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一种半导体晶圆槽式清洗机

发布时间:2025-04-16

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  1.一种半导体晶圆槽式清洗机,包括清洗槽(1)及用于将花篮拿取至清洗槽(1)内的机

  其特征在于:所述机械手包括机械爪(2),通过所述机械爪(2)将花篮抓取至清洗槽(1)

  所述机械手的上方设置有导向定位机构,所述导向定位机构包括呈镜像对称分布的导

  所述导轨(3)的两端均设置有同步变速的变速机构,所述变速机构包括同步带(4)、第

  一气缸(5)和啮合齿(6),所述第一气缸(5)伸缩驱动啮合齿(6)与同步带(4)实现啮合后,带

  动所述同步带(4)以及固定在所述同步带(4)底部的机械手沿所述导轨(3)的长度方向上移

  动,并通过导轨(3)两端的第一气缸(5)一伸一缩动作实现对同步带(4)的移动速度实现变

  所述清洗槽(1)的上方设置有滚动清洗所述清洗槽(1)内壁的清洗机构,所述清洗机构

  包括第二气缸(7)和毛刷(8),所述第二气缸(7)带动毛刷(8)升降后,实现毛刷(8)进出清洗

  槽(1)的动作,进而当所述毛刷(8)位于所述清洗槽(1)内部时,控制所述毛刷(8)转动后,实

  2.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆槽式清洗机,其特征在于:所述清洗槽(1)的

  一侧表面固定安装有工作台(9),所述花篮在装满晶圆后放置在工作台(9)的上表面,通过

  所述机械手将所述花篮夹取后运送至所述清洗槽(1)内实现晶圆的清洗动作,所述清洗槽

  (1)的一端固定连通有用于向清洗槽(1)内输入或导出且带有阀门的输水管(10)。

  3.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆槽式清洗机,其特征在于:所述机械手还包括

  第三气缸(21),所述第三气缸(21)的活塞杆一端固定连接有夹紧块(22),所述第三气缸

  (21)带动夹紧块(22)沿清洗槽(1)的高度方向上进行升降后,实现所述花篮从清洗槽(1)内

  所述夹紧块(22)的内顶壁固定安装有由电机驱动的蜗杆(23),所述蜗杆(23)的一端啮

  合有呈对称分布的蜗轮(24),所述蜗轮(24)的内壁固定套接有转杆(25),所述转杆(25)转

  动套接在所述夹紧块(22)的底部两侧后,与所述机械爪(2)的顶部固定连接实现对花篮两

  4.根据权利要求3所述的一种半导体晶圆槽式清洗机,其特征在于:所述导向定位机构

  还包括滑块(31),所述滑块(31)的两端与导轨(3)的滑槽内壁滑动套接,所述第三气缸(21)

  固定安装在滑块(31)的下表面中心处,所述滑块(31)固定安装在同步带(4)的外表面,所述

  同步带(4)通过滑块(31)带动机械手沿导轨(3)长度方向进行水平移动的动作。

  5.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆槽式清洗机,其特征在于:所述变速机构还包

  括由电机驱动的转动盘(41),所述第一气缸(5)固定安装在转动盘(41)的外表面径向方向

  上,所述啮合齿(6)固定安装在第一气缸(5)的活塞杆外端上实现径向伸缩。

  6.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆槽式清洗机,其特征在于:所述清洗机构还包

  括双输出轴电机(71)以及开设在所述清洗槽(1)上表面的U型安装槽,所述双输出轴电机

  (71)固定安装在相邻所述清洗槽(1)相对的表面之间,所述双输出轴电机(71)的输出轴两

  端通过联轴器均固定安装有传动轴(72),所述传动轴(72)的一端固定安装有第一齿轮

  所述清洗槽(1)的一侧表面通过轴承安装有延伸穿过所述U型安装槽内部的丝杆(74),

  所述丝杆(74)的一端固定套接有第二齿轮(75),所述第一齿轮(73)和第二齿轮(75)均啮合

  有带齿状的传动带(76),所述双输出轴电机(71)通过传动带(76)驱动所述丝杆(74)转动。

  7.根据权利要求6所述的一种半导体晶圆槽式清洗机,其特征在于:所述丝杆(74)位于

  所述U型安装槽内的外表面螺纹套接有移动块(77),所述第二气缸(7)固定安装在移动块

  (77)的上表面,使得所述第二气缸(7)沿所述丝杆(74)的长度方向上移动。

  8.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆槽式清洗机,其特征在于:所述第二气缸(7)

  的活塞杆顶端固定安装有连接板(78),所述连接板(78)的上表面固定安装有用于驱动所述

  9.根据权利要求8所述的一种半导体晶圆槽式清洗机,其特征在于:所述驱动电机(79)

  的输出轴通过联轴器固定安装有连接杆(710),相邻所述连接杆(710)的拐角处通过万向节

  (711)实现曲线所述的一种半导体晶圆槽式清洗机,其特征在于:所述毛刷(8)分别

  固定安装在连接杆(710)的万向节(711)的外表面,所述连接板(78)的下表面固定连接有十

  字支架(712),所述十字支架(712)的外表面与连接杆(710)的外表面通过轴承套接。

  或者喷洒去除脏污的工艺,其主要目的是清除晶圆表面的污染物,例如微尘颗粒、有机物、

  洗槽实现清洗,且每个清洗槽清洗后都需要在带有清水的清洗槽内进行净化,以防止其表

  面沾带的化学清洗液混融到其他清洗槽内,这就使得每次清洗的时间较长,再加上需要提

  拉运输以及晶圆需要轻拿轻放的特性,就会使得整个工序用时很长。尤其在运输路线上,现

  有的想要加快运输的时间,只能通过控制电机的转速来实现提高晶圆运输的速度。若提高

  电机的顺时速度,不仅会造成电机的损伤,而且还会使得运输的顺时加速度增加,从而因增

  气缸和啮合齿,所述第一气缸伸缩驱动啮合齿与同步带实现啮合后,带动所述同步带以及

  固定在所述同步带底部的机械手沿所述导轨的长度方向上移动,并通过导轨两端的第一气

  括第二气缸和毛刷,所述第二气缸带动毛刷升降后,实现毛刷进出清洗槽的动作,进而当所

  述毛刷位于所述清洗槽内部时,控制所述毛刷转动后,实现对所述清洗槽内壁进行滚动清

  在工作台的上表面,通过所述机械手将所述花篮夹取后运送至所述清洗槽内实现晶圆的清

  洗动作,所述清洗槽的一端固定连通有用于向清洗槽内输入或导出且带有阀门的输水管。

  紧块,所述第三气缸带动夹紧块沿清洗槽的高度方向上进行升降后,实现所述花篮从清洗

  称分布的蜗轮,所述蜗轮的内壁固定套接有转杆,所述转杆转动套接在所述夹紧块的底部

  套接,所述第三气缸固定安装在滑块的下表面中心处,所述滑块固定安装在同步带的外表

  动盘的外表面径向方向上,所述啮合齿固定安装在第一气缸的活塞杆外端上实现径向伸

  安装槽,所述双输出轴电机固定安装在相邻所述清洗槽相对的表面之间,所述双输出轴电

  机的输出轴两端通过联轴器均固定安装有传动轴,所述传动轴的一端固定安装有第一齿

  述丝杆的一端固定套接有第二齿轮,所述第一齿轮和第二齿轮均啮合有带齿状的传动带,

  优选地,所述丝杆位于所述U型安装槽内的外表面螺纹套接有移动块,所述第二气

  缸固定安装在移动块的上表面,使得所述第二气缸沿所述丝杆的长度方向上移动。

  面固定连接有十字支架,所述十字支架的外表面与连接杆的外表面通过轴承套接。

  1、通过设置导向定位机构,能够将机械手的运动轨迹固定下来,便于清洗时位置

  的移动准确性,机械爪在沿导轨长度方向进行水平方向上的移动动作时,通过本机构实现

  2、通过设置变速机构,能够实现在线无极变速,提高花篮的运送速度,在需要调节

  机械手的移动速度时,通过第一气缸的伸缩来驱动啮合齿与同步带啮合运动,对同步带传

  动,并同时对同步带和机械手的移动速度进行调节,从而通过第一气缸的活塞杆伸出长度,

  对机械手的移动速度进行控制,并使调速后的机械手具有移速均匀、稳定的效果。

  3、通过设置清洗机构,能够实现对每个清洗槽的接触式清洗的效果,避免清洗液

  混合的问题发生,先通过第二气缸带动连接杆和万向节表面的毛刷沿清洗槽高度方向进行

  升降,实现毛刷进出清洗槽的动作,同时通过驱动电机带动连接轴和万向节进行转动,带动

  毛刷先对清洗槽的后内壁进行旋转清洗。其次,通过双输出轴电机带动传动轴转动,因第一

  齿轮与第二齿轮通过传动带啮合,进而带动丝杆转动,带动毛刷沿清洗槽长度方向进行水

  图中:1、清洗槽;2、机械爪;21、第三气缸;22、夹紧块;23、蜗杆;24、蜗轮;25、转杆;

  3、导轨;31、滑块;4、同步带;41、转动盘;5、第一气缸;6、啮合齿;7、第二气缸;71、双输出轴

  电机;72、传动轴;73、第一齿轮;74、丝杆;75、第二齿轮;76、传动带;77、移动块;78、连接板;

  79、驱动电机;710、连接杆;711、万向节;712、十字支架;8、毛刷;9、工作台;10、输水管。

  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。

  参照图1‑11,一种半导体晶圆槽式清洗机,如图1所示,包括清洗槽1及用于将花篮

  如图1和图4所示,为了机械手能够很好的与花篮配合紧密,机械手包括机械爪2,

  机械爪2的底部形状与花篮的两侧形状相适配,以便于实现紧密的抓取动作,防止出现晃动

  如图1和图4所示,机械手在抓取花篮后,为了对机械手的运动方向进行导向,机械

  手的上方设置有导向定位机构,导向定位机构包括呈镜像对称分布的导轨3,机械手带动花

  如图1、图4和图7所示,为了对机械手在导轨3上移速进行变速调节,导轨3的两端

  设置有同步变速的变速机构,变速机构包括同步带4、第一气缸5和啮合齿6,第一气缸5伸缩

  驱动啮合齿6与同步带4实现啮合后,带动同步带4以及固定在同步带4底部的机械手沿导轨

  3的长度方向上移动,并通过导轨3两端的第一气缸5一伸一缩动作实现对同步带4的移动速

  如图2和图3所示,清洗槽1的上方设置有清洗机构,清洗机构包括第二气缸7和毛

  刷8,第二气缸7带动毛刷8升降后,实现毛刷8进出清洗槽1的动作,进而当毛刷8位于清洗槽

  如图1和图4所示,为了实现对装载有晶圆的花篮放置的位置进行定位,具体地,清

  洗槽1的一侧表面固定安装有工作台9,花篮在装满晶圆后放置在工作台9的上表面,通过机

  械手将花篮夹取后运送至清洗槽1内实现晶圆的清洗动作,清洗槽1的一端固定连通有用于

  向清洗槽1内输入或导出且带有阀门的输水管10,当清洗槽1内的清洗液不足时,在保证不

  影响本发明正常使用的情况下,方便清洗人员通过输水管10向清洗槽1内进行补充清洗液,

  此外,在当清洗槽1内的清洗液出现浑浊时,清洗人员也可以通过输水管10对清洗槽1内的

  清洗液进行更换,且输水管10的开设位置可根据实际需要作出调整,清洗槽1的内部设置有

  如图5和图6所示,为了实现对花篮进行拿取,具体地,机械手还包括第三气缸21,

  第三气缸21的活塞杆一端固定连接有夹紧块22,第三气缸21带动夹紧块22沿清洗槽1的高

  度方向上进行升降后,实现花篮从清洗槽1内拿进拿出的动作,进而便于通过机械手将装载

  夹紧块22的内顶壁固定安装有由电机驱动的蜗杆23,通过电机将电能转换成机械

  能,驱动蜗杆23做圆周运动,蜗杆23的一端啮合有呈对称分布的带齿状的蜗轮24,通过蜗杆

  23与蜗轮24的啮合,使机械爪2对工作台9上方放置的花篮进行抓取动作,同时,利用蜗轮24

  蜗杆23的单向传动性,机械手抓取花篮后不会出现松动和逆向转动动作,实现对花篮抓取

  稳定,蜗轮24的内壁固定套接有转杆25,转杆25转动套接在夹紧块22的底部两侧后,与机械

  如图1和图4所示,为了实现对机械手的运动方向进行导向,具体地,导向定位机构

  还包括滑块31,针对滑块31在导轨3上移动行程问题,可在导轨3的滑槽内壁设置避免超行

  程的限位开关,因属于现有技术范围在此不再多述,滑块31的两端与导轨3的滑槽内壁滑动

  套接,滑块31与导轨3配合使用,通过导轨3对滑块31的运动方向进行限位和导向,第三气缸

  21固定安装在滑块31的下表面中心处,滑块31固定安装在同步带4的外表面,同步带4通过

  通过设置导向定位机构,机械爪2在沿导轨3长度方向进行水平方向上的移动动作

  如图4和图7所示,为了实现对机械手的移动速度进行调节,具体地,变速机构还包

  括由电机驱动的转动盘41,两个转动盘41在同步带4的长度方向上呈镜像对称分布,第一气

  缸5固定安装在转动盘41的外表面径向方向上,啮合齿6固定安装在第一气缸5的活塞杆外

  端上实现径向伸缩,第一气缸5不工作时,多个啮合齿6将拼成一个具有固定直径的齿轮,在

  需要调节同步带4转速时,只需通过第一气缸5带动啮合齿6进行伸缩,来改变该齿轮的直

  径,就可实现对同步带4调速的目的,多个第一气缸5以转动盘41的轴线为阵列中心呈环形

  阵列分布,电机驱动转动盘41做圆周运动时,通过啮合齿6与同步带4的啮合,对同步带4传

  动,通过第一气缸5带动啮合齿6做伸缩运动,对同步带4进行调速,进而对滑块31和机械爪2

  通过设置变速机构,在需要调节机械手的移动速度时,通过第一气缸5的伸缩来驱

  动啮合齿6与同步带4啮合运动,进而对同步带4传动,并同时对同步带4和机械手的移动速

  度进行调节,从而通过第一气缸5的活塞杆伸出长度,对机械手的移动速度进行控制,并使

  如图2、图3、图8、图9、图10和图11所示,为了实现驱动清洗机构对清洗槽1内壁进

  行清洗,具体地,清洗机构还包括双输出轴电机71以及开设在清洗槽1上表面的U型安装槽,

  双输出轴电机71固定安装在相邻清洗槽1相对的表面之间,在保证清洗机构正常使用的情

  况下,本发明采用将清洗机构的驱动源设置一个,其目的为了节能、减小能耗,避免出现因

  驱动源过多,影响到其他机构工作的情况发生,双输出轴电机71的输出轴两端通过联轴器

  清洗槽1的一侧表面通过轴承安装有延伸穿过U型安装槽内部的丝杆74,丝杆74的

  一端固定套接有第二齿轮75,双输出轴电机71将电能转换成机械能,通过传动轴72带动第

  如图2、图3、图8、图9、图10和图11所示,为了实现对清洗槽1的长度方向进行清洗,

  人生就是博

  具体地,第一齿轮73和第二齿轮75均啮合有带齿状的传动带76,双输出轴电机71通过传动

  带76驱动丝杆74转动,丝杆74位于U型安装槽内的外表面螺纹套接有移动块77,第二气缸7

  固定安装在移动块77的上表面,使得第二气缸7沿丝杆74的长度方向上移动,第二气缸7带

  动毛刷8沿清洗槽1的高度方向进行升降运动,进而方便对清洗槽1的内壁进行升降式清洗,

  双输出轴电机71驱动第一齿轮73通过传动带76与第二齿轮75啮合,带动移动块77和移动块

  77上表面连接的第二气缸7沿清洗槽1的长度方向进行直线水平移动,由双输出轴电机71带

  如图2、图3、图8、图9、图10和图11所示,为了实现对清洗槽1的高度方向进行清洗,

  第二气缸7的活塞杆顶端固定安装有连接板78,连接板78的上表面固定安装有用于驱动毛

  刷8转动的驱动电机79,两个驱动电机79以连接板78的轴线为对称中心呈对称分布,连接板

  如图2、图3、图8、图9、图10和图11所示,为了实现带动毛刷8进行转动,具体地,驱

  动电机79的输出轴通过联轴器固定安装有连接杆710,相邻连接杆710的拐角处通过万向节

  地,毛刷8分别固定安装在连接杆710的万向节711的外表面,连接板78的下表面固定连接有

  十字支架712,十字支架712的外表面与连接杆710的外表面通过轴承套接,通过驱动电机79

  带动连接轴和万向节711进行转动,带动毛刷8对清洗槽1内壁进行旋转清洗,从而实现对清

  人生就是博

  通过设置清洗机构,先通过第二气缸7带动连接杆710和万向节711表面的毛刷8沿

  清洗槽1高度方向进行升降,实现毛刷8进出清洗槽1的动作,同时通过驱动电机79带动连接

  轴和万向节711进行转动,带动毛刷8先对清洗槽1的后内壁进行旋转清洗,其次,通过双输

  出轴电机71带动传动轴72转动,因第一齿轮73与第二齿轮75通过传动带76啮合,进而带动

  丝杆74转动,带动毛刷8沿清洗槽1长度方向进行水平移动和清洗动作,最终,对清洗槽1内

  工作原理:步骤一,通过电机驱动变速机构的转动盘41做圆周运动,使同步带4带

  动其表面连接的滑块31和滑块31下方的机械手,沿导轨3的长度方向由右向左移动,带动机

  步骤二,第三气缸21带动夹紧块22沿清洗槽1高度进行下降,通过夹紧块22处的电

  机驱动蜗杆23与蜗轮24啮合,带动机械爪2对花篮进行抓取,抓取完成后第三气缸21带动机

  械手上升,此时,转动盘41处的电机反转,驱动机械手由左向右水平移动,带动机械手移动

  至首个清洗槽1的上方后,第三气缸21带动夹紧块22再次做下降运动,通过夹紧块22处的电

  机反转,驱动蜗杆23与蜗轮24啮合,带动机械爪2对花篮进行释放,进而通过清洗槽1内的清

  步骤三,第三气缸21带动机械手上升,转动盘41处的电机正转,驱动机械手由右向

  左移动,带动机械手移动至新的花篮的上方,第三气缸21带动夹紧块22沿清洗槽1高度进行

  下降,通过夹紧块22处的电机正转,驱动蜗杆23与蜗轮24啮合,带动机械爪2对新花篮进行

  抓取,抓取完成后第三气缸21带动机械手上升,此时,转动盘41处的电机反转,驱动机械手

  由左向右水平移动,带动新的花篮移动至第二个清洗槽1上方,第三气缸21带动夹紧块22再

  次做下降运动,通过夹紧块22处的电机反转,驱动蜗杆23与蜗轮24啮合,带动机械爪2对新

  花篮进行释放,进而通过清洗槽1内的清洗液对新花篮所装载的晶圆进行清洗,重复此步骤

  步骤四,首先,通过第二气缸7带动连接杆710和万向节711表面的毛刷8沿清洗槽1

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