一种多晶摆动清洗装置及方法与流程

本申请涉及半导体材料清洗，尤其涉及一种用于磷化铟、砷化镓等多晶晶棒原料的多晶摆动清洗装置及方法。

背景技术：

1、磷化铟和砷化镓是重要的化合物半导体材料，具有电子迁移率高、光学性能良好、噪声低以及稳定性高等特点，可用于高速通信器件、光学器件、传感器和激光器等产品。多晶原料的表面洁净程度会对后续装料、熔料及单晶生长过程产生影响，因此，在晶棒进入后续生长工序之前通常需要进行清洗。

2、在一种批量清洗方式中，多晶晶棒被切割为若干较短的多晶料段，再将多晶料段分层或堆叠放置于清洗篮内并浸入药液清洗。采用该方式时，相邻多晶料段之间容易形成接触或挤压区域，清洗液难以充分进入接触位置，清洗后可能在上、下层接触处留下浅色线状脏污。此外，晶棒预先切段会产生切割损耗，降低多晶原料的材料利用率。

3、对于采用旋转液流的清洗设备，当清洗液长期沿同一方向流动时，原料之间或原料与清洗篮之间的狭窄缝隙内容易形成相对稳定的流动状态，脱落的杂质可能卡滞或滞留于缝隙中，影响批量清洗的一致性和洁净程度。因此，如何在不切段或少切段的条件下对长晶棒原料进行立式批量装载，并使清洗液在清洗过程中持续改变流动方向、充分扰动原料周围的液体，是需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的是提供一种多晶摆动清洗装置及方法，以解决批量清洗过程中清洗液长期沿单一方向流动而导致杂质滞留于原料缝隙，以及多晶晶棒需要切段装篮而产生材料损耗的问题。

2、为达到上述技术目的，本申请提供了一种多晶摆动清洗装置，包括移送机构、旋转驱动机构、花篮架以及清洗槽；

3、所述旋转驱动机构与所述清洗槽连接，用于驱动所述清洗槽往复转动；

4、所述移送机构与所述花篮架可分离连接，用于带动所述花篮架进出所述清洗槽；

5、所述花篮架具有用于以立式姿态承载待清洗原料且允许清洗介质通过的立式承载区域；

6、在所述花篮架伸入所述清洗槽时，所述花篮架与所述清洗槽之间形成间隙腔，所述清洗槽内设有伸入所述间隙腔的刮板组件，所述刮板组件能够随所述清洗槽转动，以相对于所述花篮架运动。

7、进一步地，所述旋转驱动机构用于驱动所述清洗槽沿第一旋转方向转动预设角度后换向，并沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向转动预设角度，所述预设角度为360°。

8、进一步地，伸入所述清洗槽的所述花篮架与所述清洗槽的内周壁之间形成环形间隙；

9、所述刮板组件包括凸设于所述清洗槽的内周壁并伸入所述环形间隙的第一刮水板；

10、所述第一刮水板能够随所述清洗槽绕所述花篮架转动。

11、进一步地，所述花篮架呈圆柱环状，所述花篮架的中心形成中通腔；

12、所述刮板组件还包括凸设于所述清洗槽的内底壁中心并伸入所述中通腔的第二刮水板；

13、所述第二刮水板能够随所述清洗槽绕所述花篮架的中心转动。

14、进一步地，所述花篮架包括环形底板、内侧围以及外侧围；

15、所述内侧围设置于所述环形底板的顶部内边缘；

16、所述外侧围设置于所述环形底板的顶部外边缘；

17、所述内侧围、所述外侧围以及所述环形底板共同围成所述立式承载区域；

18、所述内侧围与所述外侧围均为镂空围栏结构；

19、所述花篮架的顶部还设有提手。

20、进一步地，所述移送机构包括直线运动模组以及夹持模组；

21、所述直线运动模组竖直设置于所述清洗槽的一侧并与所述夹持模组连接，用于带动所述夹持模组竖直运动；

22、所述夹持模组用于夹持所述花篮架，以在所述直线运动模组的带动下使所述花篮架进出所述清洗槽。

23、进一步地，还包括载架；

24、所述清洗槽通过轴承转动安装于所述载架；

25、所述旋转驱动机构包括驱动电机以及传动组件；

26、所述驱动电机安装于所述载架，并通过所述传动组件与所述清洗槽连接。

27、进一步地，所述传动组件包括主动齿轮、从动齿轮以及联轴器；

28、所述主动齿轮通过所述联轴器连接所述驱动电机的输出轴；

29、所述从动齿轮套固于所述清洗槽外并与所述主动齿轮啮合。

30、本申请还公开了多晶清洗方法，应用于所述的多晶摆动清洗装置，包括以下步骤：

31、将待清洗的磷化铟多晶料和/或砷化镓多晶料以未切段的晶棒形态立式装载于花篮架的立式承载区域；

32、通过移送机构将装载有多晶料的所述花篮架送入盛装有清洗液的清洗槽；

33、通过旋转驱动机构驱动所述清洗槽相对于所述花篮架往复转动，使刮板组件在间隙腔内相对于所述花篮架运动并扰动清洗液；

34、完成清洗后，通过所述移送机构将所述花篮架移出所述清洗槽。

35、进一步地，所述清洗液的温度为30℃～36℃；

36、在所述清洗槽进行360°往复转动的过程中，采用压力为0.2mpa～0.4mpa的高压清洗液喷射多晶料的表面，喷射清洗时间为2min～5min；

37、高压清洗液喷射完成后，采用压力为0.2mpa～0.5mpa的高压雾状超纯水喷淋多晶料的表面，并结合超声工艺，结合超声工艺的喷淋清洗时间为3min～10min；

38、清洗完成后将多晶料取出并进行脱水。

39、从以上技术方案可以看出，本申请所设计的多晶摆动清洗装置，具有如下有益效果：

40、1、清洗槽相对于花篮架往复转动，使清洗液的旋转方向周期性改变，避免液体长期保持单一方向旋转；刮板组件伸入花篮架与清洗槽之间的间隙腔并随清洗槽运动，能够对间隙内的清洗液进行刮动和扰流，减少杂质卡滞于原料缝隙的可能。

41、2、花篮架采用透液的立式承载区域，能够以竖直或近似竖直的姿态承载长晶棒原料，使脱落杂质在重力作用下易于向下沉降，减少杂质重新附着，同时能够对多个多晶料进行批量清洗。

42、3、多晶晶棒可在不切段的情况下直接装入花篮架进行清洗，避免传统切段方式产生的切割损耗，提高材料利用率，并减少多晶料段堆叠接触位置形成清洗死角。

43、4、顶部开口的清洗槽能够与高压药液冲洗、雾状超纯水喷淋以及超声工艺配合，在浸泡和摆动清洗基础上进一步冲刷晶体表面，提高洁净程度。

1.一种多晶摆动清洗装置，其特征在于，包括移送机构（1）、旋转驱动机构（2）、花篮架（3）以及清洗槽（4）；

2.根据权利要求1所述的多晶摆动清洗装置，其特征在于，所述旋转驱动机构（2）用于驱动所述清洗槽（4）沿第一旋转方向转动预设角度后换向，并沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向转动预设角度，所述预设角度为360°。

3.根据权利要求1所述的多晶摆动清洗装置，其特征在于，伸入所述清洗槽（4）的所述花篮架（3）与所述清洗槽（4）的内周壁之间形成环形间隙（41）；

4.根据权利要求3所述的多晶摆动清洗装置，其特征在于，所述花篮架（3）呈圆柱环状，所述花篮架（3）的中心形成中通腔（35）；

5.根据权利要求1所述的多晶摆动清洗装置，其特征在于，所述花篮架（3）包括环形底板（31）、内侧围（32）以及外侧围（33）；

6.根据权利要求1所述的多晶摆动清洗装置，其特征在于，所述移送机构（1）包括直线运动模组（11）以及夹持模组（12）；

7.根据权利要求1所述的多晶摆动清洗装置，其特征在于，还包括载架（6）；

8.根据权利要求7所述的多晶摆动清洗装置，其特征在于，所述传动组件（22）包括主动齿轮（221）、从动齿轮（222）以及联轴器（223）；

9.多晶清洗方法，其特征在于，应用于权利要求1至8任一项所述的多晶摆动清洗装置，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的多晶清洗方法，其特征在于，所述清洗液的温度为30℃～36℃；