CN116092978A - 一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及硅片清洗的技术领域，特别是涉及一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，其能够提升硅片的清洁效率；包括：清洗箱，清洗箱上固定安装有立板，立板上滑动安装有两组升降板，两组升降板交错升降，即一组升降板上升，另一组升降板下降，每组升降板上均水平滑动安装有L型支架；硅片座，每组L型支架上均固定安装有硅片座，硅片座用于同列安装多个硅片，清洗箱内部安装有清洗机构，清洗机构用于对伸入至清洗箱内部的硅片座上的硅片进行洗刷清洁。
Description
技术领域
本发明涉及硅片清洗的技术领域，特别是涉及一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备。
背景技术
半导体硅片是全球应用最广泛、最重要的半导体基础材料，是制造芯片的基本衬底材料，也是唯一贯穿各道芯片前道制程的半导体材料，目前全球半导体市场中，90%以上的芯片和传感器都是基于硅材料制造而成，其在晶圆制造材料中占比最大。
半导体硅片在生产过程中表面会产生微沟槽，微沟槽内容易积藏颗粒杂质，需要进行清洗；现有的清洗设备大多采用高压水流进行冲洗，对于微沟槽内挤压较紧的颗粒无法冲洗干净，清洁效率低下。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种能够提升硅片的清洁效率的半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备。
本发明的一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，包括：
清洗箱，所述清洗箱上固定安装有立板，所述立板上滑动安装有两组升降板，两组所述升降板交错升降，即一组升降板上升，另一组升降板下降，每组所述升降板上均水平滑动安装有L型支架；
硅片座，每组所述L型支架上均固定安装有硅片座，所述硅片座用于同列安装多个硅片，所述清洗箱内部安装有清洗机构，所述清洗机构用于对伸入至清洗箱内部的硅片座上的硅片进行洗刷清洁。
优选地，所述升降板上横向贯穿设置有第一滑槽，所述L型支架上固定安装有导柱，所述导柱滑动安装在第一滑槽内。
优选地，所述立板上对称设置有两组导槽，每组导槽有第一竖槽、斜槽和第二竖槽连通组成，所述导柱滑动安装在导槽内。
优选地，所述立板的背部对应两组升降板分别可升降安装有两组驱动板，每组驱动板上均贯穿设置有第二滑槽，两组所述导柱分别滑动安装在两组第二滑槽内，所述立板上还转动安装有被动带轮和主动带轮，所述被动带轮和主动带轮之间张紧套设有第一伺服电机，两组所述驱动板分别依靠U型卡与第一伺服电机固定连接，所述立板上固定安装有同步带，用于驱动主动带轮沿自身轴线旋转。
优选地，所述硅片座包括固定安装在L型支架上的设备箱，所述设备箱上设置有多组横槽，每组所述横槽内均对称滑动安装有两组滑块，每组所述滑块上均固定设置有压板，所述压板上设置有卡槽。
优选地，所述设备箱内部沿自身轴线滑动安装有调节轴，所述调节轴上对应若干组横槽分别固定设置有若干组横杆，每组所述滑块上均固定设置有连接轴，对应同一横槽的横杆与两组滑块上的连接轴之间均依靠连杆转动连接，两组连杆对称设置。
优选地，所述设备箱顶部固定安装有电磁线圈，所述调节轴顶端固定安装有铁环，所述电磁线圈与铁环同轴线，所述设备箱底部固定安装有弹簧，所述弹簧与调节轴底部固定连接。
优选地，所述清洗机构包括滑动安装在清洗箱上的安装板，所述安装板能够相对清洗箱进行左右、前后滑动，所述安装板上设置有若干组刷板，每组所述刷板上均设置有纳米刷毛。
优选地，所述清洗箱上固定安装有横向导轨，所述横向导轨上滑动安装有两组十字滑块，所述安装板上水平固定设置有驱动板，所述驱动板上纵向固定设置有两组纵向导轨，两组所述纵向导轨分别滑动安装在两组十字滑块上。
优选地，所述清洗箱上固定安装有电机架，所述电机架上固定安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出端安装有Z型驱动轴，所述Z型驱动轴的另一端与驱动板固定连接。
与现有技术相比本发明的有益效果为：控制两组升降板分别升降至最高点和最低点，工作人员将未清洗的硅片安装在最高处的硅片座上，再控制两组升降板反向升降，使安装有硅片的硅片座下降至清洗箱内部，并通过清洗机构对硅片进行洗刷清洗，将硅片微沟槽内的颗粒杂质清洗干净，工作人员在升降板升至最高处时，对硅片进行下料和上料，通过上述过程，能够提升硅片的清洁效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明背部的结构示意图；
图3是立板与升降板等结构的正视图；
图4是硅片座的结构放大示意图；
图5是设备箱内部的结构放大示意图；
图6是清洗箱和清洗机构的结构放大示意图；
图7是图6的结构剖视图；
图8是清洗机构的结构放大示意图；
附图中标记：1、清洗箱；2、立板；3、升降板；4、L型支架；5、硅片座；6、清洗机构；7、第一导轨；8、第一滑槽；9、导柱；10、第一竖槽；11、斜槽；12、第二竖槽；13、驱动板；14、第二滑槽；15、被动带轮；16、主动带轮；17、同步带；18、第一伺服电机；19、U型卡；20、第二导轨；21、设备箱；22、横槽；23、滑块；24、压板；25、卡槽；26、调节轴；27、横杆；28、连接轴；29、连杆；30、弹簧；31、电磁线圈；32、铁环；33、安装板；34、驱动板；35、刷板；36、纳米刷毛；37、横向导轨；38、十字滑块；39、纵向导轨；40、电机架；41、第二伺服电机；42、Z型驱动轴。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例采用递进的方式撰写。
如图1至图3所示，本发明的一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，包括：
清洗箱1，清洗箱1上固定安装有立板2，立板2上滑动安装有两组升降板3，两组升降板3交错升降，即一组升降板3上升，另一组升降板3下降，每组升降板3上均水平滑动安装有L型支架4；
硅片座5，每组L型支架4上均固定安装有硅片座5，硅片座5用于同列安装多个硅片，清洗箱1内部安装有清洗机构6，清洗机构6用于对伸入至清洗箱1内部的硅片座5上的硅片进行洗刷清洁；
具体在本实施例中，清洗箱1内部盛装有清洗液，两组硅片座5在交错升降的过程中不会发生碰撞，其中立板2上对称竖直安装有两组第一导轨7，两组升降板3分别滑动安装在两组第一导轨7上；在工作时，控制两组升降板3分别升降至最高点和最低点，工作人员将未清洗的硅片安装在最高处的硅片座5上，再控制两组升降板3反向升降，使安装有硅片的硅片座5下降至清洗箱1内部，并通过清洗机构6对硅片进行洗刷清洗，将硅片微沟槽内的颗粒杂质清洗干净，工作人员在升降板3升至最高处时，对硅片进行下料和上料，通过上述过程，能够提升硅片的清洁效率。
其中L型支架4如何滑动安装在升降板3上的，如图2和图3所示，升降板3上横向贯穿设置有第一滑槽8，L型支架4上纵向固定安装有导柱9，导柱9滑动安装在第一滑槽8内；在两组升降板3交汇之前，通过驱动两组导柱9相互远离，即可控制两组硅片座5不发生碰撞；
具体的，立板2上对称设置有两组导槽，每组导槽有第一竖槽10、斜槽11和第二竖槽12连通组成，导柱9滑动安装在导槽内，两组第一竖槽10之间的距离大于两组第二竖槽12之间的距离，更具体的，斜槽11的中点与升降板3升降路线的中点位于同一水平面内，并且当导柱9移动至斜槽11中点时，两组硅片座5不会发生碰撞；
为了驱动两组升降板3交错升降，立板2的背部对应两组升降板3分别可升降安装有两组驱动板13，每组驱动板13上均贯穿设置有第二滑槽14，两组导柱9分别滑动安装在两组第二滑槽14内，立板2上还转动安装有被动带轮15和主动带轮16，被动带轮15和主动带轮16之间张紧套设有第一伺服电机18，两组驱动板13分别依靠U型卡19与第一伺服电机18固定连接，立板2上固定安装有同步带17，用于驱动主动带轮16沿自身轴线旋转；通过控制同步带17的正反转，在主动带轮16、被动带轮15和第一伺服电机18的传动作用下，带动两组驱动板13相对升降，并在第二滑槽14和导柱9的导向作用下，带动两组升降板3进行升降，结构简单便于控制。
具体的，立板2背部竖直设置有两组第二导轨20，两组驱动板13的外端分别滑动安装在两组第二导轨20上。
其中，硅片座5的具体结构如图4和图5所示，硅片座5包括固定安装在L型支架4上的设备箱21，设备箱21上设置有多组横槽22，每组横槽22内均对称滑动安装有两组滑块23，每组滑块23上均固定设置有压板24，压板24上设置有卡槽25；将多个硅片依次插入至同一横槽22内的两组压板24上的卡槽25内，之后再控制两组滑块23同步相对靠近一定距离，将硅片夹紧，便于对多个硅片进行同步夹紧固定。
进一步地，设备箱21内部沿自身轴线滑动安装有调节轴26，调节轴26上对应若干组横槽22分别固定设置有若干组横杆27，每组滑块23上均固定设置有连接轴28，对应同一横槽22的横杆27与两组滑块23上的连接轴28之间均依靠连杆29转动连接，两组连杆29对称设置；通过控制调节轴26沿自身轴线移动，在横杆27和连杆29的传动作用下，控制两侧的滑块23相对靠近或相对远离，从而实现对硅片的松固。
具体如何驱动调节轴26沿自身轴线移动的，设备箱21顶部固定安装有电磁线圈31，调节轴26顶端固定安装有铁环32，电磁线圈31与铁环32同轴线，设备箱21底部固定安装有弹簧30，弹簧30与调节轴26底部固定连接；在弹簧30的弹力作用下，将调节轴26向下拉拽，从而使两组滑块23相对靠近，压板24对硅片进行压紧，通过控制电磁线圈31的通电，电磁线圈31对铁环32产生磁吸力，使调节轴26克服弹簧30的弹力沿自身轴线向上移动，从而使两组滑块23相对远离，此时能够将硅片插入至两组压板24之间，便于对硅片进行安装固定。
为了便于对浸没在清洗液中的硅片进行洗刷清洁，如图7和图8所示，清洗机构6包括滑动安装在清洗箱1上的安装板33，安装板33能够相对清洗箱1进行左右、前后滑动，安装板33上设置有若干组刷板35，每组刷板35上均设置有纳米刷毛36；当硅片座5伸入至清洗箱1内部之后，若干组刷板35分别对应若干个硅片，驱动安装板33前后左右往复移动，使每组刷板35上的纳米刷毛36能够对硅片进行多角度洗刷，能够针对不同方向的沟槽进行洗刷，清洗更加彻底；
具体的，清洗箱1上固定安装有横向导轨37，横向导轨37上滑动安装有两组十字滑块38，安装板33上水平固定设置有驱动板34，驱动板34上纵向固定设置有两组纵向导轨39，两组纵向导轨39分别滑动安装在两组十字滑块38上；
进一步地，清洗箱1上固定安装有电机架40，电机架40上固定安装有第二伺服电机41，第二伺服电机41的输出端安装有Z型驱动轴42，Z型驱动轴42的另一端与驱动板34固定连接，通过采用电机架40对第二伺服电机41进行固定安装，能够避免对驱动板34的移动进行限制，通过启动第二伺服电机41，带动Z型驱动轴42进行旋转，Z型驱动轴42与驱动板34连接点移动轨迹为圆形，从而能够带动安装板33进行左右、前后往复移动。
本发明的一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，其在使用时：
首先，通过控制同步带17的正反转，在主动带轮16、被动带轮15和第一伺服电机18的传动作用下，控制两组升降板3分别升降至最高点和最低点，工作人员将未清洗的硅片安装在最高处的硅片座5上；在安装时，通过控制电磁线圈31的通电，电磁线圈31对铁环32产生磁吸力，使调节轴26克服弹簧30的弹力沿自身轴线向上移动，从而使两组滑块23相对远离，此时能够将硅片插入至两组压板24之间，再控制电磁线圈31断电，在弹簧30的弹力作用下，将调节轴26向下拉拽，从而使两组滑块23相对靠近，压板24对硅片进行压紧；
之后，通过控制同步带17的正反转，再控制两组升降板3反向升降，使安装有硅片的硅片座5下降至清洗箱1内部；通过启动第二伺服电机41，带动Z型驱动轴42进行旋转，Z型驱动轴42与驱动板34连接点移动轨迹为圆形，能够带动安装板33进行左右、前后往复移动，使每组刷板35上的纳米刷毛36能够对硅片进行多角度洗刷，针对不同方向的沟槽进行洗刷，将硅片微沟槽内的颗粒杂质清洗干净。
本发明的一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，其特征在于，包括：
清洗箱（1），所述清洗箱（1）上固定安装有立板（2），所述立板（2）上滑动安装有两组升降板（3），两组所述升降板（3）交错升降，每组所述升降板（3）上均水平滑动安装有L型支架（4）；
硅片座（5），每组所述L型支架（4）上均固定安装有硅片座（5），所述硅片座（5）用于安装多个硅片，所述清洗箱（1）内部安装有清洗机构（6），所述清洗机构（6）用于对伸入至清洗箱（1）内部的硅片座（5）上的硅片进行洗刷清洁。
2.如权利要求1所述的一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，其特征在于，所述升降板（3）上横向贯穿设置有第一滑槽（8），所述L型支架（4）上固定安装有导柱（9），所述导柱（9）滑动安装在第一滑槽（8）内。
3.如权利要求2所述的一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，其特征在于，所述立板（2）上对称设置有两组导槽，每组导槽有第一竖槽（10）、斜槽（11）和第二竖槽（12）连通组成，所述导柱（9）滑动安装在导槽内。
4.如权利要求3所述的一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，其特征在于，所述立板（2）的背部可升降安装有两组驱动板（13），每组驱动板（13）上均贯穿设置有第二滑槽（14），两组所述导柱（9）分别滑动安装在两组第二滑槽（14）内，所述立板（2）上还转动安装有被动带轮（15）和主动带轮（16），所述被动带轮（15）和主动带轮（16）之间张紧套设有第一伺服电机（18），两组所述驱动板（13）分别与第一伺服电机（18）固定连接，所述立板（2）上固定安装有同步带（17），用于驱动主动带轮（16）沿自身轴线旋转。
5.如权利要求1所述的一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，其特征在于，所述硅片座（5）包括固定安装在L型支架（4）上的设备箱（21），所述设备箱（21）上设置有多组横槽（22），每组所述横槽（22）内均对称滑动安装有两组滑块（23），每组所述滑块（23）上均固定设置有压板（24），所述压板（24）上设置有卡槽（25）。
6.如权利要求5所述的一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，其特征在于，所述设备箱（21）内部沿自身轴线滑动安装有调节轴（26），所述调节轴（26）上对应若干组横槽（22）分别固定设置有若干组横杆（27），每组所述横杆（27）与两组滑块（23）均依靠连杆（29）转动连接。
7.如权利要求6所述的一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，其特征在于，所述设备箱（21）顶部固定安装有电磁线圈（31），所述调节轴（26）顶端固定安装有铁环（32），所述调节轴（26）弹性安装在设备箱（21）内。
8.如权利要求1所述的一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，其特征在于，所述清洗机构（6）包括滑动安装在清洗箱（1）上的安装板（33），所述安装板（33）上设置有若干组刷板（35），每组所述刷板（35）上均设置有纳米刷毛（36）。
9.如权利要求8所述的一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，其特征在于，所述清洗箱（1）上固定安装有横向导轨（37），所述横向导轨（37）上滑动安装有两组十字滑块（38），所述安装板（33）上水平固定设置有驱动板（34），所述驱动板（34）上纵向固定设置有两组纵向导轨（39），两组所述纵向导轨（39）分别滑动安装在两组十字滑块（38）上。
10.如权利要求9所述的一种半导体硅片微沟槽颗粒杂质清洗设备，其特征在于，所述清洗箱（1）上固定安装有电机架（40），所述电机架（40）上固定安装有第二伺服电机（41），所述第二伺服电机（41）的输出端安装有Z型驱动轴（42），所述Z型驱动轴（42）的另一端与驱动板（34）固定连接。
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