CN114446840A - 一种晶圆玻璃粉擦除装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种晶圆玻璃粉擦除装置，属于制造半导体的设备领域，装置包括：存纸筒、取纸机构、夹持机构以及旋转吸盘。存纸筒用于堆叠存放滤纸。取纸机构包括吸纸管，用于取出存纸筒内的滤纸，吸纸管沿竖直方向升降。夹持机构包括防尘罩，防尘罩内部设有相对移动的两块夹板，用于压紧对折后的滤纸，防尘罩沿水平方向移动设置，存纸筒位于防尘罩移动方向的一端下方。旋转吸盘用于固定晶圆，并使晶圆旋转，旋转吸盘设于防尘罩移动方向的另一端下方。有较高的工作效率，可保证晶圆各处的擦除效果一致，同时可避免粉尘污染。
Description
技术领域
本发明属于制造或处理半导体或固体器件的设备技术领域，尤其涉及一种晶圆玻璃粉擦除装置。
背景技术
晶圆生产主要包括蚀刻、显影、沟槽蚀刻、玻璃钝化、金属化、清洗及划片等工艺。其中玻璃钝化工艺需要在晶圆表面的沟槽内涂覆填充玻璃粉，并且需要将晶圆表面多余的玻璃粉擦除。
现有的方式多数采用人工利用对折的中性滤纸擦去晶圆表面的玻璃粉，由于操作者通常利用拇指、食指和中指捏住折叠后的中性滤纸中部，对折的中性滤纸中部受力较为稳定，可有效擦除晶圆表面的玻璃粉，而中性滤纸底边的两端受力却很小、且不稳定，导致无法有效的擦除晶圆表面的玻璃粉。如此便需要操作者捏着中性滤纸在晶圆表面进行无规律的往复或旋转运动，以尽可能的擦除晶圆表面的玻璃粉。此种方式不仅擦除效率较低；而且由于操作者存在不规律的移动中性滤纸，致使晶圆各处的擦除效果并不一致。
发明内容
为解决现有技术不足，本发明提供一种晶圆玻璃粉擦除装置，具有较高的擦除效率，可保证晶圆各处的擦除效果一致，并且可防止粉尘污染。
为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：
一种晶圆玻璃粉擦除装置，包括：存纸筒、取纸机构、夹持机构以及旋转吸盘。
存纸筒用于堆叠存放滤纸。
取纸机构包括吸纸管，利用负压吸附存纸筒内顶面上的滤纸，吸纸管沿竖直方向升降设置。
夹持机构包括底部开口的防尘罩，防尘罩内部设有相对移动的两块夹板，夹板相对的一侧为平面结构，用于压紧对折后的滤纸，吸纸管升降时可连带着滤纸从夹板之间穿过，防尘罩沿水平方向移动设置，存纸筒位于防尘罩移动方向的一端下方。
旋转吸盘用于固定晶圆，并使晶圆旋转，旋转吸盘设于防尘罩移动方向的另一端下方。
进一步的，存纸筒底部设有举升装置，用于举升存纸筒的滤纸。
进一步的，吸纸管底面为平面，设有两列通孔及一条矩形孔，吸纸管内部具有与通孔及矩形孔均连通的矩形腔，矩形腔内设有T型板，T型板的横板滑动设于矩形腔内，T型板的竖板穿设于矩形孔内，竖板底面设有粘接层，吸纸管至少一端设有吸管接头，吸管接头的穿设位置位于横板的底面与矩形腔的底面之间，通过吸管接头对吸纸管内部降压或加压，可使T型板沿垂直于底面的方向移动。
进一步的，横板底面设有支撑杆，当支撑杆的底面正好与矩形腔的底面接触时，竖板的底面与吸纸管的底面平齐或凸出于吸纸管底面预定距离。
进一步的，夹板相对一侧的平面结构上方设有弹力片，弹力片的上段倾斜朝向两块夹板的中间，弹力片采用橡胶制作。
进一步的，吸纸管的上方连接于一横梁，横梁的一端用于连接升降装置的伸缩杆，横梁与吸纸管平行设置，横梁的上方设有截面为三角形的导向罩。
进一步的，防尘罩侧壁对应吸纸管的移动轨迹开设有条形槽，用于容纳吸纸管，条形槽位于两侧的夹板之间，条形槽设有一对橡胶门帘。
进一步的，旋转吸盘的外周设有环形罩，环形罩内壁设有排气孔用于吸除擦除玻璃粉形成的粉尘，防尘罩的外径小于环形罩的内径，擦除玻璃粉时，防尘罩的下段插设于环形罩内。
进一步的，夹板均采用气缸驱动，气缸设于防尘罩的外侧。
进一步的，吸纸管的两侧外壁呈圆弧结构。
本发明的有益效果在于：利用取纸机构实现自动化取纸，并通过取纸机构与夹持机构配合对滤纸进行自动对折，以及通过夹持结构与旋转吸盘配合利用滤纸完成对晶圆玻璃粉的自动擦除工作，使本申请的晶圆玻璃粉擦除装置具有较高的自动化程度，从而有效提升了工作效率。利用夹板沿滤纸的对折沿线对滤纸进行整体夹持，使滤纸对折部位的两端均具有良好的稳定结构，以使得滤纸与晶圆接触的各部均具有相同的受压结构，从而保证了晶圆各处擦除玻璃粉效果的一致性。针对擦除玻璃粉的工位设置了环形罩以及防尘罩，可有效防止玻璃粉飘散，防止粉尘污染。
附图说明
本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。
图1示出了本申请的吸纸管将滤纸从存纸筒内取出时的状态图。
图2示出了图1中A处的放大图。
图3示出了吸纸管将滤纸送入防尘罩时的状态图。
图4示出了图3中B处的放大图。
图5示出了滤纸擦除玻璃粉时的状态图。
图6示出了图5中C处的放大图。
图7示出了吸纸管带着滤纸进入防尘罩时的状态图。
图8示出了吸纸管带着滤纸从两块夹板之间穿过时的状态图。
图9示出了吸纸管带着滤纸向上越过夹板时的状态图。
图10示出了吸纸管带着滤纸向下***两块夹板之间时的状态图。
图11示出了夹板与吸纸管配合对滤纸进行对折时的状态图。
图12示出了夹板夹持对折后滤纸的状态图。
图13示出了吸纸管的内部结构图。
图14示出了吸纸管吸附滤纸时的截面视图。
图15示出了吸纸管松开滤纸时的截面视图。
图中标记：存纸筒-10、取纸机构-20、吸纸管-21、通孔-211、矩形孔-212、矩形腔-213、T型板-22、横板-221、竖板-222、支撑杆-223、吸管接头-23、横梁-24、导向罩-25、夹持机构-30、防尘罩-31、条形槽-311、橡胶门帘-312、夹板-32、弹力片-33、旋转吸盘-40、环形罩-41。
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，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1至图12所示，一种晶圆玻璃粉擦除装置，包括：存纸筒10、取纸机构20、夹持机构30以及旋转吸盘40。
具体的，如图1至图3所示，存纸筒10，用于堆叠存放滤纸。
优选的，存纸筒10底部设有举升装置，用于举升存纸筒10的滤纸，从而使顶面的滤纸高度保持在设定范围内，以便于吸纸管21吸取。
具体的，如图2及图7至图12所示，取纸机构20包括沿竖直方向升降设置的吸纸管21，吸纸管21呈水平状态。吸纸管21利用负压或者粘接的方式吸附存纸筒10内顶面上的滤纸，吸纸管21的吸附位置穿过滤纸的中线，利用吸纸管21的升降移动使之与夹持机构30配合实现对滤纸的对折功能。
具体的，如图5至图12所示，夹持机构30包括底部开口的防尘罩31。防尘罩31内部设有相对移动的两块夹板32，夹板32相对的一侧为平面结构，用于压紧对折后的滤纸，平面结构的长度大于滤纸的最大长度或直径。夹板32均采用气缸驱动，气缸设于防尘罩31的外侧。
如图8、图10及图11所示，吸纸管21升降时可连带着滤纸从夹板32之间穿过，从而实现对滤纸的对折功能。当完成对滤纸的对折工作，以及夹板32将滤纸夹持固定之后，可通过水平移动防尘罩31的方式使吸纸管21从对折后的滤纸中抽出。
更具体的，防尘罩31沿水平方向移动设置，存纸筒10位于防尘罩31移动方向的一端下方。其移动方式可采用电极丝杆的结构实现。
具体的，如图1及图6所示，旋转吸盘40用于固定晶圆，并使晶圆旋转，旋转吸盘40设于防尘罩31移动方向的另一端下方。
工作时，利用吸纸管21与夹持机构30配合使滤纸形成对折结构，并利用夹板32夹持固定对折后的滤纸。具体的，如图7所示，首先利用吸纸管21带着滤纸向上移动至防尘罩31内，此时夹板32之间的间距大于吸纸管21的宽度。如图8所示，使吸纸管21带着滤纸向上穿过夹板32之间，直至吸纸管21及滤纸处于如图9所示的位置，使滤纸完全向上越过夹板32。然后吸纸管21带着滤纸向下移动，如图10所示，吸纸管21带着滤纸向下穿过夹板32之间，此时滤纸的两侧被向上阻隔，逐渐形成如图11所示的折弯形状。吸纸管21继续下降，直至吸纸管21向下完全越过夹板32。夹板32向中间移动，将滤纸压紧，随后防尘罩31沿着吸纸管21的长度方向移动，使吸纸管21从滤纸中抽出。夹板32夹持住滤纸的状态如图12所示。
然后，通过丝杆电机的方式使防尘罩31移动至旋转吸盘40的上方，操作者预先将晶圆放置于旋转吸盘40上。然后通过升降装置控制防尘罩31下降预定高度，如图6所示，使对折后的滤纸底部与晶圆顶面接触，并使滤纸存在预定范围的挤压变形，以使得滤纸底面贴在晶圆表面。然后通过旋转吸盘40转动，使晶圆快速旋转，晶圆在旋转的过程中不断的与滤纸底面接触摩擦，以达到擦除晶圆表面玻璃粉的目的。
优选的，如图13至图15所示，吸纸管21底面为平面，设有两列通孔211及一条矩形孔212，吸纸管21内部具有与通孔211及矩形孔212均连通的矩形腔213。矩形腔213内设有T型板22，T型板22的横板221滑动设于矩形腔213内，T型板22的竖板222穿设于矩形孔212内。
更具体的，竖板222底面设有粘接层，吸纸管21至少一端设有吸管接头23，吸管接头23的穿设位置位于横板221的底面与矩形腔213的底面之间。通过吸管接头23对吸纸管21内部降压或加压，可使T型板22沿垂直于底面的方向移动。
如图14所示，当吸纸管21吸附滤纸时，吸管接头23通过真空泵或抽气泵抽取矩形腔213内横板221下方的空气，对吸纸管21内部降压，使横板221底面与矩形腔213底面之间形成负压状态，从而使T型板22向下移动，以使竖板222沿着矩形孔212向下移动。最终竖板222的底面与吸纸管21的底面平齐或凸出于吸纸管21的底面。利用负压通过通孔211吸附滤纸，同时利用竖板222底面的粘接层对滤纸进行粘接，提高滤纸的吸附稳定性，防止吸纸管21连带着滤纸从夹板32之间穿过时滤纸脱落。
如图15所示，当吸纸管21松开滤纸时，则需要通过吸管接头23向横板221底面与矩形腔213底面之间加压，使T型板22向上移动，使竖板222缩回矩形孔212内，从而使竖板222底面的粘接层与滤纸分离，并且同时断开了负压通过通孔211对滤纸的吸附力，然后使防尘罩31向旋转吸盘40一端移动，从而使吸纸管21从对折的滤纸内抽出，完成与滤纸的分离。
优选的，如图14、图15所示，横板221底面设有支撑杆223，当支撑杆223的底面正好与矩形腔213的底面接触时，竖板222的底面与吸纸管21的底面平齐或凸出于吸纸管21底面预定距离。利用支撑杆223限定T型板22一定的范围，防止竖板222凸出吸纸管21底面过多而造成通孔211无法吸附滤纸。
优选的，如图6至图12所示，夹板32相对一侧的平面结构上方设有弹力片33，弹力片33的上段倾斜朝向两块夹板32的中间，弹力片33采用橡胶制作。如图10、图11所示，当吸纸管21带着滤纸向下穿过夹板32时，可通过弹力片33使滤纸的上段边沿向中间逐渐合拢，形成对折的结构，防止滤纸因本身具有的弹力向两侧弹开；并且利用弹力片33橡胶材质本身具有一定摩擦力的作用，使滤纸两侧在对折时保持一定的拉力，有利于时滤纸对折的两侧保持对称。
进一步优选的的，如图4、图8所示，吸纸管21的上方连接于一横梁24，横梁24的一端用于连接升降装置的伸缩杆，横梁24与吸纸管21平行设置，横梁24的上方设有截面为三角形的导向罩25。如图11当弹力片33将滤纸对折的两侧向中部合拢时，利用导向罩25的两侧壁形成对滤纸的支撑及导向结构，防止滤纸卡滞，并且利用弹力片33将滤纸压贴在导向罩25的侧壁上，使滤纸向下移动时具有一定的阻力，以保证滤纸对折出的两侧被绷直，防止滤纸对折的任意一侧产生褶皱，当夹板，完全将滤纸夹持住时，导向罩25、横梁24及吸纸管21均处于滤纸对折后形成的腔内。
优选的，如图4及图12所示，防尘罩31侧壁对应吸纸管21的移动轨迹开设有条形槽311，用于容纳吸纸管21，条形槽311位于两侧的夹板32之间，条形槽311设有一对橡胶门帘312。当吸纸管21穿过条形槽311时，橡胶门帘312可利用自身的弹性变形进行避让，当吸纸管21移出时，橡胶门帘312将自动恢复弹力，使条形槽311封闭，防止擦除玻璃粉时玻璃粉的粉尘飘散，从而进一步避免粉尘污染。
优选的，如图1所示，旋转吸盘40的外周设有环形罩41，环形罩41内壁设有排气孔用于吸除擦除玻璃粉形成的粉尘，防止玻璃粉飘散。
进一步优选的，防尘罩31的外径小于环形罩41的内径，如图6所示，擦除玻璃粉时，防尘罩31的下段插设于环形罩41内，形成密封的工作环境，进一步防止玻璃粉飘散。
优选的，如图11、图14及图15所示，吸纸管21的两侧外壁呈圆弧结构。便于吸纸管21和滤纸之间光滑过度，以及有助于使滤纸的与晶圆表面接触部位的截面形成如图6及图12所述椭圆形结构。此结构可保证滤纸对对折部位的两侧都具有移动的支撑强度，同时也使得滤纸对折的底部为圆弧结构，当滤纸被挤压后底部与晶圆之间则为面接触，无论晶圆朝顺时针或逆时针旋转，滤纸的底部均能与其光滑的接触，以柔和的力量擦除晶圆表面的玻璃粉。如果将滤纸对折的底边完全紧贴，使底边形呈一条线的结构，由于其底边的棱角过于尖锐则很有可能将腐蚀沟槽内的玻璃粉也一并擦除，影响晶圆钝化划片之后的强度。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种晶圆玻璃粉擦除装置，其特征在于，包括：
存纸筒（10），用于堆叠存放滤纸；
取纸机构（20），包括沿竖直方向升降设置的吸纸管（21），用于吸附存纸筒（10）内顶面上的滤纸；
夹持机构（30），包括底部开口的防尘罩（31），防尘罩（31）内部设有相对移动的两块夹板（32），夹板（32）相对的一侧为平面结构，用于压紧对折后的滤纸，吸纸管（21）升降时可连带着滤纸从夹板（32）之间穿过，防尘罩（31）沿水平方向移动设置，存纸筒（10）位于防尘罩（31）移动方向的一端下方；
旋转吸盘（40），用于固定晶圆，并使晶圆旋转，旋转吸盘（40）设于防尘罩（31）移动方向的另一端下方。
2.根据权利要求1所述的晶圆玻璃粉擦除装置，其特征在于，存纸筒（10）底部设有举升装置，用于举升存纸筒（10）的滤纸。
3.根据权利要求1所述的晶圆玻璃粉擦除装置，其特征在于，吸纸管（21）底面为平面，设有两列通孔（211）及一条矩形孔（212），吸纸管（21）内部具有与通孔（211）及矩形孔（212）均连通的矩形腔（213），矩形腔（213）内设有T型板（22），T型板（22）的横板（221）滑动设于矩形腔（213）内，T型板（22）的竖板（222）穿设于矩形孔（212）内，竖板（222）底面设有粘接层，吸纸管（21）至少一端设有吸管接头（23），吸管接头（23）的穿设位置位于横板（221）的底面与矩形腔（213）的底面之间，通过吸管接头（23）对吸纸管（21）内部降压或加压，可使T型板（22）沿垂直于底面的方向移动。
4.根据权利要求3所述的晶圆玻璃粉擦除装置，其特征在于，横板（221）底面设有支撑杆（223），当支撑杆（223）的底面正好与矩形腔（213）的底面接触时，竖板（222）的底面与吸纸管（21）的底面平齐或凸出于吸纸管（21）底面预定距离。
5.根据权利要求1所述的晶圆玻璃粉擦除装置，其特征在于，夹板（32）相对一侧的平面结构上方设有弹力片（33），弹力片（33）的上段倾斜朝向两块夹板（32）的中间。
6.根据权利要求1所述的晶圆玻璃粉擦除装置，其特征在于，吸纸管（21）的上方连接于一横梁（24），横梁（24）的一端用于连接升降装置的伸缩杆，横梁（24）与吸纸管（21）平行设置，横梁（24）的上方设有截面为三角形的导向罩（25）。
7.根据权利要求1所述的晶圆玻璃粉擦除装置，其特征在于，防尘罩（31）侧壁对应吸纸管（21）的移动轨迹开设有条形槽（311），用于容纳吸纸管（21），条形槽（311）位于两侧的夹板（32）之间，条形槽（311）设有一对橡胶门帘（312）。
8.根据权利要求1所述的晶圆玻璃粉擦除装置，其特征在于，旋转吸盘（40）的外周设有环形罩（41），环形罩（41）内壁设有排气孔用于吸除擦除玻璃粉形成的粉尘，防尘罩（31）的外径小于环形罩（41）的内径，擦除玻璃粉时，防尘罩（31）的下段插设于环形罩（41）内。
9.根据权利要求1所述的晶圆玻璃粉擦除装置，其特征在于，夹板（32）均采用气缸驱动，气缸设于防尘罩（31）的外侧。
10.根据权利要求1所述的晶圆玻璃粉擦除装置，其特征在于，吸纸管（21）的两侧外壁呈圆弧结构。
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Denomination of invention: A wafer glass powder erasing device Effective date of registration: 20230612 Granted publication date: 20220701 Pledgee: CITIC FINANCIAL LEASING Co.,Ltd. Pledgor: SICHUAN SHANGTE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023990000291 |