8英寸Wet Bench Quick Drain Valve机构设计与优化开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，我国的半导体技术得到发展，同时在市场上对于半导体的需求也在日益增加，扩大了半导体晶圆的应用范围。但是随之而来的就是对半导体晶圆工艺的质量要求也在不断的提高。而在影响半导体晶圆的工艺质量上的决定因素就是其表面的杂质污染度。据统计，当前的集成电路成产中，出于杂质问题而导致的材料损失高达50%以上。这个就是为什么在半导体的每道生产工序当中都需要清洗，并且清洗技术和清洗质量的高低直接影响半导体晶圆器件性能。

在半导体清洗方法中，最常用的就是湿式化学清洗系统方法。但是湿式清洗后，如何快速排出清洗液却是一个关键。此时就需要一个设计合理的快排阀作为排出化学清洗液就显得很重要。本文的主要目的就是合计一款用于排出化学清洗液的阀门，从而使得湿式清洗法有更高的效率。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：

通过优化设计机构解决当前快排阀的失效。这里的快排阀失效主要有快排阀与槽体的连接处会出现不牢靠的情况，会出现清洗溶液泄露的危险。还有一个就是快排阀未能够及时的将槽中的化学药剂快速排出，阀杆出现运行不畅的情况。这样就会是的半导体晶圆过度的刻蚀和清洁不到位，这样就会是的半导体晶圆质量不合格。

难点：

3. 国内外研究现状（文献综述）

在晶圆的清洗洁净过程中，利用快速排水清洗槽进行快速排水清洗法是比较常见的一种晶圆清洗方式。快速排水清洗法是先将晶圆完全浸泡于快速清洗槽的去离子水中，再快速排除清洗槽中的去离子水，用于达到清洗晶圆的目的。现有的清洗设备中，当完成对晶圆的清洗工艺后，再次利用快速排水的工艺方法会消耗大量水资源。

半导体晶圆是当前常用的一种硅晶片材料，主要应用于制造硅半导体电路，是将高纯度多晶硅溶解后，掺入硅晶体晶种，拉出形成圆柱形单晶硅。此类材料在电路中有着非常广泛的应用，但其中可能会存在一些污染杂质，导致电路质量收到影响，也可能造成比较严重的材料损失。对半导体晶圆的主要污染杂质进行分析，明确常用的清洗技术，采取有效方法进行处理，从而提高半导体晶圆的质量，并且保其应用效果。

介绍半导体圆片存在的各种污染杂质的类型和去除方法，并概括要总结了半导体圆片的清洗技术，对半导体圆片的湿式和干法清洗特点和去除效果进行了比较分析。

4. 研究方案

晶圆在各种化学槽进行工艺清洗中，需要将化学品快速排空。而这一功能的实现是通过快排阀进行的。其主要的的机构包括为阀体，阀杆，空腔，进气口，活塞，密封圈等零部件组成。其中密封圈最为重要。

工作原理：是当从无杆腔输入压缩空气时，有杆腔排气，气缸两腔的压力差作用在活塞上所形成的力克服阻力负载推动活塞运动，使活塞杆伸出。当有杆腔进气，无杆腔排气时，使活塞杆缩回。若有杆腔和无杆腔交替进气和排气，活塞实现往复直线运动。它是由缸体、活塞、密封圈以及磁环组成。即压力空气使活塞移动，通过改变进气方向，改变活塞杆的移动方向。一般会因为活塞卡死不动作，密封圈磨损，漏气导致快排阀失效。

阀体设计的时候要注意以下几点：

5. 工作计划

2023.1.2～2023.1.15 完成译文翻译，查阅文献，完成开题报告并上传毕设网。

2023.1.16～2023.2.5 指导老师审核译文和开题报告，根据指导老师意见完成修改。

2023.2.6～2023.3.19 按照开题报告的方案，开始毕设课题的计算及设计。