CN112864058A - 一种晶圆玻璃粉擦粉装置 - Google Patents

Abstract

一种晶圆玻璃粉擦粉装置，属于晶圆加工辅助设备技术领域。其特征在于：加压装置安装在往复运动装置上，并随其往复运动，加压装置的底部设置有压紧部，托盘（15）设置在压紧部的正下方，托盘（15）上设置有用于对晶圆固定的吸附部。本晶圆玻璃粉擦粉装置的加压装置通过压紧部压紧晶圆，压紧部上放置牛皮纸，往复运动装置带动加压装置往复运动，使压紧部与晶圆实现了相对运动，以对晶圆上的玻璃粉进行擦拭，托盘上的吸附部能够吸牢晶圆，避免晶圆随压紧部运动，加压装置能够保证压板对晶圆的压力恒定，保证擦拭后晶圆上的玻璃粉的厚度均匀，且晶圆擦拭速度快，玻璃粉的厚度均一，保证加工出的芯片的合格率高。

Description

一种晶圆玻璃粉擦粉装置

技术领域

一种晶圆玻璃粉擦粉装置，属于晶圆加工辅助设备技术领域。

背景技术

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的集成电路产品。在通过晶圆生产电子元件的过程中，需要在晶圆上涂刷玻璃粉，以保证在切割后能够在芯片的侧部形成玻璃保护层。

在将玻璃粉涂刷在晶圆上时很难保证玻璃粉涂刷均匀，即晶圆上不同位置的玻璃粉厚度不同，对晶圆的后续加工工序产生影响，进而影响芯片的质量，导致芯片合格率低。为了解决上述技术问题，在将玻璃粉涂刷在晶圆上以后，需要对晶圆上的玻璃粉进行擦拭，以保证玻璃粉厚度均匀。在对晶圆上的玻璃粉进行擦拭过程中，要始终保持对晶圆的压力恒定，以保证晶圆上的玻璃粉厚度均匀，目前只能由工人对晶圆进行擦拭，但是通过人工擦拭很难保证压力恒定，擦拭质量难以得到保证，即擦拭后玻璃粉的厚度还是难以保证均匀。目前行业中无法对上述问题进行解决，而该技术问题也大大影响了芯片生产的合格率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够自动完成晶圆的擦拭，保证对晶圆的压力恒定，使晶圆上的玻璃粉的厚度均匀的晶圆玻璃粉擦粉装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该晶圆玻璃粉擦粉装置，其特征在于：包括加压装置、往复运动装置以及托盘，加压装置安装在往复运动装置上，并随其往复运动，加压装置的底部设置有压紧部，托盘设置在压紧部的正下方，托盘上设置有用于对晶圆固定的吸附部。

优选的，所述的托盘的上侧设置有凹槽，形成所述吸附部，凹槽连接抽负压装置。抽负压装置对凹槽抽负压或抽真空，将晶圆吸牢在托盘上，避免在对晶圆擦拭过程中晶圆发生移动，还能够保证晶圆平整的展开在托盘上。

优选的，所述的托盘连接有带动其转动的旋转装置。旋转装置带动托盘旋转，配合压紧部的往复运动，对整个晶圆的擦拭更加全面、稳定，不存在擦拭死角。

优选的，还包括压力调节装置，加压装置的下侧可升降的安装有压板，压紧部设置在压板的下侧，压力调节装置与压板相连。压力调节装置方便调节压紧部对晶圆的压力，方便调节晶圆上的玻璃粉的厚度。

优选的，所述的压力调节装置包括立杆以及配重块，立杆的下端与压板相连，上端与压紧装置可滑动的连接，配重块设置在压板上侧。通过配重块来调节压紧部对晶圆的压力，调节方便，且能够保证压紧部对晶圆的压力恒定，而采用弹簧调节压紧部的压力，会出现晶圆不平而导致压力不稳定的问题。

优选的，还包括设置在压紧部相对两侧的用于对牛皮纸导向的导入装置以及导出装置，压紧部的两侧均设置有圆弧形的过渡部。导入装置能够将牛皮纸导入至压紧部的下侧，导出装置能够将使用之后的牛皮纸导出，保证牛皮纸与压紧部对正，且能够使牛皮纸与压紧部贴合可靠，保证对晶圆擦拭稳定，压紧部的两侧均设置有过渡部，能够保证牛皮纸顺畅的运动至压紧部下侧，实现了晶圆的连续擦拭。

优选的，还包括玻璃粉收集装置，托盘设置在玻璃粉收集装置内，玻璃粉收集装置的上侧敞口设置。玻璃粉收集装置能够将擦拭掉的玻璃粉吸走，避免对后续晶圆的擦拭造成影响。

优选的，所述的玻璃粉收集装置包括外罩以及抽气筒，外罩罩设在托盘外侧，抽气筒设置在外罩一侧，并与外罩相连通。抽气筒能够对外罩进行抽气，并通过气流将外罩内擦拭下的玻璃粉带走，避免玻璃粉的收集对晶圆的擦拭造成妨碍。

优选的，所述的玻璃粉收集装置包括抽气嘴，抽气嘴连接有抽负压管，抽气嘴设置在托盘的顶部一侧。抽气嘴设置在托盘的顶部一侧，通过抽气嘴对托盘上侧的玻璃粉进行清理，避免玻璃粉由托盘的上侧逸出。

优选的，还包括用于将晶圆输送至托盘上的晶圆输送装置，晶圆输送装置设置在托盘一侧。晶圆输送装置能够自动将晶圆放置在托盘上，并将托盘上擦拭好的晶圆移出，整个过程不需要人工参与。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：本晶圆玻璃粉擦粉装置的加压装置通过压紧部压紧晶圆，压紧部上放置牛皮纸，往复运动装置带动加压装置往复运动，使压紧部与晶圆实现了相对运动，以对晶圆上的玻璃粉进行擦拭，托盘上的吸附部能够吸牢晶圆，避免晶圆随压紧部运动，加压装置能够保证压板对晶圆的压力恒定，压紧部通过牛皮纸对晶圆进行擦拭，进而保证擦拭后晶圆上的玻璃粉的厚度均匀，且晶圆擦拭速度快，玻璃粉的厚度均一，且控制方便，保证加工出的芯片的合格率高，降低了芯片的生产成本。

附图说明

图1为晶圆玻璃粉擦粉装置的立体示意图。

图2为图1中A处的局部放大图。

图3为压板安装后的立体示意图。

图4为压板安装后的主视示意图。

图5为图4中B处的局部放大图。

图6为晶圆输送装置的立体示意图。

图7为晶圆匣的立体示意图。

图8为对中装置的立体示意图。

图中：1、平移架 2、加压气缸 3、平移同步带 4、平移电机 5、平移导轨 6、纸卷轴 7、收卷轴 8、升降架 9、升降导轨 10、压板 1001、过渡部 1002、安装槽 11、换向杆 12、外罩 13、抽气筒 14、吹气筒 15、托盘 16、旋转电机 17、收卷电机 18、支撑块 19、压辊压紧弹簧 20、上压辊 2001、限位部 21、下压辊 22、升降板 23、配重块 24、立杆 25、承重板 26、安装架 27、导向杆 28、安装轴 29、压紧轮 30、压紧轮压紧弹簧 31、柔性板 32、进料移动架 33、横向移动导轨 34、送料气缸 35、晶圆托板 3501、让位口 36、出料移动架 37、出料气缸 38、晶圆匣 3801、承托槽 39、升降气缸 40、对中气缸 41、对中模。

具体实施方式

图1~8是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~8对本发明做进一步说明。

一种晶圆玻璃粉擦粉装置，包括加压装置、往复运动装置以及托盘15，加压装置安装在往复运动装置上，并随其往复运动，加压装置的底部设置有压紧部，托盘15设置在压紧部的正下方，托盘15上设置有用于对晶圆固定的吸附部。本晶圆玻璃粉擦粉装置的加压装置通过压紧部压紧晶圆，压紧部上放置牛皮纸，往复运动装置带动加压装置往复运动，使压紧部与晶圆实现了相对运动，以对晶圆上的玻璃粉进行擦拭，托盘15上的吸附部能够吸牢晶圆，避免晶圆随压紧部运动，加压装置能够保证压板对晶圆的压力恒定，压紧部通过牛皮纸对晶圆进行擦拭，进而保证擦拭后晶圆上的玻璃粉的厚度均匀，且晶圆擦拭速度快，玻璃粉的厚度均一，且控制方便，保证加工出的芯片的合格率高，降低了芯片的生产成本。

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，然而熟悉本领域的人们应当了解，在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释，本发明的结构必然超出了有限的这些实施例，而对于一些等同替换方案或常见手段，本文不再做详细叙述，但仍属于本申请的保护范围。

具体的：如图1~2所示：往复运动装置安装在机架上，往复运动装置安装在机架的顶部，加压装置安装在往复运动装置上，加压装置的底部安装有压板10，压板10的下侧设置有压紧部。托盘15安装在机架的底部，托盘15设置在压板10的正下方，托盘15上设置有吸附部，托盘15安装在玻璃粉收集装置内，玻璃粉收集装置的顶部敞口设置，托盘15还连接有带动其转动的旋转装置。

往复运动装置包括平移电机4、平移同步带3以及平移架1，机架1的顶部安装有水平的平移导轨5，平移架1可滑动的安装在平移导轨5上，平移导轨5能够对平移架1进行导向，保证平移架1直线运动，进而保证压紧部在往复运动过程中，始终与晶圆保持平行。机架的左右两端均转动安装有同步带轮，平移同步带3的两端分别与对应侧的同步带轮相啮合，平移电机4与任意一个同步带轮相连，并带动其转动，进而实现了平移同步带3的运动。平移架1与平移同步带3的上侧固定连接，实现了平移架1的运动。

往复运动装置还可以为水平设置的电动推杆或气缸，电动推杆或气缸直接与加压装置相连，从而实现了加压装置的往复运动。

加压装置安装在平移架1上，在加压装置上还设置有用于放置牛皮纸卷的纸卷轴6以及用于收集使用后的牛皮纸的收卷轴7，收卷轴7连接有带动其转动的收卷电机17，收卷电机17安装在加压装置上，并随其同步运动。纸卷轴6和收卷轴7分别设置在压板10的两侧，从而实现了牛皮纸的自动更换，进而实现了连续对晶圆擦拭玻璃粉。

加压装置包括升降架8以及加压气缸2，平移架1的两侧均安装有竖向的升降导轨9，升降架8的两侧分别可滑动的安装在升降导轨9上，以保证升降架8竖向升降，对晶圆的压力与晶圆垂直，保证压力恒定。加压气缸2安装在平移架1的上侧，加压气缸2竖向设置，加压气缸2的活塞杆与升降架8的中部相连，并推动其升降。纸卷轴6和收卷轴7分别安装在升降架8的两侧。

升降架8的两侧分别设置有用于对牛皮纸导入的导入装置以及用于对使用后的牛皮纸导出的导出装置，导入装置和导出装置分别设置在压板10的两侧，导入装置设置在纸卷轴6的下侧，导出装置与收卷轴7设置在同一高度。导入装置的上侧设置有换向杆11，换向杆11安装在升降架8上，换向杆11能够对牛皮纸导向，使牛皮纸进入到导入装置内。

导出装置包括导出辊，在本实施例中，导出辊包括上压辊20以及下压辊21，上压辊20并排设置在下压辊21的上侧，下压辊21转动安装在升降架8上，上压辊20可升降的安装在升降架8上，升降架8上设置有两块支撑块18，支撑块18设置在上压辊20的两端上侧，在支撑块18与上压辊20对应的一端之间设置有压辊压紧弹簧19，压辊压紧弹簧19处于压缩状态，压辊压缩弹簧19的一端支撑在对应侧的支撑块18上，另一端与上压辊20对应的一端可转动的连接，从而推动上压辊20压紧下压辊21。上压辊20和下压辊21相配合对使用后的牛皮纸导出，还能够保证压板10下侧的牛皮纸的压力恒定，不会受到收卷轴7的转动的影响。

上压辊20的端部可以安装轴承座，压辊压紧弹簧19与轴承座相连，并推动上压辊20向下运动。上压辊20的两端的直径均大于中部的直径，并在上压辊20的两端均形成限位部2001，限位部2001靠近上压辊20中部的一侧为沿远离上压辊20中部的方向直径逐渐增大的锥形，以保证牛皮纸在收卷轴7上收卷更加整齐。

在使用牛皮纸对晶圆进行擦拭时，擦拭完成后，使用完的牛皮纸需要运动并收卷至收卷轴7上，以保证对晶圆的擦拭效果，因此每当对新的晶圆擦拭时，需要牛皮纸运动一段以保证新的牛皮纸与新的晶圆对正，如果运动的距离过短，则会出现牛皮纸重复使用的情况，影响晶圆的擦拭效果，如果运动的距离过长，则会浪费牛皮纸。在下压辊21上安装有码盘，以对牛皮纸运动的距离进行精确的测量，方便精确控制牛皮纸运动的长度。

旋转装置包括旋转电机16以及转轴，转轴竖向设置，转轴转动安装在机架的底部，托盘15同轴安装在转轴上，并随转轴同步转动，旋转电机16安装在机架上，旋转电机16通过同步带与转轴相连，并带动其转动，也实现了托盘15的转动。托盘15的上侧设置有凹槽，转轴上设置有通孔，转轴上的通孔一端与托盘15的凹槽相连，形成吸附部，另一端通过旋转接头与抽负压设备相连，从而将晶圆吸附在托盘15上。抽负压设备为真空泵。

玻璃粉收集装置包括外罩12以及抽气筒13，外罩12为方形箱体，外罩12的上端敞口设置，托盘15设置在外罩12内，且外罩12的顶部高于托盘15的顶部设置，压板10的底部伸入到外罩12内，并对托盘15上的晶圆进行擦拭。抽气筒13有两根，分别设置在外罩12的两侧，抽气筒13与外罩12的内腔相连通，抽气筒13连接有风机或真空泵，从而将擦拭下的玻璃粉抽走，避免对晶圆的擦拭造成妨碍，又能够避免对环境造成污染。

在本实施例中，抽气筒13有且仅有一根，外罩12的另一侧设置有吹气筒14，吹气筒14连接风机的出风口，使外罩12内形成气流，以实现了玻璃粉的收集。

升降架8上还安装有鹅颈管，鹅颈管的一端连接风机或真空泵，另一端连接有抽气嘴，抽气嘴设置在托盘15的顶部一侧，从而能够对托盘15顶部的玻璃粉进行收集，避免玻璃粉由外罩12的顶部逸出到空气中污染环境。

如图3~5所示：升降架8的中部下侧安装有升降板22，升降板22水平设置，升降板22随升降架8同步升降。压板10间隔设置在升降板22的下侧，且压板10与升降板22之间设置有水平的承重板25，压板10间隔设置在承重板25的下侧，且压板10与承重板25相连，并随其同步升降。升降板22的上侧竖向设置有立杆24，立杆24有若干根，在本实施例中，立杆24设置有四根，四根立杆24合围成长方体框架，立杆24的下端同时与压板10和承重板25固定连接，立杆24的上端滑动穿过升降板22后螺纹连接有限位螺母，即承重板25和压板10可与升降板22相对滑动设置。

在承重板25上侧安装有配重块23，形成压力调节装置，配重块23根据需要由下至上设置有若干块，从而依靠配重块23的重力来调节压板10对晶圆的压力，压力恒定，且调节方便。而采用弹簧调节压紧部的压力，会出现晶圆不平而导致压力不稳定的问题。

导入装置设置在承重板25的一侧，导入装置包括安装轴28、压紧轮29以及安装架26，安装架26为水平设置的龙门架，安装架26的两侧分别与承重板25的对应侧可滑动的连接，安装轴28水平设置，安装轴28的两端分别与安装架26的对应侧相连，压紧轮29可转动的安装在安装轴28上，压紧轮29沿安装轴28并排设置有若干个。在安装架26上还安装有导向杆27，导向杆27垂直于安装轴28设置，导向杆27的一端与安装轴28相连，另一端可滑动的与安装架26相连，导向杆27沿安装轴28的径向设置，导向杆27外套设有压紧轮压紧弹簧30，压紧轮压紧弹簧30处于压缩状态，压紧轮压紧弹簧30的一端支撑在安装架26上，另一端支撑在安转轴28上，并推动压紧轮29压紧承重板25的侧部，使压紧轮29与承重板25的侧部相配合压紧牛皮纸，使牛皮纸顺畅的送入到压板10下侧，并与导出装置相配合，使牛皮纸与压板10的压紧部贴合。

压板10的两侧下部均设置有倒圆角，形成过渡部1001，使牛皮纸能够顺畅的滑动，避免对牛皮纸造成损坏，实现了牛皮纸的自动更换，以连续对晶圆进行擦拭。

压板10的下侧安装有柔性板31，形成压紧部。压板10下侧中部设置有安装槽1002，安装槽1002为T形槽，柔性板31的上部设置有与T形槽相配合的安装部，柔性板31的安装部可滑动的安装在安装槽1002内，从而方便更换柔性板31，柔性板31为塑料板、橡胶板或硅胶板，在本实施例中，柔性板31为橡胶板，能够避免对晶圆造成损坏。

如图6所示：本晶圆玻璃粉擦粉装置还包括用于将晶圆输送至托盘15上的晶圆输送装置，晶圆输送装置设置在托盘15的一侧。晶圆输送装置包括滑动安装在机架上的进料机械手和出料机械手，机架1上设置有水平的横向移动导轨33，横向移动导轨33水平设置有两根，进料机械手和出料机械手均滑动安装在横向移动导轨33上。

进料机械手包括进料平移架32、进料气缸34以及晶圆托板35，进料平移架32滑动安装在横向移动导轨33上，进料平移架32连接有进料直线电机，进料直线电机设置在进料平移架32的下侧，进料直线电机与进料平移架32相连并带动其平移，进料气缸34安装在进料平移架32的上侧，且进料气缸34的活塞杆朝向托盘15的一侧设置，进料气缸34的活塞杆与横向移动导轨33垂直设置，晶圆托板35安装在进料气缸34的活塞杆上，从而实现晶圆的取放。

出料机械手包括出料平移架36、出料气缸37以及晶圆托板35，出料平移架36滑动安装在横向移动导轨33上，出料平移架36连接有出料直线电机，出料直线电机设置在出料平移架36的下侧，出料直线电机与出料平移架36相连并带动其平移，出料气缸37安装在出料平移架36的上侧，且出料气缸37的活塞杆朝向托盘15的一侧设置，出料气缸37的活塞杆与横向移动导轨33垂直设置，晶圆托板35安装在出料气缸37的活塞杆上，从而实现晶圆的取放。出料平移架36与进料平移架32并排设置。

晶圆托板35为圆形，且晶圆托板35的一侧设置有用于与进料气缸34的活塞杆或出料气缸37的活塞杆相连的连接部，晶圆托板35的上侧设置有吸取孔，吸取孔连接有抽负压装置，从而将晶圆吸住，避免晶圆脱离晶圆托板35。抽负压装置为真空泵。晶圆托板35远离横向移动导轨33的一侧设置有中部内凹的让位口3501，从而方便将晶圆顶离晶圆托板35，也方便晶圆托板35吸取晶圆。

如图7所示：机架上还安装有晶圆匣38，晶圆匣38有设置在托盘15两侧的两个，其中一个晶圆匣38用于盛放未擦拭的晶圆，另一个晶圆匣38用于盛放擦拭好的晶圆。

晶圆匣38为前后两侧均敞口的长方体箱体，晶圆匣38的左右两侧的间距由后至前逐渐增大，晶圆匣38的两侧内壁上均由下至上间隔设置有多个承托槽3801，晶圆匣38两侧相对应的承托槽3801相配合承托晶圆。

如图8所示：本晶圆玻璃粉擦粉装置还包括对中装置，对中装置设置在盛放未擦拭晶圆的晶圆匣38与托盘15之间，对中装置安装在机架上，对中装置用于对晶圆对中操作，实现对晶圆的定位，进料机械手先将晶圆放置在对中装置上，对中以后再转移至托盘15上，以保证晶圆准确的放置在托盘15上，避免出现晶圆放偏而影响擦拭的问题。

对中装置包括升降气缸39、对中气缸40以及对中模41，升降气缸39安装在机架上，且升降气缸39的活塞杆朝上竖向设置，对中气缸40安装在升降气缸39的活塞杆上，对中气缸40竖向设置，对中模41安装在对中气缸40上，对中模41包括并排设置的两块对中板，两对中板相邻的一侧均设置有中部内凹的弧形内凹部，对中气缸40同时与两侧的对中板相连并推动两对中板同步向相反的方向移动，从而完成晶圆的对中，进而方便后续晶圆的处理。对中气缸40可以采用两个气缸来实现，两个气缸分别与对应侧的对中板相连并推动对中板平移。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶圆玻璃粉擦粉装置，其特征在于：包括加压装置、往复运动装置以及托盘（15），加压装置安装在往复运动装置上，并随其往复运动，加压装置的底部设置有压紧部，托盘（15）设置在压紧部的正下方，托盘（15）上设置有用于对晶圆固定的吸附部。

2.根据权利要求1所述的晶圆玻璃粉擦粉装置，其特征在于：所述的托盘（15）的上侧设置有凹槽，形成所述吸附部，凹槽连接抽负压装置。

3.根据权利要求1或2所述的晶圆玻璃粉擦粉装置，其特征在于：所述的托盘（15）连接有带动其转动的旋转装置。

4.根据权利要求1所述的晶圆玻璃粉擦粉装置，其特征在于：还包括压力调节装置，加压装置的下侧可升降的安装有压板（10），压紧部设置在压板（10）的下侧，压力调节装置与压板（10）相连。

5.根据权利要求4所述的晶圆玻璃粉擦粉装置，其特征在于：所述的压力调节装置包括立杆（24）以及配重块（23），立杆（24）的下端与压板（10）相连，上端与压紧装置可滑动的连接，配重块（23）设置在压板（10）上侧。

6.根据权利要求1所述的晶圆玻璃粉擦粉装置，其特征在于：还包括设置在压紧部相对两侧的用于对牛皮纸导向的导入装置以及导出装置，压紧部的两侧均设置有圆弧形的过渡部（1001）。

7.根据权利要求1所述的晶圆玻璃粉擦粉装置，其特征在于：还包括玻璃粉收集装置，托盘（15）设置在玻璃粉收集装置内，玻璃粉收集装置的上侧敞口设置。

8.根据权利要求7所述的晶圆玻璃粉擦粉装置，其特征在于：所述的玻璃粉收集装置包括外罩（12）以及抽气筒（13），外罩（12）罩设在托盘（15）外侧，抽气筒（13）设置在外罩（12）一侧，并与外罩（12）相连通。

9.根据权利要求7所述的晶圆玻璃粉擦粉装置，其特征在于：所述的玻璃粉收集装置包括抽气嘴，抽气嘴连接有抽负压管，抽气嘴设置在托盘（15）的顶部一侧。

10.根据权利要求1所述的晶圆玻璃粉擦粉装置，其特征在于：还包括用于将晶圆输送至托盘（15）上的晶圆输送装置，晶圆输送装置设置在托盘（15）一侧。

Images