CN113611642B - 硅片承载装置和分离设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硅片承载装置，包括基台，所述基台上包括阵列排布的多个卡槽，位于同一行的多个卡槽共同承载硅片；每个所述卡槽包括沿垂直于所述基台的方向相叠置的多个子卡槽，所述多个子卡槽在所述第一方向上的宽度随着所述卡槽的深度的增加而减小；还包括伸缩结构，所述伸缩结构用于控制承载于至少一个所述子卡槽内的硅片沿着垂直于所述基台的方向移动，以使得承载于不同的子卡槽内的硅片与所述基台之间的距离相同。本发明还涉及一种分离设备。通过所述伸缩结构的设置，调整承载的硅片的位置，使得承载于基台上的硅片等高，避免机械手臂夹取硅片时漏夹。

Description

硅片承载装置和分离设备

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种硅片承载装置和分离设备。

背景技术

在硅片加工工艺中，硅片清洗工艺决定了硅片表面的清洁度，会直接影响硅片表面的颗粒及污染物的残留量。因此硅片的清洗工艺成为了硅片生产中极为重要的一环。

目前的清洗工艺中，大部分使用的是槽式清洗法，这种方法是将整个cassette（片盒）中的硅片全部放入清洗槽中进行清洗。首先通过分离托台将片盒中的硅片向上顶出，与片盒进行分离，然后在硅片的上方会有机械手臂将整盒硅片一次性全部夹取，依次放入各种清洗液的槽中进行清洗。

在硅片与片盒分离前，片盒是放置于有水的分离槽中的。分离槽中包括分离托台，硅片与片盒分离时，分离托台通过气缸向上运动，将硅片从片盒中顶出实现完全分离。由于每个硅片的厚度有所差异，较薄的硅片便不能匹配分离托台上凹槽的尺寸，而在凹槽内卡住，另外硅片又受到分离槽中水流的影响，导致硅片在分离托台向上顶起时，经常发生硅片倾倒或者叠片现象，导致产品表面受损或直接报废，而且由于倾倒或者叠片现象也不能够被感知，会出现机械臂将硅片夹碎的现象，损伤机械臂。

为了解决上述问题，在分离托台上垂直于硅片厚度的方向上，于分离托台的凹槽中设置多个宽度不同的子卡槽，以满足不同厚度硅片的承载要求，避免硅片倾倒或者叠片现象的发生。但是这会导致分离托台将整盒硅片顶出，并与片盒分离后，各硅片在竖直方向的高度不一致，使机械手臂夹取时，只能夹取到顶出高度较高的硅片，会出现漏夹硅片的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种硅片承载装置和分离设备，解决由于硅片承载高度不一致，出现漏夹硅片的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：一种硅片承载装置，包括基台，所述基台上包括阵列排布的多个卡槽，位于同一行的多个卡槽共同承载硅片；每个所述卡槽包括沿垂直于所述基台的方向相叠置的多个子卡槽，所述多个子卡槽在所述第一方向上的宽度随着所述卡槽的深度的增加而减小，所述第一方向为多个所述卡槽的列向方向；

还包括伸缩结构，所述伸缩结构用于控制承载于至少一个所述子卡槽内的硅片沿着垂直于所述基台的方向移动，以使得承载于不同的子卡槽内的硅片与所述基台之间的距离相同。

可选的，多个所述子卡槽独立设置，所述伸缩结构包括设置于每个所述子卡槽底部的传动轴，和与所述传动轴连接的驱动结构。

可选的，所述伸缩结构还包括：

套设于每个所述子卡槽内部的升降槽，所述升降槽的结构与相应的所述子卡槽的形状相符；

用于驱动所述升降槽沿着相应的所述子卡槽的内壁移动的驱动结构。

可选的，多个所述子卡槽包括远离所述基台设置的第一子卡槽，与所述第一子卡槽相邻设置的第二子卡槽，以及位于所述第二子卡槽和所述基台之间的至少一个中间子卡槽，所述伸缩结构包括：

套设于所述中间子卡槽内的多级联动的多级升降槽，所述升降槽的数量和位于所述中间子卡槽与所述第一子卡槽之间的子卡槽的数量相同。

可选的， 相邻的两个所述子卡槽中包括靠近所述基台设置的第四子卡槽和远离所述基台设置的第五子卡槽，所述第四子卡槽的外侧壁上设置有滑轨，所述第五子卡槽的底壁可滑动的设置于所述滑轨上，所述第五子卡槽包括侧壁和底壁，所述底壁远离所述侧壁的一端与所述滑轨连接。

可选的， 相邻的两个所述子卡槽中包括靠近所述基台设置的第四子卡槽和远离所述基台设置的第五子卡槽，沿垂直于所述基台的方向，所述第四子卡槽的侧壁上间隔设置有多个滑轮，且在所述第四子卡槽向远离所述基台的方向移动时，所述滑轮能够与所述第五子卡槽的内侧壁接触。

可选的，每个所述子卡槽的底部设置有传感器，用于确定相应的子卡槽内是否承载有硅片。

本发明实施例还提供一种分离设备，用于使得卡片匣中的硅片从卡片匣中分离，包括上述的硅片承载装置，所述基台包括用于承载所述卡槽的承载面，以及与所述承载面相对设置的底面，所述底面上设置有用于控制所述基台升降的升降结构。

本发明的有益效果是：通过所述伸缩结构的设置，调整承载的硅片的位置，使得承载于基台上的硅片等高，避免机械手臂夹取硅片时漏夹。

附图说明

图1表示相关技术中承载不同厚度的硅片的承载状态示意图；

图2表示本发明实施例中承载硅片的状态示意图一；

图3表示本发明实施例中承载硅片的状态示意图二；

图4表示本发明实施例中承载不同厚度的硅片的承载状态示意图；

图5表示本发明实施例中相邻两个子卡槽的结构示意图一;

图6表示本发明实施例中三个子卡槽的结构示意图；

图7表示本发明实施例中套设于第三子卡槽内的升降槽的结构示意图；

图8表示本发明实施例中相邻两个子卡槽的结构示意图二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、 “上”、 “下”、 “左”、 “右”、 “竖直”、 “水平”、 “内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、 “第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参考图1，硅片100的厚度不同，硅片100在顶出的过程中，可以落入不同宽度的子卡槽中，当分离托台向上运动时，硅片100也随之向上运动，以顶出卡盒中的硅片100。但是因为硅片100落入不同的子卡槽中，这会导致分离托台将整盒硅片100顶出以与片盒分离后，各硅片100在竖直方向的高度不一致（如图1所示），使机械手臂夹取时，只能夹取到顶出高度较高的硅片100，会出现漏夹硅片100的问题。

参考图2-图4，针对上述问题，本实施例提供一种硅片承载装置，包括基台，所述基台上包括阵列排布的多个卡槽，位于同一行的多个卡槽共同承载硅片100；每个所述卡槽包括沿垂直于所述基台的方向相叠置的多个子卡槽，所述多个子卡槽在所述第一方向上的宽度随着所述卡槽的深度的增加而减小，所述第一方向与所述基台相平行，参考图1中的X方向；

还包括伸缩结构，所述伸缩结构用于控制承载于至少一个所述子卡槽内的硅片100沿着垂直于所述基台的方向移动，以使得承载于不同的子卡槽内的硅片100与所述基台之间的距离相同。

通过所述伸缩结构的设置，控制承载于子卡槽内的硅片100的移动，从而使得承载于不同的子卡槽内的硅片100等高，避免机械手臂夹取时漏夹的问题。

一个所述卡槽中设置的所述子卡槽的数量、以及相应的在第一方向上的宽度的设置可以根据实际需要设定。

多个所述卡槽阵列排布于所述基台上，列向或行向的卡槽的数量可根据实际需要设定。

多个所述子卡槽在垂直于所述基台的方向相叠置设置，且所述多个子卡槽在所述第一方向上的宽度随着所述卡槽的深度的增加而减小，参考图2-图4，图2-图4中仅示例性的表示出所述卡槽包括第一子卡槽101、第二子卡槽102和第三子卡槽103，所述第二子卡槽102由所述第一子卡槽101的槽底开孔、并向靠近所述基台的方向延伸形成，即所述第一子卡槽101的槽底即为所述第二子卡槽102的开口端，同理，所述第三子卡槽103由所述第二子卡槽102的槽底开孔、并向所述基台的方向延伸形成，即所述第二子卡槽102的槽底即为所述第三子卡槽103的开口端，所述第一子卡槽101、所述第二子卡槽102和所述第三子卡槽103沿着垂直于所述基台的方向相叠置，在承载硅片100时，硅片100垂直于所述基台放置，与所述第一子卡槽101在所述第一方向上的宽度相匹配的硅片100直接卡接于所述第一子卡槽101；若待承载的硅片100的厚度小于所述第一子卡槽101在所述第一方向上的宽度，而与所述第二子卡槽102在所述第一方向上的宽度相匹配，则硅片100会进入所述第二子卡槽102，若待承载的硅片100的厚度小于所述第二子卡槽102在所述第一方向上的宽度，而与所述第三子卡槽103在所述第一方向上的宽度相匹配，则硅片100会进入所述第三子卡槽103，这样不同规格的硅片100均可以卡接于与其尺寸相匹配的子卡槽内，避免了硅片100与相应的子卡槽不匹配，尤其是硅片100较薄，小于相应的子卡槽在所述第一方向上的宽度时，造成硅片100倾倒或发生叠片的现象的发生。

但是由图1中可知，由于不同宽度的所述子卡槽是沿着垂直于所述基台的方向相叠置的，承载于不同的子卡槽内的硅片100在垂直于所述基台的方向上的高度不同，这样在机械臂夹取硅片100时，会产生漏夹，为了避免这一现象的发生，本实施例中设置了伸缩结构。以调整硅片100在垂直于所述基台的方向上的高度，使得承载于不同的宽度的子卡槽内的硅片100的高度保持一致，避免漏夹。

所述伸缩结构的具体结构形式可以有多种，只要可以实现控制承载于相应的所述子卡槽内的硅片100在垂直于所述基台的方向上的移动即可。

本实施例的一些实施方式中，多个所述子卡槽独立设置，所述伸缩结构包括设置于每个所述子卡槽底部的传动轴1，和与所述传动轴1连接的驱动结构（例如图6中的第一驱动结构2），参考图6。

参考图2-图4，靠近所述基台的设置的第三子卡槽103，所述驱动结构可以直接设置于所述第三子卡槽103的底部，所述第二子卡槽102和所述第一子卡槽101均是叠置于一个子卡槽之上的，所述第二子卡槽102包括外露于所述第三子卡槽103的第一连接部，控制所述第二子卡槽102移动的驱动结构与所述第一连接部连接，所述第一子卡槽101包括外露于所述第二子卡槽102的第二连接部，所述驱动结构与所述第二连接部连接。

所述驱动结构可以是电机或气缸，只要可以通过传动轴1的传动，控制相应的子卡槽在垂直于所述基台的方向上的移动即可。图2表示出了独立控制所述第二子卡槽102移动后的状态示意图。

需要说明的是，在一些实施方式中，所述第一子卡槽101与所述基台之间的距离最远，在承载硅片100时，所述第一子卡槽101内承载的硅片100在垂直于所述基台的方向上的高度也是最高的，因此，为了简化结构，所述第一子卡槽101可以是不移动的，即不需要设置与所述第一子卡槽101相对应的伸缩结构，只需要控制其他子卡槽内的硅片100上升即可保持所有的硅片100的高度一致。

示例性的，所述伸缩结构还包括：

套设于每个所述子卡槽内部的升降槽201，所述升降槽201的结构与相应的所述子卡槽的形状相符；

用于驱动所述升降槽201沿着相应的所述子卡槽的内壁移动的驱动结构。

所述升降槽201的设置类似于抽屉式结构，所述升降槽201沿着相应的所述子卡槽的内壁移动，以带动承载于该子卡槽内的硅片100移动，从而调整硅片100的高度，且承载于每个所述子卡槽内的硅片100均可以调节其高度，有效的避免硅片100被漏夹。

参考图3和图4，均表示出了通过控制所述第三子卡槽103上升后，再控制所述升降槽201上升，以使得承载于所述第三子卡槽103内的硅片与承载于所述第一子卡槽101内的硅片的高度一致的状态示意图。

本实施例的一些实施方式中，多个所述子卡槽包括远离所述基台设置的第一子卡槽101，与所述第一子卡槽101相邻设置的第二子卡槽102，以及位于所述第二子卡槽102和所述基台之间的至少一个中间子卡槽，所述伸缩结构包括：

套设于所述中间子卡槽内的多级联动的多级升降槽201，所述升降槽201的数量和位于所述中间子卡槽与所述第一子卡槽101之间的子卡槽的数量相同。

参考图2-图4，与所述第一子卡槽101相邻的第二子卡槽102，无需设置升降槽201，而与所述第二子卡槽102相邻的第三子卡槽103只需设置一级升降槽201，如果所述第三子卡槽103和所述基台之间还包括一个子卡槽，则该子卡槽内需要设置两级升降槽201，即位于所述第二子卡槽102和所述基台之间包括至少一个中间子卡槽时，需要设置至少一级升降槽201，以使得该中间子卡槽内承载的硅片100与所述第一子卡槽101内承载的硅片100高度一致。

本实施例中，与相应的子卡槽相邻的升降槽201通过设置于子卡槽的内侧壁上的滑轨滑动连接，相邻两级升降槽201之间是套设连接，且相邻两级升降槽201之间设置滑轨以便于相对滑动，相邻两级升降槽201的底部之间设置有电动推杆，相应的所述子卡槽的内底部设置有电动推杆，以实现所述升降槽201的移动，例如图7中，第三子卡槽103和升降槽201之间设置有电动推杆3，但并不以此为限。

本实施例的一些实施方式中，相邻的两个所述子卡槽中包括靠近所述基台设置的第四子卡槽和远离所述基台设置的第五子卡槽，所述第四子卡槽的外侧壁上设置有滑轨，所述第五子卡槽的底壁可滑动的设置于所述滑轨上，所述第五子卡槽包括侧壁和底壁，所述底壁远离所述侧壁的一端与所述滑轨连接。在一些实施方式中，卡槽排列的行方向上，所述子卡槽的宽度较大，所述第五子卡槽的底壁整体与所述第四子卡槽上的滑轨配合，则滑轨宽度较大，为了节省成本，可以在所述第四子卡槽的外侧壁上设置沿竖直方向延伸的条形凸起，所述第五子卡槽的底壁靠近所述第四子卡槽的一端的端面上设置有凹槽，该凹槽与所述条形凸起相配合，以便于所述第四子卡槽和所述第五子卡槽之间的相对移动。例如，所述第一子卡槽101和第二子卡槽102之间，所述第二子卡槽102的外侧壁上设置有滑轨1021，所述第一子卡槽101的底壁可滑动的设置于所述滑轨上，所述第一子卡槽101包括侧壁1011和底壁1012，所述底壁1012远离所述侧壁1011的一端与所述滑轨1021连接，参考图8。

本实施例的一些实施方式中，相邻的两个所述子卡槽中包括靠近所述基台设置的第四子卡槽和远离所述基台设置的第五子卡槽，沿垂直于所述基台的方向，所述第四子卡槽的侧壁上间隔设置有多个滑轮，所述第五子卡槽的底壁上设置有能够供所述滑轮穿过的通孔，且在所述第四子卡槽向远离所述基台的方向移动时，所述滑轮能够穿过所述通孔后与所述第五子卡槽的内侧壁接触，在便于移动的同时，保证在移动过程中的稳定性。参考图5，图5中表示出了第一子卡槽101和第二子卡槽102之间的滑轮300，需要说明的是，所述滑轮300的具体数量，滑轮300的尺寸以及相邻两个滑轮300之间的距离均可根据实际需要设定。

需要说明的是，所述第四子卡槽和所述第五子卡槽是为了便于说明相邻两个子卡槽之间的滑动连接关系而定义的名称，所述第四子卡槽可以是任意两个相邻的子卡槽中靠近所述基台设置的子卡槽，所述第五子卡槽可以是任意两个相邻的子卡槽中远离所述基台设置的子卡槽，例如，所述第一子卡槽101和所述第二子卡槽102相邻设置，则所述第一子卡槽101即为所述第五子卡槽，所述第二子卡槽102即为所述第四子卡槽。

上述滑轨或滑轮的滑动连接方式，便于相邻子卡槽之间的相对移动，且提高了子卡槽移动时的稳定性，避免硅片100在移动过程中的不稳定。

本实施例中示例性的，每个所述子卡槽的底部设置有传感器，用于确定该子卡槽内是否承载有硅片100。

所述传感器可以是压力传感器，也可以是距离传感器，当传感器感应到相应的子卡槽承载有硅片100时，确认承载硅片100的子卡槽的位置，若是所述第一子卡槽101内承载有硅片100，则承载于所述第一子卡槽101内的硅片100可以不移动，只需要移动承载于所述第一子卡槽101和所述基台之间的子卡槽内的硅片100，可以直接控制相应的子卡槽上升以带动相应的硅片100上升到预设位置，使得所有的硅片100在垂直于所述基台的方向上的高度一致，或者通过控制相应的所述子卡槽移动的同时，控制相应的所述升降槽201移动以带动硅片100上升，使得所有的硅片100在垂直于所述基台的方向上的高度一致。

若所述第一子卡槽101内没有承载硅片100，则确认承载有硅片100的子卡槽中，距离所述基台的最远的第一中间子卡槽的位置，然后确认其余承载有硅片100的中间子卡槽与所述第一中间子卡槽之间的中间子卡槽的数量，从而判断，硅片100需要移动的距离，控制相应的子卡槽和/或升降槽201移动以带动硅片100移动，使得所有的硅片100在垂直于所述基台的方向上的高度一致。

本发明实施例还提供一种分离设备，用于使得卡片匣中的硅片100从卡片匣中分离，包括上述的硅片承载装置，所述基台包括用于承载所述卡槽的承载面，以及与所述承载面相对设置的底面，所述底面上设置有用于控制所述基台升降的升降结构。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种硅片承载装置，其特征在于，包括基台，所述基台上包括阵列排布的多个卡槽，位于同一行的多个卡槽共同承载硅片；每个所述卡槽包括沿垂直于所述基台的方向相叠置的多个子卡槽，所述多个子卡槽在第一方向上的宽度随着所述卡槽的深度的增加而减小，所述第一方向为多个所述卡槽的列向方向；

还包括伸缩结构，所述伸缩结构用于控制承载于至少一个所述子卡槽内的硅片沿着垂直于所述基台的方向移动，以使得承载于不同的子卡槽内的硅片与所述基台之间的距离相同。

2.根据权利要求1所述的硅片承载装置，其特征在于，多个所述子卡槽独立设置，所述伸缩结构包括设置于每个所述子卡槽底部的传动轴，和与所述传动轴连接的驱动结构。

3.根据权利要求2所述的硅片承载装置，其特征在于，所述伸缩结构还包括：

套设于每个所述子卡槽内部的升降槽，所述升降槽的结构与相应的所述子卡槽的形状相符；

用于驱动所述升降槽沿着相应的所述子卡槽的内壁移动的驱动结构。

4.根据权利要求2所述的硅片承载装置，其特征在于，多个所述子卡槽包括远离所述基台设置的第一子卡槽，与所述第一子卡槽相邻设置的第二子卡槽，以及位于所述第二子卡槽和所述基台之间的至少一个中间子卡槽，所述伸缩结构包括：

套设于所述中间子卡槽内的多级联动的多级升降槽，所述升降槽的数量和位于所述中间子卡槽与所述第一子卡槽之间的子卡槽的数量相同。

5.根据权利要求4所述的硅片承载装置，其特征在于，相邻的两个所述子卡槽中包括靠近所述基台设置的第四子卡槽和远离所述基台设置的第五子卡槽，所述第四子卡槽的外侧壁上设置有滑轨，所述第五子卡槽的底壁可滑动的设置于所述滑轨上，所述第五子卡槽包括侧壁和底壁，所述底壁远离所述侧壁的一端与所述滑轨连接。

6.根据权利要求4所述的硅片承载装置，其特征在于，相邻的两个所述子卡槽中包括靠近所述基台设置的第四子卡槽和远离所述基台设置的第五子卡槽，沿垂直于所述基台的方向，所述第四子卡槽的侧壁上间隔设置有多个滑轮，且在所述第四子卡槽向远离所述基台的方向移动时，所述滑轮能够与所述第五子卡槽的内侧壁接触。

7.根据权利要求1所述的硅片承载装置，其特征在于，每个所述子卡槽的底部设置有传感器，用于确定相应的子卡槽内是否承载有硅片。

8.一种分离设备，用于使得卡片匣中的硅片从卡片匣中分离，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的硅片承载装置，所述基台包括用于承载所述卡槽的承载面，以及与所述承载面相对设置的底面，所述底面上设置有用于控制所述基台升降的升降结构。

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