CN219040438U - 一种晶圆刮边清洗机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种晶圆刮边清洗机，包括机架，以及设置在机架上的上料料盒、刮边装置、清洗装置、甩干装置和搬运机械手组；上料料盒内放置有晶圆，并开设有取料口；刮边装置包括刮边座、刮刀驱动机构和旋转刮刀，刮边座顶面适于承载晶圆，刮刀驱动机构连接并驱动旋转刮刀沿刮边座上的晶圆侧壁轮廓移动；清洗装置包括清洗座和喷头，清洗座顶面适于承载晶圆，喷头朝向清洗座顶面喷射水；甩干装置包括离心转盘；搬运机械手组用于从取料口取出上料料盒内的晶圆，并将晶圆依次搬运到刮边座、清洗座、离心转盘。本实用新型实现晶圆的上料、刮边、清洗和干燥的全流程自动化。

Description

一种晶圆刮边清洗机

技术领域

本实用新型涉及晶圆加工设备技术领域，特别涉及一种晶圆刮边清洗机。

背景技术

晶圆是制造芯片的材料，在晶圆加工过程中，晶圆的四周侧壁部分会出现沉积和镀层，无法制成合格的芯片，因此在对晶圆进行切割取粒前，需要进行刮边处理，即沿晶圆四周侧壁刮掉一定厚度，以去除沉积和镀层部分。

当前大都采用加工中心进行晶圆的刮边操作，并人工进行晶圆在加工中心上的上下料，劳动强度大、工作效率低；在对晶圆进行刮边处理时，刮掉的部分变成细小的晶圆粉末，污染晶圆，还需要再对晶圆进行清洗和干燥，若能够实现晶圆的上料、刮边、清洗和干燥的全流程自动化，将能够有效提升晶圆的生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶圆刮边清洗机，克服上述缺陷，实现晶圆的上料、刮边、清洗和干燥的全流程自动化。

为达成上述目的，本实用新型的解决方案为：一种晶圆刮边清洗机，包括机架，以及设置在机架上的上料料盒、刮边装置、清洗装置、甩干装置和搬运机械手组；

所述上料料盒内放置有晶圆，并开设有取料口；

所述刮边装置包括刮边座、刮刀驱动机构和旋转刮刀，刮边座顶面适于承载晶圆，刮刀驱动机构连接并驱动旋转刮刀沿刮边座上的晶圆侧壁轮廓移动；

所述清洗装置包括清洗座和喷头，清洗座顶面适于承载晶圆，喷头朝向清洗座顶面喷射水；

所述甩干装置包括离心转盘；

所述搬运机械手组用于从取料口取出上料料盒内的晶圆，并将晶圆依次搬运到刮边座、清洗座、离心转盘。

进一步，所述机架上还设置有精定位相机，精定位相机朝向搬运机械手组将晶圆向刮边座搬运的路径采集图像，并通讯连接所述搬运机械手组。

进一步，所述机架上还设置有粗定位机构，粗定位机构包括定位座、定位夹和定位夹驱动机构；

所述定位座供晶圆水平放置；

所述定位夹包括水平且对称设置在定位座上方的第一月牙爪瓣和第二月牙爪瓣；

所述定位夹驱动机构连接并驱动所述第一月牙爪瓣和第二月牙爪瓣开合运动。

进一步，所述机架上还设置有收料料盒，收料料盒内用于放置晶圆，并开设有入料口，所述搬运机械手组还用于将晶圆从入料口插入所述收料料盒。

进一步，所述上料料盒和所述刮边座之间以及所述离心转盘和所述收料料盒之间分别设置有一个所述粗定位机构。

进一步，所述上料料盒一侧侧壁敞开形成所述取料口，所述收料料盒一侧侧壁敞开形成所述入料口，所述上料料盒和收料料盒内分别纵向阵列开设有多层晶圆插槽，每层所述晶圆插槽供一片晶圆水平插入。

进一步，所述清洗装置还包括风干机构，所述风干机构用于朝向所述清洗座顶面送风。

进一步，所述离心转盘底面具有真空吸嘴，所述真空吸嘴用于吸附晶圆顶面，以将晶圆与离心转盘固定。

进一步，所述搬运机械手组包括晶圆进出料盒机械手、晶圆上料机械手、清洗搬运机械手和晶圆下料机械手；

所述晶圆进出料盒机械手用于将晶圆从上料料盒取出，以及将晶圆插入收料料盒；

所述晶圆上料机械手用于将晶圆进出料盒机械手上的晶圆搬运到所述刮边座上；

所述清洗搬运机械手用于将所述刮边座上的晶圆搬运到所述清洗座上；

所述晶圆下料机械手用于将所述清洗座上的晶圆搬运至所述离心转盘，再搬运至所述晶圆进出料盒机械手上。

采用上述方案后，本实用新型的有益效果在于：搬运机械手组从取料口取出上料料盒内的晶圆，并将晶圆依次搬运到刮边座、清洗座、离心转盘；在搬运到刮边座时，旋转刮刀沿晶圆侧壁轮廓移动，对晶圆进行刮边；在搬运到清洗座时，喷头朝向晶圆喷射水，对刮边后的晶圆进行清洗；在搬运到离心转盘时，离心转盘带动晶圆旋转，对清洗后的晶圆进行甩干干燥；进而，实现了晶圆的上料、刮边、清洗和干燥的全流程自动化。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为本实用新型上料料盒和收料料盒的立体结构示意图；

图4为本实用新型晶圆进出料盒机械手的立体结构示意图；

图5为本实用新型晶圆上料机械手的立体结构示意图；

图6为本实用新型粗定位机构的立体结构示意图；

图7为本实用新型精定位相机的立体结构示意图；

图8为本实用新型刮边装置的立体结构示意图；

图9为本实用新型清洗搬运机械手的立体结构示意图；

图10为本实用新型清洗装置的立体结构示意图；

图11为本实用新型晶圆下料机械手的的立体结构示意图；

图12为本实用新型甩干装置的立体结构示意图。

标号说明：1-机架，2-上料料盒，3-刮边装置，4-清洗装置，5-甩干装置，6-搬运机械手组，7-晶圆，9-刮边座，10-刮刀驱动机构，11-旋转刮刀，12-清洗座，13-喷头，14-离心转盘，15-精定位相机，16-粗定位机构，17-定位座，18-定位夹，19-定位夹驱动机构，20-第一月牙爪瓣，21-第二月牙爪瓣，22-收料料盒，24-风干机构，25-晶圆插槽，26-真空吸嘴，27-晶圆进出料盒机械手，28-晶圆上料机械手，29-清洗搬运机械手，30-晶圆下料机械手，31-牙叉，32-晶圆进出料盒三轴驱动机构，33-上料吸盘，34-上料驱动机构，35-清洗搬运吸盘，36-清洗搬运驱动机构，37-下料吸盘，38-下料驱动机构，39-镂空。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本实用新型做详细的说明。

本实用新型提供一种晶圆刮边清洗机，如图1-12所示，包括机架1，以及设置在机架1上的上料料盒2、刮边装置3、清洗装置4、甩干装置5、收料料盒22和搬运机械手组6；

上料料盒2内放置有晶圆7，并开设有取料口8，具体结构不限，可以是现有任意一种具有上述结构特征的晶圆料盒；

刮边装置3包括刮边座9、刮刀驱动机构10和旋转刮刀11，刮边座9顶面适于承载晶圆7，以供晶圆7水平放置，刮刀驱动机构10连接并驱动旋转刮刀11沿刮边座9上的晶圆7侧壁轮廓移动，以实现对晶圆7的刮边作业，所述刮边装置3可以是现有任意一种数控铣床或数控加工中心；

清洗装置4包括清洗座12和喷头13，清洗座12顶面适于承载晶圆7，喷头13连通有供水装置(附图中未示出)，喷头13朝向清洗座12顶面喷水，以实现对晶圆7的清洗作业，为增强清洁效果，所述喷头13还可以是现有任意一种二流体喷头13，以喷出高压的水气混合二流体；

甩干装置5包括离心转盘14，所述离心转盘14连接有离心转盘旋转驱动机构(附图中未示出)，所述离心转盘旋转驱动机构可以是现有的任意一种旋转驱动机构，用于驱动所述离心转盘14绕轴线水平旋转，晶圆7放置或以其他固定形式固定于离心转盘，使晶圆7随离心转盘14进行离心旋转，以实现对清洗后晶圆7的甩干干燥；

收料料盒22内用于放置晶圆7，并开设有入料口23，将甩干干燥后的晶圆7从入料口23插入到收料料盒22内，以收集加工后的晶圆7；

搬运机械手组6用于从取料口8取出上料料盒2内的晶圆7，并将晶圆7依次搬运到刮边座9、清洗座12、离心转盘14，最后将晶圆7从入料口23插入所述收料料盒22，搬运机械手组6包含的机械手数量，以及各个机械手的具体结构不限，可以是现有任意一种能够完成上述动作的机械手组合。

所述机架1在所述上料料盒2和所述刮边座9之间设置有一个粗定位机构16，该粗定位机构16用于校准晶圆7在搬运机械手组6上的位置，使晶圆7重新定位于搬运机械手组6，以消除搬运机械手组6从上料料盒2内取出晶圆7时的定位误差，使搬运机械手组6能够位置精准地将晶圆7放置在刮边座9上，所述机架1在所述离心转盘14和所述收料料盒22之间设置有一个粗定位机构16，该粗定位机构16使晶圆7重新定位于搬运机械手组6，使搬运机械手组6能够准确将晶圆7插入收料料盒22的入料口23，具体地，所述粗定位机构16包括定位座17、定位夹18和定位夹驱动机构19；所述定位座17供晶圆7水平放置；所述定位夹18包括水平且对称设置在定位座17上方的第一月牙爪瓣20和第二月牙爪瓣21；所述定位夹驱动机构19可以是现有任意一种直线开合驱动机构，以连接并驱动所述第一月牙爪瓣20和第二月牙爪瓣21开合运动，搬运机械手组6在将晶圆7放置在定位座17后，使第一月牙爪瓣20与第二月牙爪瓣21靠近，第一月牙爪瓣20和第二月牙爪瓣21抵接晶圆7的相对两侧壁，进而使晶圆7的中心对准在定位座17上的预定位置，搬运机械手组6再次抓取起该晶圆7是，晶圆7将能够定位在搬运机械手组6上的预定位置。

为使晶圆7能够准确定位在刮边座9上，确保后续刮边过程的精度，所述机架1上还设置有精定位相机15，精定位相机15朝向搬运机械手组6将晶圆7向刮边座9搬运的路径采集图像，根据图像计算得出晶圆7在搬运机械手组6上的定位误差，并通讯连接所述搬运机械手组6，使搬运机械手组6将晶圆7放置在刮边座9时进行位置误差补偿，此为现有技术，具体过程及原理不再详述；具体在本实施例中，精定位相机15位于上料料盒2和所述刮边座9之间的粗定位机构16与刮边座9之间，先通过粗定位机构16进行粗定位，再通过精定位相机15进行精定位。

为节约制造成本，所述上料料盒2和所述收料料盒22采用相同的结构，具体在本实施例中，所述上料料盒2一侧侧壁敞开形成所述取料口8，所述收料料盒22一侧侧壁敞开形成所述入料口23，所述上料料盒2和收料料盒22内分别纵向阵列开设有多层晶圆插槽25，每层所述晶圆插槽25供一片晶圆7水平插入。

优选地实施例中，所述清洗装置4还包括风干机构24，所述风干机构24用于朝向所述清洗座12顶面送风，以吹干清洗后晶圆7的顶面，所述离心转盘14底面具有真空吸嘴26，所述真空吸嘴26用于吸附晶圆7顶面，以将晶圆7与离心转盘14固定。

具体在本实施例中，所述搬运机械手组6包括晶圆进出料盒机械手27、晶圆上料机械手28、清洗搬运机械手29和晶圆下料机械手30；

所述晶圆进出料盒机械手27用于将晶圆7从上料料盒2取出，以及将晶圆7插入收料料盒22，具体在本实施例中，多个所述上料料盒2和收料料盒22左右一字排布在晶圆进出料盒机械手27旁侧，且各上料料盒2上的取料口8和各收料料盒22上的入料口23均朝向晶圆进出料盒机械手27，所述晶圆进出料盒机械手27包括牙叉31、晶圆进出料盒三轴驱动机构32，牙叉31顶面用于水平承载晶圆7，晶圆进出料盒三轴驱动机构32驱动所述牙叉31左右位移至各所述上料料盒2和收料料盒22之一，并驱动所述牙叉31升降位移至该上料料盒2或收料料盒22的各层晶圆插槽25之一，以及驱动所述牙叉31前后位移伸入或伸出该晶圆插槽25，将晶圆插槽25内的晶圆插取出，或将牙叉31上的晶圆放置与晶圆插槽25；

所述晶圆上料机械手28用于将晶圆进出料盒机械手27上的晶圆7搬运到所述刮边座9上，包括上料吸盘33和上料驱动机构34，上料吸盘33朝下设置，所述上料驱动机构34能够驱动所述上料吸盘33分别位移至牙叉31、定位座17和刮边座9上方；

所述清洗搬运机械手29用于将所述刮边座9上的晶圆7搬运到所述清洗座12上，所述清洗搬运机械手29包括清洗搬运吸盘35和清洗搬运驱动机构36，清洗搬运吸盘35朝下设置，清洗搬运驱动机构36能够驱动所述清洗搬运吸盘35分别位移至所述刮边座9和清洗座12上方；

所述晶圆下料机械手30用于将所述清洗座12上的晶圆7搬运至所述离心转盘14，再搬运至所述晶圆进出料盒机械手27上，所述晶圆下料机械手30包括下料吸盘37和下料驱动机构38，下料吸盘37朝下设置，且中央设置有镂空39，下料驱动机构38能够驱动所述下料吸盘37分别位移至清洗座12上方、离心转盘14下方和牙叉31上方，离心转盘14上的真空吸嘴26从镂空处吸取晶圆7；

所述上料吸盘33、清洗搬运吸盘35和下料吸盘37分别连通用真空装置，以真空吸附或松脱晶圆。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (9)

1.一种晶圆刮边清洗机，其特征在于：包括机架(1)，以及设置在机架(1)上的上料料盒(2)、刮边装置(3)、清洗装置(4)、甩干装置(5)和搬运机械手组(6)；

所述上料料盒(2)内放置有晶圆(7)，并开设有取料口(8)；

所述刮边装置(3)包括刮边座(9)、刮刀驱动机构(10)和旋转刮刀(11)，刮边座(9)顶面适于承载晶圆(7)，刮刀驱动机构(10)连接并驱动旋转刮刀(11)沿刮边座(9)上的晶圆(7)侧壁轮廓移动；

所述清洗装置(4)包括清洗座(12)和喷头(13)，清洗座(12)顶面适于承载晶圆(7)，喷头(13)朝向清洗座(12)顶面喷水；

所述甩干装置(5)包括离心转盘(14)；

所述搬运机械手组(6)用于从取料口(8)取出上料料盒(2)内的晶圆(7)，并将晶圆(7)依次搬运到刮边座(9)、清洗座(12)、离心转盘(14)。

2.如权利要求1所述一种晶圆刮边清洗机，其特征在于：所述机架(1)上还设置有精定位相机(15)，精定位相机(15)朝向搬运机械手组(6)将晶圆(7)向刮边座(9)搬运的路径采集图像，并通讯连接所述搬运机械手组(6)。

3.如权利要求1所述一种晶圆刮边清洗机，其特征在于：所述机架(1)上还设置有粗定位机构(16)，粗定位机构(16)包括定位座(17)、定位夹(18)和定位夹驱动机构(19)；

所述定位座(17)供晶圆(7)水平放置；

所述定位夹(18)包括水平且对称设置在定位座(17)上方的第一月牙爪瓣(20)和第二月牙爪瓣(21)；

所述定位夹驱动机构(19)连接并驱动所述第一月牙爪瓣(20)和第二月牙爪瓣(21)开合运动。

4.如权利要求3所述一种晶圆刮边清洗机，其特征在于：所述机架(1)上还设置有收料料盒(22)，收料料盒(22)内用于放置晶圆(7)，并开设有入料口(23)，所述搬运机械手组(6)还用于将晶圆(7)从入料口(23)插入所述收料料盒(22)。

5.如权利要求4所述一种晶圆刮边清洗机，其特征在于：所述上料料盒(2)和所述刮边座(9)之间以及所述离心转盘(14)和所述收料料盒(22)之间分别设置有一个所述粗定位机构(16)。

6.如权利要求4所述一种晶圆刮边清洗机，其特征在于：所述上料料盒(2)一侧侧壁敞开形成所述取料口(8)，所述收料料盒(22)一侧侧壁敞开形成所述入料口(23)，所述上料料盒(2)和收料料盒(22)内分别纵向阵列开设有多层晶圆插槽(25)，每层所述晶圆插槽(25)供一片晶圆(7)水平插入。

7.如权利要求1所述一种晶圆刮边清洗机，其特征在于：所述清洗装置(4)还包括风干机构(24)，所述风干机构(24)用于朝向所述清洗座(12)顶面送风。

8.如权利要求1所述一种晶圆刮边清洗机，其特征在于：所述离心转盘(14)底面具有真空吸嘴(26)，所述真空吸嘴(26)用于吸附晶圆(7)顶面，以将晶圆(7)与离心转盘(14)固定。

9.如权利要求1所述一种晶圆刮边清洗机，其特征在于：所述搬运机械手组(6)包括晶圆进出料盒机械手(27)、晶圆上料机械手(28)、清洗搬运机械手(29)和晶圆下料机械手(30)；

所述晶圆进出料盒机械手(27)用于将晶圆(7)从上料料盒(2)取出，以及将晶圆(7)插入收料料盒(22)；

所述晶圆上料机械手(28)用于将晶圆进出料盒机械手(27)上的晶圆(7)搬运到所述刮边座(9)上；

所述清洗搬运机械手(29)用于将所述刮边座(9)上的晶圆(7)搬运到所述清洗座(12)上；

所述晶圆下料机械手(30)用于将所述清洗座(12)上的晶圆(7)搬运至所述离心转盘(14)，再搬运至所述晶圆进出料盒机械手(27)上。

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