CN107946222A - 全自动硅片清洗模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动硅片清洗模组，包括位于槽体一侧的上料位，上料位包括支撑板、固定连接在支撑板上面供花篮在上面滑动的导轨以及推动花篮沿导轨滑向槽体的气压缸，导轨上可并排放置的花篮数量为两个以上；支撑板上面两端均设有红外感应器，分别用于在花篮位于导轨远离槽体的一端时控制气压缸伸长将花篮推向槽体以及在花篮位于导轨靠近槽体的一端时控制机械手将花篮夹取至槽体内，本发明的优点是可以提高上料的效率。

Description

全自动硅片清洗模组

技术领域

本发明涉及一种硅片清洗设备，特别涉及一种全自动硅片清洗模组。

背景技术

半导体器件生产中硅片须经严格清洗，目的在于清除硅片表面的污染杂质，这些杂质有的以原子状态或离子状态，有的以薄膜形式或颗粒形式存在于硅片表面。需要对硅片表面进行化学清洗和物理清洗，化学清洗主要是利用酸液、碱液，喷洗硅片的表面物理清洗主要是超声波清洗。

在硅片清洗过程中，首先要将装有硅片的花篮放入用于清洗的槽体内，通常的上料过程中，需要将花篮搬运至上料位，上料位每次可以放置一个花篮，操作人员待槽体内的上一批硅片清洗完成后，操作机械手将该硅片从槽体内夹出，然后将上料位上的花篮夹入槽体内，该过程中，机械手每次将上料位上的花篮夹走后都需要再次补充，操作人员每次将花篮搬运至上料位时都需要花费一定的时间和体力，当操作人员还未将花篮放在上料位时，就无法操作机械手从上料位上夹取花篮，因此，上料效率比较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种全自动硅片清洗模组，其优点是可以提高上料的效率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：全自动硅片清洗模组，包括位于槽体一侧的上料位，上料位包括支撑板、固定连接在支撑板上面供花篮在上面滑动的导轨以及推动花篮沿导轨滑向槽体的推动机构，导轨上可并排放置的花篮数量为两个以上。

通过上述技术方案，操作人员可以将多个花篮同时放置在导轨上，通过推动机构可以将花篮推向靠近槽体的位置，槽体内的硅片清洗完毕后，机械手可以及时从导轨上将花篮夹取至该槽体内，提高上料效率。

本发明进一步设置为：所述推动机构包括与所述导轨平行设置的气压缸以及固定连接在气压缸的活塞杆上的推杆，推杆在气压缸伸长时可推动导轨上的花篮朝靠近槽体的方向运动。

通过上述技术方案，花篮放置在导轨远离槽体的一端时，气压缸伸长时带动推杆沿导轨运动，推杆可以推动花篮朝靠近槽体的方向运动，以便于机械手将花篮夹取至槽体内。

本发明进一步设置为：所述支撑板上表面在远离槽体的一端设有红外感应器，花篮放置在所述导轨远离槽体的一端时，红外感应器可将感应信号反馈至气压缸以控制气压缸做伸长运动。

通过上述技术方案，气压缸可以根据红外感应器的感应信号运动或停止，不需要操作人员手动操作气压缸做伸缩运动，可以实现自动将花篮推向靠近槽体的位置。

本发明进一步设置为：所述支撑板上面在靠近槽体的一端固定连接有限位板，花篮沿所述导轨滑动至靠近槽体时可与限位板相抵接。

通过上述技术方案，花篮滑动至靠近槽体后，限位板可以限制花篮继续向槽体运动，花篮定位在靠近槽体的位置，以便于机械手夹取花篮。

本发明进一步设置为：所述支撑板上面在靠近槽体的一端设有红外感应器，花篮沿所述导轨滑动至靠近槽体时，红外感应器可将感应信号反馈至用于夹取花篮的机械手以控制机械手将花篮夹取至槽体内。

通过上述技术方案，花篮被推至靠近槽体的位置后，机械手根据红外感应器所感应的信号运行至花篮上方夹取花篮并放入槽体内，可以实现自动上料。

本发明进一步设置为：所述支撑板上面固定连接有与所述导轨平行的导向板，花篮沿导轨滑动时，花篮的两侧面可分别与两导向板滑动抵接。

通过上述技术方案，花篮两侧面与导向板相对滑动时，导向板可以限制花篮偏离轨道，花篮可以更平稳地沿导轨滑动。

本发明进一步设置为：所述导向板远离支撑板的一面边缘设有倒角。

通过上述技术方案，花篮放入两导向板之间的过程中，花篮的外壁可以先与倒角表面相滑动抵接，花篮可以沿倒角滑入导向板之间，放入导向板之间过程中更加方便。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、导轨的长度足够并排放置两个花篮以上，槽体内的硅片清洗完毕后，机械手可以及时从导轨上夹取花篮并放入空的槽体内，提高上料效率；

2、红外感应器可以分别控制气压缸将花篮推向靠近槽体的位置和控制机械手将靠近槽体的花篮夹取到槽体内，实现自动上料。

附图说明

图1是实施例1中整机外形结构图；

图2是实施例1中体现槽体布局的示意图；

图3是实施例1中体现翻转机构与机架之间的装配关系的示意图；

图4是实施例1中体现翻转机构结构的示意图；

图5是实施例1中体现翻转机构工作原理示意图；

图6是实施例1中体现圆角和密封圈结构的示意图；

图7是实施例1中体现防护罩结构的示意图；

图8是实施例1中体现推杆工作原理的示意图；

图9是实施例1中体现液压缸与支撑板之间的装配关系的示意图；

图10是实施例2中体现翻转机构结构的示意图；

图11是实施例2中体现翻转机构工作原理的示意图。

图中，1、机架；2、槽体；21、超声漂洗槽；22、A/B液槽；23、碱槽；24、慢提拉槽；25、圆角；3、上料位；31、支撑板；311、滑槽；32、导轨；33、导向板；331、倒角；34、液压缸；35、推杆；36、限位板；4、下料位；41、烘箱；5、机械手；6、滑轨；7、盖板；71、开口；8、翻转机构；81、固定块；82、连接杆；83、铰接杆；84、转轴；85、传动机构；851、从动齿轮；852、主动齿轮；9、红外对射探测器；101、气压缸；102、密封圈；103、防护罩；104、电动机；105、红外感应器；106、花篮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：全自动硅片清洗模组，如图1和图2所示，清洗设备的整机主要包括机架1、设置在机架1内部的槽体2、机械装置、加热***、排风***、电控单元、水路***和气路***（其中，加热***、排风***、电控单元、水路***和气路***在图中未画出），清洗模组包括多个相互拼装的槽体2，机架1两端分别设有上料位3、和下料位4，机械装置包括设置在清洗模组上部的机械手5以及供机械手5左右滑动的滑轨6，机械手5可上下运动，机械手5沿导轨6滑动时可将上料位3中装有硅片的花篮106夹取到槽体2中或将槽体2中的花篮106夹取到下料位4中。工作时，先将装有硅片的花篮106放入上料位3，机械手5将花篮106夹取到槽体2中进行清洗，洗完后，机械手5再将花篮106从槽体2内夹取出并运送到下料位4，完成清洗工作。

如图2所示，多个槽体2呈直线阵列排布，槽体2由上料位3向下料位4依次分为超声漂洗槽21、A/B液槽22、超声漂洗槽21、碱槽23、超声漂洗槽21和慢提拉槽24，其中，不同的槽体2内含有的化学药剂种类和含量可以不同，硅片按此顺序依次进行清洗操作，按照此工艺对硅片进行清洗可以更有效地提高清洗效率和清洗质量，慢提拉槽24用于提拉干燥处理，硅片在高温水内浸泡之后，通过水的张力，在缓慢提拉的过程中，硅片脱离液面的表面水分会慢慢蒸发，达到干燥的效果。下料位4设有烘箱41，加热***对烘箱41进行加热，硅片经过清洗后，机械手5将花篮106夹取至烘箱41内进行烘干处理。

在清洗过程中，溶液可能会挥发，且空气对硅片具有一定的氧化作用，槽体2的一端设有盖板7，盖板7用于盖住槽体2以减小空气对清洗过程中的硅片造成的影响或减少清洗液的挥发。

如图2和图3所示，机架1一面设有开口71，机架1外侧设有带动盖板7沿两槽体2相邻侧边的方向翻转以打开或盖住清洗槽的翻转机构8，翻转机构8穿过开口71与盖板7相连接。盖板7处于开启状态时，不会占用相邻槽体2之间的空间,因此,两相邻槽体2之间的距离可以更小,同一长度的清洗线上设置的槽体2数量更多,清洗模组可以一次对硅片进行更多不同的清洗工序。

如图2和图4所示，槽体2的边缘设有一对红外对射探测器9，型号可以是 ABE-250TC，红外对射探测器9分别位于槽体2的两对角上，用于探测运行至槽体2上方的机械手5是否夹取有花篮106。机械手5将花篮106放入槽体2时，红外对射探测器9将探测信号反馈给控制机械手5的电控单元，若机械手5运行至槽体2上方时没有夹取花篮106，机械手5的电控单元则控制机械手5重新夹取花篮106并运送至槽体2，将花篮106放入槽体2。可以避免槽体2空洗，提高工作效率，减少耗能。

如图3和图4所示，翻转机构8包括与机架1固定连接的固定块81、与固定块81转动连接的连接杆82以及用于驱动连接杆82转动的驱动装置，驱动装置可以为气压缸101，气压缸101竖直设置，缸体与机架1固定连接，连接杆82的一端转动连接有铰接杆83，盖板7固定连接在连接杆82的另一端，铰接杆83远离连接杆82的一端与气压缸101的活塞杆转动连接，气压缸101位于固定块81远离铰接杆83的一侧。

如图4所示，气压缸101伸长后，盖板7处于竖直状态，可以靠贴在机架1的内壁上，减小在机架1内部所占用的空间，且不会占用两相邻槽体2之间的空间，相邻槽体2之间的距离可以更小。

如图5所示，气压缸101收缩时通过铰接杆83和连接杆82带动盖板7朝靠近槽体2的方向转动，直到完全盖住槽体2。气压缸101的数量可以为两个，分别设置在盖板7的两侧，两个气压缸101可以分别对盖板7两侧进行驱动，盖板7翻转过程中更加平稳。

如图6所示，槽体2的边缘设有圆角25，盖板7靠近槽体2的一面固定连接有密封圈102，盖板7在关闭过程中，密封圈102可以沿圆角25表面逐渐滑入槽体2内，盖板7处于关闭状态时，密封圈102与槽体2的内壁相抵接，可以提高盖板7与槽体2之间的密封性能，减少漂洗液的挥发或减少空气进入槽体2内部。

如图7所示，机架1外侧固定连接有防护罩103，翻转机构8位于防护罩103内侧，可以避免工作人员因与翻转机构8接触而被夹伤。

如图2所示，上料位3包括与机架1固定连接的支撑板31以及沿机架1长度方向设置并与支撑板31上表面固定连接的一对导轨32，花篮106可以放置在导轨32上并沿导轨32滑动，导轨32的长度足够同时并排放置两个花篮106以上，槽体2内的硅片清洗完毕后，机械手可以及时从导轨32上夹取花篮106并放入空的槽体2内，提高上料效率。

如图8所示，支撑板31上面在两导轨32相互远离的一侧固定连接有导向板33，导向板33相互靠近的一面之间的距离与花篮106的宽度尺寸相当，用手或其他工具可以推动导轨32上的花篮106时，花篮106的两侧面可以分别与两导向板33内侧面相对滑动，花篮106可以平稳地沿导轨32滑动。导向板33上表面的两侧边缘设有倒角331，花篮106可以更容易放入两个导向板33之间。

结合图9，支撑板31沿长度方向开设有滑槽311，滑槽311下方设有与其平行的液压缸34，液压缸34的缸体与支撑板31的下表面固定连接，活塞杆的端部固定连接有推杆35，推杆35穿过滑槽311伸于支撑板31上方，液压缸34伸至最长状态时，推杆35刚好位于支撑板31远离槽体2（见图2）的一端，此时，将花篮106放置在导轨32上，气压缸101收缩时，推杆35可以推动花篮106朝靠近槽体2的方向滑动。

如图8所示，支撑板31靠近槽体2的一端上表面固定连接有限位板36，推杆35将花篮106推动至与限位板36相抵触时，液压缸34停止收缩，此时，花篮106处于槽体2（见图2）的侧边位置。支撑板31两端的上表面均设有红外感应器105，当花篮106放在导轨32远离槽体2的一端时，红外感应器105将感应信号反馈给液压缸34的电控单元，液压缸34收缩带动推杆35将花篮106推至导轨32靠近槽体2的一端，靠近槽体2的红外感应器105将感应信号反馈给机械手5的电控单元，机械手5将花篮106夹取到相应的槽体2内，可以实现自动上料。

工作过程：先将装有硅片的花篮106放在导轨32上，红外感应器105将感应信号反馈给液压缸34的电控单元，液压缸34开始收缩，带动推杆35推动花篮106沿导轨32朝靠近槽体2的方向滑动，当花篮106滑动至与限位板36相互抵接使，液压缸34停止收缩，此时，花篮106遮挡住靠近槽体2的红外感应器105，红外感应器105感应信号反馈给机械手5的电控单元，机械手5将花篮106夹取至相应的槽体2内，完成自动上料；气压缸101收缩，通过连接杆82带动盖板7朝靠近槽体2的方向转动并逐渐关闭槽体2，气压缸101收缩至最短后，盖板7可以完全盖住槽体2，减少清洗过程中的漂洗液挥发或空气氧化硅片表面；清洗完成后，气压缸101伸长，推动连接杆82转动，连接杆82带动盖板7朝远离槽体2的方向转动，槽体2逐渐被打开，气压缸101伸至最长时，盖板7可以转动至竖直状态并靠贴在机架1内壁上，占用的空间比较小，且不占用两相邻槽体2之间的空间，相邻槽体2之间的距离可以更小，同样大小的空间可以并排设置更多的槽体2，清洗模组可以一次完成更多不同的清洗工序；最后，机械手5将花篮106夹取至烘箱41内，加热***对烘箱41进行加热以对硅片进行烘干处理。

实施例2：与实施例1不同之处在于，如图10和图11所示，翻转机构8包括与机架1固定连接的固定块81、与固定块81转动连接的连接杆82以及用于驱动连接杆82转动的驱动装置，连接杆82上固定连接有转轴84，连接杆82通过转轴84与固定块81转动连接。驱动装置为电动机104，转轴84和电动机104之间通过传动机构85进行传动，传动机构85包括与转轴84固定连接的从动齿轮851以及与电动机104输出轴固定连接的主动齿轮852，从动齿轮851与主动齿轮852相互啮合，电动机104朝一个方向转动时可以通过主动齿轮852和从动齿轮851带动转轴84转动，连接杆82带动盖板7朝靠近槽体2或远离槽体2的方向转动。电动机104由伺服***（图中未画出）控制，每次朝一个方向转动的圈数一致，可以刚好使盖板7在开启时转动至竖直状态或在关闭状态时转动至水平状态。主动齿轮852的齿数比从动齿轮851的齿数少，电动机104运行时，从动齿轮851的转速不会过大，盖板7翻转过程中更加平缓。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.全自动硅片清洗模组，包括位于槽体（2）一侧的上料位（3），其特征是：上料位（3）包括支撑板（31）、固定连接在支撑板（31）上面供花篮（106）在上面滑动的导轨（32）以及推动花篮（106）沿导轨（32）滑向槽体（2）的推动机构，导轨（32）上可并排放置的花篮（106）数量为两个以上。

2.根据权利要求1所述的全自动硅片清洗模组，其特征是：所述推动机构包括与所述导轨（32）平行设置的气压缸（101）以及固定连接在气压缸（101）的活塞杆上的推杆（35），推杆（35）在气压缸（101）伸长时可推动导轨（32）上的花篮（106）朝靠近槽体（2）的方向运动。

3.根据权利要求2所述的全自动硅片清洗模组，其特征是：所述支撑板（31）上表面在远离槽体（2）的一端设有红外感应器（105），花篮（106）放置在所述导轨（32）远离槽体（2）的一端时，红外感应器（105）可将感应信号反馈至气压缸（101）以控制气压缸（101）做伸长运动。

4.根据权利要求2所述的全自动硅片清洗模组，其特征是：所述支撑板（31）上面在靠近槽体（2）的一端固定连接有限位板（36），花篮（106）沿所述导轨（32）滑动至靠近槽体（2）时可与限位板（36）相抵接。

5.根据权利要求1所述的全自动硅片清洗模组，其特征是：所述支撑板（31）上面在靠近槽体（2）的一端设有红外感应器（105），花篮（106）沿所述导轨（32）滑动至靠近槽体（2）时，红外感应器（105）可将感应信号反馈至用于夹取花篮（106）的机械手（5）以控制机械手（5）将花篮（106）夹取至槽体（2）内。

6.根据权利要求1至5任一项所述的全自动硅片清洗模组，其特征是：所述支撑板（31）上面固定连接有与所述导轨（32）平行的导向板（33），花篮（106）沿导轨（32）滑动时，花篮（106）的两侧面可分别与两导向板（33）滑动抵接。

7.根据权利要求6所述的全自动硅片清洗模组，其特征是：所述导向板（33）远离支撑板（31）的一面边缘设有倒角（331）。