CN110504194A - 一种自动撕金装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动撕金装置，其包括晶圆撕金模组、机体，晶圆撕金模组设置于所述机体内。使用时，上真空吸盘器、上真空吸盘器轨道、设置在真空撕金载台的正上方两侧，下真空吸盘器轨道位于上真空吸盘器轨道的一侧。上真空吸盘器沿所在的上真空吸盘器轨道移动，下真空吸盘器沿所在的下真空吸盘器轨道移动。在使用时通过驱动上下真空吸盘轨道，带动第一上真空吸盘器、第二上真空吸盘器、下真空吸盘器完成撕金作业。采用这样的装置后，通过设置上真空吸盘器的速度，以此调节撕金力度。从而减少废料的产生，达到节能降耗的目的；提高撕金自动化程度，达到提高工作效率，降低时间及人力成本的目的。

Description

一种自动撕金装置

技术领域

本发明涉及晶圆加工设备领域，尤其涉及一种自动撕金装置。

背景技术

在现有技术中，晶圆剥离金属的工序还是通过人工完成，由于手动撕金存在效率较低，且撕金力度不均匀的问题，同时在手动撕金的过程中受到操作人员水平的限制、晶圆本身特性等因素的影响，极易发生晶圆受到污染、损坏等情况，手动撕金还存在物料回收效率低等弊端。因此，如何改变现有的撕金工序，使得在撕金作业时，减少花费的时间成本，进而提高单位时间内撕金效率，是当前撕金设备研究的方向。

发明内容

为此，需要提供一种自动撕金装置，解决手动撕金效率较低，且力度不均匀以及物料回收效率低等问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种自动撕金装置，其特征在于，包括晶圆撕金模组、机体，晶圆撕金模组设置于所述机体内；

所述晶圆撕金模组包括下真空吸盘器、上真空吸盘器、上真空吸盘器轨道、下真空吸盘器轨道、真空撕金载台；所述下真空吸盘器、所述下真空吸盘器轨道设置于所述真空撕金载台的下方一侧，下真空吸盘器轨道包含有竖直轨道部分，所述上真空吸盘器、所述上真空吸盘器轨道设置在所述真空撕金载台的正上方两侧，所述上真空吸盘器沿所在的上真空吸盘器轨道上移动，所述下真空吸盘器沿所在的下真空吸盘器轨道上移动，所述上真空吸盘器轨道包含上下两个子轨道，所述下子轨道与真空撕金载台平面平行。

优选的，所述上真空吸盘器包括第一上真空吸盘器、第二上真空吸盘器，所述上真空吸盘器轨道为环形轨道，所述下真空吸盘器轨道为T型轨道，所述T型轨道的水平轨道部分与真空撕金载台平面平行，所述T型轨道的竖直轨道部分设置在水平轨道远离真空撕金载台的一端。

优选的，所述下真空吸盘器的一侧设置割刀轨道，割刀轨道内设置有可转动的胶膜割刀。

优选的，还包括防静电胶膜胶辊手臂，所述防静电胶膜胶辊手臂设置在真空撕金载台的一侧。

优选的，还包括上下料模组、传送模组；

所述上下料模组、所述传送模组设置于所述机体内；

所述上下料模组位于所述晶圆撕金模组的一侧，所述传送模组设置于所述晶圆撕金模组的另一侧。

优选的，所述传送模组还包括组合手臂、晶舟放置载台，所述组合手臂包括晶圆传送手臂，所述晶圆传送手臂位于组合手臂的一侧，所述晶舟放置载台设置于所述组合手臂的一侧。

优选的，所述传送模组还包括废料回收车，所述废料回收车位于所述晶圆撕金模组下方一侧。

优选的，所述机体包括上机盖、可视玻璃窗口、第一检修侧板、活动机门、第二检修侧板，所述机体顶部开设有晶圆载台孔、组合手臂孔、晶舟载台孔；所述可视玻璃窗口、所述晶圆载台孔、所述组合手臂孔、所述晶舟载台分别与所述上、下料模组、所述真空撕金载台、所述组合手臂、所述晶舟放置载台的位置对应。

优选的，还包括控制器、防静电胶膜胶辊手臂和胶膜割刀，所述防静电胶膜胶辊手臂设置在真空撕金载台的一侧，所述胶膜割刀可转动地设置于下真空吸盘器一侧的割刀轨道上，所述控制器与所述晶圆撕金模组连接，所述控制器用于执行如下方法步骤：

驱动上真空吸盘器轨道、下真空吸盘器轨道使上真空吸盘器与下真空吸盘器到原点的状态；

驱动上下真空吸盘器抽真空，吸住胶膜上下两层；

驱动下真空吸盘器轨道带动下真空吸盘器沿下真空吸盘器轨道的竖直轨道部分往下移动，使得胶膜分离，驱动上真空吸盘器轨道带动上真空吸盘器往真空撕金载台方向移动至下子轨道远离原点的一端，使胶膜覆盖住晶圆；

驱动防静电胶膜胶辊手臂对晶圆上表面的胶膜进行水平辊压；

驱动下真空吸盘器关闭真空，驱动下真空吸盘器轨道带动下真空吸盘器回到原点；驱动下真空吸盘器轨道带动下真空吸盘器移动至接近晶圆载台的位置，驱动胶膜割刀转动使得胶膜割刀立起，驱动割刀轨道移动，带动胶膜割刀水平割断胶膜；

驱动上真空吸盘器轨道带动上真空吸盘器从下子轨道最右端往上移动，带动胶膜从晶圆表面撕开，进行撕金作业；

驱动上真空吸盘器轨道带动上真空吸盘器移动至回收接收区域，关闭真空，胶膜上层落入回收接收区域内。

区别于现有技术，上述技术方案在使用时，可以将晶圆放置在真空撕金载台，真空撕金载台抽真空吸住晶圆，而后驱动上真空吸盘器轨道、下真空吸盘器轨道带动上真空吸盘器与下真空吸盘器到原点。驱动上下真空吸盘器抽真空，吸住胶膜上下两层。驱动下真空吸盘器轨道带动下真空吸盘器向下运动使得胶膜分离，驱动上真空吸盘器轨道带动上真空吸盘器运动至晶圆上方覆盖住晶圆。最后驱动上真空吸盘器轨道带动上真空吸盘器沿上真空吸盘器轨道运动，上真空吸盘器会带动胶膜从晶圆表面撕开，从而实现对晶圆的撕金作业。这样本发明可以实现机械化的撕金，达到提高工作效率，降低时间及人力成本的目的。而后通过控制上真空吸盘器轨道可以控制上真空吸盘器运动速度，以控制撕金力度，从而减少废料的产生，以达到节能降耗的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为胶膜分离原理；

图3为下真空吸盘器基本构造图；

图4为晶圆、胶膜、真空吸盘的比例图；

图5为撕金操作流程图；

图6为真空吸盘器在轨道的位置图。

附图标记说明：

1、上机盖

2、可视玻璃窗口

3、晶圆载台孔

4、组合手臂孔

5、晶舟载台孔

6、第一检修侧板

7、活动机门

8、第二检修侧板

9、防静电胶膜

10、下真空吸盘器，101、割刀轨道，102、胶膜割刀

11、上真空吸盘器，111、第一上真空吸盘，112、第二上真空吸盘

12、上真空吸盘器轨道

13、下真空吸盘器轨道

14、真空撕金载台

15、组合手臂

16、防静电胶膜胶辊手臂

17、晶圆传送手臂

18、晶舟放置载台

19、废料回收车

20、晶圆

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1-图6，在本实施例中，晶圆撕金模组包括下真空吸盘器10、上真空吸盘器11、上真空吸盘器轨道12、下真空吸盘器轨道13、真空撕金载台14。所述下真空吸盘器10、下真空吸盘器轨道13设置于真空撕金载台14的下方一侧，所述上真空吸盘器、上真空吸盘器轨道12、设置在真空撕金载台14的正上方两侧，所述下真空吸盘器轨道13位于上真空吸盘器轨道12的一侧，所述上真空吸盘器轨道12包含上下两个子轨道，所述下子轨道与真空撕金载台14平面平行。进行撕金作业的时，将晶圆20置于真空撕金载台14，利用抽真空的原理将晶圆20牢牢吸附在载台上，防止其移动。而后驱动上下真空吸盘器利用抽真空，吸住胶膜上下两层，而后驱动下真空吸盘器轨道带动下真空吸盘器向下运动使得胶膜分离。驱动上真空吸盘器轨道12带动第一上真空吸盘器111运动至晶圆20上方覆盖住晶圆20。最后驱动上真空吸盘器轨道12带动第一上真空吸盘器111沿上真空吸盘器轨道运动，将胶膜与晶圆20分离，并带离晶圆20上的金属。采用这样的装置后，可以实现机械化的撕金，可以有效的控制撕金力度，从而减少废料的产生，达到节能降耗的目的，同时提高撕金自动程度，达到提高工作效率，降低时间及人力成本的目的。

上述实施例的环形轨道也可为开放式的，这样每次进行撕金的时候需等待撕金完成后所有轨道带动所有吸盘器回到原点再进行下一次撕金作业。或者请参阅图6，在本实施方式中，为了便于上真空吸盘轨道进行循环作业，所述上真空吸盘包括第一上真空吸盘器111、第二上真空吸盘器112。上真空吸盘器轨道12为环形轨道，下真空吸盘器轨道13为T型轨道，T型轨道的水平轨道部分与真空撕金载台14平面平行，同时T型轨道的竖直轨道部分设置在水平轨道远离真空撕金载台14的一端。环形轨道为在其上的第一上真空吸盘器111、第二上真空吸盘器112提供了一条互不干扰的工作路径。在第一上真空吸盘器111带动胶膜移动至晶圆20上方，同时下真空吸盘器10沿T型轨道竖直部分向下移动，将上下胶膜分离。然后关闭下真空吸盘器真空返回原点，并与第二上真空吸盘器112移动至晶圆20位置切割胶膜，可以实现胶膜割断以及上、下真空吸盘器又将胶膜吸住，等待下一次的撕金作业。而后第一上真空吸盘器111带动胶膜移动至晶圆20上方时，使得胶膜从晶圆脱离，完成撕金作业。在第一上真空吸盘器111完成撕金指令后，第二上真空吸盘器112就可以进行下一的撕金作业了。这样就是极大程度提高了撕金效率。

具体地，在本实施例中的工作原理如下：撕金装置执行撕金指令时，晶圆20置于真空撕金载台14上。随后上真空吸盘器轨道12、下真空吸盘器轨道13使第一、第二上真空吸盘器与下真空吸盘器10到起始点的状态，而后将防静电胶膜9装入上下真空吸盘内。利用真空和轨道移动使胶膜上下分离，具体地，驱动下子轨道带动第一上真空吸盘器111往右移动至远离原点的一端，如图6为下子轨道最右端，驱动下吸盘器轨道带动下真空吸盘器10沿竖直轨道部分往下移动，使防静电胶膜9分离并覆盖住晶圆20。为了实现胶膜与晶圆的表面金属贴合，可以对胶膜进行辊压。驱动下真空吸盘器10关闭真空，驱动下真空吸盘器轨道13带动下真空吸盘器10回到起始点，与在原点等待的第二上真空吸盘器112一起移动至接近晶圆载台的位置，而后割断胶膜，胶膜割断后驱动上真空吸盘器轨道12与下真空吸盘器轨道13带动下真空吸盘器与第二上真空吸盘器112回到原点，便于进行下一次撕金作业。驱动上真空吸盘器轨道12带动第一上真空吸盘器111从下轨道最右端往上移动，进行撕金作业。

请参阅图3，在本实施方式中，下真空吸盘器10的一侧设置割刀轨道101，割刀轨道101内设置有可转动的胶膜割刀102。在进行切断防静电胶膜9时，如图3右侧图所示，可转动的胶膜割刀102朝胶膜方向竖起，如图3左侧图所示，沿割刀轨道101移动，将防静电胶膜9割断后，收起胶膜割刀102。采用这样的装置，可以实现对胶膜切断的机械化切割。

在本实施方式中，为了实现机械化的胶膜辊压，还包括防静电胶膜胶辊手臂16，所述防静电胶膜胶辊手臂16设置在真空撕金载台14的一侧。防静电胶膜胶辊手臂16通过辊压等动作方式，将防静电胶膜均匀的覆盖在晶圆20的上表面上，避免出现胶膜不吸附晶圆的情况。

请参阅图1，在本实施方式中，还包括上下料模组、传送模组，所述上下料模组、传送模组设置于机体内，上下料模组位于所述晶圆撕金模组的一侧，所述传送模组设置于所述晶圆撕金模组的另一侧，其将实现自动送料以及取出成品的功能。上下料模组与传送模组的设置可以高效的完成原料的送进与取出，极大程度的提高的撕金装置的自动化程度，相较于了人工送料，极大程度的节约了时间成本，提高撕金效率。

请参阅图1，在本实施方式中，传送模组还包括组合手臂、晶舟放置载台。所述组合手臂15包括晶圆传送手臂17，所述晶圆传送手臂17位于组合手臂15的一侧，所述晶舟放置载台18设置于所述组合手臂15的一侧。在本实施方式中，进行撕金作业前，晶圆20由传送模组中的晶圆传送手臂17从晶舟放置载台18拾取后通过组合手臂15的旋转和水平移动，置于真空撕金载台14上。在传送晶圆20的过程中，优选的是将真空撕金载台14、组合手臂15、晶舟放置载台18置于同一直线上，同时防静电胶膜胶辊手臂16与晶圆传送手臂17也位于同一直线。在晶圆传送手臂17拾取晶圆20的同时防静电胶膜胶辊手臂16在另一侧进行辊压作业，极大提升物料传输的效率以及辊压作业效率，能最大化满足组合手臂15的工艺调度。

当然，实施例中的真空撕金载台14、组合手臂15、晶舟放置载台18也可成一定角度放置，同时组合手臂15中的防静电胶膜胶辊手臂16、晶圆传送手臂17也可成一定角度弯曲，也可完成辊压、物料传送指令。在晶圆传送手臂17拾取晶圆20时，另一端的防静电胶膜胶辊位于一侧等待。待晶圆传送手臂17将晶圆20放入真空撕金载台后，防静电胶膜胶辊手臂16再移动至晶圆20上方进行辊压作业。

请参阅图1，在本实施方式中，传送模组还包括废料回收车。所述废料回收车19位于所述晶圆撕金模组下方一侧。废料回收车19位于撕金模组下方，承接由上方落下的可回收废料，以此解决物料回收效率较低的问题。

请参阅图1，在本实施方式中，机体包括上机盖1、可视玻璃窗口2、第一检修侧板6、活动机门7、第二检修侧板8，所述机体顶部开设有晶圆载台孔3、组合手臂孔4、晶舟载台孔5。可视玻璃窗口2可检视防静电胶膜的状态，所述晶圆载台孔3、组合手臂孔4、晶舟载台孔5分别与所述真空撕金载台14、组合手臂15、晶舟放置载台18的位置对应。机体用于保护其内部的装置为了防止异物落入各装置中，以确保内部装置的精密性。同时也为了防止内部撕金装置运行时误伤操作人员。组合手臂孔4的设置方便了组合手臂15的伸出。同时晶圆载台孔3、晶舟载台孔5的设置极大程度上方便了组合手臂15执行取放晶圆20的指令。位于机体四周的第一检修侧板6、活动机门7、第二检修侧板8为了方便在撕金装置需要维修亦或是检修的时候维修人员可以进入查看。

请参阅图5、6，在本实施方式中，在撕金作业时，晶圆20由传送模组放置于真空撕金载台14，真空撕金载台14抽真空吸住晶圆，同时将防静电胶膜9装入上下真空吸盘内。然后由控制器驱动上真空吸盘器轨道、下真空吸盘器轨道使第一上真空吸盘器111与下真空吸盘器10到原点的状态。请参阅图2，驱动下真空吸盘器轨道带动下真空吸盘器向下运动使得胶膜分离。驱动下上真空吸盘轨道12带动第一上真空吸盘器111往右移动至远离原点的一端，驱动型轨道带动下真空吸盘器10沿下真空吸盘轨道13的竖直轨道部分往下移动，使防静电胶膜9覆盖住晶圆20。驱动防静电胶膜胶辊手臂16对晶圆20上表面的防静电胶胶膜进行扇形水平辊压。驱动下真空吸盘器10关闭真空，胶膜下层从下真空吸盘器脱落，下轨道竖直长度较小，要满足撕开后的胶膜其连接处在真空撕金载台附近，以便于下真空吸盘器运动到接近真空撕金载台的位置后能吸附住具有上下层的胶膜。随后驱动下真空吸盘器轨道13带动下真空吸盘器10回到原点，同时驱动上真空吸盘器轨道12带动第二上真空吸盘器112经轨道回到原点。请参阅图3，驱动上真空吸盘器轨道12与下真空吸盘器轨道13带动第二上真空吸盘器112与下真空吸盘器10一起移动至接近真空撕金载台的位置，驱动胶膜割刀102转动使得胶膜割刀102竖起，驱动割刀轨道101移动，带动割刀水平割断胶膜，胶膜割断后驱动上真空吸盘器轨道12与下真空吸盘器轨道13带动下真空吸盘器10与第二上真空吸盘器112回到原点。最后上真空吸盘器11会带动胶膜从晶圆表面撕开，从而实现对晶圆的撕金作业。驱动上真空吸盘器轨道12带动第一上真空吸盘器111经上子轨道移动至回收接收区域，关闭真空，胶膜上层落入回收接收区域内。若需撕金多次，则重复以上步骤。若结束撕金，则吸取手臂，取走晶圆20放置晶舟内，这样即可以完成自动化的撕金作业。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自动撕金装置，其特征在于，包括晶圆撕金模组、机体，晶圆撕金模组设置于所述机体内；

所述晶圆撕金模组包括下真空吸盘器、上真空吸盘器、上真空吸盘器轨道、下真空吸盘器轨道、真空撕金载台；所述下真空吸盘器、所述下真空吸盘器轨道设置于所述真空撕金载台的下方一侧，下真空吸盘器轨道包含有竖直轨道部分，所述上真空吸盘器、所述上真空吸盘器轨道设置在所述真空撕金载台的正上方两侧，所述上真空吸盘器沿所在的上真空吸盘器轨道上移动，所述下真空吸盘器沿所在的下真空吸盘器轨道上移动，所述上真空吸盘器轨道包含上下两个子轨道，所述下子轨道与真空撕金载台平面平行。

2.根据权利要求1所述的一种自动撕金装置，其特征在于，所述上真空吸盘器包括第一上真空吸盘器、第二上真空吸盘器，所述上真空吸盘器轨道为环形轨道，所述下真空吸盘器轨道为T型轨道，所述T型轨道的水平轨道部分与真空撕金载台平面平行，所述T型轨道的竖直轨道部分设置在水平轨道远离真空撕金载台的一端。

3.根据权利要求1所述的一种自动撕金装置，其特征在于，所述下真空吸盘器的一侧设置割刀轨道，割刀轨道内设置有可转动的胶膜割刀。

4.根据权利要求1所述的一种自动撕金装置，其特征在于，还包括防静电胶膜胶辊手臂，所述防静电胶膜胶辊手臂设置在真空撕金载台的一侧。

5.根据权利要求1所述的一种自动撕金装置，其特征在于，还包括上下料模组、传送模组；

所述上下料模组、所述传送模组设置于所述机体内；

所述上下料模组位于所述晶圆撕金模组的一侧，所述传送模组设置于所述晶圆撕金模组的另一侧。

6.根据权利要求5所述的一种自动撕金装置，其特征在于，所述传送模组还包括组合手臂、晶舟放置载台，所述组合手臂包括晶圆传送手臂，所述晶圆传送手臂位于组合手臂的一侧，所述晶舟放置载台设置于所述组合手臂的一侧。

7.根据权利要求5所述的一种自动撕金装置，其特征在于，所述传送模组还包括废料回收车，所述废料回收车位于所述晶圆撕金模组下方一侧。

8.根据权利要求1所述的一种自动撕金装置，其特征在于，所述机体包括上机盖、可视玻璃窗口、第一检修侧板、活动机门、第二检修侧板，所述机体顶部开设有晶圆载台孔、组合手臂孔、晶舟载台孔；所述可视玻璃窗口、所述晶圆载台孔、所述组合手臂孔、所述晶舟载台分别与所述上、下料模组、所述真空撕金载台、所述组合手臂、所述晶舟放置载台的位置对应。

9.根据权利要求1所述的一种自动撕金装置，其特征在于，还包括控制器、防静电胶膜胶辊手臂和胶膜割刀，所述防静电胶膜胶辊手臂设置在真空撕金载台的一侧，所述胶膜割刀可转动地设置于下真空吸盘器一侧的割刀轨道上，所述控制器与所述晶圆撕金模组连接，所述控制器用于执行如下方法步骤：

驱动上真空吸盘器轨道、下真空吸盘器轨道使上真空吸盘器与下真空吸盘器到原点的状态；

驱动上下真空吸盘器抽真空，吸住胶膜上下两层；

驱动下真空吸盘器轨道带动下真空吸盘器沿下真空吸盘器轨道的竖直轨道部分往下移动，使得胶膜分离，驱动上真空吸盘器轨道带动上真空吸盘器往真空撕金载台方向移动至下子轨道远离原点的一端，使胶膜覆盖住晶圆；

驱动防静电胶膜胶辊手臂对晶圆上表面的胶膜进行水平辊压；

驱动下真空吸盘器关闭真空，驱动下真空吸盘器轨道带动下真空吸盘器回到原点；驱动下真空吸盘器轨道带动下真空吸盘器移动至接近晶圆载台的位置，驱动胶膜割刀转动使得胶膜割刀立起，驱动割刀轨道移动，带动胶膜割刀水平割断胶膜；

驱动上真空吸盘器轨道带动上真空吸盘器从下子轨道最右端往上移动，带动胶膜从晶圆表面撕开，进行撕金作业；

驱动上真空吸盘器轨道带动上真空吸盘器移动至回收接收区域，关闭真空，胶膜上层落入回收接收区域内。