CN117259311A - 一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及磷化铟晶片加工技术领域，特别涉及一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，包括基座，所述基座上表面中心处活动设置有清洗承载台，所述清洗承载台上设置有磷化铟晶片，所述基座上位于所述清洗承载台的外侧固接有固定座，所述固定座上安装有喷淋管，所述喷淋管下表面设置有若干个喷头，每个所述喷头上均设置有流量控制阀。本发明通过定位喷淋管上每个喷头的位置，获取每个喷头的清洗面积，从而计算生成流量控制系数，根据生成的流量控制系数控制每个喷头的流量，通过控制药液的流量，可以适应磷化铟晶片表面不同位置的线速度差异，使得磷化铟晶片表面喷淋的清洗液的量相同。
Description
技术领域
本发明涉及磷化铟晶片加工技术领域，具体为一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置。
背景技术
磷化铟晶片是重要的化合物半导体材料，与砷化镓相比，其优越性主要在于高的饱和电场漂移速度、导热性好以及较强的抗辐射能力等，在当前迅速发展的光纤通讯领域，磷化铟晶片是优选的衬底材料。
申请公开号为CN113140485A，公开了一种晶圆清洗设备，属于半导体清洗技术领域，包括：固定架；清洗池，设于所述固定架上；清洗盘，转动设于所述清洗池内，所述清洗盘用于容置晶圆；清洗组件，转动设于所述固定架上，所述清洗组件能够进出所述清洗池，并能够旋转对晶圆进行清洗；第一驱动组件，与所述清洗盘连接，以驱动所述清洗盘转动；第二驱动组件，与所述清洗组件连接，以驱动所述清洗组件进出所述清洗池并能够清洗晶圆；以及喷流组件，设于所述固定架上，用于向所述清洗池内喷射液体，以对晶圆进行清洗，并能在清洗完成后对晶圆喷射气体进行烘干。清洗组件包括：转动件，转动设于所述固定架上，并与所述第二驱动组件连接；摆臂，与所述转动件连接；以及刷头，与所述摆臂转动连接，通过所述摆臂的摆动使所述刷头进出所述清洗池；第一驱动器，设于所述转动件内，并与所述刷头连接，以驱使所述刷头旋转。
如上述申请相同，现有晶片清洗工艺，其普遍采用喷淋的方式进行清洗，即将磷化铟晶片固定在旋转台上，在旋转台的上方设置有喷淋管，通过喷淋管上设置的喷淋头喷出清洗液，配合旋转台带动磷化铟晶片转动，实现对磷化铟晶片的喷淋清洗；
但是磷化铟材料与酸类化学品反应速度快，在清洗过程中需要精确控制硫酸用量，采用控制磷化铟晶片转动配合喷头进行喷淋清洗，由于旋转中的磷化铟晶片的边缘线速度远大于中心线速度，导致当清洗液均匀且垂直地喷射到磷化铟晶片表面时，磷化铟晶片表面的边缘区域上的清洗液量明显小于中心区域上的清洗液量，从而造成磷化铟晶片边缘区域清洗效果差，甚至造成磷化铟晶片的中心区域产生损伤。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置。
本发明采用以下技术方案，一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，包括基座，所述基座上表面中心处活动设置有清洗承载台，所述清洗承载台上设置有磷化铟晶片，所述基座上位于所述清洗承载台的外侧固接有固定座，所述固定座上安装有喷淋管，所述喷淋管下表面设置有若干个喷头，每个所述喷头上均设置有流量控制阀；
所述固定座上设置有数据采集分析模块，所述数据采集分析模块用于采集磷化铟晶片的清洗数据信息，并根据采集的清洗数据生成每个喷头清洗区域面积信息，根据每个喷头清洗区域面积信息生成流量控制系数，每个所述喷头上的流量控制阀根据生成的流量控制系数控制每个喷头的流量。
作为上述技术方案的进一步描述：所述磷化铟晶片的清洗数据信息包括磷化铟晶片的尺寸、喷头的个数，每个喷头清洗的范围和单个磷化铟晶片所需清洗液的质量和单个磷化铟晶片所需清洗时间；
其中磷化铟晶片的尺寸、喷头的个数能够在使用时通过工具测量获得；
每个喷头清洗的范围、单个磷化铟晶片所需清洗液的质量和单个磷化铟晶片所需清洗时间均通过实验获取。
作为上述技术方案的进一步描述：每个所述喷头清洗区域面积信息生成方法包括：
；
；
；
……
；
式中，X1、X2、X3...Xn代表每个喷头的清洗区域面积，R为喷头清洗区域的直径，为圆周率；
其中，X1+X2+X3+……+Xn=单个磷化铟晶片的面积，喷头喷洒范围与一个圆形区域，R为该圆形区域的直径，喷头的喷晒范围受喷头与磷化铟晶片之间的间距影响，喷头与磷化铟晶片之间越大，喷头喷洒的范围越大。
作为上述技术方案的进一步描述：所述流量控制系数的生成方法包括：
；
；
；
……
；
式中，L1、L2、L3、……、Ln分别表示每个区域对应喷头的流量控制系数，ZL为单个磷化铟晶片所需清洗液的质量，X1+X2+X3+……+Xn，为所有喷头的喷涂面积，Tz为单个磷化铟晶片所需清洗时间。
作为上述技术方案的进一步描述：所述数据采集分析模块将获取的流量控制系数分别传输到每个对应的流量控制阀上，将流量控制系数作为每个对应的喷头喷洒清洗液的流速，即喷洒清洗液的流量，通过流量控制阀控制喷头的喷洒清洗液时的流量。
作为上述技术方案的进一步描述：所述清洗承载台上表面中心处开设有定位槽，所述定位槽内设置有固定组件，该固定组件用于将磷化铟晶片吸附固定在清洗承载台上。
作为上述技术方案的进一步描述：所述固定组件包括若干个吸盘和真空泵，若干个所述吸盘均设置在定位槽内，且若干个吸盘呈矩形阵列分布，相邻两吸盘之间的间距相等，所述真空泵螺栓固定在清洗承载台的下表面，所述真空泵与吸盘之间通过连接管相互连接。
作为上述技术方案的进一步描述：所述清洗承载台下表面中心处固定连接有立柱，所述立柱的底端固定有旋转盘，所述基座上表面开设有配合旋转盘使用的圆形槽，所述圆形槽内部底板上开设有环形滑槽，所述旋转盘下表面焊接有滑块，所述滑块与环形滑槽滑动连接。
作为上述技术方案的进一步描述：所述滑块共设置有三个，三个滑块呈环形分布，相邻两滑块之间的间距相等，所述环形滑槽的截面为倒T字型。
作为上述技术方案的进一步描述：所述基座上设置有驱动机构，所述驱动机构用于驱动立柱转动，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机嵌设固定在基座上，所述驱动电机的输出轴上固接有驱动齿轮。所述立柱上焊接有齿圈，所述驱动齿轮和齿圈啮合连接。
在上述技术方案中，本发明提供的一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，通过定位喷淋管上每个喷头的位置，获取每个喷头的清洗面积，从而计算生成流量控制系数，根据生成的流量控制系数控制每个喷头的流量，通过控制药液的流量，可以适应磷化铟晶片表面不同位置的线速度差异，使得磷化铟晶片表面喷淋的清洗液的量相同，克服现有技术中，磷化铟晶片表面的边缘区域上的清洗液量明显小于中心区域上的清洗液量，造成磷化铟晶片边缘区域清洗效果差，甚至造成磷化铟晶片的中心区域产生损伤的问题。
进一步的，该用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，在清洗承载台上表面中心处开设有定位槽，位于定位槽内设置有固定组件，使得磷化铟晶片放置在清洗承载台上，可通过定位槽内设置的固定组件实现对磷化铟晶片无遮挡固定，这样的结构设计，使得磷化铟晶片与喷头相对应的一面不会有遮挡，保证其清洗的彻底性，也不会影响到喷头对磷化铟晶片的喷淋清洗。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：
图1为本发明实施例提供的一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置的俯视图；
图2为本发明实施例提供的一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置的结构主视图；
图3为本发明实施例提供的图2中的A区放大图；
图4为本发明实施例提供的基座的俯视图；
图5为本发明实施例提供的一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置的流程框图。
图中：1、基座；11、圆形槽；12、环形滑槽；2、清洗承载台；21、立柱；22、旋转盘；23、滑块；24、齿圈；25、驱动齿轮；26、驱动电机；27、定位槽；28、吸盘；29、真空泵；3、磷化铟晶片；4、固定座；5、喷淋管；6、喷头；7、流量控制阀。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
实施例1
请参阅图1-图2和图5，本发明实施例提供一种技术方案：一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，包括基座1，基座1上表面中心处活动设置有清洗承载台2，清洗承载台2上设置有磷化铟晶片3，基座1上位于清洗承载台2的外侧固接有固定座4，固定座4上安装有喷淋管5，喷淋管5下表面设置有若干个喷头6，每个喷头6上均设置有流量控制阀7，喷头6与磷化铟晶片3相互垂直设置；
固定座4上设置有数据采集分析模块，数据采集分析模块用于采集磷化铟晶片3的清洗数据信息，并根据采集的清洗数据生成每个喷头6清洗区域面积信息，根据每个喷头6清洗区域面积信息生成流量控制系数，每个区域对应的喷头6上的流量控制阀7根据生成的对应的流量控制系数控制每个喷头6的流量。
磷化铟晶片3的清洗数据信息包括磷化铟晶片3的尺寸、喷头6的个数，每个喷头6清洗的范围和单个磷化铟晶片3所需清洗液的质量和单个磷化铟晶片3所需清洗时间；
其中磷化铟晶片3的尺寸、喷头6的个数能够在使用时通过工具测量获得；
每个喷头6清洗的范围、单个磷化铟晶片3所需清洗液的质量和单个磷化铟晶片3所需清洗时间均通过实验获取，具体的获取方式为，收集历史数据中多个磷化铟晶片3清洗达标所需的清洗液的总质量以及总时间，将总质量和总时间分别除以磷化铟晶片3的个数，得到单个磷化铟晶片3清洗所需清洗液的质量和时间；喷头6的清洗范围的获取方式为，在实验的条件下，调节好喷头6与待喷涂板之间的间距，通过记录喷头6喷洒在待喷凃板上的范围，获取喷头6的清洗范围。
每个喷头6清洗区域面积信息生成方法包括：
；
；
；
……
；
式中，X1、X2、X3...Xn代表每个喷头6的清洗区域面积，R为喷头6清洗区域的直径，为圆周率；
其中，X1+X2+X3+……+Xn=单个磷化铟晶片3的面积，喷头6喷洒范围与一个圆形区域，R为该圆形区域的直径，喷头6的喷洒范围受喷头6与磷化铟晶片3之间的间距影响，喷头6与磷化铟晶片3之间间距越大，喷头6喷洒的范围越大。
流量控制系数的生成方法包括：
；
；
；
……
；
式中，L1、L2、L3、……、Ln分别表示每个区域对应喷头6的流量控制系数，ZL为单个磷化铟晶片3所需清洗液的质量，X1+X2+X3+……+Xn为所有喷头6的喷涂面积，Tz为单个磷化铟晶片3所需清洗时间。
数据采集分析模块将获取的流量控制系数分别传输到每个对应的流量控制阀7上，将流量控制系数作为每个对应的喷头6喷洒清洗液的流速，即喷洒清洗液的流量，通过流量控制阀7控制喷头6的喷洒清洗液时的流量。
具体的，该用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，通过定位每个喷头6的位置，然后获取每个喷头6清洗的区域面积，通过实验获取单个磷化铟晶片3所需要的总的清洗液的质量，从而计算出每个喷头6清洗的区域面积所需的清洗液的质量，然后每个清洗区域的时间是相同的，计算出每个区域喷头6的流量控制系数，传输到每个对应的流量控制阀7上，通过流量控制阀7控制喷头6的喷洒清洗液时的流量，从而使得每个区域单位面积喷洒的量都是相同的，克服旋转中的磷化铟晶片3的边缘线速度远大于中心线速度，导致当清洗液均匀且垂直地喷射到磷化铟晶片3表面时，磷化铟晶片3表面的边缘区域上的清洗液量明显小于中心区域上的清洗液量，从而造成磷化铟晶片3边缘区域清洗效果差，甚至造成磷化铟晶片3的中心区域产生损伤的问题。
实施例2：
请参阅图1-图4，清洗承载台2上表面中心处开设有定位槽27，定位槽27内设置有固定组件，该固定组件用于将磷化铟晶片3吸附固定在清洗承载台2上。
固定组件包括若干个吸盘28和真空泵29，若干个吸盘28均设置在定位槽27内，且若干个吸盘28呈矩形阵列分布，相邻两吸盘28之间的间距相等，真空泵29螺栓固定在清洗承载台2的下表面，真空泵29与吸盘28之间通过连接管相互连接。
需要说明的是，清洗承载台2上表面位于定位槽27的外侧嵌设有环形的密封圈（图中未示出），通过环形的密封圈设置，使得磷化铟晶片3放置在清洗承载台2上，且位于定位槽27的正上方，配合固定组件进行固定，从而可通过磷化铟晶片3对定位槽27进行密封，使得清洗液不会进入到定位槽27内，其中磷化铟晶片3为圆形结构，定位槽27也为圆形结构，磷化铟晶片3的半径大于定位槽27的半径；
固定组件固定磷化铟晶片3的方式为，将磷化铟晶片3放置在清洗承载台2上，且位于定位槽27的正上方，此时位于定位槽27内的吸盘28上表面贴合在磷化铟晶片3的下表面，控制真空泵29工作，抽出吸盘28内的空气，使得吸盘28紧密吸附在磷化铟晶片3上，对磷化铟晶片3进行固定。
实施例3
请参阅图2和图4，本实施例在实施例1的基础上，进一步公开了清洗承载台2转动的方式，清洗承载台2下表面中心处固定连接有立柱21，立柱21的底端固定有旋转盘22，基座1上表面开设有配合旋转盘22使用的圆形槽11，圆形槽11内部底板上开设有环形滑槽12，旋转盘22下表面焊接有滑块23，滑块23与环形滑槽12滑动连接，滑块23共设置有三个，三个滑块23呈环形分布，相邻两滑块23之间的间距相等，环形滑槽12的截面为倒T字型，基座1上设置有驱动机构，驱动机构用于驱动立柱21转动，驱动机构包括驱动电机26，驱动电机26嵌设固定在基座1上，驱动电机26的输出轴上固接有驱动齿轮25，立柱21上焊接有齿圈24，驱动齿轮25和齿圈24啮合连接。
具体的，当将磷化铟晶片3固定在清洗承载台2上，进行清洗时，需要控制磷化铟晶片3转动，配合设置的喷头6对清洗承载台2上的磷化铟晶片3进行全方位清洗，清洗承载台2的转动方式为，通过驱动电机26带动驱动齿轮25转动，使得驱动齿轮25带动齿圈24转动，齿圈24固定在立柱21上，通过齿圈24带动立柱21转动，从而通过立柱21带动清洗承载台2转动，通过清洗承载台2带动磷化铟晶片3转动。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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的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 (10)
1.一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，包括基座（1），所述基座（1）上表面中心处活动设置有清洗承载台（2），所述清洗承载台（2）上设置有磷化铟晶片（3），所述基座（1）上位于所述清洗承载台（2）的外侧固接有固定座（4），所述固定座（4）上安装有喷淋管（5），所述喷淋管（5）下表面设置有若干个喷头（6），其特征在于，每个所述喷头（6）上均设置有流量控制阀（7）；
所述固定座（4）上设置有数据采集分析模块，所述数据采集分析模块用于采集磷化铟晶片（3）的清洗数据信息，并根据采集的清洗数据生成每个喷头（6）清洗区域面积信息，根据每个喷头（6）清洗区域面积信息生成流量控制系数，每个所述喷头（6）上的流量控制阀（7）根据生成的流量控制系数控制每个喷头（6）的流量。
2.根据权利要求1所述的一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，其特征在于，所述磷化铟晶片（3）的清洗数据信息包括磷化铟晶片（3）的尺寸、喷头（6）的个数，每个喷头（6）清洗的范围和单个磷化铟晶片（3）所需清洗液的质量和单个磷化铟晶片（3）所需清洗时间；
其中磷化铟晶片（3）的尺寸、喷头（6）的个数能够在使用时通过工具测量获得；
每个喷头（6）清洗的范围、单个磷化铟晶片（3）所需清洗液的质量和单个磷化铟晶片（3）所需清洗时间均通过实验获取。
3.根据权利要求2所述的一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，其特征在于，每个所述喷头（6）清洗区域面积信息生成方法包括：
；
；
；
……
；
式中，X1、X2、X3...Xn代表每个喷头（6）的清洗区域面积，R为喷头（6）清洗区域的直径，为圆周率；
其中，X1+X2+X3+……+Xn=单个磷化铟晶片（3）的面积，喷头（6）喷洒范围为一个圆形区域，R为该圆形区域的直径。
4.根据权利要求3所述的一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，其特征在于，所述流量控制系数的生成方法包括：
；
；
；
……
；
式中，L1、L2、L3、……、Ln分别表示每个区域对应喷头（6）的流量控制系数，ZL为单个磷化铟晶片（3）所需清洗液的质量，X1+X2+X3+……+Xn为所有喷头（6）的喷涂面积，Tz为单个磷化铟晶片（3）所需清洗时间。
5.根据权利要求3所述的一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，其特征在于，所述数据采集分析模块将获取的流量控制系数分别传输到每个对应的流量控制阀（7）上，将流量控制系数作为每个对应的喷头（6）喷洒清洗液的流速，即喷洒清洗液的流量，通过流量控制阀（7）控制喷头（6）的喷洒清洗液时的流量。
6.根据权利要求1所述的一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，其特征在于，所述清洗承载台（2）上表面中心处开设有定位槽（27），所述定位槽（27）内设置有固定组件，该固定组件用于将磷化铟晶片（3）吸附固定在清洗承载台（2）上。
7.根据权利要求6所述的一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，其特征在于，所述固定组件包括若干个吸盘（28）和真空泵（29），若干个所述吸盘（28）均设置在定位槽（27）内，且若干个吸盘（28）呈矩形阵列分布，相邻两吸盘（28）之间的间距相等，所述真空泵（29）螺栓固定在清洗承载台（2）的下表面，所述真空泵（29）与吸盘（28）之间通过连接管相互连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，其特征在于，所述清洗承载台（2）下表面中心处固定连接有立柱（21），所述立柱（21）的底端固定有旋转盘（22），所述基座（1）上表面开设有配合旋转盘（22）使用的圆形槽（11），所述圆形槽（11）内部底板上开设有环形滑槽（12），所述旋转盘（22）下表面焊接有滑块（23），所述滑块（23）与环形滑槽（12）滑动连接。
9.根据权利要求8所述的一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，其特征在于，所述滑块（23）共设置有三个，三个滑块（23）呈环形分布，相邻两滑块（23）之间的间距相等，所述环形滑槽（12）的截面为倒T字型。
10.根据权利要求8所述的一种用于磷化铟晶片自动清洗用定量喷淋装置，其特征在于，所述基座（1）上设置有驱动机构，所述驱动机构用于驱动立柱（21）转动，所述驱动机构包括驱动电机（26），所述驱动电机（26）嵌设固定在基座（1）上，所述驱动电机（26）的输出轴上固接有驱动齿轮（25），所述立柱（21）上焊接有齿圈（24），所述驱动齿轮（25）和齿圈（24）啮合连接。
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