一种晶圆清洗液翼式调配设备及调配方法与流程

本发明涉及半导体生产制造，尤其涉及一种晶圆清洗液翼式调配设备及调配方法。

背景技术：

1、在半导体硅片生产过程中，清洗硅片表面是重复次数最多的工艺，对硅片的质控具有重要的意义，在清洗工艺中，湿法清洗技术的使用最为广泛，目前的湿法清洗技术主要分为超声清洗技术和兆声清洗技术。

2、在纳米气泡清洗的过程中，由于含有纳米气泡的清洗液中添加的其他清洗辅助试剂中，有容易挥发的清洗液物质在里面，若预先将易挥发的清洗液物质添加混合到清洗液存储罐内备用，那么纳米气泡一旦与清洗液接触时间以及存放时间过长，则极易出现清洗液没进入兆声清洗槽内清洗，就容易被挥发掉一部分掉或者其浓度降低，这将会直接影响清洗的效果以及晶圆的合格率。

技术实现思路

1、基于现有的技术问题，本发明提出了一种晶圆清洗液翼式调配设备及调配方法。

2、本发明提出的一种晶圆清洗液翼式调配设备，包括首尾连通的用于输送清洗液的第一配液桶和第二配液桶。

3、所述第一配液桶以及所述第二配液桶的同轴向一端均设置有可螺旋转动的十字架，所述十字架的外端沿所述第一配液桶或所述第二配液桶的圆周方向上设置有用于清洁的滚动清洁机构。

4、所述第一配液桶以及所述第二配液桶的同轴心方向上均设置有一端贯穿并延伸至配液桶外的碟簧管，所述碟簧管的表面设置有用于分配试剂溶液的送料机构，通过所述送料机构的一端泵入试剂溶液后，沿所述碟簧管的表面均匀释放至所述第一配液桶以及所述第二配液桶的内部，以实现配液的动作。

5、所述碟簧管的表面设置有用于对试剂溶液实现上下摆动扰流动作的扰流机构，试剂溶液随着所述扰流机构上下摆动后以正弦或余弦函数的轨迹加入到配液桶内实现混合配比的动作。

6、优选地，所述第一配液桶以及所述第二配液桶的左侧表面均固定连接有法兰，所述第一配液桶和所述第二配液桶的内壁均开设有与所述十字架四角处滑动套接的轨迹槽。

7、所述碟簧管由与所述第一配液桶以及所述第二配液桶一一对应配套的第一碟簧管以及第二碟簧管构成。

8、优选地，所述送料机构包括与所述第一碟簧管外端端口连通的第一进料口以及与所述第二碟簧管外端端口连通的第二进料口，通过泵源将试剂溶液从所述第一进料口以及所述第二进料口泵入到配液桶内，所述压入源包括但不限于液体泵。

9、优选地，所述扰流机构包括第一钢丝绳和扰流板，拉动所述第一钢丝绳带动所述扰流板实现上下摆动的动作，进而通过所述扰流板摆动产生的液流对清洗液以及由第一碟簧管、第二碟簧管所泵出的试剂溶液实现扰流的动作。

10、多个所述扰流板沿碟簧管的螺旋线曲线阵列分布后并活动套接在碟簧管的表面，之后所述扰流板通过固定安装在所述法兰外表面的液压缸带动第一钢丝绳往复伸缩拉动后实现控制所述扰流板上下摆动的动作。

11、所述第一钢丝绳安装在液压缸的活塞杆外端上并穿过所述法兰实现伸缩，所述第一钢丝绳的外表面分别与所述第一碟簧管以及所述第二碟簧管的内壁滑动套接。

12、优选地，所述所述第一碟簧管和第二碟簧管的外表面均开设有与扰流板相通的出料孔，所述扰流板的内部设置有用于对试剂溶液实现暂时容纳的容腔，所述第一钢丝绳的外表面固定连接有延伸至容腔内部的第三钢丝绳。

13、所述第一碟簧管和所述第二碟簧管的外表面均滑动套接有滑动套管，所述第一碟簧管和所述第二碟簧管的外表面均固定连接有使滑动套管实现复位动作的复位弹簧，所述滑动套管的一端安装有外圈分别与所述复位弹簧一端以及所述第三钢丝绳一端相连接的轴承。

14、优选地，所述液压缸伸缩驱动所述第一钢丝绳和第三钢丝绳带动所述滑动套管分别沿所述第一碟簧管以及所述第二碟簧管的螺旋线实现移动，并利用所述复位弹簧的弹性动作，使滑动套管实现复位动作。

15、优选地，所述滑动套管的外表面固定连接有呈对称分布并使扰流板实现上下摆动动作的螺旋片，所述螺旋片的外表面与扰流板的螺旋槽内壁滑动连接，所述容腔的内壁开设有延伸至扰流板外部的出液口，所述出料孔的内顶壁贯通所述滑动套管后延伸至容腔的内部。

16、优选地，所述滚动清洁机构包括第二钢丝绳、万向节、海绵套和十字架，拉动所述第二钢丝绳带动所述十字架在轨迹槽内沿轨迹槽的内壁实现轨迹移动，并通过万向节带动所述海绵套对第一配液桶和第二配液桶内壁实现清洗动作。

17、其中一个所述的法兰外表面固定连接有控制所述第二钢丝绳实现收放动作的驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过联轴器固定安装有传动轴，所述传动轴的一端连接有用于缠绕第二钢丝绳的卷线轮。

18、优选地，所述第二钢丝绳的一端自左向右依次穿过其中两个所述十字架后，与位于所述第二配液桶最右侧的十字架轴心处连接，所述万向节可活动的设置在其中两个所述十字架的外表面，所述海绵套套设在万向节的表面，所述驱动电机通过传动轴带动卷线轮转动，对所述第二钢丝绳实现收紧动作，带动十字架在轨迹槽内沿轨迹槽的轨迹移动，并通过海绵套对第一配液桶和第二配液桶内壁粘附的试剂溶液实现清洗动作。

19、一种晶圆清洗液翼式调配设备的调配方法，具体调配方法为：步骤一，将所述第一进料口和所述第二进料口的进料端通过导管与外部送液泵设备的出料端连通，通过送液泵设备将需要使用的试剂溶液泵入所述第一碟簧管和所述第二碟簧管内，将本发明的所述第一配液桶和所述第二配液桶安装在输水管一段，且输水管的一端与清洗液箱连通，另一端与晶圆清洗箱注水口连通。

20、步骤二，送液泵启动，将需要配比的试剂溶液通过输水管分别泵入所述第一进料口和所述第二进料口内，因为所述第一进料口与所述第一碟簧管连通，所述第二进料口与所述第二碟簧管连通，所以，流入所述第一进料口和所述第二进料口内的试剂溶液在所述第一碟簧管和所述第二碟簧管内螺旋流动，位于所述第一碟簧管和所述第二碟簧管内的试剂溶液通过所述出料孔进入位于所述扰流板的所述容腔内。

21、步骤三，所述液压缸启动，所述液压缸收缩驱动所述第一钢丝绳和所述第三钢丝绳实现收紧动作，带动所述滑动套管和轴承通过所述螺旋片分别沿所述第一碟簧管和所述第二碟簧管的曲线轨迹实现移动，同时所述扰流板通过其螺旋槽与所述滑动套管表面的所述螺旋片滑动连接，使得所述扰流板做上下摆动动作，所述扰流板在摆动过程中，位于所述容腔内的试剂溶液通过所述出液口流入所述第一配液桶和所述第二配液桶内，进而通过所述扰流板摆动产生的液流对清洗液以及由所述出液口流出的试剂溶液实现扰流动作，利用飞机机翼上下摆动的原理，使试剂溶液与清洗液混合均匀、反应更充分，从而实现在线调配清洗液的效果，设置所述复位弹簧使所述滑动套管和轴承具有自复位。

22、步骤四，控制所述驱动电机启动，驱动所述传动轴带动所述卷线轮转动，对所述卷线轮表面的所述第二钢丝绳实现收线动作，带动所述十字架在所述轨迹槽内沿所述轨迹槽的内壁实现轨迹移动，并通过所述万向节带动所述海绵套对所述第一配液桶和所述第二配液桶内壁实现清洗动作。

23、在需要对所述第二钢丝绳实现放线动作时，先控制所述驱动电机解除锁紧状态，其次，利用输水管内水流流动产生的冲击力、所述第一碟簧管和所述第二碟簧管的弹力，迫使所述十字架在所述轨迹槽内沿所述轨迹槽的内壁实现复位动作。

24、本发明中的有益效果为：

25、1、通过设置送料机构，能够实现根据实际需要，在线调配清洗液所需的多种试剂溶液用量以及自动送料的效果，具有适用范围更广、大大降低了工作人员劳动强度的特点。

26、2、通过设置扰流机构，能够实现利用飞机机翼上下摆动的原理，使试剂溶液与清洗液混合均匀、反应更充分的效果。

27、3、通过设置滚动清洁机构，对第一配液桶和第二配液桶内壁实现自动清洗的效果，控制驱动电机启动，驱动传动轴带动卷线轮转动，对卷线轮表面的第二钢丝绳实现收线动作，带动十字架在轨迹槽内沿轨迹槽的内壁实现轨迹移动，并通过万向节带动海绵套对第一配液桶和第二配液桶内壁实现清洗动作。