CN115513117A - 晶圆背洗吸附装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了晶圆背洗吸附装置，包括支撑环和圆环板，在固定槽支撑环中心设置电机防水保护罩；在固定槽支撑环与固定槽电机防水保护罩之间设置多组连接臂；在固定槽支撑环与每个固定槽连接臂的连接处设置一真空嘴，固定槽真空嘴和固定槽连接臂之间连通形成真空通道，且固定槽真空嘴向上凸出于固定槽支撑环，用于对放置于固定槽真空嘴上方的晶圆方片进行吸附。本发明可使晶圆背部中心不被遮挡，进行背洗作业，实现晶圆背部清洗，并且能够对晶圆进行一定范围内移动，从而能够实现对真空嘴的真空吸附点位进行二次背洗，从而真正意义实现晶圆背部无死角清洗。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，具体为晶圆背洗吸附装置。
背景技术
半导体器件是导电性介于良导电体与绝缘体之间，利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的电子器件，它可用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换。半导体器件的半导体材料是硅、锗或砷化镓，可用作整流器、振荡器、发光器、放大器、测光器等器材；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之IC产品，晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.9%。
现有技术中用于晶圆背洗的吸附装置会把晶圆背部中心遮挡，导致晶圆背部区域无法完全清洗，且相对于圆形晶圆，大部分方形的晶圆在旋转过程中不能有任何位移，这势必就需要将真空度加大，增加使用成本，在真空度不是那么足的情况下，晶圆会产生轻微位移，导致掉片和卡片的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供晶圆背洗吸附装置，以解决晶圆背部无法完全清洗的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
晶圆背洗吸附装置包括支撑环和圆环板，在所述支撑环中心设置电机防水保护罩；在所述支撑环与所述电机防水保护罩之间设置多个连接臂，在每个所述连接臂与所述支撑环的连接处设置一真空嘴，所述真空嘴和所述连接臂之间连通形成真空通道，且所述真空嘴向上凸出于所述支撑环，用于对放置于所述真空嘴上方的晶圆方片进行吸附；
所述圆环板转动连接在电机防水保护罩的外侧，所述支撑环的顶部且位于真空嘴的两侧均开设有通槽，所述圆环板的顶部且位于通槽的下方设置有立柱，所述立柱贯穿通槽延伸至支撑环的顶部且与所述真空嘴同侧，使每个所述真空嘴与其两侧的两个立柱组成一组吸附组件；
在每组吸附组件中，所述真空嘴的高度低于两个立柱的高度，通过所述立柱的内侧与所述晶圆方片的侧部相抵触，对所述晶圆方片的一个角进行限位；
所述电机防水保护罩的外侧且位于圆环板的下方设置有限位组件，所述限位组件用于固定圆环板。
进一步地，所述圆环板上开设有卡槽，所述卡槽的内壁设置为多段圆弧面，所述立柱的底部固定连接有卡块，所述卡块的外径等于所述卡槽的内径，使所述卡块插接固定于所述卡槽内。
进一步地，所述限位组件包括固定盒，所述固定盒固定于电机防水保护罩的一侧，所述固定盒的内部滑动连接有卡杆，所述圆环板的底部且位于固定盒的上方开设有两个固定槽，所述卡杆的顶部贯穿固定盒延伸至固定槽的内部，所述卡杆的外侧且位于固定盒的内部固定连接有滑板，在所述卡杆的外侧且在所述滑板的底部与固定盒内壁的底部之间套有弹簧，所述卡杆的底部延伸至固定盒的底部且固定连接有拉把。
进一步地，所述连接臂的端部设置为弧面，所述弧面的弧度和所述支撑环的内壁的弧度对应设置。
进一步地，所述真空通道由连通的第一通孔、第一通道和第二通道组成；所述第一通孔位于所述支撑环上且与所述真空嘴的第三通道连通；所述第一通道设置于所述支撑环内，且位于所述第一通孔与第二通道之间；所述第二通道贯穿于所述连接臂。
进一步地，所述圆环板的底部开设有沉头孔，所述沉头孔和所述卡槽连通。
进一步地，所述卡块上开设有第二通孔，所述立柱的底部开设有螺纹盲孔，所述螺栓的端部穿过沉头孔和第二通孔螺纹安装于所述螺纹盲孔的内部。
进一步地，所述立柱的上端设置为圆台状，所述立柱的表面设置有耐磨涂层；所述立柱通过螺栓固定于所述圆环板上，且所述螺栓设置为内六角螺栓。
进一步地，所述真空嘴包括相互配合的真空嘴主体和橡胶环；所述真空嘴主体连接所述支撑环，所述橡胶环连接所述真空嘴主体；
所述橡胶环的下端固定连接有螺纹环，所述真空嘴主体上开设有螺纹槽，所述螺纹环螺纹设置于螺纹槽的内部，使所述橡胶环与所述真空嘴主体螺纹连接。
进一步地，所述电机防水保护罩的下端设置有下防水罩，所述电机防水保护罩和下防水罩之间的间隙大于两毫米，防止液体爬升；所述电机防水保护罩的内部设置有电机连接轴套，所述电机连接轴套的内部安装有两组密封圈。
进一步地，所述立柱和真空嘴均具有柔韧性，使所述立柱和真空嘴具有一定的形变空间。
进一步地，所述连接臂呈倾斜设置，使所述电机防水保护罩的顶部低于所述支撑环所在平面。
进一步地，所述通槽沿周向设置开槽空间，使所述立柱根据所述通槽的开槽空间进行周向移动，在所述真空嘴处于非真空吸附状态下，带动所述晶圆方片相对于所述真空嘴横向移动；且在最大横向移动位置处，所述晶圆方片处于所述真空嘴上方。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可使晶圆背部中心不被遮挡，进行背洗作业，实现晶圆背部清洗，并且能够对晶圆进行一定范围内移动，从而能够实现对真空嘴的真空吸附点位进行二次背洗，从而真正意义实现晶圆背部无死角清洗；在立柱和真空嘴的双重限位下，提高了对晶圆吸附的稳定性。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的剖视结构示意图；
图3为本发明立柱的安装结构示意图；
图4为本发明沉头孔、卡槽和圆环板的结构示意图；
图5为本发明图2中A处的放大图；
图6为本发明支撑环、通槽和第一通孔结构示意图；
图7为本发明连接臂和第二通道结构示意图；
图8为本发明立柱、螺纹盲孔、卡块和第二通孔结构示意图；
图9为本发明真空嘴主体爆炸结构示意图；
图10为本发明环形板和固定槽结构示意图。
图中：1、支撑环；2、连接臂；3、真空嘴；31、真空嘴主体；32、螺纹槽；33、螺纹环；34、橡胶环；4、立柱；5、电机防水保护罩；6、电机连接轴套；7、第一通孔；8、沉头孔；9、卡槽；10、螺栓；11、螺纹盲孔；12、卡块；13、第二通孔；14、第二通道；15、圆环板；16、通槽；17、固定盒；18、滑板；19、弹簧；20、卡杆；21、固定槽；22、拉把。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在不同附图中以相同标号来标示相同或类似组件；另外请了解文中诸如“第一”、“第二”、“第三”、“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“端”、“部”、“段”、“宽度”、“厚度”、“区”等等及类似用语仅便于看图者参考图中构造以及仅用于帮助描述本发明而已，并非是对本发明的限定。
请参阅图1-图7，本发明提供一种技术方案：晶圆背洗吸附装置，包括支撑环1和圆环板15，在支撑环1中心设置电机防水保护罩5；在支撑环1与电机防水保护罩5之间设置多组连接臂2，且连接臂2呈倾斜设置，使电机防水保护罩5的顶部低于支撑环1所在平面；在支撑环1与每个连接臂2的连接处设置一真空嘴3，真空嘴3和连接臂2之间连通形成真空通道，且真空嘴3向上凸出于支撑环1，用于对放置于真空嘴3上方的晶圆方片进行吸附；圆环板15转动连接在电机防水保护罩5的外侧，支撑环1的顶部且位于真空嘴3的两侧均开设有通槽16，圆环板15的顶部且位于通槽16的下方设置有立柱4，立柱4贯穿通槽16延伸至支撑环1的顶部且位于真空嘴3的一侧，使每个真空嘴3与其两侧的两个立柱4组成一组吸附组件；在每组吸附组件中，真空嘴3的高度低于两个立柱4的高度，使晶圆方片的侧部抵触于立柱4内侧，通过立柱4进行限位，电机防水保护罩5的外侧且位于圆环板15的下方设置有限位组件，限位组件用于固定圆环板15。
保证当晶圆被吸附在真空嘴3上时，晶圆的侧部抵触于立柱4上，立柱4和真空嘴3均使用PTEE材质；四个真空嘴3对晶圆方片起到辅助吸附的作用，因为四个真空嘴3中间的距离较远，且吸附在晶圆的四周，所以，即使晶圆有较大幅度的翘曲也可以实现三点以上的吸附，可使晶圆背部中心完全不被遮挡，可以进行任何形式的背喷，背洗作业，在立柱和真空嘴的双重限位下，提高了晶圆的稳定性，降低了使用成本，即使在真空度不是那么足的情况下也不会使晶圆在旋转过程中不易发生位移，甚至导致掉片和卡片的现象，且即使只有三点吸附，也可以应付较大程度的变形翘曲，可使真空吸附轻易实现，降低了工作难度。
在本实施例中，在圆环板15上开设有卡槽9，卡槽9的内壁设置为多段圆弧面，立柱4的底部固定连接有卡块12，卡块12的外径等于卡槽9的内径，使卡块12插接固定于卡槽9内。
在本实施例中，限位组件包括固定盒17，固定盒17固定连接在电机防水保护罩5的一侧，固定盒17的内部滑动连接有卡杆20，圆环板15的底部且位于固定盒17的上方开设有两个固定槽21，卡杆20的顶部贯穿固定盒17延伸至固定槽21的内部，卡杆20的外侧固定连接有滑板18且位于固定盒17的内部，卡杆20的外侧且位于滑板18的底部与固定盒17内壁的底部之间套有弹簧19，卡杆20的底部延伸至固定盒17的底部且固定连接有拉把22。
在本实施例中，连接臂2的端部设置为弧面，弧面的弧度和支撑环1的内壁的弧度对应设置。
在本实施例中，真空通道由连通的第一通孔7、第一通道和第二通道14组成；第一通孔7位于支撑环1上且与真空嘴3的第三通道连通；第一通道设置于支撑环1内，且位于第一通孔7与第二通道14之间；第二通道14贯穿于连接臂2。
在本实施例中，第二通道14采用电火花钻孔的方式加工而成。电火花钻孔通过电火花穿孔机实现，电火花穿孔机为加工尺寸小于5mm的孔的电火花加工机床，用于加工中小型冲模，其加工特点是不受金属材料硬度的限制，可先将模板淬火后用本机加工所需要的孔型，以保证质量和提高使用寿命，工具电极材料采用钢、铸铁、铜均可。
电火花设备是机械行业中的一类加工设备，主要用于五金塑料这一类的加工厂。广泛应用在各种：金属模具、机械设备的生产制造中。它的工作原理是浸泡在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作业，蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工。火花加工的主要作用，火花加工主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工的产品材料硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具。
在本实施例中，圆环板15的底部开设有沉头孔8，沉头孔8和卡槽9连通。
在本实施例中，卡块12上开设有第二通孔13，立柱4的底部开设有螺纹盲孔11，螺栓10的端部穿过沉头孔8和第二通孔13螺纹安装于螺纹盲孔11的内部。
在本实施例中，卡立柱4的上端设置为圆台状，立柱4的表面设置有耐磨涂层；立柱4通过螺栓10固定于圆环板15上，且螺栓10设置为内六角螺栓。
在本实施例中，真空嘴3包括相互配合的真空嘴主体31和橡胶环34；真空嘴主体31连接支撑环1，橡胶环34连接真空嘴主体31。
在本实施例中，立柱4的上端设置为圆台状，立柱4的表面设置有耐磨涂层；降低物料对设备部件冲刷造成的磨损，在设备部件表面涂敷一层耐磨材料起到保护设备部件基材的作用，耐磨涂层可以是采用等离子喷涂、电弧喷涂、火焰喷涂在金属表面喷涂陶瓷、合金、氧化物、氟塑料等所形成的耐磨涂层，也可以是采用各种树脂、弹性体等配制的耐磨涂层胶，涂敷到金属表面后自然或加热固化所得的耐磨涂层，立柱4通过螺栓10固定于圆环板15上，且螺栓10设置为内六角螺栓，方便安装立柱4。
在本实施例中，橡胶环34的下端固定连接有螺纹环33，真空嘴主体31上开设有螺纹槽32，螺纹环33螺纹设置于螺纹槽32的内部，使橡胶环34与真空嘴主体31螺纹连接。
在本实施例中，电机防水保护罩5的下端设置有下防水罩，电机防水保护罩5和下防水罩之间的间隙大于两毫米，防止液体爬升；电机防水保护罩5的内部设置有电机连接轴套6，电机连接轴套6的内部安装有两组密封圈。
在本实施例中，立柱4和真空嘴3均具有柔韧性，使立柱4和真空嘴3具有一定的形变空间。
在本实施例中，立柱和真空嘴均使用PTEE材质，聚四氟乙烯PTEE是氟碳固体，它完全是由碳和氟组成的高分子化合物，用途广泛。聚四氟乙烯是疏水性的，无论是水还是含水物质都不会润湿聚四氟乙烯。聚四氟乙烯被用作锅和其他炊具的不粘涂层，它很不活泼，部分是因为碳氟键的强度，所以它经常被用在活泼性和有腐蚀性化学物质的容器和管道中。聚四氟乙烯用作润滑剂时，可减少摩擦、磨损和机器能耗。
由于其优越的化学和热性能，聚四氟乙烯经常被用作工业中的衬垫材料，这些工业需要抵抗腐蚀性化学物质，如药物或化学加工。然而，由于蠕变倾向，这种密封件的长期性能比蠕变水平为零或接近零的弹性体差。在关键应用中，蝶形垫圈通常用于向聚四氟乙烯垫圈施加连续力，确保垫圈寿命期间性能损失最小。
在本实施例中，所述通槽16沿周向设置开槽空间，使所述立柱4根据所述通槽16的开槽空间进行周向移动，在所述真空嘴3处于非真空吸附状态下，带动所述晶圆方片相对于所述真空嘴3横向移动；且在最大横向移动位置处，所述晶圆方片处于所述真空嘴3上方。所述周向即沿晶圆旋转方向。通槽16的侧壁即可对立柱4进行周向限位，从而限制晶圆的横向最大移动距离，使所述真空嘴3始终保持在晶圆正下方。通过对晶圆进行一定范围内移动，从而能够实现对真空嘴的真空吸附点位进行二次背洗，从而真正意义实现晶圆背部无死角清洗。
在使用本装置时，根据不同尺寸的晶圆调节立柱4的位置，具体的，先将立柱4下端的卡块12对准卡槽9，并将卡块12插进卡槽9内的内部，且卡块12安装于卡槽9中不同圆弧面的内部时，多个卡块12之间的间距不同，即安装的多个立柱4之间的间距不同，进而可对不同尺寸的晶圆进行限位和吸附，提高了本装置的适用范围，节约了企业成本，即当卡块12位于卡槽9内靠近圆环板15外侧的位置时，可对较大尺寸的晶圆进行限位，当卡块12位于卡槽9内靠近圆环板15内侧的位置时，可对较小尺寸的晶圆进行限位，然后将晶圆放置在支撑环1上，具体的，真空嘴3吸附在晶圆的边角处，立柱4的侧部抵触于晶圆的侧部，立柱4对晶圆起到限位的作用，真空嘴3对晶圆起到辅助吸附的作用。
立柱和真空嘴均使用PTEE材质，立柱和真空嘴均具有柔韧性，具有柔韧性的立柱可保证晶圆完整，且真空嘴可产生小幅度的变形，保证晶圆方片被吸附的更加紧实，四个真空嘴中间的距离较远，且吸附在晶圆的四周，所以，即使晶圆有较大幅度的翘曲也可以实现三点以上的吸附，且真空嘴主体上安装有橡胶环，晶圆位于橡胶环上，提高吸附效果，且不会对晶圆的接触面造成损伤。
在本实施例中，
通过本发明的实施例，可使晶圆背部中心不被遮挡，进行背洗作业，实现晶圆背部清洗，并且能够对晶圆进行一定范围内移动，从而能够实现对真空嘴的真空吸附点位进行二次背洗，从而真正意义实现晶圆背部无死角清洗；在立柱和真空嘴的双重限位下，提高了对晶圆吸附的稳定性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.晶圆背洗吸附装置，包括支撑环（1）和圆环板（15），其特征在于，在所述支撑环（1）中心设置电机防水保护罩（5）；在所述支撑环（1）与所述电机防水保护罩（5）之间设置多个连接臂（2），在每个所述连接臂（2）与所述支撑环（1）的连接处设置一真空嘴（3），所述真空嘴（3）和所述连接臂（2）之间连通形成真空通道，且所述真空嘴（3）向上凸出于所述支撑环（1），用于对放置于所述真空嘴（3）上方的晶圆方片进行吸附；
所述圆环板（15）转动连接在电机防水保护罩（5）的外侧，所述支撑环（1）的顶部且位于真空嘴（3）的两侧均开设有通槽（16），所述圆环板（15）的顶部且位于通槽（16）的下方设置有立柱（4），所述立柱（4）贯穿通槽（16）延伸至支撑环（1）的顶部且与所述真空嘴（3）同侧，使每个所述真空嘴（3）与其两侧的两个立柱（4）组成一组吸附组件；
在每组吸附组件中，所述真空嘴（3）的高度低于两个立柱（4）的高度，通过所述立柱（4）的内侧与所述晶圆方片的侧部相抵触，对所述晶圆方片的一个角进行限位；
所述电机防水保护罩（5）的外侧且位于圆环板（15）的下方设置有限位组件，所述限位组件用于固定圆环板（15）。
2.根据权利要求1所述的晶圆背洗吸附装置，其特征在于：所述圆环板（15）上开设有卡槽（9），所述卡槽（9）的内壁设置为多段圆弧面，所述立柱（4）的底部固定连接有卡块（12），所述卡块（12）的外径等于所述卡槽（9）的内径，使所述卡块（12）插接固定于所述卡槽（9）内。
3.根据权利要求1所述的晶圆背洗吸附装置，其特征在于：所述限位组件包括固定盒（17），所述固定盒（17）固定于电机防水保护罩（5）的一侧，所述固定盒（17）的内部滑动连接有卡杆（20），所述圆环板（15）的底部且位于固定盒（17）的上方开设有两个固定槽（21），所述卡杆（20）的顶部贯穿固定盒（17）延伸至固定槽（21）的内部，所述卡杆（20）的外侧且位于固定盒（17）的内部固定连接有滑板（18），在所述卡杆（20）的外侧且在所述滑板（18）的底部与固定盒（17）内壁的底部之间套有弹簧（19），所述卡杆（20）的底部延伸至固定盒（17）的底部且固定连接有拉把（22）。
4.根据权利要求1所述的晶圆背洗吸附装置，其特征在于：所述连接臂（2）的端部设置为弧面，所述弧面的弧度和所述支撑环（1）的内壁的弧度对应设置。
5.根据权利要求1所述的晶圆背洗吸附装置，其特征在于：所述真空通道由连通的第一通孔（7）、第一通道和第二通道（14）组成；所述第一通孔（7）位于所述支撑环（1）上且与所述真空嘴（3）的第三通道连通；所述第一通道设置于所述支撑环（1）内，且位于所述第一通孔（7）与第二通道（14）之间；所述第二通道（14）贯穿于所述连接臂（2）。
6.根据权利要求2所述的晶圆背洗吸附装置，其特征在于：所述圆环板（15）的底部开设有沉头孔（8），所述沉头孔（8）和所述卡槽（9）连通。
7.根据权利要求6所述的晶圆背洗吸附装置，其特征在于：所述立柱（4）的上端设置为圆台状，所述立柱（4）的表面设置有耐磨涂层；所述立柱（4）通过螺栓（10）固定于所述圆环板（15）上，且所述螺栓（10）设置为内六角螺栓。
8.根据权利要求7所述的晶圆背洗吸附装置，其特征在于：所述卡块（12）上开设有第二通孔（13），所述立柱（4）的底部开设有螺纹盲孔（11），所述螺栓（10）的端部穿过沉头孔（8）和第二通孔（13）螺纹安装于所述螺纹盲孔（11）的内部。
9.根据权利要求1所述的晶圆背洗吸附装置，其特征在于：所述真空嘴（3）包括相互配合的真空嘴主体（31）和橡胶环（34）；所述真空嘴主体（31）连接所述支撑环（1），所述橡胶环（34）连接所述真空嘴主体（31）；
所述橡胶环（34）的下端固定连接有螺纹环（33），所述真空嘴主体（31）上开设有螺纹槽（32），所述螺纹环（33）螺纹设置于螺纹槽（32）的内部，使所述橡胶环（34）与所述真空嘴主体（31）螺纹连接。
10.根据权利要求1所述的晶圆背洗吸附装置，其特征在于：所述电机防水保护罩（5）的下端设置有下防水罩，所述电机防水保护罩（5）和下防水罩之间的间隙大于两毫米，防止液体爬升；所述电机防水保护罩（5）的内部设置有电机连接轴套（6），所述电机连接轴套（6）的内部安装有两组密封圈。
11.根据权利要求1所述的晶圆背洗吸附装置，其特征在于：所述立柱（4）和真空嘴（3）均具有柔韧性，使所述立柱（4）和真空嘴（3）具有一定的形变空间。
12.根据权利要求1所述的晶圆背洗吸附装置，其特征在于：所述连接臂（2）呈倾斜设置，使所述电机防水保护罩（5）的顶部低于所述支撑环（1）所在平面。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的晶圆背洗吸附装置，其特征在于：所述通槽（16）沿周向设置开槽空间，使所述立柱（4）根据所述通槽（16）的开槽空间进行周向移动，在所述真空嘴（3）处于非真空吸附状态下，带动所述晶圆方片相对于所述真空嘴（3）横向移动；且在最大横向移动位置处，所述晶圆方片处于所述真空嘴（3）上方。
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