CN117718255A - 一种半导体清洗设备的刷子运动装置和半导体清洗设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种半导体清洗设备的刷子运动装置和半导体清洗设备。其中，该半导体清洗设备的刷子运动装置通过四个导向轴承与主轴驱动连接，且围绕主轴形成等夹角设置，四个导向轴承在进行旋转时适于带动主轴进行旋转；旋转驱动单元通过传动组件与轴承组件连接，旋转驱动单元用于通过传动组件驱动轴承组件进行旋转，进而使得四个导向轴承带动主轴进行旋转；轴承组件设置在固定架；固定架固定于底部安装板；底部安装板和旋转驱动单元均与支撑架连接；升降驱动单元用于驱动支撑架进行上升和下降，从而使得底部安装板同步固定架带动轴承组件上升和下降，进而通过轴承组件上的四个导向轴承带动主轴上升和下降的方式。提高了半导体清洗设备的使用寿命。

Description

一种半导体清洗设备的刷子运动装置和半导体清洗设备

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，特别是涉及一种半导体清洗设备的刷子运动装置和半导体清洗设备。

背景技术

半导体清洗设备泛指用于清洗半导体晶圆所需的设备，包括单片清洗设备、槽式清洗设备、单片槽式清洗设备等。

目前，在一些具有刷子的半导体晶圆清洗设备中，刷子是直接与主轴连接，通过主轴的旋转以及升降来带动刷子进行同步操作，然而，主轴与带动主轴进行旋转的以及升降的驱动件之间的连接方式为滚珠花键，而采用该滚珠花键的连接方式，导致主轴与驱动件之间的摩擦系数大，进而影响半导体清洗设备的使用寿命。

针对现有技术中的因采用滚珠花键的连接方式，导致主轴与驱动件之间的摩擦系数大，进而影响半导体清洗设备的使用寿命的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种半导体清洗设备的刷子运动装置和半导体清洗设备，能够解决现有技术中因采用滚珠花键的连接方式，导致主轴与驱动件之间的摩擦系数大，进而影响半导体清洗设备的使用寿命的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种半导体清洗设备的刷子运动装置，包括：与刷子连接的主轴、固定架、升降驱动单元、旋转驱动单元、设置有四个导向轴承的轴承组件、传动组件、底部安装部、支撑架；其中，

所述传动组件设置在所述轴承组件上；

所述主轴穿过所述固定架和所述传动组件；

所述四个导向轴承与所述主轴驱动连接，且围绕所述主轴形成等夹角设置，所述四个导向轴承在进行旋转时适于带动所述主轴进行相应的旋转；

所述旋转驱动单元通过所述传动组件与所述轴承组件连接，所述旋转驱动单元用于通过所述传动组件驱动所述轴承组件进行旋转，进而使得所述四个导向轴承带动所述主轴进行旋转；

所述轴承组件设置在所述固定架，并能随所述固定架同步运动；

所述固定架固定于所述底部安装板，并能随所述底部安装板同步运动；

所述底部安装板和所述旋转驱动单元均与所述支撑架连接，并均能随所述支撑架同步运动；

所述升降驱动单元用于驱动所述支撑架进行上升和下降，从而使得底部安装板同步所述固定架带动所述轴承组件上升和下降，进而通过所述轴承组件上的四个所述导向轴承带动主轴上升和下降。

在其中的一些实施例中，所述升降驱动单元为气缸。

在其中的一些实施例中，所述旋转驱动单元为电机。

在其中的一些实施例中，所述轴承组件上设置有第一固定柱和第二固定柱，所述第一固定柱用于固定所述四个导向轴承中的两个导向轴承，所述第二固定柱用于固定所述四个导向轴承中的另外两个导向轴承。

在其中的一些实施例中，所述传动组件包括：从动轮和同步带；其中，所述从动轮固定在所述固定架上，且通过所述同步带与所述旋转驱动单元连接。

在其中的一些实施例中，该装置还包括：张紧轮，所述张紧轮设置在所述支撑架上，所述同步带穿过所述张紧轮与所述旋转驱动单元连接。

在其中的一些实施例中，还包括：固定板和缓冲器，所述固定板设置于所述主轴上，所述缓冲器设置在所述固定板上，所述固定板能够随所述主轴进行上升和下降，所述缓冲器用于对所述主轴下降时所产生的作用力进行缓冲。

在其中的一些实施例中，还包括：压力检测器，所述压力检测器设置在所述底部安装板上，并与所述固定板连接，用于对所述固定板所产生的作用力进行检测。

第二方面，本申请还提供了一种半导体清洗设备，包括如第一方面所述的半导体清洗设备的刷子运动装置。

与现有技术相比，本申请具有以下优点：

本申请实施例的刷子运动装置中，通过与刷子连接的主轴、固定架、升降驱动单元、旋转驱动单元、设置有四个导向轴承的轴承组件、传动组件、底部安装部、支撑架；其中，传动组件设置在轴承组件上；主轴穿过固定架和传动组件；四个导向轴承与主轴驱动连接，且围绕主轴形成等夹角设置，四个导向轴承在进行旋转时适于带动主轴进行相应的旋转；旋转驱动单元通过传动组件与轴承组件连接，旋转驱动单元用于通过传动组件驱动轴承组件进行旋转，进而使得四个导向轴承带动主轴进行旋转；轴承组件设置在固定架，并能随固定架同步运动；固定架固定于底部安装板，并能随底部安装板同步运动；底部安装板和旋转驱动单元均与支撑架连接，并均能随支撑架同步运动；升降驱动单元用于驱动支撑架进行上升和下降，从而使得底部安装板同步固定架带动轴承组件上升和下降，进而通过轴承组件上的四个导向轴承带动主轴上升和下降的方式，从而解决了相关技术中因采用该滚珠花键的结构方式，导致主轴与驱动件之间的摩擦系数大，进而影响半导体清洗设备的使用寿命的问题，降低了半导体清洗设备的摩擦系数，提高了半导体清洗设备的使用寿命。

进一步而言，本发明实施例的刷子运动装置还具有缓冲器，当主轴在下降之后产生沿竖直方向的向上回弹力时，可以对主轴起到缓冲作用，防止受力过大造成主轴的上下往复振动，实现了主轴平稳受力。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请的半导体清洗设备的刷子运动装置的结构示意图；

图2是本申请的半导体清洗设备的刷子运动装置的轴承组件的局部结构示意图；

图3是本申请的图2的剖视图；

图4是本申请的图2的左视图；

图5是本申请的图4的剖视图；

图6是本申请的半导体清洗设备的刷子运动装置的轴承组件的局部结构立体图；

图7是本申请的半导体清洗设备的刷子运动装置的局部结构示意图。

附图标记说明：

101、刷子；201、支撑架；202、升降驱动单元；203、旋转驱动单元；204、同步带轮；205、同步带；301、主轴；302、从动轮；303、固定架；304、轴承组件；3041、导向轴承；3042、第一固定柱；3043、第二固定柱；305、底部安装板；306、直线轴承；307、压力检测器；308、缓冲器；309、固定板。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请的实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参考图1，本实施例的半导体清洗设备的刷子101运动装置，包括：与刷子101连接的主轴301、固定架303、升降驱动单元202、旋转驱动单元203、设置有四个导向轴承3041的轴承组件304、传动组件、底部安装部、支撑架201；其中，传动组件设置在轴承组件304上；主轴301穿过固定架303和传动组件；四个导向轴承3041与主轴301驱动连接，且围绕主轴301形成等夹角设置，四个导向轴承3041在进行旋转时适于带动主轴301进行相应的旋转；旋转驱动单元203通过传动组件与轴承组件304连接，旋转驱动单元203用于通过传动组件驱动轴承组件304进行旋转，进而使得四个导向轴承3041带动主轴301进行旋转，以实现带动刷子101进行旋转；轴承组件304设置在固定架303，并能随固定架303同步运动；固定架303固定于底部安装板305，并能随底部安装板305同步运动；底部安装板305和旋转驱动单元203均与支撑架201连接，并均能随支撑架201同步运动；升降驱动单元202用于驱动支撑架201进行上升和下降，从而使得底部安装板305同步固定架303带动轴承组件304上升和下降，进而通过轴承组件304上的四个导向轴承3041带动主轴301上升和下降，最后通过导向轴承3041带动主轴301进行升降，从而实现刷子101的升降。

在本实施例中，升降驱动单元202进行升降时，通过带动支撑架201进行升降，从而带动底部安装板305进行升降，进而通过底部安装板305同步到固定架303以及轴承组件304，以使得轴承组件304进行升降，最后通过轴承组件304同步四个导向轴承3041带动主轴301进行升降，从而实现刷子101的升降；旋转驱动单元203通过传动组件与轴承组件304连接，并通过传动组件驱动轴承组件304进行旋转，进而带动四个导向轴承3041进行旋转以使得四个导向轴承3041在进行旋转时带动主轴301进行相应的旋转，从而带动与主轴301连接的刷子101进行旋转，实现了刷子101旋转。本实施例中采用轴承组件304以及其四个导向轴承3041作为中间件来带动主轴301的升降和旋转，解决了现有技术中因主轴301和驱动件采用滚珠花键的连接方式，导致主轴301与驱动件之间的摩擦系数大，进而影响半导体清洗设备的使用寿命的问题，降低了半导体清洗设备的摩擦系数，提高了半导体清洗设备的使用寿命。

需要说的是，本申请实施例中描述的升降可以表示但不限于为相对于地面进行竖直方向上的升降，以及旋转可以表示但不限于为相对于地面进行水平方向性的旋转。

在其中的一些实施例中，升降驱动单元202为气缸。

在本实施例中，支撑架201设置在气缸上，气缸带动支撑架201进行升降运动，进而带动底部安装板305进行升降，进而通过底部安装板305同步到固定架303以及轴承组件304，以使得轴承组件304进行升降，最后通过轴承组件304同步四个导向轴承3041带动主轴301进行升降，从而实现刷子101的升降。

需要说明的是，除了上述实施例中的气缸，也可以是现有技术中能够实现沿竖直方向上升和下降其他结构。

在其中的一些实施例中，旋转驱动单元203为电机。

在本实施例中，电机通过传动组件与固定架303连接，并通过传动组件驱动轴承组件304进行旋转，进而带动四个导向轴承3041进行旋转以使得四个导向轴承3041在进行旋转时带动主轴301进行相应的旋转，从而带动与主轴301连接的刷子101进行旋转，实现了刷子101的旋转。

需要说明的是，除了上述实施例中的电机，也可以是现有技术中能够实现主轴301进行旋转的其他结构。

在其中的一些实施例中，如图2至图7所示，轴承组件304上设置有第一固定柱3042和第二固定柱3043，第一固定柱3042用于固定四个导向轴承3041中的两个导向轴承3041，第二固定柱3043用于固定四个导向轴承3041中的另外两个导向轴承3041，其中，四个导向轴承3041围绕主轴301成等夹角设置。

在本实施例中，为了保证四个导向轴承3041与主轴301连接且围绕主轴301形成等夹角设置的方式，用于固定导向轴承3041的第一固定柱3042和第二固定柱3043在固定架303上也可以是对称设置的。

进一步的，通过导向轴承3041的等夹角设置，在一定程度上还可以提高轴承组件304的受力能力。

进一步的，参见图2、图3、图4、图5、图6和图7，两个导向轴承3041固定于第一固定柱3042相邻面的上下两个位置，以及另外两个导向轴承3041固定于第二固定柱3043相邻面的上下两个位置，能够实现四个导向轴承3041围绕主轴301等夹角设置，通过上述上下两个位置的设置方式，还能达到节省空间的效果。

在本实施例中，第一固定柱3042和第二固定柱3042均为方柱，在一些实施例中，也可以通过设置圆柱来实现。

需要说明的是，除了上述描述的结构，本申请中的等夹角设置还可以包括：在空间足够的情况下，增加第三固定柱和第四固定柱，每个导向轴承3041均固定于一个固定柱上，以实现四个导向轴承3041围绕主轴301等夹角设置。

在其中的一些实施例中，传动组件包括：从动轮302和同步带206；其中，从动轮302固定在固定架303上，且通过同步带205与旋转驱动单元203连接。

在本实施例中，通过设置从动轮302和同步带205，可以使得旋转驱动单元203通过同步带205带动从动轮302旋转，从而带动轴承组件304进行旋转，又因导向轴承3041是设置在轴承组件304上的，则轴承组件304在进行旋转的同时，会带动导向轴承3041进行旋转，进而通过导向轴承3041来驱动主轴301进行旋转，从而实现了刷子101的旋转。

需要说明的是，除了上述从动轮302和同步带205来实现传动方式外，还可以是其他能够实现传动的方式，本申请实施例不做具体限定。

继续参见图1，在一些实施例中，旋转驱动单元203上面会设置有同步带轮204，旋转驱动单元203可以通过同步带轮204与同步带205连接。

在其中的一些实施例中，半导体清洗设备的刷子101运动装置还包括：张紧轮，张紧轮设置在支撑架201上，同步带205穿过张紧轮与旋转驱动单元203连接。

在本实施例中，同步带205和张紧轮之间是可活动的连接关系，通过设置张紧轮可以改变同步带205的包角或控制同步带205的张紧力，以避免同步带205松弛而影响同步带205的传动效果的问题，提高了同步带205的传动效果。

参见图1至图7，在其中的一些实施例中，半导体清洗设备的刷子101运动装置还包括：固定板309和缓冲器308，固定板309设置于主轴301上，缓冲器308设置在固定板309上，固定板309能够随主轴301进行上升和下降，缓冲器308用于对主轴301下降时所产生的作用力进行缓冲。

在本实施例中，缓冲器308可以防止固定架303下降时所产生的作用力过大而造成固定架303的上下往复振动，从而实现固定架303的平稳受力，提高固定架303的使用寿命。

在其中的一些实施例中，半导体清洗设备的刷子101运动装置还包括：压力检测器307，压力检测器307设置在底部安装板305上，并与固定板309连接，用于对固定板309时所产生的作用力进行检测。

在本实施例中，通过设置压力监测器，可以实现对固定板309下降时所产生的作用力进行实时检测，便于后续根据该作用力做相应处理，例如，在检测到的作用力大于预设作用力的情况下，可以进行监测、反馈、报警等相关处理。

需要说明的是，固定板309是与主轴301连接的，在本实施例中，固定板309反馈的作用力可以视为主轴301的作用力。

在一些实施例中，该半导体清洗设备的刷子101运动装置还包括：报警器，与上述压力监测器连接，并在固定板309下降时所产生的作用力大于预设作用力的情况下，进行报警。

需要说明的是，该预设作用力的大小可以根据不同的晶圆清洗场景设置不同的大小，以满足不同应用晶圆清洗场景的需求。

参见图1至图7，在一些实施例中，半导体清洗设备的刷子101运动装置还可以包括：直线轴承306，固定架303通过底部安装板305与支撑架201连接，固定架303与底部安装板305固定连接，直线轴承306安装在底部安装板305上，且与主轴301的底部相连接，用于对主轴301进行限位，防止主轴301在旋转或者升降过程中产生偏移，进而影响到刷子101对整个晶圆的刷洗过程。

本申请还提供了一种半导体清洗设备，半导体清洗设备包括上述实施例中的半导体清洗设备的刷子101运动装置。

此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“层叠”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种半导体清洗设备的刷子运动装置，其特征在于，包括：与刷子连接的主轴、固定架、升降驱动单元、旋转驱动单元、设置有四个导向轴承的轴承组件、传动组件、底部安装部、支撑架；其中，

所述传动组件设置在所述轴承组件上；

所述主轴穿过所述固定架和所述传动组件；

所述四个导向轴承与所述主轴驱动连接，且围绕所述主轴形成等夹角设置，所述四个导向轴承在进行旋转时适于带动所述主轴进行相应的旋转；

所述旋转驱动单元通过所述传动组件与所述轴承组件连接，所述旋转驱动单元用于通过所述传动组件驱动所述轴承组件进行旋转，进而使得所述四个导向轴承带动所述主轴进行旋转；

所述轴承组件设置在所述固定架，并能随所述固定架同步运动；

所述固定架固定于所述底部安装板，并能随所述底部安装板同步运动；

所述底部安装板和所述旋转驱动单元均与所述支撑架连接，并均能随所述支撑架同步运动；

所述升降驱动单元用于驱动所述支撑架进行上升和下降，从而使得底部安装板同步所述固定架带动所述轴承组件上升和下降，进而通过所述轴承组件上的四个所述导向轴承带动主轴上升和下降。

2.根据权利要求1所述的半导体清洗设备的刷子运动装置，其特征在于，所述升降驱动单元为气缸。

3.根据权利要求1所述的半导体清洗设备的刷子运动装置，其特征在于，所述旋转驱动单元为电机。

4.根据权利要求1所述的半导体清洗设备的刷子运动装置，其特征在于，所述轴承组件上设置有第一固定柱和第二固定柱，所述第一固定柱用于固定所述四个导向轴承中的两个导向轴承，所述第二固定柱用于固定所述四个导向轴承中的另外两个导向轴承。

5.根据权利要求1所述的半导体清洗设备的刷子运动装置，其特征在于，所述传动组件包括：从动轮和同步带；其中，所述从动轮设置在所述轴承组件上，且所述从动轮通过所述同步带与所述旋转驱动单元连接。

6.根据权利要求5所述的半导体清洗设备的刷子运动装置，其特征在于，还包括：张紧轮，所述张紧轮设置在所述支撑架上，所述同步带穿过所述张紧轮与所述旋转驱动单元连接。

7.根据权利要求1所述的半导体清洗设备的刷子运动装置，其特征在于，还包括：固定板和缓冲器，所述固定板设置于所述主轴上，所述缓冲器设置在所述固定板上，所述固定板能够随所述主轴进行上升和下降，所述缓冲器用于对所述主轴下降时所产生的作用力进行缓冲。

8.根据权利要求7所述的半导体清洗设备的刷子运动装置，其特征在于，还包括：压力检测器，所述压力检测器设置在所述底部安装板上，并与所述固定板连接，用于对所述固定板所产生的作用力进行检测。

9.一种半导体清洗设备，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的半导体清洗设备的刷子运动装置。