一种晶圆水平清洗装置及清洗方法与流程

1.本发明涉及晶圆清洗技术领域，具体为一种晶圆水平清洗装置及清洗方法。


背景技术：

2.晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅，高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅，硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。
3.晶圆加工后需要对晶圆表面的杂质进行清洗，但是目前市场上的大多数水平清洗装置对晶圆的表面清洗后，需要人工去取出晶圆翻面再固定，然后进行清洗，这种方式存在清洗效率的问题，且较为麻烦，故而提出一种晶圆水平清洗装置及清洗方法来解决上述问题。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种晶圆水平清洗装置及清洗方法，具备高效清洗等优点，解决了大多数水平清洗装置对晶圆的表面清洗后，需要人工去取出晶圆翻面再固定，然后进行清洗，存在清洗效率低的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述高效清洗的目的，本发明提供如下技术方案：一种晶圆水平清洗装置，包括底板，所述底板的顶部固定连接有u形框和水箱，所述底板的顶部固定连接有外语u形框内腔的翻转机构，所述u形框内腔的左右两侧均转动连接有与翻转机构啮合的夹紧组件，所述u形框内腔的顶部固定连接有与夹紧组件顶部活动连接的刷洗机构，所述水箱的顶部连通有进料口，所述进料口的外表面活动连接有封口盖，所述水箱的顶部固定连接有底部贯穿至水箱的内腔且左侧贯穿至u型框内腔的冲洗机构；
8.所述翻转机构包括与底板顶部固定连接且位于u形框内腔的双轴电机，所述双轴电机两个输出轴均固定连接有主动转轴，所述主动转轴远离双轴电机一侧的外表面套接有第一锥形齿轮，两个所述第一锥形齿轮的顶部均啮合有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮的轴心处固定连接有与底板顶部转动连接的从动转轴，所述从动转轴远离底板一侧的外表面套接有第三锥形齿轮。
9.优选的，所述从动转轴通过支撑轴承与底板的顶部转动连接。
10.优选的，两个所述夹紧组件分别与u形框内腔的左右两侧转动连接的旋转轴，两个所述旋转轴相对的一侧均固定连接有u形板，所述u形板内腔的底部转动连接有顶部贯穿至u形板外侧的驱动轴，所述驱动轴的顶部固定连接有把手，所述驱动轴的外表面螺纹连接有两个滑块，所述滑块的外表面固定连接有贯穿至u形板外侧的夹板，所述旋转轴的外表面套接有与第三锥形齿轮啮合的第四锥形齿轮，所述u形板的外表面套接有凸轮。
11.优选的，所述驱动轴的外表面开设有两个相反的外螺纹，所述滑块的内腔开设有
与对应外螺纹相适配的内螺纹。
12.优选的，所述滑块远离夹板的一侧固定连接有与u形板内腔壁滑动连接的限位块，两个所述u形板相对一侧的内腔壁均开设有与限位块相适配的限位槽。
13.优选的，所述旋转轴靠近u形框内腔壁一侧的外表面套接有辅助轴承，所述旋转轴通过轴承与u形框的内腔壁转动连接。
14.优选的，所述刷洗机构包括与u形框内腔的顶部固定连接的伸缩杆，所述伸缩杆的底部固定连接有与两个凸轮顶部均活动连接的连接板，所述u形框与连接板之间固定连接有套接于伸缩杆外表面的弹簧，所述连接板的底部固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴固定连接有清洗刷。
15.优选的，所述伸缩杆包括与u形框内腔的顶部固定连接的空心杆，所述空心杆的内腔滑动连接有与连接板顶部固定连接的实心杆。
16.优选的，所述冲洗机构包括与水箱顶部固定连接的水泵，所述水泵的进水口固定连接有底部贯穿至水箱内腔的进水管，所述水泵的出水口固定连接有左侧贯穿至u形框内腔的排水管，所述排水管远离水泵的一端连通有喷头。
17.一种晶圆水平清洗装置的清洗方法，包括以下步骤：
18.1)注水，打开进料口上的封口盖，通过进料口向水箱的内腔加入清水；
19.2)夹紧固定，通过两个夹紧组件将待清洗的晶圆夹紧固定；
20.3)首次清洗，启动冲洗机构对晶圆进行冲洗，同时启动刷洗机构对晶圆的表面进行刷洗，清洗完毕后，停止冲击机构和刷洗机构；
21.4)翻面，通过翻转机构的启动，使得两个夹紧组件带动晶圆旋转，并且使得夹紧组件向上挤压刷洗机构，直到晶圆旋转180度后停止翻转机构，此时刷洗机构复位与晶圆未被清洗的面接触；
22.5)再次清洗，再次同时启动刷洗机构和冲洗机构来对晶圆进行清洗。
23.(三)有益效果
24.与现有技术相比，本发明提供了一种晶圆水平清洗装置及清洗方法，具备以下有益效果：
25.该晶圆水平清洗装置及清洗方法，通过夹紧组件将晶圆夹紧固定后，同时启动刷洗机构和冲洗机构来对晶圆进行清洗，待晶圆其中的一面被清洗完后，启动翻转机构即可带动两个夹紧组件进行旋转，夹紧组件旋转的同时向上挤压刷洗机构，使得晶圆在翻转的过程中不会与刷洗机构发生磕碰，晶圆翻转180度后停止翻转机构，再次通过刷洗机构和冲洗机构来对晶圆的另一面进行清洗，实现了晶圆水平清洗装置高效清洗的目的，无需人工来进行翻转，使用方便。
附图说明
26.图1为本发明提出的一种晶圆水平清洗装置的结构示意图；
27.图2为本发明提出的一种晶圆水平清洗装置翻转机构的结构示意图；
28.图3为本发明提出的一种晶圆水平清洗装置夹紧组件的结构示意图；
29.图4为本发明提出的一种晶圆水平清洗装置刷洗机构的结构示意图；
30.图5为本发明提出的一种晶圆水平清洗装置冲洗机构的结构示意图。
31.图中：1底板、2u形框、3翻转机构、31双轴电机、32主动转轴、33第一锥形齿轮、34第一锥形齿轮、35从动转轴、36第三锥形齿轮、4夹紧组件、41旋转轴、42u形板、43驱动轴、44把手、45滑块、451限位块、46夹板、47第四锥形齿轮、48凸轮、5刷洗机构、51伸缩杆、52弹簧、53连接板、54驱动电机、55清洗刷、6水箱、7进料口、8封口盖、9冲洗机构、91水泵、92进水管、93排水管、94喷头。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1-5，一种晶圆水平清洗装置，包括底板1，底板1的顶部固定连接有u形框2和水箱6，底板1的顶部固定连接有外语u形框2内腔的翻转机构3，u形框2内腔的左右两侧均转动连接有与翻转机构3啮合的夹紧组件4，u形框2内腔的顶部固定连接有与夹紧组件4顶部活动连接的刷洗机构5，水箱6的顶部连通有进料口7，进料口7的外表面活动连接有封口盖8，水箱6的顶部固定连接有底部贯穿至水箱6的内腔且左侧贯穿至u型框2内腔的冲洗机构9。
34.翻转机构3包括与底板1顶部固定连接且位于u形框2内腔的双轴电机31，双轴电机31两个输出轴均固定连接有主动转轴32，主动转轴32远离双轴电机31一侧的外表面套接有第一锥形齿轮33，两个第一锥形齿轮33的顶部均啮合有第二锥形齿轮34，第二锥形齿轮34的轴心处固定连接有与底板1顶部转动连接的从动转轴35，从动转轴35通过支撑轴承与底板1的顶部转动连接，从动转轴35远离底板1一侧的外表面套接有第三锥形齿轮36。
35.两个夹紧组件4分别与u形框2内腔的左右两侧转动连接的旋转轴41，旋转轴41靠近u形框2内腔壁一侧的外表面套接有辅助轴承，旋转轴41通过轴承与u形框2的内腔壁转动连接，两个旋转轴41相对的一侧均固定连接有u形板42，u形板42内腔的底部转动连接有顶部贯穿至u形板42外侧的驱动轴43，驱动轴43的顶部固定连接有把手44，驱动轴43的外表面螺纹连接有两个滑块45，驱动轴43的外表面开设有两个相反的外螺纹，滑块45的内腔开设有与对应外螺纹相适配的内螺纹，滑块45远离夹板46的一侧固定连接有与u形板42内腔壁滑动连接的限位块451，两个u形板42相对一侧的内腔壁均开设有与限位块451相适配的限位槽，滑块45的外表面固定连接有贯穿至u形板42外侧的夹板46，旋转轴41的外表面套接有与第三锥形齿轮36啮合的第四锥形齿轮47，u形板42的外表面套接有凸轮48。
36.刷洗机构5包括与u形框2内腔的顶部固定连接的伸缩杆51，伸缩杆51的底部固定连接有与两个凸轮48顶部均活动连接的连接板53，伸缩杆51包括与u形框2内腔的顶部固定连接的空心杆，空心杆的内腔滑动连接有与连接板53顶部固定连接的实心杆，u形框2与连接板53之间固定连接有套接于伸缩杆51外表面的弹簧52，连接板53的底部固定连接有驱动电机54，驱动电机54的输出轴固定连接有清洗刷55。
37.冲洗机构9包括与水箱6顶部固定连接的水泵91，水泵91的进水口固定连接有底部贯穿至水箱6内腔的进水管92，水泵91的出水口固定连接有左侧贯穿至u形框2内腔的排水管93，排水管93远离水泵91的一端连通有喷头94。
38.一种晶圆水平清洗装置的清洗方法，包括以下步骤：
39.1)注水，打开进料口7上的封口盖8，通过进料口7向水箱6的内腔加入清水；
40.2)夹紧固定，通过两个夹紧组件4将待清洗的晶圆夹紧固定；
41.3)首次清洗，启动冲洗机构9对晶圆进行冲洗，同时启动刷洗机构5对晶圆的表面进行刷洗，清洗完毕后，停止冲击机构9和刷洗机构5；
42.4)翻面，通过翻转机构3的启动，使得两个夹紧组件4带动晶圆旋转，并且使得夹紧组件4向上挤压刷洗机构5，直到晶圆旋转180度后停止翻转机构3，此时刷洗机构5复位与晶圆未被清洗的面接触；
43.5)再次清洗，再次同时启动刷洗机构5和冲洗机构9来对晶圆进行清洗。
44.综上所述，该晶圆水平清洗装置及清洗方法，打开封口盖8，通过进料口7向水箱6内腔加水后关上封口盖8，将待清洗的晶圆放置在下方的两个夹板46上，转动把手44带动驱动轴43的转动，由于驱动轴43上两个外螺纹的方向相反，且滑块45的旋转方向通过限位块451被u形板42所限制，所以同一驱动轴43上的两个滑块45进行相对运动，进而带动夹板46将晶圆夹紧固定，启动水泵91，通过进水管92和排水管93的运输，将水箱6内腔的水从喷头94喷出，来对晶圆的表面进行冲洗，同时启动驱动电机54带动清洗刷55转动来对晶圆的表面进行刷洗，清洗完成后，启动双轴电机31，调动两边的主动转轴32的转动，通过第一锥形齿轮33和第二锥形齿轮34的啮合带动从动转轴35的转动，进而通过第三锥形齿轮36和第四锥形齿轮47的啮合带动旋转轴41的转动，进而带动晶圆翻转，同时凸轮48转动向上连接板53使得伸缩杆51和弹簧52压缩，且驱动电机54和清洗刷55跟随上升，直到旋转轴41带动晶圆翻转180度后，停止双轴电机31，此时在弹簧52的弹性作用下清洗刷55复位与晶圆未被清洗的面接触，再对未被清洗的面进行清洗，实现了晶圆水平清洗装置高效清洗的目的，无需人工来进行翻转，使用方便。
45.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
46.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。