再启动抽气机15，抓取机构即将硅片抓取，随后转动托盘6继续转走，此时继续控制腐蚀液槽5上方的电动推杆16的延伸杆伸长，直至将硅片伸入到腐蚀液中即可进行俯视开槽；与此同时，通过斜插入旋涡管9内的出气管24的设置，可以对腐蚀液产生切线推力，继而让腐蚀液在旋涡管9内不断的转动，提高内循环速度和腐蚀效果；
当腐蚀开槽工作结束之后，电动推杆16的延伸杆回抽，再通过换位机构将其转动至清洗池19中，通过复位弹簧13和电动推杆16的组合设置，在将硅片伸入到下方的时候，竖直的玻璃吸管11被拉弯，即水平的硅片呈倾斜状态，又便于冲洗过后其表面残余液体快速流走。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机，包括台面呈长方形结构的操作机台（1），所述操作机台（1）的两端分别开有互相对称的矩形孔，且两个矩形孔中分别卡接有开口向上的腐蚀液池（5）和清洗池（19），其特征在于，腐蚀液池（5）的池底固定有密封的旋涡管（9），且腐蚀液池（5）的池底靠近拐角处固定有两个呈中心对称的吹气泵（23），且吹气泵（23）的出气口连通有斜插入旋涡管（9）内的出气管（24），所述操作机台（1）的上表面中部位于两个矩形孔之间设置有换位机构，且换位机构包括卡接在操作机台（1）上表面中部的轴承座，轴承座中间转动连接有传动杆（18），传动杆（18）的顶端固定有横梁转杆（17），所述横梁转杆（17）的两端均固定有电动推杆（16），且电动推杆（16）延伸杆的底端均设置有抓取机构；
所述抓取机构包括固定在横梁转杆（17）上表面中部的抽气机（15），且抽气机（15）的吸气端固定有两个抽气软管，电动推杆（16）延伸杆的端部固定有固定块二（14），固定块二（14）远离电动推杆（16）的一端固定有复位弹簧（13），且复位弹簧（13）远离电动推杆（16）的一端固定有固定块一（12），固定块一（12）的下表面卡接有竖直的玻璃吸管（11），固定块一（12）位于玻璃吸管（11）顶部中间开有软管插孔，抽气软管远离抽气机（15）的一端插接在插孔中，玻璃吸管（11）的底端套接有橡胶波纹吸盘（10）；
所述玻璃吸管（11）的底端固定有压缩弹簧（26），压缩弹簧（26）的长度小于橡胶波纹吸盘（10）的高度，且压缩弹簧（26）的底端固定有压力传感器（27），压力传感器（27）通过信号线连接有处理器，处理器的控制端通过信号线与抽气机（15）的控制端相连；
所述横梁转杆（17）的两端分别开有安装孔（171）和绳穿孔（172），两端的安装孔（171）和绳穿孔（172）互相对称，且安装孔（171）的孔径与电动推杆（16）的尺寸相适配，横梁转杆（17）的上表面靠近绳穿孔（172）处分别固定有互相对称的支杆（29），且两个支杆（29）的顶端均设置有定滑轮（28），且两个定滑轮（28）的外壁分别缠绕有拉绳（30），拉绳（30）的一端穿过定滑轮（28）正下方的绳穿孔（172）固定在所在侧的固定块二（14）上，拉绳（30）的另一端固定在所在侧的固定块一（12）上。
2.根据权利要求1所述的一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机，其特征在于，所述操作机台（1）的上表面位于两个对角处分别设置有上料台（7）和出料台，上料台（7）位于靠近腐蚀液池（5）的一侧，且操作机台（1）的上表面靠近两个矩形孔的边缘处分别设置有互相呈中心对称的转动托板（6）。
3.根据权利要求2所述的一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机，其特征在于，所述腐蚀液池（5）的顶端固定有玻璃罩（8），且玻璃罩（8）的中间预留有穿孔，且穿孔的孔径与硅片的尺寸相适配。
4.根据权利要求1所述的一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机，其特征在于，所述清洗池（19）的池底远离腐蚀液池（5）的一端固定有水泵（25），水泵（25）的出水端设置有高出液面斜向上的喷管，喷管正对倾斜后的硅片表面。
5.根据权利要求2或3所述的一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机，其特征在于，所述转动托板（6）的上表面靠近两端均固定有卡槽，且卡槽的形状与硅片的形状相似。
6.根据权利要求1所述的一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机，其特征在于，所述传动杆（18）的底端固定有搓动齿轮（2），且腐蚀液池（5）的外壁固定有导向滑轨（4），导向滑轨（4）的滑槽内滑动连接有与搓动齿轮（2）互相啮合的滑动齿条（3），滑动齿条（3）的端部设置有连杆（20），且连杆（20）铰接在滑动齿条（3）的端部，操作机台（1）的下表面靠近导向滑轨（4）的端部固定有步进电机（22），且步进电机（22）的输出轴顶端固定有轮盘（21），轮盘（21）的盘面圆周边缘处固定有与连杆（20）形成转动连接的活动轴。
7.根据权利要求6所述的一种全自动硅片腐蚀清洗开槽机，其特征在于，所述轴承座的上下两端分别卡接有互相对称的圆锥滚子轴承。
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