CN112687591A - 一种晶圆用自动退膜机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了半导体制造领域内的一种晶圆用自动退膜机，包括固定铁环，固定铁环上设置有用于固定晶圆的的蓝膜，还包括设置在机架上的基座，基座上设置有用于支撑固定铁环的支撑架，所述支撑架包括两块相互平行的侧支撑板，两块侧支撑板的前部之间设置有前支撑板，所述基座上位于支撑架的前侧相对应地设置有放料架，放料架上可转动地设置有放料辊，放料辊上卷绕有若干卷保护膜，所述基座的左右两侧分别设置有一组用于压紧固定铁环左侧边和右侧边的压紧机构，所述支撑架的上方分别对应设置有退膜机构和切割机构，所述基座上对应放料辊设置有放料机构。本发明能够自动完成退膜工序，将蓝膜从固定铁环上剥离，同时将固定铁环回收。
Description
技术领域
本发明属于半导体制造领域，特别涉及一种晶圆用自动退膜机。
背景技术
现有技术中，IC芯片是将大量的微电子元器件，如晶体管、电阻、电容等形成的集成电路放在一块塑基上，做成一块芯片，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构，而今几乎所有看到的芯片，都可以叫做IC芯片。硅棒经过切割后形成多个单晶硅圆片（即晶圆），IC芯片通常由晶圆制成，晶圆通过蓝膜固定在铁环上，然后将铁环上的晶圆放置在切割机中进行切割加工工艺，晶圆经过切割后形成多个小晶粒即IC芯片。
然而晶圆切割时并不能将整张晶圆片完全切割成小IC晶粒，切割好的IC晶粒被收集起来后，晶圆片会存在部分未被切割的残晶，未被切割的晶圆部分由于残留有金等其余贵金属，并且还留有未被利用的硅料，因此铁环蓝膜上未被切割的晶圆残晶部分需要重新回收利用。目前采用人工手动将蓝膜与铁环分离进行退膜，其不足之处在于：手动退膜效率较低；人工裁切保护膜易造成浪费；占用过多人力成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶圆用自动退膜机，能够自动完成退膜工序，将蓝膜从固定铁环上剥离，并使用保护膜封装蓝膜实现回收残晶，同时可将固定铁环回收后循环利用。
本发明的目的是这样实现的：一种晶圆用自动退膜机，包括固定铁环，固定铁环上设置有用于固定晶圆的的蓝膜，蓝膜覆盖住固定铁环的中心孔，还包括设置在机架上的基座，基座上设置有用于支撑固定铁环的支撑架，所述支撑架包括两块相互平行的侧支撑板，侧支撑板与基座的长度方向相平行，两块侧支撑板的前部之间设置有前支撑板，所述基座上位于支撑架的前侧相对应地设置有放料架，放料架上可转动地设置有放料辊，放料辊的轴线与侧支撑板长度方向相垂直，放料辊上卷绕有若干卷保护膜，所述基座的左右两侧分别设置有一组用于压紧固定铁环左侧边和右侧边的压紧机构，所述支撑架的上方分别对应设置有退膜机构和切割机构，所述基座上对应放料辊设置有放料机构。
本发明工作时，放料机构的驱动电机带动齿轮副转动，放料辊将保护膜放出，同时操作人员抓住保护膜将其铺在支撑架上，使得支撑架位于保护膜下方，然后将固定铁环的左侧边和右侧边分别支撑在两侧支撑板上，固定铁环的前侧边支撑在前支撑板上，使得蓝膜朝下且蓝膜上的残晶与保护膜上表面相接触；压紧机构的压紧气缸带动左右两侧的压杆转动，两压块分别压紧固定铁环的左侧边和右侧边；驱动气缸一工作带动退膜压盘下降，退膜压盘穿过固定铁环的中心孔将蓝膜向下压使得蓝膜与固定铁环分离，并将上方的蓝膜和下方的保护膜均压紧在出料台上，残晶被夹在蓝膜和保护膜之间；驱动电机带动齿轮副反转，放料辊反转收绕保护膜使得保护膜张紧，驱动气缸二工作带动切割刀下降将保护膜朝着主切割槽、侧切割槽内下压并切断，蓝膜、残晶和保护膜均留在出料台上；然后驱动气缸一和驱动气缸二分别带动退膜压盘和切割刀上升复位。出料台将通过保护膜、蓝膜封装好的残晶向后送到收集盒前，收集机械手将通过保护膜、蓝膜封装好的残晶送入收集盒内，回收机械手将支撑架上的固定铁环送入回收盒内，然后回收机械手和收集机械手复位；接着依据上述过程进行下一个循环退膜过程，放料机构带动放料辊继续放出保护膜，操作人员将保护膜铺在支撑架上并放置固定铁环，继续退膜。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：能够自动完成退膜工序，将蓝膜从固定铁环上剥离，并使用保护膜封装蓝膜实现回收残晶，同时可将固定铁环回收后循环利用。
作为本发明的进一步改进，所述前支撑板与侧支撑板相垂直，前支撑板上沿长度方向开设有主切割槽，两侧支撑板上均开设有与前支撑板上切割槽相连的主切割槽，两侧支撑板的外侧均设置有支撑体，支撑体的截面呈U形，支撑体上设有与主切割槽相连的侧切割槽。主切割槽和两个侧切割槽的总长度大于保护膜的宽度，确保将保护膜覆盖住，切割刀切入主切割槽和两个侧切割槽后，将保护膜压入切割槽内，更容易将保护膜切断。
作为本发明的进一步改进，所述放料辊放出的保护膜支撑在支撑架上，保护膜的宽度大于支撑架的宽度，保护膜与支撑架的中线相重合，所述固定铁环也支撑在支撑架上，固定铁环的左侧边和右侧边分别支撑在两个侧支撑板上，固定铁环的前侧边支撑在前支撑板上，固定铁环与主切割槽之间留有间距，所述蓝膜位于固定铁环的下侧，残晶位于蓝膜的下侧且与保护膜上表面相接触，蓝膜呈圆形，蓝膜的直径小于两侧支撑板之间的宽度。保护膜宽度大于固定铁环宽度，确保将固定铁环封装住；固定铁环支撑在前支撑板和两侧支撑板上，更加平稳。
作为本发明的进一步改进，所述基座的左右两侧均倾斜设置有安装面，两组压紧机构分别设置在两安装面上，所述压紧机构包括设置在安装面上的支座，支座上转动连接有压杆，压杆呈L形，压杆的端部设置有压住固定铁环相应侧边的弹性压块，压杆上设置有加强部，加强部上连接有向后延伸的连接杆，连接杆上连接有传动杆，连接杆与保护膜长度方向平行，传动杆与保护膜长度方向垂直，安装面上对应传动杆设置有压紧气缸，压紧气缸的工作端与传动杆相铰接。压紧气缸带动压杆转动，左右两侧的压杆通过压块压紧固定铁环的两侧，确保退膜压盘向下挤推蓝膜时固定铁环不会错位移动，保证蓝膜与固定铁环顺利分离。
作为本发明的进一步改进，所述退膜机构包括可升降的圆形退膜压盘，退膜压盘水平设置，退膜压盘与固定铁环下侧的圆形蓝膜相对应设置，退膜压盘的直径小于固定铁环的中心孔内径，退膜压盘与蓝膜的中心轴线相重合，基座侧面设置有安装支架一，安装支架一上设置有活塞杆朝下的驱动气缸一，驱动气缸一的活塞杆伸出端与退膜压盘相传动连接。驱动气缸一带动退膜压盘向下移动并挤推蓝膜，将蓝膜与固定铁环顺利分离。
作为本发明的进一步改进，所述切割机构包括可升降的纵向切割刀，切割刀与主切割槽、侧切割槽相对应设置，切割刀的长度大于保护膜的宽度，切割刀下侧设置有1~2个刀刃，基座侧面设置有安装支架二，安装支架二上设置有活塞杆朝下的驱动气缸二，驱动气缸二的活塞杆伸出端与切割刀相传动连接。驱动气缸二带动切割刀向下移动并将保护膜推入切割槽进行切割。
作为本发明的进一步改进，所述放料机构包括安装在基座上的驱动电机，驱动电机的输出端设有齿轮一，放料辊的辊轴穿过放料架伸到另一侧并设置有齿轮二，齿轮二与齿轮一相啮合。驱动电机通过齿轮一带动齿轮二转动，放料辊实现正转放料；驱动电机带动齿轮一反转时，放料辊反转实现将保护膜卷起来收料。
作为本发明的进一步改进，所述基座上对应退膜压盘设置有可向前移动的出料台，出料台位于前支撑板和两侧支撑板围成的区域内，退膜压盘将蓝膜、残晶和保护膜压紧在出料台上；放料架包括两根左右对称的支撑柱，放料辊左右两端的辊轴分别转动支撑在对应支撑柱上；机架包括若干设置在基座下侧的支撑腿。保护膜被切断后，与固定铁环分离的蓝膜位于出料台上，出料台前移将蓝膜向前送出，实现出料；基座内可设置丝杠，通过丝杠螺母带动出料台前后移动。
作为本发明的进一步改进，与所述基座上的支撑架分别相对应地设置有收集盒和回收盒，收集盒位于基座后侧，回收盒位于基座右侧，与收集盒、回收盒分别相对应地设置有收集机械手和回收机械手，收集机械手和回收机械手均为三轴机械手。收集盒和回收盒分别用于收集蓝膜和固定铁环。
附图说明
图1为本发明的立体结构图。
图2为支撑架上固定铁环、蓝膜的结构示意图。
图3为退膜压盘下压蓝膜时的结构示意图。
图4为切割刀下压切割保护膜时的结构示意图。
图5为支撑架和放料辊的侧视图。
图6为两根压杆压紧固定铁环的结构示意图。
图7为支撑架、收集盒和回收盒的俯视图。
图8为另一种切割刀的侧视图。
其中，1固定铁环，1a中心孔，2蓝膜， 3固定晶圆区域，4基座，5支撑腿，6支撑架，6a侧支撑板，6b前支撑板，7放料架，7a支撑柱，8放料辊，8a辊轴，9保护膜，10主切割槽，11支撑体，11a侧切割槽，12安装面，13支座，14压杆，14a压块，1401加强部，15连接杆，16传动杆，17压紧气缸，18退膜压盘，19安装支架一，20驱动气缸一，21切割刀，21a刀刃，22安装支架二，23驱动气缸二，24驱动电机，25齿轮一，26齿轮二，27出料台， 28收集盒，29回收盒，30收集机械手，31回收机械手。
具体实施方式
实施例1
如图1-7所示，为一种晶圆用自动退膜机，包括固定铁环1，固定铁环1上设置有用于固定晶圆的的蓝膜2，蓝膜2覆盖住固定铁环1的中心孔1a，还包括设置在机架上的基座4，基座4上设置有用于支撑固定铁环1的支撑架6，支撑架6包括两块相互平行的侧支撑板6a，侧支撑板6a与基座4的长度方向相平行，两块侧支撑板6a的前部之间设置有前支撑板6b，基座4上位于支撑架6的前侧相对应地设置有放料架7，放料架7上可转动地设置有放料辊8，放料辊8的轴线与侧支撑板6a长度方向相垂直，放料辊8上卷绕有若干卷保护膜9，基座4的左右两侧分别设置有一组用于压紧固定铁环1左侧边和右侧边的压紧机构，支撑架6的上方分别对应设置有退膜机构和切割机构，基座4上对应放料辊8设置有放料机构。
为了确保将保护膜9压入切割槽内，更容易将保护膜9切断，前支撑板6b与侧支撑板6a相垂直，前支撑板6b上沿长度方向开设有主切割槽10，两侧支撑板6a上均开设有与前支撑板6b上切割槽相连的主切割槽10，两侧支撑板6a的外侧均设置有支撑体11，支撑体11的截面呈U形，支撑体11上设有与主切割槽10相连的侧切割槽11a。
为了使得固定铁环1更加平稳地支撑在前支撑板6b和两侧支撑板6a上，放料辊8放出的保护膜9支撑在支撑架6上，保护膜9的宽度大于支撑架6的宽度，保护膜9与支撑架6的中线相重合，固定铁环1也支撑在支撑架6上，固定铁环1的左侧边和右侧边分别支撑在两个侧支撑板6a上，固定铁环1的前侧边支撑在前支撑板6b上，固定铁环1与主切割槽10之间留有间距，蓝膜2位于固定铁环1的下侧，残晶是固定晶圆区域3内残留的硅片部分，残晶位于蓝膜2的下侧且与保护膜9上表面相接触，蓝膜2呈圆形，蓝膜2的直径小于两侧支撑板6a之间的宽度。
为了确保退膜压盘18向下挤推蓝膜2时固定铁环1不会错位移动，保证蓝膜2与固定铁环1顺利分离，基座4的左右两侧均倾斜设置有安装面12，两组压紧机构分别设置在两安装面12上，所述压紧机构包括设置在安装面12上的支座13，支座13上转动连接有压杆14，压杆14呈L形，压杆14的端部设置有压住固定铁环1相应侧边的弹性压块14a，压杆14上设置有加强部1401，加强部1401上连接有向后延伸的连接杆15，连接杆15上连接有传动杆16，连接杆15与保护膜9长度方向平行，传动杆16与保护膜9长度方向垂直，安装面12上对应传动杆16设置有压紧气缸17，压紧气缸17的工作端与传动杆16相铰接。
所述退膜机构包括可升降的圆形退膜压盘18，退膜压盘18水平设置，退膜压盘18与固定铁环1下侧的圆形蓝膜2相对应设置，退膜压盘18的直径小于固定铁环1的中心孔1a内径，退膜压盘18与蓝膜2的中心轴线相重合，基座4侧面设置有安装支架一19，安装支架一19上设置有活塞杆朝下的驱动气缸一20，驱动气缸一20的活塞杆伸出端与退膜压盘18相传动连接。驱动气缸一20带动退膜压盘18向下移动并挤推蓝膜2，将蓝膜2与固定铁环1顺利分离。
所述切割机构包括可升降的纵向切割刀21，切割刀21与主切割槽10、侧切割槽11a相对应设置，切割刀21的长度大于保护膜9的宽度，切割刀21下侧设置有1个刀刃21a，基座4侧面设置有安装支架二22，安装支架二22上设置有活塞杆朝下的驱动气缸二23，驱动气缸二23的活塞杆伸出端与切割刀21相传动连接。驱动气缸二23带动切割刀21向下移动并将保护膜9推入切割槽进行切割。
所述放料机构包括安装在基座4上的驱动电机24，驱动电机24的输出端设有齿轮一25，放料辊8的辊轴8a穿过放料架7伸到另一侧并设置有齿轮二26，齿轮二26与齿轮一25相啮合。驱动电机24通过齿轮一25带动齿轮二26转动，放料辊8实现正转放料；驱动电机24带动齿轮一25反转时，放料辊8反转实现将保护膜9卷起来收料。
为了使得保护膜9被切断后，出料台27前移将蓝膜2向前送出，实现出料，基座4上对应退膜压盘18设置有可向前移动的出料台27，出料台27位于前支撑板6b和两侧支撑板6a围成的区域内，退膜压盘18将蓝膜2、残晶和保护膜9压紧在出料台27上；放料架7包括两根左右对称的支撑柱7a，放料辊8左右两端的辊轴8a分别转动支撑在对应支撑柱7a上；机架包括若干设置在基座4下侧的支撑腿5。基座4内可设置丝杠，通过丝杠螺母带动出料台27前后移动。
为了更方便地收集蓝膜2和固定铁环1，与基座4上的支撑架6分别相对应地设置有收集盒28和回收盒29，收集盒28位于基座4后侧，回收盒29位于基座4右侧，与收集盒28、回收盒29分别相对应地设置有收集机械手30和回收机械手31，收集机械手30和回收机械手31均为三轴机械手。
本发明工作时，放料机构的驱动电机24带动齿轮副转动，放料辊8将保护膜9放出，同时操作人员抓住保护膜9将其铺在支撑架6上，使得支撑架6位于保护膜9下方，然后将固定铁环1的左侧边和右侧边分别支撑在两侧支撑板6a上，固定铁环1的前侧边支撑在前支撑板6b上，使得蓝膜2朝下且蓝膜2上的残晶与保护膜9上表面相接触；压紧机构的压紧气缸17带动左右两侧的压杆14转动，两压块14a分别压紧固定铁环1的左侧边和右侧边；驱动气缸一20工作带动退膜压盘18下降，退膜压盘18穿过固定铁环1的中心孔1a将蓝膜2向下压使得蓝膜2与固定铁环1分离，并将上方的蓝膜2和下方的保护膜9均压紧在出料台27上，残晶被夹在蓝膜2和保护膜9之间；驱动电机24带动齿轮副反转，放料辊8反转收绕保护膜9使得保护膜9张紧，驱动气缸二23工作带动切割刀21下降将保护膜9朝着主切割槽10、侧切割槽11a内下压并切断，蓝膜2、残晶和保护膜9均留在出料台27上；然后驱动气缸一20和驱动气缸二23分别带动退膜压盘18和切割刀21上升复位。出料台27将通过保护膜9、蓝膜2封装好的残晶向后送到收集盒28前，收集机械手30将通过保护膜9、蓝膜2封装好的残晶送入收集盒28内，回收机械手31将支撑架6上的固定铁环1送入回收盒29内，然后回收机械手31和收集机械手30复位；接着依据上述过程进行下一个循环退膜过程，放料机构带动放料辊8继续放出保护膜9，操作人员将保护膜9铺在支撑架6上并放置固定铁环1，继续退膜。本发明的优点在于：能够自动完成退膜工序，将蓝膜2从固定铁环1上剥离，并使用保护膜9封装蓝膜2实现回收残晶，同时可将固定铁环1回收后循环利用。
实施例2
如图8所示，与实施例1的不同之处在于：切割刀21下侧设置有2个刀刃21a，2个刀刃21a同时将保护膜9压入切割槽内，更容易将保护膜9切断。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种晶圆用自动退膜机，包括固定铁环，固定铁环上设置有用于固定晶圆的的蓝膜，蓝膜覆盖住固定铁环的中心孔，其特征在于，还包括设置在机架上的基座，基座上设置有用于支撑固定铁环的支撑架，所述支撑架包括两块相互平行的侧支撑板，侧支撑板与基座的长度方向相平行，两块侧支撑板的前部之间设置有前支撑板，所述基座上位于支撑架的前侧相对应地设置有放料架，放料架上可转动地设置有放料辊，放料辊的轴线与侧支撑板长度方向相垂直，放料辊上卷绕有若干卷保护膜，所述基座的左右两侧分别设置有一组用于压紧固定铁环左侧边和右侧边的压紧机构，所述支撑架的上方分别对应设置有退膜机构和切割机构，所述基座上对应放料辊设置有放料机构。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆用自动退膜机，其特征在于，所述前支撑板与侧支撑板相垂直，前支撑板上沿长度方向开设有主切割槽，两侧支撑板上均开设有与前支撑板上切割槽相连的主切割槽，两侧支撑板的外侧均设置有支撑体，支撑体的截面呈U形，支撑体上设有与主切割槽相连的侧切割槽。
3.根据权利要求2所述的一种晶圆用自动退膜机，其特征在于，所述放料辊放出的保护膜支撑在支撑架上，保护膜的宽度大于支撑架的宽度，保护膜与支撑架的中线相重合，所述固定铁环也支撑在支撑架上，固定铁环的左侧边和右侧边分别支撑在两个侧支撑板上，固定铁环的前侧边支撑在前支撑板上，固定铁环与主切割槽之间留有间距，所述蓝膜位于固定铁环的下侧，残晶位于蓝膜的下侧且与保护膜上表面相接触，蓝膜呈圆形，蓝膜的直径小于两侧支撑板之间的宽度。
4.根据权利要求3所述的一种晶圆用自动退膜机，其特征在于，所述基座的左右两侧均倾斜设置有安装面，两组压紧机构分别设置在两安装面上，所述压紧机构包括设置在安装面上的支座，支座上转动连接有压杆，压杆呈L形，压杆的端部设置有压住固定铁环相应侧边的弹性压块，压杆上设置有加强部，加强部上连接有向后延伸的连接杆，连接杆上连接有传动杆，连接杆与保护膜长度方向平行，传动杆与保护膜长度方向垂直，安装面上对应传动杆设置有压紧气缸，压紧气缸的工作端与传动杆相铰接。
5.根据权利要求3或4所述的一种晶圆用自动退膜机，其特征在于，所述退膜机构包括可升降的圆形退膜压盘，退膜压盘水平设置，退膜压盘与固定铁环下侧的圆形蓝膜相对应设置，退膜压盘的直径小于固定铁环的中心孔内径，退膜压盘与蓝膜的中心轴线相重合，基座侧面设置有安装支架一，安装支架一上设置有活塞杆朝下的驱动气缸一，驱动气缸一的活塞杆伸出端与退膜压盘相传动连接。
6.根据权利要求3或4所述的一种晶圆用自动退膜机，其特征在于，所述切割机构包括可升降的纵向切割刀，切割刀与主切割槽、侧切割槽相对应设置，切割刀的长度大于保护膜的宽度，切割刀下侧设置有1~2个刀刃，基座侧面设置有安装支架二，安装支架二上设置有活塞杆朝下的驱动气缸二，驱动气缸二的活塞杆伸出端与切割刀相传动连接。
7.根据权利要求3或4所述的一种晶圆用自动退膜机，其特征在于，所述放料机构包括安装在基座上的驱动电机，驱动电机的输出端设有齿轮一，放料辊的辊轴穿过放料架伸到另一侧并设置有齿轮二，齿轮二与齿轮一相啮合。
8.根据权利要求5所述的一种晶圆用自动退膜机，其特征在于，所述基座上对应退膜压盘设置有可向前移动的出料台，出料台位于前支撑板和两侧支撑板围成的区域内，退膜压盘将蓝膜、残晶和保护膜压紧在出料台上；放料架包括两根左右对称的支撑柱，放料辊左右两端的辊轴分别转动支撑在对应支撑柱上；机架包括若干设置在基座下侧的支撑腿。
9.根据权利要求1-4任一项所述的一种晶圆用自动退膜机，其特征在于，与所述基座上的支撑架分别相对应地设置有收集盒和回收盒，收集盒位于基座后侧，回收盒位于基座右侧，与收集盒、回收盒分别相对应地设置有收集机械手和回收机械手，收集机械手和回收机械手均为三轴机械手。
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