專利名稱：晶圓片雙面刷洗機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種晶圓片雙面刷洗機。
背景技術：
晶圓片作為LED的主要原材料，其表面潔凈度要求很高，如果殘留的臟物顆粒過多，會嚴重影響到下道芯片制作的合格率。目前，在晶圓片的制造過程中，眾所皆知的是，在加工過程中所遺留在晶片表面的不必要殘留必須加以清洗。此般的制造操作范例包括有等離子體蝕刻和化學機械拋光法。若不必要的殘留物質和微粒在連續的制造操作過程中遺留在晶片的表面，這些殘留物質和微粒將會造成如晶片表面刮傷和金屬化特征間的不適當的交互作用等瑕疵。在一些案例中，此般瑕疵可能導致晶片上的裝置變得無法運作。欲避免由于丟棄具有無法運作的裝置的晶片而所造成的額外費用，因此，當在晶片表面上遺留不必要的殘余物的制造操作程序之后，必須適當并有效率地清洗晶片。在化學機械拋光工藝后實施的清洗步驟可以是利用旋轉的清潔刷在刷洗機內清洗晶片表面，利用清潔刷的旋轉動作和清潔刷施加在晶片的壓力，幫助剩余漿料從晶片表面上移除。但是，公知化學機械拋光后晶片清洗設備多是單面刷，清洗工藝復雜，無法達到令人滿意的清潔效率，沿著晶片表面的邊緣可以看見剩余漿料和大量缺陷，另外，對晶圓片的二次污染也很嚴重，自動化率也不高，因此，產業上還需要一種晶圓片雙面刷洗機，來解決上述問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種晶圓片雙面刷洗機，它自動化程度高，對晶圓片的正反面同步進行刷洗，刷洗效果好，節省了清洗工藝，避免了在流轉過程中對晶圓片的二次污染。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是一種晶圓片雙面刷洗機，它包括機架和控制系統；還包括輸送裝置，輸送裝置依次包括噴霧清洗段輸送機構、雙面刷洗段輸送機構、沖洗段輸送機構和可垂直翻轉的翻轉橋段輸送機構；還包括上料裝置，上料裝置上裝有上料晶圓片盒，上料裝置位于輸送裝置的起始側；還包括與上料裝置配合將上料晶圓片盒內的晶圓片推送至輸送裝置上的推片裝置，推片裝置位于上料裝置的左側；還包括噴霧清洗裝置，噴霧清洗裝置位于噴霧清洗段輸送機構的上方；還包括具有若干噴頭的噴淋沖洗裝置，若干噴頭分別位于沖洗段輸送機構的上、下兩側；還包括位于雙面刷洗段輸送機構尾端的雙面刷洗裝置，雙面刷洗裝置包括刷洗支座、兩個可從內部噴液的毛刷、兩根同步轉動的刷洗軸組件和驅動刷洗軸組件旋轉的驅動組件，刷洗軸組件可旋轉地支承在刷洗支座上，刷洗支座安裝在機架上，毛刷分別套裝在相應的刷洗軸組件上，兩個毛刷分別位于待測晶圓片的兩側；還包括使位于雙面刷洗裝置內的晶圓片旋轉的晶圓片旋轉驅動裝置；還包括下料裝置，下料裝置上裝有下料晶圓片盒，下料裝置位于輸送裝置的尾側；還包括將沖洗段輸送機構上的晶圓片推送至下料晶圓片盒上的卸片裝置。進一步，所述的機架上安裝有與噴霧清洗段輸送機構配合壓緊晶圓片的毛刷壓緊裝置，毛刷壓緊裝置位于噴霧清洗段輸送機構的上方，毛刷壓緊裝置包括毛刷座和壓緊毛刷，毛刷座固定連接在機架上，壓緊毛刷可旋轉地支承在毛刷座上。進一步，所述的推片裝置包括推片連接板、推頭以及固定連接在機架上的推片氣缸和支撐組件，推片連接板的一端安裝在推片氣缸上，推片連接板的另一端與推頭固定連接，并且推片連接板的該端抵接在支撐組件上。進一步，所述的上料裝置和下料裝置均包括電動執行器連接板、固定晶圓片盒的裝片盒組件以及使電動執行器連接板上下移動的電動執行器，電動執行器安裝在機架上，電動執行器連接板的一端安裝在電動執行器上，另一端與裝片盒組件固定連接。進一步，所述的裝片盒組件包括立板、底板、安裝板和可在機架上滾動的滾輪組，所述的立板的一端與電動執行器連接板固定連接，另一端與底板固定連接，滾輪組安裝在立板與底板之間，安裝板安裝在底板上。進一步，所述的晶圓片旋轉驅動裝置包括旋轉臂、驅動軸、螺紋齒輪、從動齒輪、從動軸、帶輪副、輥軸和驅動驅動軸旋轉的動力組件以及可緊貼雙面刷洗段輸送機構上的晶圓片并使其旋轉的旋轉輥，驅動軸可旋轉地支承在支架上，螺紋齒輪套裝在驅動軸上，從動齒輪套裝在從動軸上，從動軸可旋轉地支承在機架上，旋轉臂可旋轉地支承在從動軸上，從動軸通過帶輪副與輥軸連接，輥軸可旋轉地支承在旋轉臂上，旋轉輥固定連接在輥軸的端頭，螺紋齒輪與從動齒輪嚙合。進一步，所述的晶圓片旋轉驅動裝置上還設置有旋轉輥退避移動機構，旋轉輥退避移動機構包括執行器連接頭、執行器連接桿、雙桿端連接頭和可使執行器連接桿移動的執行器，執行器連接桿的一端與執行器連接，執行器連接桿的另一端與執行器連接頭固定連接，雙桿端連接頭的一端與執行器連接頭鉸接，另一端與所述的旋轉臂鉸接。進一步，所述的卸片裝置包括氣缸連接板、提升氣缸安裝板、提升氣缸、提升連接板、使氣缸連接板水平移動的卸片執行器以及具有擋板的擋板組件，擋板組件安裝在提升連接板上，提升連接板安裝在提升氣缸的活塞桿上，提升氣缸安裝在提升氣缸安裝板上，提升氣缸安裝板固定連接在氣缸連接板上，氣缸連接板與卸片執行器連接，卸片執行器安裝在機架上。進一步，所述的機架上設置有活性劑儲液箱。更進一步，所述的機架的底部設置有滑輪組。采用了上述技術方案后，雙面刷洗裝置可以實現對精圓片的雙面刷洗，并配合晶圓片旋轉驅動裝置對晶圓片進行旋轉，達到對晶圓片的全方位刷洗，刷洗效果好，而且工作效率高，再配合自動的輸送裝置、上料裝置、下料裝置、卸片裝置和清洗系統，并利用控制系統對其進行控制，自動化程度高，在流轉過程中，不需要人為對晶圓片進行觸碰，完成設置在一個清洗箱了進行，避免了在流轉過程中對晶圓片的二次污染；毛刷壓緊裝置的設置為了避免晶圓片在初次噴霧清洗裝置時飛出現象；旋轉輥退避移動機構可以使得在雙面刷洗過程中的晶圓片能夠退避移動，旋轉輥的尺寸切換可根據晶圓片的尺寸選擇進行自動切換。本發明自動化程度高，對晶圓片的正反面同步進行刷洗，刷洗效果好，對去除O. 3微米以下的微小顆粒有著明顯的效果，解決了其它設備無法清洗的難題，有效保證晶圓片表面高要求的潔凈度，達到了 2寸晶圓片表面潔凈度O. 3微米的顆粒< 30顆的高要求。


圖1為本發明的晶圓片雙面刷洗機的結構示意 圖2為圖1的A-A剖視 圖3為圖1的D-D剖視 圖4為圖1的E-E剖視 圖5為本發明的推片裝置的結構示意 圖6為圖5的俯視 圖7為上料裝置和下料裝置的結構示意 圖8為圖7的右視 圖9為圖7的俯視 圖10為本發明的輸送裝置的結構示意 圖11為圖10的俯視 圖12為圖11的F-F剖視 圖13為圖11的B-B剖視 圖14為本發明的晶圓片旋轉驅動裝置的結構示意 圖15為圖14的仰視 圖16為圖14的右視 圖17為本發明的卸片裝置的結構示意 圖18為圖17的俯視圖。
具體實施例方式為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，
如圖f 18所示，一種晶圓片雙面刷洗機，它包括機架I和控制系統2 ;還包括輸送裝置，輸送裝置依次包括噴霧清洗段輸送機構3、雙面刷洗段輸送機構4、沖洗段輸送機構5和可垂直翻轉的翻轉橋段輸送機構6 ;還包括上料裝置，上料裝置上裝有上料晶圓片盒7，上料裝置位于輸送裝置的起始側；還包括與上料裝置配合將上料晶圓片盒7內的晶圓片推送至輸送裝置上的推片裝置，推片裝置位于上料裝置的左側；還包括噴霧清洗裝置8，噴霧清洗裝置8位于噴霧清洗段輸送機構3的上方；還包括具有若干噴頭的噴淋沖洗裝置9，若干噴頭分別位于沖洗段輸送機構5的上、下兩側；還包括位于雙面刷洗段輸送機構4尾端的雙面刷洗裝置，雙面刷洗裝置包括刷洗支座10、兩個可從內部噴液的毛刷11、兩根同步轉動的刷洗軸組件12和驅動刷洗軸組件12旋轉的驅動組件13，刷洗軸組件12可旋轉地支承在刷洗支座10上，刷洗支座10安裝在機架I上，毛刷11分別套裝在相應的刷洗軸組件12上，兩個毛刷11分別位于待測晶圓片的兩側；還包括使位于雙面刷洗裝置內的晶圓片旋轉的晶圓片旋轉驅動裝置；還包括下料裝置，下料裝置上裝有下料晶圓片盒14，下料裝置位于輸送裝置的尾側；還包括將沖洗段輸送機構5上的晶圓片推送至下料晶圓片盒14上的卸片裝置。雙面刷洗裝置可以實現對精圓片的雙面刷洗，并配合晶圓片旋轉驅動裝置對晶圓片進行旋轉，達到對晶圓片的全方位刷洗，刷洗效果好，而且工作效率高，再配合自動的輸送裝置、上料裝置、下料裝置、卸片裝置和清洗系統，并利用控制系統對其進行控制，自動化程度高，在流轉過程中，不需要人為對晶圓片進行觸碰，完成設置在一個清洗箱了進行，避免了在流轉過程中對晶圓片的二次污染。為了避免晶圓片在初次噴霧清洗裝置時飛出現象，如圖1、10、11、12所示，機架I上安裝有與噴霧清洗段輸送機構3配合壓緊晶圓片的毛刷壓緊裝置，毛刷壓緊裝置位于噴霧清洗段輸送機構3的上方，毛刷壓緊裝置包括毛刷座15和壓緊毛刷16，毛刷座15固定連接在機架I上，壓緊毛刷16可旋轉地支承在毛刷座15上。如圖5、6所示，推片裝置包括推片連接板17、推頭18以及固定連接在機架I上的推片氣缸19和支撐組件20，推片連接板17的一端安裝在推片氣缸19上，推片連接板17的另一端與推頭18固定連接，并且推片連接板17的該端抵接在支撐組件20上。如圖7、所示，上料裝置和下料裝置均包括電動執行器連接板21、固定晶圓片盒的裝片盒組件以及使電動執行器連接板21上下移動的電動執行器22，電動執行器22安裝在機架I上，電動執行器連接板21的一端安裝在電動執行器22上，另一端與裝片盒組件固 定連接。裝片盒組件包括立板23、底板24、安裝板25和可在機架I上滾動的滾輪組26，立板23的一端與電動執行器連接板21固定連接，另一端與底板24固定連接，滾輪組26安裝在立板23與底板24之間，安裝板25安裝在底板24上。如圖1Γ16所示，晶圓片旋轉驅動裝置包括旋轉臂27、驅動軸28、螺紋齒輪29、從動齒輪30、從動軸31、帶輪副、輥軸32和驅動驅動軸28旋轉的動力組件47以及可緊貼雙面刷洗段輸送機構4上的晶圓片并使其旋轉的旋轉輥33，驅動軸28可旋轉地支承在支架I上，螺紋齒輪29套裝在驅動軸28上，從動齒輪30套裝在從動軸31上，從動軸31可旋轉地支承在機架I上，旋轉臂27可旋轉地支承在從動軸31上，從動軸31通過帶輪副與輥軸32連接，輥軸32可旋轉地支承在旋轉臂27上，旋轉輥33固定連接在輥軸32的端頭，螺紋齒輪29與從動齒輪30嚙合。晶圓片旋轉驅動裝置上還設置有旋轉輥退避移動機構，旋轉輥退避移動機構包括執行器連接頭34、執行器連接桿35、雙桿端連接頭36和可使執行器連接桿35移動的執行器37，執行器連接桿35的一端與執行器37連接，執行器連接桿35的另一端與執行器連接頭34固定連接，雙桿端連接頭36的一端與執行器連接頭34鉸接，另一端與所述的旋轉臂27鉸接。帶輪副包括套裝在從動軸31上的第一帶輪46-1和套裝在輥軸32上的第二帶輪46-3以及連接第一帶輪46-1和第二帶輪46_3的同步帶46_2，旋轉輥退避移動機構可以使得在雙面刷洗過程中的晶圓片能夠退避移動，旋轉輥33的尺寸切換可根據晶圓片的尺寸選擇進行自動切換。如圖17、18所示，卸片裝置包括氣缸連接板38、提升氣缸安裝板39、提升氣缸40、提升連接板41、使氣缸連接板38水平移動的卸片執行器42以及具有擋板43-1的擋板組件43，擋板組件43安裝在提升連接板41上，提升連接板41安裝在提升氣缸40的活塞桿上，提升氣缸40安裝在提升氣缸安裝板39上，提升氣缸安裝板39固定連接在氣缸連接板38上，氣缸連接板38與卸片執行器42連接，卸片執行器42安裝在機架I上。如圖1所示，機架I上設置有活性劑儲液箱44。機架I的底部設置有滑輪組45。本發明的工作原理如下
推片裝置的工作原理控制系統控制推片氣缸19動作，推片連接板17跟著左右移動，從而使得推頭18左右移動，從而推動上料晶圓片盒7內的晶圓片至輸送裝置上。
上料裝置和下料裝置的工作原理控制系統控制電動執行器22動作，電動執行器連接板21就做上下移動動作，從而使上料晶圓片盒7的最上層的晶圓片到達推片裝置的指定位置或使卸片裝置上的晶圓片到達下料晶圓片盒14的最下層的位置，本設備的晶圓排片、收納順序根據參數切換，由最上層開始排片，從最下層開始收納。晶圓片旋轉驅動裝置的工作原理驅動軸28旋轉，帶動螺紋齒輪29旋轉，從而帶動從動齒輪30旋轉，從動軸31跟著旋轉，通過帶輪副驅動輥軸32旋轉，旋轉輥33就跟著轉動，從而帶動晶圓片旋轉，旋轉輥退避移動機構中，控制系統控制執行器37動作，從而帶動執行器連接頭34和執行器連接桿35移動，再通過雙桿端連接頭36驅動旋轉臂27旋轉，從而使得輥軸32前后移動，實現晶圓片的退避。雙面刷洗裝置的毛刷11可以采用PVA海綿毛刷，可快速更換，并從毛刷11內部噴液，尼龍刷時軸心不能通水，從毛刷11的縱向側面向毛刷噴水，驅動毛刷11旋轉的驅動組件13采用速度可控電機，并用同步帶驅動，毛刷轉速200rpm (50-300rpm),自我清洗時為50rpm的低速旋轉，上面的毛刷11加壓壓力通過手動調整，下面的毛刷加壓壓力通過高度進行微調。本設備的工作流程如下
1.在上料裝置上設置空的上料晶圓片盒7;
2.在下料裝置上設置空的下料晶圓片盒14;
3.自動運行開始(由操作者按開始按鈕操作)；
4.從上料晶圓片盒7的上層排出晶圓至輸送裝置上；
5.在輸送裝置的傳送帶上移動的同時，噴霧清洗；
6.通過雙面刷洗裝置，在前進的旋轉輥33處停止；
7.上下毛刷11刷洗晶圓片，通過旋轉輥33旋轉進行雙面刷洗；
8.刷洗結束后，上毛刷和驅動輥移動至待機位置，晶圓片向沖洗段移動；
9.傳送帶移動的同時，用純水清洗晶圓的表面和背面；
10.移動到沖洗段輸送機構后，通過卸片裝置將晶圓片收納于下料晶圓片盒14的下層。以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種晶圓片雙面刷洗機，其特征在于它包括機架(I)和控制系統(2)； 還包括輸送裝置，輸送裝置依次包括噴霧清洗段輸送機構(3)、雙面刷洗段輸送機構(4)、沖洗段輸送機構(5)和可垂直翻轉的翻轉橋段輸送機構(6)； 還包括上料裝置，上料裝置上裝有上料晶圓片盒(7)，上料裝置位于輸送裝置的起始側； 還包括與上料裝置配合將上料晶圓片盒(7)內的晶圓片推送至輸送裝置上的推片裝置，推片裝置位于上料裝置的左側； 還包括噴霧清洗裝置(8)，噴霧清洗裝置(8)位于噴霧清洗段輸送機構(3)的上方； 還包括具有若干噴頭的噴淋沖洗裝置(9)，若干噴頭分別位于沖洗段輸送機構(5)的上、下兩側； 還包括位于雙面刷洗段輸送機構(4)尾端的雙面刷洗裝置，雙面刷洗裝置包括刷洗支座(10)、兩個可從內部噴液的毛刷(11)、兩根同步轉動的刷洗軸組件(12)和驅動刷洗軸組件(12)旋轉的驅動組件(13)，刷洗軸組件(12)可旋轉地支承在刷洗支座(10)上，刷洗支座(10 )安裝在機架(I)上，毛刷(11)分別套裝在相應的刷洗軸組件(12 )上，兩個毛刷(11)分別位于待測晶圓片的兩側； 還包括使位于雙面刷洗裝置內的晶圓片旋轉的晶圓片旋轉驅動裝置； 還包括下料裝置，下料裝置上裝有下料晶圓片盒(14)，下料裝置位于輸送裝置的尾側； 還包括將沖洗段輸送機構(5)上的晶圓片推送至下料晶圓片盒(14)上的卸片裝置。
2.根據權利要求1所述的晶圓片雙面刷洗機，其特征在于所述的機架(I)上安裝有與噴霧清洗段輸送機構(3)配合壓緊晶圓片的毛刷壓緊裝置，毛刷壓緊裝置位于噴霧清洗段輸送機構(3 )的上方，毛刷壓緊裝置包括毛刷座(15 )和壓緊毛刷(16 )，毛刷座(15 )固定連接在機架(I)上，壓緊毛刷(16)可旋轉地支承在毛刷座(15)上。
3.根據權利要求1或2所述的晶圓片雙面刷洗機，其特征在于所述的推片裝置包括推片連接板(17)、推頭(18)以及固定連接在機架(I)上的推片氣缸(19)和支撐組件(20)，推片連接板(17)的一端安裝在推片氣缸(19)上，推片連接板(17)的另一端與推頭(18)固定連接，并且推片連接板(17)的該端抵接在支撐組件(20 )上。
4.根據權利要求1或2所述的晶圓片雙面刷洗機，其特征在于所述的上料裝置和下料裝置均包括電動執行器連接板(21)、固定晶圓片盒的裝片盒組件以及使電動執行器連接板(21)上下移動的電動執行器(22)，電動執行器(22)安裝在機架(I)上，電動執行器連接板(21)的一端安裝在電動執行器(22)上，另一端與裝片盒組件固定連接。
5.根據權利要求4所述的晶圓片雙面刷洗機，其特征在于所述的裝片盒組件包括立板(23 )、底板(24)、安裝板(25 )和可在機架(I)上滾動的滾輪組(26 )，所述的立板(23 )的一端與電動執行器連接板(21)固定連接，另一端與底板(24)固定連接，滾輪組(26)安裝在立板(23)與底板(24)之間,安裝板(25)安裝在底板(24)上。
6.根據權利要求1或2所述的晶圓片雙面刷洗機，其特征在于所述的晶圓片旋轉驅動裝置包括旋轉臂(27 )、驅動軸(28 )、螺紋齒輪(29 )、從動齒輪(30 )、從動軸(31)、帶輪副、輥軸(32)和驅動驅動軸(28)旋轉的動力組件(47)以及可緊貼雙面刷洗段輸送機構(4)上的晶圓片并使其旋轉的旋轉輥(33 )，驅動軸(28 )可旋轉地支承在支架(I)上，螺紋齒輪(29 )套裝在驅動軸(28 )上，從動齒輪(30 )套裝在從動軸(31)上，從動軸(31)可旋轉地支承在機架(I)上，旋轉臂(27 )可旋轉地支承在從動軸(31)上，從動軸(31)通過帶輪副與輥軸(32 )連接，輥軸(32 )可旋轉地支承在旋轉臂(27 )上，旋轉輥(33 )固定連接在輥軸(32 )的端頭，螺紋齒輪(29)與從動齒輪(30)嚙合。
7.根據權利要求6所述的晶圓片雙面刷洗機，其特征在于所述的晶圓片旋轉驅動裝置上還設置有旋轉輥退避移動機構，旋轉輥退避移動機構包括執行器連接頭(34)、執行器連接桿(35 )、雙桿端連接頭(36 )和可使執行器連接桿(35 )移動的執行器(37 )，執行器連接桿(35)的一端與執行器(37)連接，執行器連接桿(35)的另一端與執行器連接頭(34)固定連接，雙桿端連接頭(36)的一端與執行器連接頭(34)鉸接，另一端與所述的旋轉臂(27)鉸接。
8.根據權利要求1或2所述的晶圓片雙面刷洗機，其特征在于所述的卸片裝置包括氣缸連接板(38)、提升氣缸安裝板(39)、提升氣缸(40)、提升連接板(41)、使氣缸連接板(38)水平移動的卸片執行器(42)以及具有擋板(43-1)的擋板組件(43)，擋板組件(43)安裝在提升連接板(41)上，提升連接板(41)安裝在提升氣缸(40 )的活塞桿上，提升氣缸(40 )安裝在提升氣缸安裝板(39 )上，提升氣缸安裝板(39 )固定連接在氣缸連接板(38 )上，氣缸連接板(38)與卸片執行器(42)連接，卸片執行器(42)安裝在機架(I)上。
9.根據權利要求1或2所述的晶圓片雙面刷洗機，其特征在于所述的機架(I)上設置有活性劑儲液箱(44)。
10.根據權利要求1或2所述的晶圓片雙面刷洗機，其特征在于所述的機架(I)的底部設置有滑輪組(45)。
全文摘要
一種晶圓片雙面刷洗機，具有位于雙面刷洗段輸送機構尾端的雙面刷洗裝置，雙面刷洗裝置包括刷洗支座、兩個可從內部噴液的毛刷、兩根同步轉動的刷洗軸組件和驅動刷洗軸組件旋轉的驅動組件，刷洗軸組件可旋轉地支承在刷洗支座上，刷洗支座安裝在機架上，毛刷分別套裝在相應的刷洗軸組件上，兩個毛刷分別位于待測晶圓片的兩側；還包括使位于雙面刷洗裝置內的晶圓片旋轉的晶圓片旋轉驅動裝置；還包括下料裝置；還包括將沖洗段輸送機構上的晶圓片推送至下料晶圓片盒上的卸片裝置。本發明自動化程度高，對晶圓片的正反面同步進行刷洗，刷洗效果好，對去除0.3微米以下的微小顆粒有著明顯的效果，解決了其它設備無法清洗的難題，有效保證晶圓片表面高要求的潔凈度，達到了2寸晶圓片表面潔凈度0.3微米的顆粒≤30顆的高要求。
文檔編號B08B1/04GK103008301SQ201310010378
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月11日 優先權日2013年1月11日
發明者李繼忠 申請人:常州市科沛達超聲工程設備有限公司