CN104979264B - 一种全自动清洗晶圆边缘夹持机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于半导体晶圆清洗领域，具体地说是一种全自动清洗晶圆边缘夹持机构，包括夹持器、顶针及升降气缸，夹持器为多个、沿离心机单元中承片台的边缘均布，离心机单元中机壳外安装有数量与夹持器数量相等的升降气缸，每个升降气缸的输出端均设有顶针；夹持器包括弹簧套筒、弹簧、限位套及弹簧导向杆，限位套安装在承片台的边缘，弹簧套筒罩在限位套外，弹簧导向杆位于弹簧套筒的内部、通过限位套支撑，弹簧套设在弹簧导向杆上，两端分别抵接于弹簧套筒及弹簧导向杆；升降气缸驱动顶针升降，进而带动弹簧导向杆升降，放置在承片台上的晶圆边缘由弹簧导向杆夹持。本发明对晶圆边缘能自动夹持和松开，满足了半导体清洗技术中对晶圆边缘夹持的要求。

Description

一种全自动清洗晶圆边缘夹持机构

技术领域

本发明属于半导体晶圆清洗领域，具体地说是一种全自动清洗晶圆边缘夹持机构。

背景技术

目前，在半导体工艺中，对晶圆夹持方式主要为真空吸附。现有的这种真空吸附晶圆的方式对晶圆表面清洗的技术要求高，不能采用接触真空吸附方式进行夹持，现有的技术不能完全满足需求。

发明内容

为了克服现有采用真空吸附夹持晶圆存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种全自动清洗晶圆边缘夹持机构。该夹持机构解决了在全自动清洗中，晶圆边缘夹持的问题，能够实现对晶圆边缘的自动夹持与松开。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括夹持器、顶针及升降气缸，其中夹持器为多个、沿离心机单元中承片台的边缘均布，所述离心机单元中机壳外安装有数量与所述夹持器数量相等的升降气缸，每个所述升降气缸的输出端均设有顶针；所述夹持器包括弹簧套筒、弹簧、限位套及弹簧导向杆，该限位套安装在所述承片台的边缘，所述弹簧套筒罩在限位套外，所述弹簧导向杆位于弹簧套筒的内部、通过所述限位套支撑，所述弹簧套设在弹簧导向杆上，两端分别抵接于所述弹簧套筒及弹簧导向杆；所述升降气缸驱动顶针升降，所述顶针由限位套穿过、带动弹簧导向杆升降，放置在所述承片台上的晶圆的边缘由所述弹簧导向杆夹持。

其中：所述弹簧套筒朝向晶圆的内侧沿轴向开有条形口，所述弹簧导向杆的下端沿晶圆径向向内侧延伸、形成延伸部，所述延伸部由所述条形口穿出，并设有橡胶垫；所述弹簧套筒、弹簧导向杆、限位套及顶针的轴向中心线共线，所述弹簧导向杆通过由升降气缸驱动的顶针的带动沿轴向升降；所述弹簧导向杆的上端由弹簧套筒穿出，下端与所述限位套抵接；所述延伸部的下方设有安装在承片台上的支撑柱，该支撑柱位于所述限位套的内侧；所述晶圆边缘通过支撑柱支撑；所述承片台及其上安装的支撑柱和夹持器随承片台通过所述离心机单元中的主轴电机驱动旋转；所述承片台上均布有对晶圆起限位作用、使所述晶圆与承片台位置同心的限位柱，该限位柱位于所述晶圆的外侧。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明采用升降气缸驱动顶针升降，进而带动弹簧导向杆升降，有效解决了在全自动清洗技术中，对晶圆边缘表面的自动夹持问题。

2.本发明便于安装调试，提升了设备产能，提高了生产效率。

3.本发明适用于全自动清洗中对晶圆的夹持与对中。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明夹持器的内部结构示意图；

图3为本发明夹持器的轴测图；

其中：1为夹持器，2为晶圆，3为顶针，4为升降气缸，5为限位柱，6为承片台，7为主轴电机，8为弹簧套筒，9为弹簧，10为限位套，11为弹簧导向杆，12为橡胶垫，13为支撑柱，14为条形口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

全自动清洗晶圆的离心机单元包括承片台6、主轴电机7及机壳，主轴电机7安装在机壳内，承片台6由主轴电机7驱动旋转，晶圆2放在承片台6上，与承片台6一起旋转。

如图1所示，本发明包括夹持器1、顶针3及升降气缸4，在承片台6的边缘，沿圆周方向均布有多个夹持器1(本实施例的夹持器1为两个)，各夹持器1随承片台6旋转。机壳外安装有数量与夹持器1数量相等的升降气缸4，即每个夹持器1的正下方均设有一个固定在机壳外表面的升降气缸4，每个升降气缸4的输出端均设有顶针3，顶针3在升降气缸4的驱动下升降。

如图2所示，夹持器1包括包括弹簧套筒8、弹簧9、限位套10及弹簧导向杆11，其中限位套10安装在承片台6的边缘，弹簧套筒8罩在限位套10外、底部固定在承片台6上；弹簧导向杆11位于弹簧套筒8的内部，可沿轴向方向升降，弹簧导向杆11在最低位时下端与限位套10抵接，由限位套10支撑，弹簧导向杆11的上端由弹簧套筒8的顶部穿出；限位套10在顶针3顶起弹簧导向杆11的过程中还可起到导向作用。弹簧套筒8朝向晶圆2的内侧沿轴向开有条形口14，弹簧导向杆11的下端沿晶圆径向向内侧延伸、形成延伸部，该延伸部由条形口14穿出，并设有橡胶垫12。弹簧9套设在弹簧导向杆11上，弹簧9下端抵接在弹簧导向杆11的下端，弹簧9的上端抵接在弹簧套筒8顶部的内表面。弹簧套筒8、弹簧导向杆11、限位套10及顶针3的轴向中心线共线，弹簧导向杆11通过由升降气缸4驱动的顶针3的带动沿轴向升降。

延伸部的下方设有固定在承片台6上的支撑柱13，该支撑柱13位于限位套10的内侧，晶圆2的边缘通过支撑柱13支撑。承片台6及其上安装的支撑柱13和夹持器1随承片台6通过主轴电机7驱动旋转。承片台6上还均布有多个限位柱5，各限位柱5位于晶圆2的外侧，对晶圆2直到限位作用，使晶圆2与承片台6位置同心。

本发明的工作原理为：

工作时，由弹簧导向杆11、支撑柱13和顶针3配合按成夹持动作。具体为：

在主轴电机7回归“零位”时，升降气缸4上升至上位，带动顶针3由限位套10穿过顶起弹簧导向杆11，使弹簧导向杆11上升，此时弹簧9处于压缩状态。由机械手将晶圆2送至承片台6上方，置于支撑柱13之上，由限位柱5使晶圆2与承片台6保持同心；然后，升降气缸4带动顶针3下降，弹簧9伸长，带动弹簧导向杆11下降至限位套10处；此时，橡胶垫12将晶圆2的边缘压住，起到夹持的作用。

本发明有效解决了高速旋转中晶圆边缘夹持的情况，并能实现自动夹持与松开，避免了人为干涉，提高生产效率。

Claims (7)

1.一种全自动清洗晶圆边缘夹持机构，其特征在于：包括夹持器(1)、顶针(3)及升降气缸(4)，其中夹持器(1)为多个、沿离心机单元中承片台(6)的边缘均布，所述离心机单元中机壳外安装有数量与所述夹持器(1)数量相等的升降气缸(4)，每个所述升降气缸(4)的输出端均设有顶针(3)；所述夹持器(1)包括弹簧套筒(8)、弹簧(9)、限位套(10)及弹簧导向杆(11)，该限位套(10)安装在所述承片台(6)的边缘，所述弹簧套筒(8)罩在限位套(10)外，所述弹簧导向杆(11)可沿轴向方向升降地位于弹簧套筒(8)的内部，在最低时下端通过所述限位套(10)支撑，所述弹簧套筒(8)朝向晶圆(2)的内侧沿轴向开有条形口(14)，所述弹簧导向杆(11)的下端沿晶圆径向向内侧延伸、形成延伸部，该延伸部由所述条形口(14)穿出；所述弹簧(9)套设在弹簧导向杆(11)上，上端抵接于所述弹簧套筒(8)顶部的内表面，下端抵接于弹簧导向杆(11)的下端；所述升降气缸(4)驱动顶针(3)升降，所述顶针(3)由限位套(10)穿过、带动弹簧导向杆(11)升降，放置在所述承片台(6)上的晶圆(2)的边缘由所述弹簧导向杆(11)夹持。

2.按权利要求1所述的全自动清洗晶圆边缘夹持机构，其特征在于：所述延伸部设有橡胶垫(12)。

3.按权利要求2所述的全自动清洗晶圆边缘夹持机构，其特征在于：所述弹簧套筒(8)、弹簧导向杆(11)、限位套(10)及顶针(3)的轴向中心线共线，所述弹簧导向杆(11)通过由升降气缸(4)驱动的顶针(3)的带动沿轴向升降。

4.按权利要求2所述的全自动清洗晶圆边缘夹持机构，其特征在于：所述弹簧导向杆(11)的上端由弹簧套筒(8)穿出，下端与所述限位套(10)抵接。

5.按权利要求2所述的全自动清洗晶圆边缘夹持机构，其特征在于：所述延伸部的下方设有安装在承片台(6)上的支撑柱(13)，该支撑柱(13)位于所述限位套(10)的内侧；所述晶圆(2)边缘通过支撑柱(13)支撑。

6.按权利要求5所述的全自动清洗晶圆边缘夹持机构，其特征在于：所述承片台(6)及其上安装的支撑柱(13)和夹持器(1)随承片台(6)通过所述离心机单元中的主轴电机(7)驱动旋转。

7.按权利要求6所述的全自动清洗晶圆边缘夹持机构，其特征在于：所述承片台(6)上均布有对晶圆(2)起限位作用、使所述晶圆(2)与承片台(6)位置同心的限位柱(5)，该限位柱(5)位于所述晶圆(2)的外侧。