上一期给大家介绍了《四种半导体硅片清除设备及装置》，那清除设备内部又有哪些结构呢？今天带上大家想到半导体晶圆自动清除设备主要部件的设计。一、冷却酸槽设计在半导体清除工艺中，有些化学试剂在处置晶圆时，对温度有拒绝，一般来说，必须展开冷却，如SC1、SC2在RAC清除工艺中就拒绝温度在70～80℃。我们在自由选择这些冷却酸槽材质时，一般搭配石英材质。

冷却酸槽一般由石英槽体、加热器、液位保护装置、温度检测装置、废气装置及电气控制装置等主要部分构成。由于我们所设计的加热器是内置投入式，故对选取加热器的拒绝较为低，不仅能耐酸，而且还拒绝能耐高温。我们所选加热器所有的冷却丝及其导线都是用PFA包覆一起的，而且外包的PFA材质十分洁净，会对酸液有所污染。

加热器的冷却功率根据槽体的容积挑选。由于加热器是置放槽体底部，所以，液位保护装置优为最重要。

液位保护装置主要用作检测石英槽内否有酸液，避免加热器在没酸液的情况下工作而再次发生危险性。温度检测装置主要用作检测石英槽内酸液的温度，将检测的温度信号对系统给温度器，由温控器构建温度控制。对于废酸的废气，基本有两种有所不同方式。可由底部气动阀门掌控，或者由射流器溶解废气。

二、QDR设计QDR（QuickDumpRinser），即快分列快冲槽，主要用作除去晶圆表面微粒杂质和残余化学药液，使晶圆表面洁净。QDR是晶圆湿法清除中最重要的一个清除工艺模块，是清除工艺中不可缺少的一道工艺，直接影响到晶圆的最后清除效果。

QDR由内外槽、上喷淋管路、下喷淋管路、较慢废气阀及掌控部分构成。上喷淋管路共计两路，构成互相交叉喷淋，但去离子水不应必要喷淋冲洗晶圆表面，因晶圆在水蚀起到下必要喷淋晶圆表面，不易产生微粒污泥而污染晶圆表面，因此，在去离子水的喷淋过程中，必须对冲洗水压、水量、方向和角度做出调整测试，以超过微粒污染较少的最佳效果。较好的燃烧室所喷淋范围涵括全部晶圆及片盒；而不当的喷淋冲洗形状，没涵括全部晶圆及片盒，并未被喷淋冲洗的死角地带，微粒、杂质及化学药液残余含量依然很高，而约将近较好的清除效果。

上喷淋同时，下喷淋管路由底部两侧大大入水，而后由内槽上沿四周阻塞，这样，每个晶圆片缝、各处边角的去离子水都能倒数获得改版。同时，洁净氮气由下喷淋管路转入槽体。

氮气鼓泡有以下几个起到：（1）减少了去离子水的冲刷力，对槽体本身有很好的自清除起到；（2）晶圆在水流中颤抖，气泡无法沾附其上，提升了冲洗效果；（3）增加去离子水中的含氧量，防止在晶圆表面分解氧化物。QDR喷淋灌入水时间和灌溉时间，对晶圆清除质量有相当大影响。

因晶圆表面曝露在空气中不会认识空气中的氧分子或水汽，在常温下，即不会生长一层外壳的水解层（大约为0．5～1nm），这层大自然氧化物的厚度与曝露在空气中的时间长短有关，因此，喷淋灌入水时间就越宽，晶圆曝露在空气中的时间就不会就越宽，因而构成的水解层也就越薄，这对晶圆清除，是很有利的。QDR灌溉的时间越高，灌溉流速就不会越大，不利于去离子水拿走晶圆表面上的微粒杂质。因此，在QDR设计中，要尽量的延长喷淋灌入水时间和灌溉时间，构建快冲慢分列，整体效率也不会获得提升。

三、传动系统设计传动系统是全自动清洗机区别手动清洗机最核心的部分，由该系统在电气系统掌控下构建了晶圆工艺清除的自动化。传动系统的性能必要要求了全自动清洗机整体工作效率及工作的稳定性、可靠性等方面。传动系统由x向和y向构成，通过PLC程序控制，便利灵活性地构建了x向和y向的运动。

x向是由伺服电机、减速器、LM直线导轨、齿轮齿条及相连块等部分构成的。它由伺服电机驱动，通过减速器，齿轮齿条、相连块传动来构建机械臂连同机械手整体x向的运动；该方向运动用作将片盒精确地移到各个清除工位定位处。

在x向装有一个原点将近相接电源，以检测确认机械臂在x向的接续方位点，左右两侧分别装有限位将近相接电源，以避免机械臂与本体相碰，再次发生危险性。y向由机械手、机械臂、控制器驱动系统及相连块等部分构成。机械手是用作片盒的萃取，它通过x、y两个方向的牵头运动来构建的。机械臂是用作构建机械手的上下运动，它由伺服电机、圆轴丝杠、导向装置、低刚性框架构建一体而出。

控制器驱动系统与PLC一起掌控y向的运动。在y向装有一个原点将近相接电源，以检测确认机械臂在y向的接续方位点，在其上下两侧分别装有限位将近相接电源，以避免机械臂与本体相碰，再次发生危险性。传动系统各方面性能对确保整台设备的稳定性和可靠性至关重要。主要由以下几个（1）运动的稳定性；（2）运动的精确性；（3）传动结构的刚性；（4）运动速度及运动的平稳性。

四、电气控制系统设计电气控制系统是整个设备的最重要部分，统筹安排传动系统在各个清除槽的运动时序，掌控阀门以及清除工艺模块的工作状态。它必要关系到设备的长时间用于、确保及其生产效率。整套控制系统以一台PLC（可编程序控制器）C2OOHG为核心，触摸屏作为人机界面，交流伺服系统作为晶圆移位的执行机构。

1、电气控制系统的包含还包括控制箱及传感器，电磁阀等。控制箱为立式，装于设备本体左侧，为密闭式，避免酸雾生锈电器元件。

控制箱箱内装有电源开关，控制器控制系统，PLC及接线端子等。在控制箱的正面装有控制面板；控制面板上面装有操作者电源，蜂鸣器，指示灯及触摸屏，温控器等。2．、程序控制本设备通过PLC、触摸屏、控制器模块程序的有效地融合构建传动系统的传片工作，手动／自动操作者方式可以转换。

触摸屏上有手动操作者面板，可以构建适当手动操作者。各清除槽工艺时间可以在触摸屏中设置。

系统可以编译器并存储多条工艺程序，用户可以根据必须展开改动。3、安全装置本设备具备声光报警功能。当有故障时，设备报警，触摸屏上表明错误信息，这时按下急停按钮，所有动作暂停。排除故障后，按下废黜按钮，可恢复初始状态；设备前部装有半透明有机玻璃推拉门，避免酸液溅出。

本文来源：kaiyun开云官方网站下载-www.beijingjingao.com