CN2912837Y - 晶片清洗设备的清洗刷夹持装置 - Google Patents

Abstract

一种晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，包含一第一、二夹持组，该第一夹持组包括一第一套筒、一设置在该第一套筒内的第一轴承单元，一可旋转的第一心轴，及一套设于该第一心轴上的第一导筒，该第一轴承单元具有一嵌设于该第一套筒内周面的第一塑料轴套。该第二夹持组包括一第二套筒、一设置于该第二套筒内的第二轴承单元、一可旋转的第二心轴，及一套设于该第二心轴上的第二导筒单元，该第二轴承单元具有一嵌设于该第二套筒内周面的第二塑料轴套，该第二塑料轴套具有一内套环部，及一自该内套环部向外延伸的外套环部，该第一、二塑料轴套可减少被酸气的清洗溶液侵蚀，而该第二塑料轴套之内、外套环部是一体成型，可避免相互磨损的问题。

Description

晶片清洗设备的清洗刷夹持装置

技术领域

本实用新型涉及一种夹持装置，特别是涉及一种用于晶片清洗设备的清洗刷夹持装置。

背景技术

如图1所示，晶片(Wafer)1在经过化学机械研磨制造过程之后，该晶片1表层会附着许多的研磨微粒、介电层微粒，及金属离子等附着物。为避免上述附着物影响后续的晶片制造过程，必须接着进行清洗晶片制造过程来加以去除。而现有的晶片研磨清洗设备皆提供有一清洗室，并以清水及化学清洗溶液配合一清洗刷(Brush)2，该清洗溶液则添加有氢氟酸(HF)、氢氧化氯(NH4OH)等化学物质。该清洗刷2具有一呈长杆状的刷杆21，及多个形成于该刷杆21上的刷毛22，利用该清洗刷2的刷毛22直接与欲进行清洗的晶片1作接触刷洗后，以除去该晶片1上的附着物。

现有用于夹持该清洗刷2的夹持装置包含分别夹持该清洗刷2两相反端的一第一与一第二夹持组3、4。该第一夹持组3包括一中空的第一套筒31、一位于该第一套筒31中的第一轴承单元32，一穿设于该第一轴承单元32中而可相对该第一套筒31转动的第一心轴33、一套设于该第一心轴33上而可随之转动的第一导筒34，及一连接该第一导筒34而可被带动而转动的皮带轮35。

该第一轴承单元32具有一以不锈钢的金属材料制成并嵌固于该第一套筒31中的第一金属轴套321，及二相间隔地贴设于该第一金属轴套321内周面上的第一轴承322。由于该第一金属轴套321内部设置该二第一轴承322，需要能承受该第一心轴33转动的力量，因此，该第一金属轴套321是以金属材料制造。该第一心轴33穿设于该二第一轴承322中而可相对该以转动。该第一导筒34供该清洗刷2一端套接。

该第二夹持组4包括一中空的第二套筒41、一位于该第二套筒41中的第二轴承单元42、一穿设于该第二轴承单元42中并可相对该第二套筒41旋转的第二心轴43，及一套设于该第二心轴43上的第二导筒44。

该第二轴承单元42具有一贴设于该第二套筒41内周面上的密封套环421、一贴设于该密封套环421内周面的第二金属轴套422、二相间隔地设置于该第二金属轴套422内的第二轴承423。该密封套环421可与该第二套筒41内周面密合并支持该第二金属轴套422，该第二金属轴套422为能提供给该二第二轴承423足够的支撑强度而采用不锈钢材料所制成，该第二心轴43是穿设于该二第二轴承423中而可相对该第二套筒41转动，该第二导筒44供该清洗刷2的另一端套接。

当该皮带轮35被一皮带套设而转动时，会连动该第一心轴33旋转，而被套接于该第一、第二导筒34、44之间的清洗刷2也会随之转动，配合喷入清洗溶液(图未示)，就可清洗该晶片1表面上的附着物。

然而，该晶片清洗设备在运行时，难免会有震动的现象产生，加上该第二轴承单元42的密封套环421与第二金属轴套422是两个独立分离的元件，并且也没有任何相互固定的机制，在运行时，该密封套环421有可能会因震动而作微幅的往复移动，加上该密封套环421的硬度小于该第二金属轴套422，自然而然地，该密封套环421就会在往复移动当中逐渐被该第二金属轴套422刮损而产生磨耗。时间一久，密封套环421磨耗的情况变得较为严重时，该第二金属轴套422会逐渐不被支持而变得可微幅晃动，使得该第二心轴43在转动时会变得不平稳，进一步影响该清洗刷2的转动，而使被清洗的晶片1无法被清洗完全，易于后续的晶片制造过程中产生缺陷(Defect)。而且，同样是因为该密封套环421与第二金属轴套422是两个分离的元件，清洗溶液有机会从两者之间的接合接口渗入，而有侵蚀内部元件之虞。

再者，由于该第一轴承单元32的第一金属轴套321与该第二轴承单元42的第二金属轴套422长时间处在充满由清洗溶液所挥发出来的酸气中，而使之易受酸气而产生腐蚀并释放出金属微粒，进而污染该清洗室内的清洗溶液，而此也会对清洗溶液的清洗效果产生不良的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供一种晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，可避免相关元件的磨损、减少产生微小颗粒，及因酸气侵蚀产生的金属微粒等物质污染晶片的清洗环境，确保其清洗功效。

为达到上述目的，本实用新型晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，用于夹持一呈长杆状的清洗刷，该清洗刷夹持装置包含一可分离地与该清洗刷的一端套接的第一夹持组，及一可分离地与该清洗刷的另一端套接在一起的第二夹持组。

该第一夹持组包括一中空的第一套筒、一设置在该第一套筒内的第一轴承单元，一部分穿设于该第一轴承单元中并可相对该第一套筒旋转的第一心轴，及一套设于该第一心轴上并可分离地与该清洗刷的一端套接的第一导筒，该第一轴承单元具有一嵌设于该第一套筒内周面的第一塑料轴套，及至少一贴设于该第一塑料轴套内周面的第一轴承，该第一心轴穿设于该第一轴承中而可相对该第一套筒旋转。

该第二夹持组包括一中空的第二套筒、一设置于该第二套筒内的第二轴承单元、一部分穿置于该第二轴承单元中并可相对该第二套筒旋转的第二心轴，及一套设于该第二心轴上并可分离地与该清洗刷的另一端套接的第二导筒单元，该第二轴承单元具有一嵌设于该第二套筒内周面的第二塑料轴套，及至少一设置在该第二塑料轴套内周面上的第二轴承，该第二心轴穿设于该第二轴承中而可相对该第二套筒旋转，该第二塑料轴套具有一供该第二轴承贴靠的内套环部，及一自该内套环部外侧一体成型地延伸至该第二套筒内周面的外套环部。

也就是说，本实用新型的目的在于提供一种晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，用于夹持一呈长杆状的清洗刷，该清洗刷夹持装置包含一第一夹持组，及一第二夹持组，该第一夹持组包括一中空的第一套筒、一设置在该第一套筒内的第一轴承单元，一部分穿设于该第一轴承单元中并可相对该第一套筒旋转的第一心轴，及一套设于该第一心轴上并可分离地与该清洗刷的一端套接的第一导筒，该第二夹持组包括一中空的第二套筒、一设置于该第二套筒内的第二轴承单元、一部分穿设于该第二轴承单元中并可相对该第二套筒旋转的第二心轴，及一套设于该第二心轴上的第二导筒单元，其中，

该第一夹持组的第一轴承单元具有一嵌设于该第一套筒内周面的第一塑料轴套，及至少一贴设于该第一塑料轴套内周面上的第一轴承，该第二夹持组的第二轴承单元具有一嵌设于该第二套筒内周面的第二塑料轴套，及至少一设置在该第二塑料轴套内周面的第二轴承，该第二塑料轴套具有一供该第二轴承贴靠的内套环部，及一由该内套环部外侧一体成型地延伸至该第二套筒内周面的外套环部。

该第二塑料轴套是用于取代现有设计的第二金属轴套与密封套环两分离元件，避免现有设计所衍生的磨耗问题，可稳定地支撑该第二轴承，进而使该清洗刷平稳地转动。同时，该第一轴承单元的第一塑料轴套与该第二轴承单元的第二塑料轴套也不会被酸气侵蚀而污染晶片的清洗环境，使得该晶片清洗设备可发挥其应有的清洁效果。

附图说明

图1是一剖面示意图，说明现有晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，可夹设一清洗刷并对一晶片进行清洗作业。

图2是一剖面示意图，说明本实用新型晶片清洗设备的清洗刷夹持装置的较佳实施例。

图3是一未完整的剖面分解图，说明第一夹持组的构成元件。

图4是一未完整的剖面分解图，说明第二夹持组的构成元件。

具体实施方式

下面通过较佳实施例及附图对本实用新型晶片清洗设备的清洗刷夹持装置进行详细说明。

如图2所示，本实用新型晶片清洗设备的清洗刷夹持装置的较佳实施例，适用于夹持一呈长杆状的清洗刷5，该清洗刷5具有一刷杆51，及多个形成于该刷杆51上的刷毛52，利用该清洗刷5的刷毛52并配合清洗溶液，直接与欲进行清洗的晶片(图中未示出)作接触刷洗后，以除去上述晶片上的附着物。

该清洗刷夹持装置包含一可分离地与该清洗刷5的一端套接的第一夹持组6，及一可分离地与该清洗刷5的另一端套接在一起的第二夹持组7。值得注意的是，在该较佳实施例中是单一清洗刷5配合单一第一、二夹持组6、7，以清洗晶片的其中一表面，但是也能同时以两个清洗刷5配合两个第一、二夹持组6、7，于一次清洗作业中，同时对单一个晶片两表面清洗，甚至是三组或三组以上间隔排列的清洗刷5、第一、二夹持组6、7，同时对多个晶片进行清洗作业，以节省作业时程。

该第一夹持组6包括一中空的第一套筒61、一容置在该第一套筒61内的第一轴承单元62，一部分穿置于该第一轴承单元62中并可相对该第一套筒61旋转的第一心轴63、一套设于该第一心轴63上并可分离地与该清洗刷5的一端套接的第一导筒64、一第一侧盖65，一第一限位环66，及一固接该第一导筒64的皮带轮67。

配合图3，该第一套筒61具有一套筒本体611，及一环设于该套筒本体611内侧面上的抵靠环部612。

该第一轴承单元62具有一嵌设于该第一套筒61内周面上并以塑料材料制成的第一塑料轴套621、二相间隔地贴设于该第一塑料轴套621内周面上的第一轴承622，及一设置在该二第一轴承622之间的第一间隔环623。该第一塑料轴套621具有一环体624，及一位于于该环体624外周面上的环凸部625。借由该环凸部625抵靠在该第一套筒61的抵靠环部612，可让该第一塑料轴套621稳固地容置于该第一套筒61中。该环体624具有一邻近该皮带轮67的外侧开口626。在该较佳实施例中，该第一塑料轴套621是以工程塑料所制成，特别是以聚甲醛(Polyformaldehyde，POM)的工程塑料所制成。在该较佳实施例中，是以使用两个相互间隔的第一轴承622为例，以扩大地支撑该第一心轴63的范围，但是也可以只使用单一个或更多个第一轴承622。

由于POM的分子结构规整和结晶性，使其具有较佳的机械性能，例如，具有良好的刚性与硬度，比强度和比刚性接近于金属，而有金属塑料之称。POM材料在耐磨性能、耐化学腐蚀性，及自润性有相当不错的表现。因此，实际使用上可利用POM材料来取代需要强度要求的元件。至于其它的工程塑料如尼龙(Nylon)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚乙烯(Polyethylene，PE)、丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene，ABS)、聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，PVC)等材料是可选择地应用在本实用新型上。

该第一心轴63具有一轴体631，及一环设于该轴体631外周面上的抵靠部632。该第一侧盖65是盖设于该第一塑料轴套621的环体624的外侧开口626上，而可将该二第一轴承622与第一间隔环623固定位于该第一塑料轴套621之中，该第一侧盖65形成有一通孔651。该第一限位环66是位于该第一侧盖65的通孔651中并部分凸出该第一侧盖65，当该第一心轴62穿入该第一轴承单元62的二第一轴承622中时，其抵靠部632会抵靠在该第一限位环66上，不致触抵该第一侧盖62而可顺畅转动。

该皮带轮67具有一圆柱形的轮体671，及二分别套接在该轮体671两侧平面上的夹合片672，利用多个螺丝673将该轮体671、夹合片672与该第一导筒64固定连接，同时该皮带轮67与该第一心轴63是以一插销(图未示)相互固结。在实际操作上，该皮带轮67是被一皮带所环绕并与一动力件(图均未示)相配合，可连动该该第一心轴63旋转。

如图2、4所示，该第二夹持组7包括一中空的第二套筒71、一设置于该第二套筒71内的第二轴承单元72、一部分穿置于该第二轴承单元72中并可相对该第二套筒71旋转的第二心轴73、一套设于该第二心轴73上并可分离地与该清洗刷5的另一端套接的第二导筒单元74、二第二侧盖75、二第二限位环76，及二密封环77。

该第二轴承单元72具有一以塑料制成并嵌设于该第二套筒71内周面上的第二塑料轴套721、二相间隔地贴设于该第二塑料轴套721内周面上的第二轴承722，及一设置在该二第二轴承722之间的第二间隔环723。在该较佳实施例中，是以使用两个相互间隔的第一轴承722为例，以扩大地支撑该第二心轴73的范围，但是也可以只使用单一个或更多个第二轴承722。

该第二塑料轴套721具有一供该二第二轴承722贴靠的内套环部724，及一由该内套环部724外侧一体成型地延伸至该第二套筒71内周面的外套环部725。该内套环部724具有一邻近该第二导筒单元74的外侧开口726、一相反于该外侧开口726的内侧开口727，该外套环部725的外周面上形成有二相间隔地的凹槽728。在该较佳实施例中，该内套环部724与外套环部725均是以工程塑料制成，也可以是以POM材料制作，关于POM的特性已于前文述明，在此不予赘述。

该第二心轴73具有一中空的轴体731、一环设于该轴体731外周面上的抵靠部732，及一位于该轴体731一端的密封环733。当该第二心轴73的一端套接于该清洗刷5的刷杆51上时，可利用该密封环733与该刷杆51完全密合。清洗溶液可经由该第二心轴73流通至该清洗刷5中。

该第二导筒单元74具有一固定环件741，一可相对该固定环件741移动的移动环件742，及一能施予该移动环件742恒远离该内环件741的作用力的弹性件743。在该较佳实施例中，该弹性件743是一压缩弹簧。

该二第二侧盖75分别盖设于该第二塑料轴套721的外侧开口726与内侧开口727上并均形成有一通孔751。利用该二第二侧盖75分别抵压盖覆该二第二轴承722，而可将该二第二轴承722与第二间隔环723定位于该第二塑料轴套721中。

该二第二限位环76是分别容置于该二第二侧盖75的通孔751中而且部分凸出对应的第二侧盖72，其中的一第二限位环76位于该第二心轴73的抵靠部732与邻近该第二导筒单元74的第二轴承722之间，另一第二限位环76则位于该第二套筒71与远离该第二导筒单元74的第二轴承722之间，避免该第二心轴73触抵该二第二侧盖72及该第一套筒71而可顺畅地转动。

该二密封环77分别环套在该第二塑料轴套721的二凹槽728上，使该第二轴承单元72可密封地装配在该第二套筒71中。

借由该第二塑料轴套721取代现有设计的两分离的密封套环421与第二金属轴套422(均见图1)，不会发生如现有设计的滑移而产生磨损的问题，当然可以改善因磨损而污染清洗溶液或是晶片的情况，而在晶片清洗设备长时间的运行下，该第二心轴73可保持较对称、平稳地转动，使该清洗刷5可均匀地洗刷晶片，确保设备的清洗效果。同时，该第二塑料轴套721的内套环部724与外套环部725是一体成型地制成，两者之间不存在有任何的缝隙，有效解决清洗溶液渗入的问题。

配合图3，再加上该第一轴承单元62的第一塑料轴套621及该第二轴承单元72的第二塑料轴套721是以塑料材料所制成，特别是以POM的工程塑料，其具有优良的强度与较佳的耐化学腐蚀性，能取代金属制品以减少在酸气环境形成的侵蚀现象，进而延长使用期限，减少维修或更换次数。在实际使用上，其它相关的元件也可改以POM或其它的工程塑料来制作，使清洗溶液不致于侵蚀相关的元件。

归纳上述，本实用新型晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，利用该第二塑料轴套721的内套环部724与外套环部725是一体成型的制成，不会有相互移动而产生磨损的现象，确保该清洗刷5可对称平稳地转动，再加上该第一轴承单元62的第一塑料轴套621及该第二轴承单元72的第二塑料轴套721以塑料材料制作，特别是以POM的工程塑料材料制作，可减少因酸气侵蚀金属材料而产生的金属微粒污染清洗溶液，使得该晶片清洗设备可发挥其应有的清洁效果。

Claims (10)

1.一种晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，用于夹持一呈长杆状的清洗刷，该清洗刷夹持装置包含一第一夹持组，及一第二夹持组，该第一夹持组包括一中空的第一套筒、一设置在该第一套筒内的第一轴承单元，一部分穿设于该第一轴承单元中并可相对该第一套筒旋转的第一心轴，及一套设于该第一心轴上并可分离地与该清洗刷的一端套接的第一导筒，该第二夹持组包括一中空的第二套筒、一设置于该第二套筒内的第二轴承单元、一部分穿设于该第二轴承单元中并可相对该第二套筒旋转的第二心轴，及一套设于该第二心轴上的第二导筒单元，其特征在于：

该第一夹持组的第一轴承单元具有一嵌设于该第一套筒内周面的第一塑料轴套，及至少一贴设于该第一塑料轴套内周面上的第一轴承，该第二夹持组的第二轴承单元具有一嵌设于该第二套筒内周面的第二塑料轴套，及至少一设置在该第二塑料轴套内周面的第二轴承，该第二塑料轴套具有一供该第二轴承贴靠的内套环部，及一由该内套环部外侧一体成型地延伸至该第二套筒内周面的外套环部。

2.如权利要求1所述晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，其特征在于：

该第一轴承单元的第一塑料轴套是由聚甲醛的工程塑料所制成。

3.如权利要求2所述晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，其特征在于：

该第二轴承单元的第二塑料轴套是由聚甲醛的工程塑料所制成。

4.如权利要求3所述晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，其特征在于：

该第一轴承单元具有二相间隔地贴设于该第一心轴外周面上的第一轴承，可平稳地支撑该第一心轴转动。

5.如权利要求4所述晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，其特征在于：该第一轴承单元还具有一位于该二第一轴承之间的第一间隔环，可使该二第一轴承分隔开。

6.如权利要求5所述晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，其特征在于：

第一夹持组还包括一盖合该第一套筒并形成有一通孔的第一侧盖，及一位于该通孔中并部分凸出该第一侧盖的第一限位环，该第一心轴具有一轴体，及一环设于该轴体外周面上的抵靠部，该第一心轴穿入该第一轴承单元时，其抵靠部会抵靠在该第一限位环，不致触抵该第一侧盖而可顺畅转动。

7.如权利要求6所述晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，其特征在于：

该第二轴承单元具有二相间隔地贴设于该第二心轴外周面上的第二轴承，可平稳地支撑该第二心轴转动。

8.如权利要求7所述晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，其特征在于：

该第二轴承单元还具有一位于该二第二轴承之间的第二间隔环，可使该二第二轴承分隔开。

9.如权利要求8所述晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，其特征在于：

第二夹持组还包括二分别盖合该第二套筒两侧的第二侧盖，及二第二限位环，每一第二侧盖形成有一通孔，每一第二限位环位于每一第二侧盖的通孔中而且部分凸出对应的第二侧盖，该第二心轴具有一轴体，及一环设于该轴体外周面上的抵靠部，其中的一第二限位环是位于该第二心轴的抵靠部与邻近该第二导筒单元的第二轴承之间，另一第二限位环则是位于该第二套筒与远离该第二导筒单元的第二轴承之间，避免该第二心轴触抵该二第二侧盖及该第一套筒而可顺畅地转动。

10.如权利要求9所述晶片清洗设备的清洗刷夹持装置，其特征在于：

该第二导筒单元具有一固定环件，一可相对该固定环件移动的移动环件，及一能施予该移动环件恒远离该内环件的作用力的弹性件。

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