Устройство для очистки плоских изделий Советский патент 1991 года по МПК B08B1/04 

Изобретение относится к технологическому оборудованию для полупроводникового производства и может быть использовано, например, для очистки полупроводниковых пластин в процессе центрифугирования.

Целью изобретения является повышение производительности и качества очистки путем равномерной очистки всей площади изделий.

На фиг.1 изображено устройство; на фиг.2 - развертка площади ворсового покрытия очистного элемента на фиг.З - оаз- вертка очистного элемента иг фиг.4 - взаимодействие очистного элемента и очищаемого изделия.

Устройство для очистки плоских изделий (фиг.1) содержит црнтрифу|у 1 с вакуум ным держателем 2 изделий 3 Щетка 4 с покрытием из ворсового материала 5 кинематически связана с приводным механизMOM 6 посредством гибкой передачи 7. Чаша 8 служит для сбора отработанной жидкости, которая удаляется через сливное отверстие 9. Ворсовое покрытие (фиг.2,3) на очистном элементе в развертке (фиг.З) выполнено в виде отдельных секций 10, 11, 12, 13, 14, крайняя из которых имеет форму равнобедренного треугольника 10, а другие выполнены в виде полос со скосами на торце, установленных с равным зазором 15 одна относительно другой и параллельно боковой стороне треугольника 10, причем скосы отдельных секций расположены на одной линии и параллельны основанию треугольника 10.

Зазоры 15 выполнены таким образом, что площадь треугольника, составленная из отдельных секторов 10, 11, 12, 13, 14,сохра- нена.

Работа устройства происходит следую- щим образом.

Изделие, например пластину 3,закрепляют на вакуумном держателе 2 (фиг.1). С помощью приводного механизма 6 щетка 4 перемещается из емкости, где она предва- рительно отмывалась моющим раствором из коллектора, на рабочую позицию. В зону контакта щетки 4 с поверхностью пластины 3 из подающего штуцера подают моющий раствор. С помощью гибкой передачи 7 щет- ку 4 приводят во вращение в направлении, противоположном направлению вращения центрифуги 1. Вращающаяся щетка, смоченная моющим раствором, опускается на поверхность обрабатываемой пластины 3.

Поскольку линейные скорости щетки 4 и пластины 3 совпадают, то обеспечивается равномерная обработка всей площади поверхности пластины 3. Это достигается выбором покрытия щетки 4 в форме равно- бедренного треугольника с углом а при вершине, который рассчитывают исходя из следующих соображений. ,

Линейная скорость точки на пластине (фиг.4), участвующей во вращательном дви- жении,

Ri,

где RI - расстояние от i-й точки до оси вращения;

Wi - угловая скорость пластины.

За время с i-я точка пройдет путь SrWi -Ri .

Путь, пройденный j-й точкой щетки (А) за время At 1с

Rj At,

где RI - расстояние от j-й точки до оси вращения щетки;

Wj - угловая скорость щетки.

Из треугольника AiCiBi

т.е. можно записать .

Ко

где RO - расстояние от о-й точки до оси вращения пластины;

а- угол, пройденный о-й точкой за время At 1с.

При совместном вращении щетки и пластины общие точки пройдут одинаковые пути, т.е.

Wi -Ri RJ At.(2)

и их взаимодействие будет осуществляться по треугольникам AiBiCi, ABC. Следовательно, и покрытие щетки выбирают в виде треугольника ABC AiBiCi.

Из равенства (2) находят Wj R Wi

Подставляя вместо RO значение RI при условии, что At 1 с, получают Wi Ri

а где Wi - частота вращения центрифуги, W ц ;

Wj - частота вращения щетки, W щ ;

RJ - радиус щетки; RU, ;

RI - длина щетки, L щ ;

а- угол при вершине покрытия, выполненного в виде равнобедренного треугольника (фиг.2).

Тогда

U

RI

Wu tga

Мщ R

Щ

Экспериментально было установлено.

что

(0,3-0, К.

При выполнении на покрытии зазоров 15 получают треугольник, раздвинутый на всю развертку каркаса щетки в виде отдельных секторов, боковые стороны которых выполнены с перекрытием, образуя незаконченный виток.

Это обеспечивает качественный вывод загрязнения по полученным пазам, а с другой стороны обеспечивает одинаковое время обработки для всех точек пластины от центра к периферии.

Формула изобретения

Устройство для очистки плоских изделий, содержащее емкость с моющим агентом, установленный в емкости приводной горизонтальный стол с узлом крепления очищаемых изделий, очистной элемент в виде цилиндрической ворсовой щетки, ось которой перпендикулярна оси вращения стола с механизмом ввода ее в зону очистки, и привод вращения очистного элемента в направлении, противоположном направлению вращения стола, отличающееся тем, что. с целью повышения качества и производительности очистки путем равномерной очистки всей площади изделий, ворсовое покрытие на очистном элементе в развертке выполнено з виде отдельных сек- цийф, крайняя из которых имеет форму равнобедренного треугольника, а другие выполнены в виде полос со скосами на торце, установленных с равным зазором одна относительно другой и параллельно боковой стороне треугольника, причем скосы от

дельных секций расположены на одной линии и параллельны основанию треугольника и торцу щетки, обращенному к краю стола, при этом длина образующей щетки равна радиусу стола, а угол а при вершине треугольника и секций соответствует выражению

ff (0,3-0,7)arctg ,

где L щ - длина щетка;

R щ - радиус щетки;

(0,3-0,7) - коэффициент пропорциональности.

Изобретение относится к технологическому оборудованию, например, для полупроводникового производства, может быть использовано для очистки полупроводниковых пластин в процессе центрифугирования и может быть применино с целью повышения производительности и качества очистки путем равномерной очистки всей площади изделий. Устройство содержит центрифугу с вакуумным держателем, очищаемую пластину. Щетка имеет покрытие из ворсового материала, выполненного в виде равнобедренного треугольника с вершиной на торце цилиндрической щетки, установленной по центру вращения очищаемой пластины таким образом, что образующая цилиндра является радиусом пластины и основанием, параллельным торцу каркаса, обращенного к краю пластины. Угол α между боковыми сторонами покрытия составляет α = (0,3 - 0,7)ARCTGL_щ/R_щ, где (03 - 07) - коэффициент пропорциональности

R_щ - радиус щетки

L_щ - длина щетки. На покрытии выбраны зазоры, параллельные одной из боковых сторон треугольника, таким образом, что развертка цилиндрической щетки покрыта отдельными секторами, при этом сохраняется площадь равнобедренного треугольника. При совместном вращательном движении щетки и пластины такая форма покрытия обеспечивает совпадение линейных скоростей щетки и пластины, что сказывается на равномерности обработки всей площади поверхности пластины, а следовательно, сказывается на качестве ее очистки. Зазоры обеспечивают вывод загрязнения и за счет дополнительного смачивания пластины также улучшают ее очистку. При этом исключено вторичное загрязнение пластины щеткой. 4 ил.

12

11

фиг.1

ю

41Vf

Фиг.З

гм

13

ft