近年来,半导体技术的不断进步也带动了上游特殊材料和装备行业的快速发展。在半导体器件生产制造的所有制程中几乎每道工序都面临着晶片清洗问题,晶片清洗的好坏对器件性能有严重影响。晶片的清洗方法到目前为止有两种,一种是湿法清洗,另一种是干法清洗。目前湿法清洗方法为主流的晶片清洗方法。研发新型专用清洗设备及相关技术,是下一代晶片技术高产量,高性能的重要保证。而目前晶片湿法清洗方式中,晶片多片不旋转式清洗方式虽然清洗效率高但清洗效果较差,晶片单片旋转式清洗方式虽然清洗效果好但清洗效率低,因此,研发一种全新的晶片多片旋转式的清洗方式,既可以保证高的清洗效果又可以提高清洗效率,对晶片多片旋转式清洗设备的发展与研究意义重大。本文以石英晶片多片旋转式清洗设备为研究对象,主要研究内容如下:(1)对晶片多片旋转式清洗设备进行机械结构的设计,结合本课题所提出全新的多片旋转式清洗方式的特点,设计机械手各个传动机构的结构、尺寸及选型,使用Solidworks三维绘图软件进行建模。并对机械手进行理论分析,利用ANAYS Workbench进行关键部件的模态分析,避免振动机构共振现象的发生;对机械手的运动学和动力学进行理论分析,建立运动学和动力学方程,利用ADAMS软件进行虚拟样机的整机动态分析,分析机械手末端托盘的位移、速度、加速度、凸轮与滚子间接触力及接触力矩曲线,以此来分析机械手的动力学性能。(2)根据石英晶片多片旋转式清洗设备的结构及工艺难点,给出解决方案完成控制系统的设计。结合具体要求,进行控制系统的总体结构设计、系统工作原理及其生产过程中可以选择的工作模式。进行控制系统硬件设计,PLC选型及控制系统电路设计。给出控制系统输入输出点分配情况。在编程软件中对其进行硬件组态,编写整机控制程序。对上位机监控界面进行设计,并结合触摸屏对其进行联机调试。(3)对研发的石英晶片多片旋转式清洗设备进行工艺试验,根据所需要腐蚀清洗的石英晶片设计晶片夹具、花篮、机械手托盘,根据石英晶片腐蚀工艺进行试验,采用KLAALPHA-IQ台阶仪对晶片试验后挠性桥梁厚度进行测量,验证试验结果腐蚀深度是否符合工艺要求。本文的相关研究有利于推动晶片湿法清洗工业向更高效率更高良品率的方向发展,满足生产高性能、高可靠性、和成本更高的先进晶片器件的不断增长的要求,为实现更高效率和良率的晶片湿法清洗奠定了理论和技术基础。