半导体圆晶清洗设备的制作方法

1.本实用新型属于半导体清洗技术领域，特别是涉及一种半导体圆晶清洗设备。


背景技术：

2.现有的清洗工艺通常采用将晶圆利用酸碱有机物等液体化学品等进行浸泡或冲洗，用以达到清洗表面颗粒、去除反应聚合物、刻蚀表面膜层等目的，在化学液体清洗晶圆表面颗粒后，通常使用去离子水将化学液体冲洗去除。
3.但是目前的清洗容器，结构相对简单，在浸泡时，圆晶本体一般处于静止状态，这样容易导致容器内壁与圆晶本体接触的部分，出现浸泡不完全的情况，同时现有的容器功能单一，在清洗环节，仅具有浸泡效果或冲洗效果当中的一点，实用性较差。


技术实现要素：

4.本实用新型主要解决的技术问题是提供一种半导体圆晶清洗设备，利用机械手实现化学试剂清洗、纯水清洗和甩干三道工序，提高半导体清洗的自动化程度；且各个清洗室的结构设计利于提高半导体清洗的洁净效果，有助于产品良率的提高。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：一种半导体圆晶清洗设备，包括机架，所述机架由干湿隔断门分隔成湿式清洗区和干式清洗区；
6.所述湿式清洗区包括化学试剂清洗室、纯水清洗室、用于运输花篮的湿式机械手和用于清洗湿式机械手的机械手清洗室；
7.所述干式清洗区包括圆晶甩干室、圆晶存放室和用于运输花篮的干式机械手；
8.所述机架上安装有用于驱动所述湿式机械手/所述干式机械手进行上下和/ 或左右移动的驱动模组；
9.所述化学试剂清洗室包括注入化学试剂的第一清洗槽、震荡器、用于固定所述震荡器的震荡器固定架、兆声器、用于固定所述兆声器的兆声器固定架和翻盖结构，所述震荡器固定架位于所述第一清洗槽内，花篮放置于所述震荡器固定架上，所述兆声器固定架位于所述第一清洗槽的下方且与所述第一清洗槽密封连接，所述兆声器固定架与所述第一清洗槽之间注入有声波传输介质；
10.所述纯水清洗室包括注入纯水的第二清洗槽和高低浓度废液排放结构，所述第二清洗槽包括第二清洗槽本体，所述第二清洗槽本体的内部由矩形溢流板分隔成第二内清洗槽和第二外清洗槽，花篮放置于所述第二内清洗槽内，所述第二外清洗槽的上方设有纯水进水管，所述第二内清洗槽和所述第二外清洗槽连通，所述第二外清洗槽与所述高低浓度废液排放结构连通；
11.所述机械手清洗室包括能够容纳机械手的清洗箱、纯水喷淋管和氮气喷淋管，所述纯水喷淋管和所述氮气喷淋管皆安装于所述清洗箱的上方；
12.所述湿式机械手/所述干式机械手皆包括第一取料杆、第二取料杆以及驱动所述第一取料杆和所述第二取料杆同时相对/相反方向转动的转动结构，所述第一取料杆上安
装有至少一个第一取料臂，所述第二取料杆上安装有至少一个第二取料臂；
13.所述转动结构包括第二电机、第一转动块、第二转动块和第一连杆，所述第一转动块与所述第一取料杆连接，所述第二转动块与所述第二取料杆连接，所述第一连杆的一端与所述第一转动块连接，所述第一连杆的另一端与所述第二转动块连接；
14.所述第二电机的输出轴上安装有第一齿轮，所述第一取料杆上安装有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮套设有同步齿轮皮带；
15.所述翻盖结构包括位于所述第一清洗槽上方的盖板以及驱动所述盖板开合的驱动结构；
16.所述驱动结构包括注水壳体、活塞杆、传动轴和第二连杆，所述注水壳体的一端与所述第一清洗槽固定连接，所述活塞杆的一端从所述注水壳体的另一端穿设于所述注水壳体的内部，所述活塞杆的另一端与所述传动轴的一端转动连接，所述传动轴的另一端与所述第二连杆固定连接，所述第二连杆与所述盖板固定连接；
17.所述注水壳体开设有第一注水口和第二注水口；
18.所述活塞杆的下端连接有安装座，所述安装座的外周开设有用于安装强磁片的安装槽；
19.所述第一清洗槽包括第一清洗槽本体，所述第一清洗槽本体的内部由矩形溢流板分隔成第一内清洗槽和第一外清洗槽；
20.所述第一外清洗槽设有循环水出水口，所述循环水出水口与所述循环管连通；
21.所述第一内清洗槽设有循环水进水口、废液排出口以及化学试剂喷淋管，所述化学试剂喷淋管的一端封闭，且另一端穿过所述循环水进水口后与所述循环管连通，所述循环管上安装有循环泵，所述废液排出口与所述废液管连通；
22.沿所述化学试剂喷淋管的轴向分布有多个化学试剂喷淋口，所述化学试剂喷淋口的喷淋方向与所述化学试剂喷淋管的纵向形成的夹角为120
°
；
23.所述溢流板的上端设有多个v型溢流口；
24.高低浓度废液排放结构包括第一侧壳体、第二侧壳体和中心壳体，所述第一侧壳体与所述中心壳体连接，所述第二侧壳体与所述中心壳体连接；
25.所述中心壳体开设有进液口、第一出液口和第二出液口，所述中心壳体的内部具有三通切换结构，所述进液口通过所述三通切换结构与所述第一出液口连通形成低浓度废液排放通道，所述进液口通过所述三通切换结构与所述第二出液口连通形成高浓度废液排放通道；
26.所述第一侧壳体开设有第一进气孔，所述第二侧壳体开设有第二进气孔，所述第一进气孔和所述第二进气孔分别连接进气管道；
27.所述进液口安装有水阻值计。
28.本实用新型为解决其技术问题所采用的进一步技术方案是：
29.进一步地说，所述干湿隔断门在气缸的驱动下可上下移动。
30.进一步地说，所述湿式清洗区的上方和所述干式清洗区的上方分别设有净风系统，所述净风系统包括进风机和过滤器，所述机架的顶部设有至少一个抽风口，所述抽风口与抽风机连通。
31.进一步地说，所述驱动模组包括第一电机、与所述第一电机的输出轴连接的齿轮、
与所述齿轮相啮合的齿条、滑台气缸、与所述滑台气缸连接的第一滑块、与所述第一滑块连接的连接杆、滑条、与所述滑条匹配的第二滑块；
32.所述齿条和所述滑条皆通过第一连接板与所述机架固定连接，所述第一电机通过保护架与所述滑台气缸连接，所述保护架与所述第二滑块连接，所述连接杆的一端与机械手连接。
33.进一步地说，所述湿式机械手/所述干式机械手还包括取料传感结构，所述取料传感结构包括接触臂、弹性连接件、接触座和传感器，所述弹性连接件的一端与所述接触臂连接，所述弹性连接件的另一端与所述接触座连接，所述传感器位于所述接触座的上方，所述接触座和所述传感器皆与保护外壳固定连接，所述保护外壳与所述第一取料臂/所述第二取料臂连接。
34.进一步地说，所述传感器的外周下部套有弹性件。
35.进一步地说，所述注水壳体的上端安装有密封盖，所述密封盖具有供所述活塞杆穿过的通孔。
36.进一步地说，所述第一外清洗槽的底壁包括第一水平段、中间倾斜段和第二水平段，所述中间倾斜段的倾斜方向为由第一水平段向第二水平段方向倾斜，所述循环水出水口位于所述第二水平段。
37.进一步地说，所述三通切换结构包括第一推杆、第一连接盘、第三连杆、第二连接盘和第二推杆，所述第一连接盘和所述第二连接盘分别与所述第三连杆的两端连接，所述第一推杆的一端与所述第一连接盘连接，所述第二推杆的一端与所述第二连接盘连接，所述第一推杆的另一端与所述第一侧壳体套接，所述第二推杆的另一端与所述第二侧壳体套接。
38.进一步地说，所述中心壳体的内部形成有限制第一连接盘向第二出液口移动的第一挡圈和限制第二连接盘向第一出液口移动的第二挡圈。
39.所述第一侧壳体靠近所述中心壳体的一端形成有限制第一连接盘向第一侧壳体方向移动的第三挡圈；所述第二侧壳体靠近所述中心壳体的一端形成有限制第二连接盘向第二侧壳体方向移动的第四挡圈。
40.本实用新型的有益效果至少具有以下几点：
41.1、本实用新型的化学试剂清洗室，首先将化学试剂从进液管排至第一内清洗槽内，启动循环泵，化学试剂从化学试剂喷淋口喷出后清洗圆晶表面，进而从溢流板溢流至第一外清洗槽，以此循环，待清洗工作完成后，将废液从废液管排出；清洗时，启动震荡器促发震荡器固定架上的花篮发生振动，且启动兆声器通过声波传输介质促发化学试剂自身的振动，进一步提高清洗圆晶表面的洁净度；
42.2、本实用新型纯水清洗室，纯水从纯水进水管先进入第二内清洗槽内部，待第二内清洗槽注满后溢流至第二外清洗槽，保证第二内清洗槽内部的纯水为活水，利于提高清洗圆晶表面的洁净度；
43.3、本实用新型机械手清洗室，先通入纯水对表面含有化学试剂的取料臂进行清洗，再通入氮气对取料臂表面进行干燥；
44.4、本实用新型驱动模组，第一电机驱动齿轮转动，进而带动与保护架连接的机械手左右移动；滑台气缸驱动连接杆上下移动进而带动机械手上下移动；
45.5、本实用新型化学试剂喷淋管上的化学试剂喷淋口与化学试剂喷淋管的纵向形成的夹角为120
°
，清洗水从化学试剂喷淋口喷出后先与内槽的底壁撞击再向上流动进而由下至上冲洗圆晶的表面，提高圆晶表面清洗的洁净度；
46.6、本实用新型溢流板的上端设有v型溢流口，v型溢流口可破坏废液的表面张力，利于将废液表面的废渣排至第一外清洗槽。
附图说明
47.图1是本实用新型的工艺设备结构示意图；
48.图2是图1的a部放大结构示意图；
49.图3是图1的b部放大结构示意图；
50.图4是本实用新型化学清洗室的结构示意图之一；
51.图5是本实用新型化学清洗室的结构示意图之二；
52.图6是本实用新型翻盖结构的结构示意图之一；
53.图7是本实用新型翻盖结构的结构示意图之二；
54.图8是本实用新型翻盖结构的结构示意图之三；
55.图9是图8的c部放大结构示意图；
56.图10是本实用新型注水壳体的结构示意图；
57.图11是本实用新型机械手的结构示意图；
58.图12是图11的d部放大图；
59.图13是本实用新型取料传感结构的结构示意图；
60.图14是本实用新型第二清洗槽的结构示意图之一；
61.图15是本实用新型第二清洗槽的结构示意图之二；
62.图16是本实用新型第二清洗槽的剖面结构示意图之一；
63.图17是本实用新型第二清洗槽的剖面结构示意图之二；
64.图18是图17的e部放大图；
65.图19是本实用新型第二清洗槽的剖面结构示意图之三；
66.图20是图19的f部放大图；
67.图21是本实用新型高低浓度废液排放结构的结构示意图；
68.图22是本实用新型高低浓度废液排放结构的剖面结构示意图之一；
69.图23是本实用新型高低浓度废液排放结构的剖面结构示意图之二(无三通切换结构)；
70.图24是本实用新型三通切换结构的结构示意图；
71.图25是本实用新型纯水清洗室的剖面结构示意图。
具体实施方式
72.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
73.实施例：一种半导体圆晶清洗设备，如图1
‑
图25所示，包括机架，所述机架由干湿
隔断门900分隔成湿式清洗区和干式清洗区；
74.所述湿式清洗区包括化学试剂清洗室100、纯水清洗室200、用于运输花篮的湿式机械手300和用于清洗湿式机械手的机械手清洗室400；
75.所述干式清洗区包括圆晶甩干室500、圆晶存放室600和用于运输花篮的干式机械手700；
76.所述机架上安装有用于驱动所述湿式机械手/所述干式机械手进行上下和/ 或左右移动的驱动模组800；
77.所述化学试剂清洗室包括注入化学试剂的第一清洗槽101、震荡器、用于固定所述震荡器的震荡器固定架102、兆声器103、用于固定所述兆声器的兆声器固定架104和翻盖结构105，所述震荡器固定架位于所述第一清洗槽内，花篮放置于所述震荡器固定架上，所述兆声器固定架位于所述第一清洗槽的下方且与所述第一清洗槽密封连接，所述兆声器固定架与所述第一清洗槽之间注入有声波传输介质(如水)；
78.所述纯水清洗室包括注入纯水的第二清洗槽201和高低浓度废液排放结构，所述第二清洗槽包括第二清洗槽本体，所述第二清洗槽本体的内部由矩形溢流板分隔成第二内清洗槽2011和第二外清洗槽2012，花篮放置于所述第二内清洗槽内，所述第二外清洗槽的上方设有纯水进水管203，所述第二内清洗槽和所述第二外清洗槽连通，所述第二外清洗槽与所述高低浓度废液排放结构连通；
79.所述机械手清洗室包括能够容纳机械手的清洗箱401、纯水喷淋管402和氮气喷淋管403，所述纯水喷淋管和所述氮气喷淋管皆安装于所述清洗箱的上方；沿所述纯水喷淋管的轴向分布有多个纯水喷淋口，所述纯水喷淋口的喷淋方向与所述纯水喷淋管的纵向形成的夹角为120
°
；沿所述氮气喷淋管的轴向分布有多个氮气喷淋口，所述氮气喷淋口的喷淋方向与所述氮气喷淋管的纵向形成的夹角为120
°
；所述纯水喷淋管位于所述氮气喷淋管的下方。
80.所述湿式机械手/所述干式机械手皆包括第一取料杆301、第二取料杆302 以及驱动所述第一取料杆和所述第二取料杆同时相对/相反方向转动的转动结构 303，所述第一取料杆上安装有至少一个第一取料臂3011，所述第二取料杆上安装有至少一个第二取料臂3021；
81.所述转动结构包括第二电机3031、第一转动块3032、第二转动块3033和第一连杆3034，所述第一转动块与所述第一取料杆连接，所述第二转动块与所述第二取料杆连接，所述第一连杆的一端与所述第一转动块连接，所述第一连杆的另一端与所述第二转动块连接；
82.所述第二电机的输出轴上安装有第一齿轮3035，所述第一取料杆上安装有第二齿轮3036，所述第一齿轮与所述第二齿轮套设有同步齿轮皮带；
83.所述翻盖结构包括位于所述第一清洗槽上方的盖板1051以及驱动所述盖板开合的驱动结构；
84.所述驱动结构包括注水壳体1052、活塞杆1053、传动轴1054和第二连杆 1055，所述注水壳体的一端与所述第一清洗槽固定连接，所述活塞杆的一端从所述注水壳体的另一端穿设于所述注水壳体的内部，所述活塞杆的另一端与所述传动轴的一端转动连接，所述传动轴的另一端与所述第二连杆固定连接，所述第二连杆与所述盖板固定连接；
85.所述注水壳体开设有第一注水口10521和第二注水口10522；
86.所述活塞杆的下端连接有安装座1056，所述安装座的外周开设有用于安装强磁片的安装槽10561；
87.所述第一清洗槽包括第一清洗槽本体，所述第一清洗槽本体的内部由矩形溢流板1013分隔成第一内清洗槽1011和第一外清洗槽1012；
88.所述第一外清洗槽设有循环水出水口，所述循环水出水口与所述循环管 1014连通；
89.所述第一内清洗槽设有循环水进水口、废液排出口以及化学试剂喷淋管 1015，所述化学试剂喷淋管的一端封闭，且另一端穿过所述循环水进水口后与所述循环管连通，所述循环管上安装有循环泵，所述废液排出口与所述废液管 1016连通；
90.沿所述化学试剂喷淋管的轴向分布有多个化学试剂喷淋口10151，所述化学试剂喷淋口的喷淋方向与所述化学试剂喷淋管的纵向形成的夹角为120
°
；
91.所述溢流板的上端设有多个v型溢流口10131；
92.高低浓度废液排放结构包括第一侧壳体2021、第二侧壳体2022和中心壳体 2023，所述第一侧壳体与所述中心壳体连接，所述第二侧壳体与所述中心壳体连接；
93.所述中心壳体开设有进液口20231、第一出液口20232和第二出液口20233，所述中心壳体的内部具有三通切换结构2024，所述进液口通过所述三通切换结构与所述第一出液口连通形成低浓度废液排放通道，所述进液口通过所述三通切换结构与所述第二出液口连通形成高浓度废液排放通道；
94.所述第一侧壳体开设有第一进气孔20211，所述第二侧壳体开设有第二进气孔20221，所述第一进气孔和所述第二进气孔分别连接进气管道；
95.所述进液口安装有水阻值计。
96.所述干湿隔断门在气缸的驱动下可上下移动。
97.所述湿式清洗区的上方和所述干式清洗区的上方分别设有净风系统，所述净风系统包括进风机a和过滤器b，所述机架的顶部设有至少一个抽风口c，所述抽风口与抽风机连通。进风机和过滤器，用于将外界空气净化后向下流经各操作室，最后通过抽风机排出，形成的下压气流利于各操作室内的杂质下落至设备的下层并通过抽风机排出，保证设备内部整体的洁净度。本实施例中，化学试剂清洗室、纯水清洗室、机械手清洗室、圆晶甩干室和圆晶存放室的上方皆安装有进风机和过滤器。
98.所述驱动模组包括第一电机801、与所述第一电机的输出轴连接的齿轮802、与所述齿轮相啮合的齿条803、滑台气缸804、与所述滑台气缸连接的第一滑块 805、与所述第一滑块连接的连接杆806、滑条807、与所述滑条匹配的第二滑块；
99.所述齿条和所述滑条皆通过第一连接板808与所述机架固定连接，所述第一电机通过保护架809与所述滑台气缸连接，所述保护架与所述第二滑块连接，所述连接杆的一端与机械手连接。
100.所述湿式机械手/所述干式机械手还包括取料传感结构304，所述取料传感结构包括接触臂3041、弹性连接件3042、接触座3043和传感器3044，所述弹性连接件的一端与所述接触臂连接，所述弹性连接件的另一端与所述接触座连接，所述传感器位于所述接触座的上方，所述接触座和所述传感器皆与保护外壳固定连接，所述保护外壳与所述第一取料臂/
所述第二取料臂连接。
101.所述传感器的外周下部套有弹性件3045。所述传感器的自由端为圆弧端，所述接触座与所述传感器接触的端面为圆弧端。
102.所述第一取料杆上安装有两个所述第一取料臂，两个所述第一取料臂沿所述第一取料杆的轴向分布；所述第二取料杆上安装有两个所述第二取料臂，两个所述第二取料臂沿所述第二取料杆的轴向分布。
103.所述连杆的一端与所述第一转动块的上部连接，所述连杆的另一端与所述第二转动块的下部连接。
104.所述接触臂垂直位于所述第一取料臂/第二取料臂的上方。
105.所述第一取料臂和所述第二取料臂皆由耐腐蚀性材质制成。
106.所述注水壳体的上端安装有密封盖1057，所述密封盖具有供所述活塞杆穿过的通孔。
107.所述第一注水口和所述第二注水口位于所述注水壳体的同一侧。
108.所述安装槽设有两个，两个所述安装槽沿所述安装座的轴向分布。
109.所述第一注水口位于所述安装座的下端。
110.所述第二注水口位于所述密封盖的下端。
111.所述第一外清洗槽的底壁包括第一水平段10121、中间倾斜段10122和第二水平段10123，所述中间倾斜段的倾斜方向为由第一水平段向第二水平段方向倾斜，所述循环水出水口位于所述第二水平段。
112.所述第一内清洗槽设有两个循环水进水口和两个化学试剂喷淋管，每一所述化学试剂喷淋管的一端封闭，且另一端穿过所述循环水进水口后通过三通与所述循环管连通。
113.所述废液排出口安装有过滤网板1017。
114.所述溢流口的开口为70
‑
85
°
。
115.所述第一内清洗槽的侧壁设有固定板1018，所述固定板上具有安装进液管的安装口10181。
116.所述三通切换结构包括第一推杆20241、第一连接盘20242、第三连杆20243、第二连接盘20244和第二推杆20245，所述第一连接盘和所述第二连接盘分别与所述第三连杆的两端连接，所述第一推杆的一端与所述第一连接盘连接，所述第二推杆的一端与所述第二连接盘连接，所述第一推杆的另一端与所述第一侧壳体套接，所述第二推杆的另一端与所述第二侧壳体套接。
117.所述中心壳体的内部形成有限制第一连接盘向第二出液口移动的第一挡圈20234和限制第二连接盘向第一出液口移动的第二挡圈20235。
118.所述第一侧壳体靠近所述中心壳体的一端形成有限制第一连接盘向第一侧壳体方向移动的第三挡圈20212；所述第二侧壳体靠近所述中心壳体的一端形成有限制第二连接盘向第二侧壳体方向移动的第四挡圈20222。所述第一侧壳体远离所述中心壳体的一端安装有第一挡块2025；所述第二侧壳体远离所述中心壳体的一端安装有第二挡块2026。
119.所述第一推杆靠近所述第一进气孔的一端套接有第一密封圈2027，所述第一进气孔位于所述第一密封圈和所述第一挡块之间；所述第二推杆靠近所述第二进气孔的一端套接有第二密封圈2028，所述第二进气孔位于所述第二密封圈和所述第二挡块之间。
120.所述第一连接盘与所述第一挡圈相对的侧壁开设有第一密封槽202421，所述第二连接盘与所述第二挡圈相对的侧壁开设有第二密封槽202441，所述第一密封槽和所述第二密封槽内皆安装有密封圈。
121.所述圆晶甩干室包括甩干机。
122.第二内清洗槽的底部具有废液出口，所述废液出口通过快排阀与所述第二外清洗槽连通。
123.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。