一种有害气体检测传感器的半导体衬底制造设备

技术领域

本发明涉及传感器制造领域，具体是涉及一种有害气体检测传感器的半导体衬底制造设备。

背景技术

气体传感器有很多种，包括金属氧化物半导体类、电化学类、固体电解质类、催化燃烧热类及表面声学波等类型，其中，半导体气敏传感器由于灵敏度高、成本低、性能稳定等优点是目前研究最多、使用最广泛的气敏器件，特别是结合先进的微电子机械系统工艺，大幅度降低功耗，使其应用场景更加广泛，在气体传感器的生产工艺中，需要半导体衬底作为传感器主体的基础，在生产工艺过程中需要对半导体衬底进行充分的化学清洗和烘干，现有制造工艺中对半导体衬底在清洗烘干时无法对半导体衬底进行便携的夹持固定，同时在清洗时对半导体衬底夹持的部位得不到清洗，同时清洗效果较差，从而影响后续制造工艺的质量，同时在清洗后需要再次放入到烘干机构中进行烘干，无法进行立即烘干，浪费大量时间，导致制造效率降低。

目前公开的中国专利CN202211443473.X一种气体传感器的制造工艺，包括支撑架，所述支撑架的顶部固定连接有清洗箱，所述支撑架的顶部固定连接有安装架，所述安装架的顶部固定连接有第一电机，所述第一电机输出端通过联轴器固定连接有第一转轴，所述第一转轴的外表面通过皮带传动连接有与安装架转动连接的升降螺纹杆，所述升降螺纹杆的外表面螺纹连接有安装板，所述安装板上转动连接有安装管，所述安装管的外表面传动连接有驱动机构，所述安装管的底部固定连接有安装箱，所述安装箱的底部固定连接有夹持机构，所述安装箱内设置有搅拌机构，所述清洗箱的一侧通过管道固定连接有与支撑架固定连接的排液供液机构。

根据上述专利所述，该专利通过驱动机构带动安装管、安装箱和夹持机构转动，再通过排液供液机构进行供液，同时通过搅拌机构的反向转动，从而实现了对半导体衬底的表面进行充分的清洗，然而该专利夹持半导体衬底的方式较为繁琐，需要切换夹持部位来达到充分清洗的效果，并且对于批量半导体衬底的清洗不连续，清洗效率过低，因此，目前需要一种能够连续式充分清洗半导体衬底的制造设备。

发明内容

针对现技术所存在的问题，提供一种有害气体检测传感器的半导体衬底制造设备，本发明通过移料组件将半导体衬底从内夹通道中移动至外夹通道中，促使半导体衬底的每一部分均能够得到清洗剂的清洗，使得半导体衬底在运输过程中完成清洗的步骤，提高了清洗效果，以及提高了批量半导体衬底的清洗效率。

为解决现有技术问题，本发明提供一种有害气体检测传感器的半导体衬底制造设备，包括呈筒状结构的清洗仓体，清洗仓体的上端具有敞口，清洗仓体的底部开设有供清洗剂通入通出的进出口，清洗仓体的侧边且靠近敞口的位置处开设有热气口，清洗仓体的内部同轴且转动设有一个旋转外筒，旋转外筒的内部同轴且转动设有一个旋转内筒，旋转外筒与旋转内筒之间固定连接，旋转外筒和旋转内筒之间形成清洗空腔，旋转外筒和清洗仓体之间形成注液空腔，旋转外筒上沿着其圆周方向均匀设有多个供半导体衬底夹持的外夹通道，旋转内筒上对应每个外夹通道的位置处均设有一个供半导体衬底夹持的内夹通道，旋转外筒和旋转内筒之间设有用以驱使半导体衬底从内夹通道移至外夹通道中的移料机构，移料机构设有安装在每个内夹通道处的外推组件，移料机构还设有安装在每个内夹通道与对应外夹通道之间的引导组件。

优选的，旋转外筒上的每个外夹通道中均设有用以对半导体衬底起到包夹效果的外夹胶套，旋转内筒上的每个内夹通道中均设有用以对半导体衬底起到包夹效果的内夹胶套。

优选的，外推组件设有推板，推板的端部插设于内夹通道中，旋转内筒的内壁对应每个内夹通道的位置处均向内延伸设有导向通道，推板能够在导向通道中滑动。

优选的，引导组件设有第一导板和第二导板，内夹通道和对应外夹通道之间固定设有框体，第一导板和第二导板对称设置在框体中，第一导板和第二导板上分别设有穿过框体向外延伸的第一导向杆，第一导板和第二导板与框体之间分别固定连接有套设在对应第一导向杆上的第一弹簧，当第一弹簧处于正常状态时，第一导板和第二导板之间处于相互远离的状态。

优选的，第一导板和第二导板上均开设有若干个通孔。

优选的，清洗仓体的内部对称分布为第一区域和第二区域，旋转内筒的内侧设有与推板配合且安装在清洗仓体上的外推驱动器，外推驱动器位于第二区域中且靠近第一区域的位置处，旋转外筒的外侧设有与第一导板和第二导板配合且安装在清洗仓体上的引导驱动器，引导驱动器位于第二区域中且对应外推驱动器的位置处。

优选的，外推驱动器设有第一电磁铁，第一电磁铁固定安装在清洗仓体上，第一电磁铁的两端分别延伸至清洗仓体的两端，每个推板向内延伸的端部均设有一个与第一电磁铁所配合的磁块，磁块滑动卡接在导向通道中。

优选的，每个第一导板和第二导板的外侧分别设有一个插板，每个第一导板和第二导板的端部分别具有与对应插板的端部所契合的楔块，每个插板均滑动的设置在旋转外筒上，旋转外筒上沿着其轴线方向的一组插板之间安装在一个连接架上，旋转外筒上穿过连接架向外延伸设有第二导向杆，连接架与旋转外筒之间固定连接有套设在第二导向杆上的第二弹簧。

优选的，引导驱动器设有第二电磁铁和磁条，第二电磁铁固定安装在清洗仓体上，第二电磁铁的两端分别延伸至清洗仓体的两端，每个连接架上均设有一个与第二电磁铁所配合的磁条。

优选的，清洗仓体的内部两侧分别设有一个液位传感器，液位传感器位于热气口的下方。

本申请相比较于现有技术的有益效果是：

1.本发明通过移料组件将半导体衬底从内夹通道中移动至外夹通道中，切换对半导体衬底的夹持部位，促使半导体衬底的每一部分均能够得到清洗剂的清洗，随着旋转内筒和旋转外筒的同步旋转，使得半导体衬底在运输过程中完成清洗的步骤，实现了半导体衬底的全面清洗，提高了清洗效果，以及提高了批量半导体衬底的清洗效率。

2.本发明通过内夹通道和外夹通道中内夹胶套和外夹胶套对半导体衬底的夹持，使得半导体衬底在被运输过程中得到稳定，通过半导体衬底被夹持部分的转换，促使半导体衬底被全面的清洗，实现了半导体衬底在运输过程中的清洗，保持了半导体衬底的稳定，提高了半导体衬底的清洗效果。

3.本发明通过第一导板和第二导板将半导体衬底夹持在其中形成供半导体衬底移动的通道，促使半导体衬底稳定的从内夹通道移出至外夹通道中，避免半导体衬底脱落，实现了半导体衬底的全面清洗，保证半导体衬底后续制造的质量。

附图说明

图1是一种有害气体检测传感器的半导体衬底制造设备的立体结构示意图。

图2是一种有害气体检测传感器的半导体衬底制造设备的局部立体结构剖视图。

图3是一种有害气体检测传感器的半导体衬底制造设备的剖视图一。

图4是一种有害气体检测传感器的半导体衬底制造设备的剖视图二。

图5是一种有害气体检测传感器的半导体衬底制造设备除去清洗仓体的立体结构示意图。

图6是一种有害气体检测传感器的半导体衬底制造设备除去清洗仓体的主视图。

图7是一种有害气体检测传感器的半导体衬底制造设备的移料机构的剖视图。

图8是图3的A处放大示意图。

图9是图3的B处放大示意图。

图10是图6的C处放大示意图。

图中标号为：1-清洗仓体；11-敞口；12-进出口；13-热气口；2-旋转外筒；21-清洗空腔；211-进液口；22-注液空腔；23-外夹通道；231-外夹胶套；3-旋转内筒；31-內夹通道；311-內夹胶套；4-旋转轴；41-端架；42-旋转电机；5-移料机构；51-外推组件；511-推板；512-导向通道；52-引导组件；521-第一导板；5211-通孔；522-第二导板；5221-第一导向杆；5222-第一弹簧；523-框体；6-外推驱动器；61-第一电磁铁；611-磁块；7-引导驱动器；71-插板；711-楔块；72-连接架；721-第二导向杆；722-第二弹簧；73-第二电磁铁；731-磁条；8-液位传感器；9-半导体衬底。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参见图1-图7所示，一种有害气体检测传感器的半导体衬底制造设备，包括呈筒状结构的清洗仓体1，清洗仓体1的上端具有敞口11，清洗仓体1的底部开设有供清洗剂通入通出的进出口12，清洗仓体1的侧边且靠近敞口11的位置处开设有热气口13，清洗仓体1的内部同轴且转动设有一个旋转外筒2，旋转外筒2的内部同轴且转动设有一个旋转内筒3，旋转外筒2与旋转内筒3之间固定连接，旋转外筒2和旋转内筒3之间形成清洗空腔21，旋转外筒2和清洗仓体1之间形成注液空腔22，旋转外筒2上沿着其圆周方向均匀设有多个供半导体衬底9夹持的外夹通道23，旋转内筒3上对应每个外夹通道23的位置处均设有一个供半导体衬底9夹持的内夹通道，旋转外筒2和旋转内筒3之间设有用以驱使半导体衬底9从内夹通道移至外夹通道23中的移料机构5，移料机构5设有安装在每个内夹通道处的外推组件51，移料机构5还设有安装在每个内夹通道与对应外夹通道23之间的引导组件52。

清洗仓体1中同轴且转动设有一个旋转轴4，旋转内筒3的端部与旋转轴4之间固定连接有一个端架41，清洗仓体1上设有用以驱动旋转轴4转动的旋转电机42。

在清洗半导体衬底9之前，先将清洗剂通过进出口12注入到清洗仓体1中，清洗剂进入旋转外筒2和旋转内筒3所形成的清洗空腔21中，半导体衬底9处于清洗空腔21中，当对半导体衬底9进行清洗过程中，首先将一组半导体衬底9放置于旋转内筒3上的一排内夹通道中，半导体衬底9被夹持在内夹通道中，此时半导体衬底9一半被夹持，另一半裸露在清洗空腔21中，随着旋转电机42间歇性的带动旋转轴4的转动，致使半导体衬底9从清洗仓体1的一侧随着旋转移动至具有热气口13的另一侧，随着半导体衬底9在清洗仓体1的一侧移动过程中，半导体衬底9的裸露部分被清洗剂清洗，随着对半导体衬底9运输过程中所产生的动力促使半导体衬底9表面得到有效清洗，而随着半导体衬底9移动至进出口12的位置处时，启动外推组件51将半导体衬底9从内夹通道中推至外夹通道23中，使得半导体衬底9被夹持部分裸露出来，而被清洗后的部分则被外夹通道23所夹持，随着半导体衬底9从内夹通道移动至外夹通道23的过程中，为了避免半导体衬底9掉落的情况，通过引导组件52引导半导体衬底9的移动方向，促使半导体衬底9稳定的进入外夹通道23中，随着半导体衬底9在清洗仓体1的另一侧的运输，从而使得半导体衬底9剩余部分得到清洗，直至半导体衬底9离开清洗剂来到热气口13的位置处时，热气口13通入热气，吹干半导体衬底9，直至半导体衬底9被输送至清洗仓体1的敞口11处后，半导体衬底9在清洗仓体1中运输了一周，完成了半导体衬底9制造过程中的清洗步骤。

参见图2-图9所示，旋转外筒2上的每个外夹通道23中均设有用以对半导体衬底9起到包夹效果的外夹胶套231，旋转内筒3上的每个内夹通道中均设有用以对半导体衬底9起到包夹效果的内夹胶套。

当半导体衬底9被插入内夹通道时，内夹通道内的内夹胶套对半导体衬底9起到夹持效果，半导体衬底9被推入外夹通道23时，外夹通道23内的外夹胶套231对半导体衬底9起到夹持效果。

参见图2-图9所示，外推组件51设有推板511，推板511的端部插设于内夹通道中，旋转内筒3的内壁对应每个内夹通道的位置处均向内延伸设有导向通道512，推板511能够在导向通道512中滑动。

当外推组件51对半导体衬底9从内向外推动的过程中，推板511顺着导向通道512滑动，推板511推动着半导体衬底9从内夹通道中移出，随着引导组件52对半导体衬底9的方向引导，促使半导体衬底9稳定的进入外夹通道23中，使得半导体衬底9被夹持部分裸露出来，有效清洗半导体衬底9的每一部分。

参见图2-图9所示，引导组件52设有第一导板521和第二导板522，内夹通道和对应外夹通道23之间固定设有框体523，第一导板521和第二导板522对称设置在框体523中，第一导板521和第二导板522上分别设有穿过框体523向外延伸的第一导向杆5221，第一导板521和第二导板522与框体523之间分别固定连接有套设在对应第一导向杆5221上的第一弹簧5222，当第一弹簧5222处于正常状态时，第一导板521和第二导板522之间处于相互远离的状态。

当半导体衬底9从内夹通道中被移出至外夹通道23的过程中，第一导板521和第二导板522相互靠近，直至将半导体衬底9夹持在其中，第一导板521和第二导板522的位置定位在夹持半导体衬底9的状态，此时的第一弹簧5222处于拉伸的状态，内夹通道和外夹通道23之间通过第一导板521和第二导板522形成导向通道512，半导体衬底9从而稳定进入外夹通道23中，随着半导体衬底9移出后，第一导板521和第二导板522随之相互远离，使得半导体衬底9的表面裸露出来。

参见图3-图9所示，第一导板521和第二导板522上均开设有若干个通孔5211。

当半导体衬底9处于第一导板521和第二导板522之间时，由于第一导板521和第二导板522上均开设有通孔5211，因此，清洗剂能够进入第一导板521和第二导板522之间并与半导体衬底9接触，有效达到清洗半导体衬底9的效果。

参见图3-图10所示，清洗仓体1的内部对称分布为第一区域和第二区域，旋转内筒3的内侧设有与推板511配合且安装在清洗仓体1上的外推驱动器6，外推驱动器6位于第二区域中且靠近第一区域的位置处，旋转外筒2的外侧设有与第一导板521和第二导板522配合且安装在清洗仓体1上的引导驱动器7，引导驱动器7位于第二区域中且对应外推驱动器6的位置处。

当旋转内筒3和旋转外筒2同步旋转时，半导体衬底9从第一区域向着第二区域输送，直至半导体衬底9被输送至外推驱动器6的位置处后，外推驱动器6启动驱使外推组件51对半导体衬底9起到推动效果，而与外推驱动器6相对的引导驱动器7则同时启动驱使引导组件52对半导体衬底9起到导向效果。

参见图3-图9所示，外推驱动器6设有第一电磁铁61，第一电磁铁61固定安装在清洗仓体1上，第一电磁铁61的两端分别延伸至清洗仓体1的两端，每个推板511向内延伸的端部均设有一个与第一电磁铁61所配合的磁块611，磁块611滑动卡接在导向通道512中。

当外推驱动器6启动驱使外推组件51的过程中，第一电磁铁61通电，改变第一电磁铁61的磁极，若第一电磁铁61与磁块611之间相互吸引，则推板511处于向内移动的状态，若第一电磁铁61与磁块611之间相互排斥，则推板511处于向外移动的状态，根据第一电磁铁61的磁极变化，从而驱使推板511的移动。

参见图7-图10所示，每个第一导板521和第二导板522的外侧分别设有一个插板71，每个第一导板521和第二导板522的端部分别具有与对应插板71的端部所契合的楔块711，每个插板71均滑动的设置在旋转外筒2上，旋转外筒2上沿着其轴线方向的一组插板71之间安装在一个连接架72上，旋转外筒2上穿过连接架72向外延伸设有第二导向杆721，连接架72与旋转外筒2之间固定连接有套设在第二导向杆721上的第二弹簧722。

当第一导板521和第二导板522相互靠近时，第一导板521和第二导板522外侧的插板71同时向内移动，由于第一导板521和第二导板522的端部分别具有与对应插板71所契合的楔块711因此，插板71推动楔块711后，第一导板521和第二导板522随之向内移动，直至半导体衬底9被夹持在第一导板521和第二导板522之间，此时的第二弹簧722处于拉伸状态，当插板71远离对应的第一导板521和第二导板522后第二弹簧722恢复正常状态，第一导板521和第二导板522之间相互远离。

参见图3、图9和图10所示，引导驱动器7设有第二电磁铁73和磁条731，第二电磁铁73固定安装在清洗仓体1上，第二电磁铁73的两端分别延伸至清洗仓体1的两端，每个连接架72上均设有一个与第二电磁铁73所配合的磁条731。

当引导驱动器7启动驱使引导组件52的过程中，第二电磁铁73通电，改变第二电磁铁73的磁极，若第二电磁铁73与磁条731之间相互吸引，则插板71处于向外移动的状态，若第二电磁铁73与磁条731之间相互排斥，则插板71处于向内移动的状态，根据第二电磁铁73的磁极变化，从而驱使插板71的移动。

参见图3所示，清洗仓体1的内部两侧分别设有一个液位传感器8，液位传感器8位于热气口13的下方。

当清洗仓体1中通入清洗剂后，通过液位传感器8感应清洗剂的量，保证清洗剂处于热气口13的下方，有效通过热气口13喷出热气对半导体衬底9进行烘干。

本发明通过移料组件将半导体衬底9从内夹通道中移动至外夹通道23中，切换对半导体衬底9的夹持部位，促使半导体衬底9的每一部分均能够得到清洗剂的清洗，随着旋转内筒3和旋转外筒2的同步旋转，使得半导体衬底9在运输过程中完成清洗的步骤，提高了清洗效果，以及提高了批量半导体衬底9的清洗效率。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。