CN218504116U - 一种全自动磨边机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种全自动磨边机，将搬运机构、校正机构、磨边机构和清洗甩干机构集成在机床机身上，能够在一定程度上缩小全自动磨边机的体积，同时本申请将清洗机构和甩干机构进行集成，形成清洗甩干机构，相对于现有技术中清洗机构和甩干机构独立设置的方式，能够进一步缩小全自动磨边机的体积，从而达到缩小全自动磨边机的占用面积。

Description

一种全自动磨边机

技术领域

本申请涉及半导体材料技术领域，特别涉及一种全自动磨边机。

背景技术

全自动磨边机具有搬运、校正、磨边、清洗和甩干等多个工位，多个工位配合对晶圆进行处理。

现有技术的全自动磨边机具有搬运、校正、磨边、清洗和甩干等多个工位均为独立工位，导致全自动磨边机的体积大，占用面积大。

因此，如何缩小全自动磨边机的体积，以缩小占用面积，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请提出了一种全自动磨边机，以缩小全自动磨边机的体积，缩小占用面积。

为了实现上述目的，本申请提供了一种全自动磨边机，包括机床床身、搬运机构、校正机构和磨边机构，还包括清洗甩干机构，

所述搬运机构用于实现所述晶圆在所述校正机构、所述磨边机构和所述清洗甩干机构之间的搬运，

所述校正机构用于对所述晶圆进行图像对位，所述磨边机构用于磨削所述晶圆，

所述机床床身上安装所述搬运机构、所述校正机构、所述磨边机构和所述清洗甩干机构，

所述清洗甩干机构用于清洗打磨时的所述晶圆以及甩干清洗后的所述晶圆，所述清洗甩干机构包括：

储水池，用于收集所述晶圆在打磨和甩干过程中产生的废水；

旋转轴，安装在所述储水池内，所述旋转轴能够绕自身轴线转动；

吸盘，用于固定所述晶圆，所述吸盘与所述旋转轴连接，能够随所述旋转轴同步转动；

喷嘴，安装在所述储水池上，用于向所述吸盘喷洒清洗液，所述喷嘴能够与供液装置连通。

优选地，在上述全自动磨边机中，所述搬运机构包括上料机械手和运动平台，

所述上料机械手用于将晶圆上料至所述校正机构；

所述运动平台位于所述校正机构和所述磨头机构之间，包括：

第一驱动件，位于所述储水池内与所述吸盘连接，用于驱动所述吸盘沿竖直方向运动；

第二驱动件，位于所述储水池外且与所述储水池连接，用于驱动所述储水池沿第二方向运动；

第三驱动件，与所述第二驱动件连接，用于驱动所述第二驱动件沿第一方向运动，

其中，所述第一方向位于平行于所述校正机构和所述磨头机构设置方向且所述第一方向与所述竖直方向垂直，所述第二方向垂直于所述第一方向和所述竖直方向。

优选地，在上述全自动磨边机中，所述第一驱动件为伸缩缸，所述伸缩缸的缸体与所述储水池连接，所述伸缩缸的伸缩杆与所述旋转轴连接，所述旋转轴与所述吸盘连接；

所述第二驱动件为第一导轨组件，所述第一导轨组件包括第一导轨和第一滑块，所述第一滑块能够沿所述第一导轨滑动，所述第一滑块与所述储水池连接；

所述第三驱动件为第二导轨组件，所述第二导轨组件包括第二导轨和第二滑块，所述第二滑块能够沿所述第二导轨滑动，所述第二滑块与所述第一导轨连接。

优选地，在上述全自动磨边机中，所述上料机械手为三轴伺服机械手。

优选地，在上述全自动磨边机中，还包括料盒，用于盛放晶圆，所述上料机械手位于所述料盒和所述校正机构之间。

优选地，在上述全自动磨边机中，所述校正机构包括：

放置架，安装在所述机床床身上，用于放置所述搬运机构上料的晶圆；

光源，安装在所述放置架上，用于照射位于所述放置架上的所述晶圆；

摄像头，安装在所述放置架上，所述摄像头和所述光源分别位于所述放置架的上下两侧，用于获取所述晶圆的图像以确定所述晶圆的中心坐标。

优选地，在上述全自动磨边机中，所述光源为LED光源。

优选地，在上述全自动磨边机中，所述磨边机构包括伺服电机、传动轴磨头和磨头喷嘴，

所述伺服电机通过安装架安装在所述机床床身上，

所述传动轴的轴线方向的第一端与所述伺服电机连接；

所述磨头与所述传动轴的轴线方向的第二端连接，用于磨削所述待加工件；

所述磨头喷嘴安装在所述伺服电机上，用于向所述磨头喷洒冷却水。

本申请实施例提供的全自动磨边机，将搬运机构、校正机构、磨边机构和清洗甩干机构集成在机床机身上，能够在一定程度上缩小全自动磨边机的体积，同时本申请将清洗机构和甩干机构进行集成，形成清洗甩干机构，相对于现有技术中清洗机构和甩干机构独立设置的方式，能够进一步缩小全自动磨边机的体积，从而达到缩小全自动磨边机的占用面积。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，而且还可以根据提供的附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

图1是本申请实施例公开的全自动磨边机的结构示意图；

图2是本申请实施例公开的全自动磨边机的主视图。

附图说明如下：

0、晶圆，1、机床床身，2、磨头机构，2.1、磨头，2.2、磨头喷嘴，3、运动平台，3.1、第一驱动件，3.2、第三驱动件，3.3、第二驱动件，4、储水池，4.1、喷嘴，5、校正机构，5.1、光源，5.2、放置架，5.3、摄像头，6、上料机械手，7、料盒。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请相关的部分。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应当理解，本申请中使用的“***”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的***所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

请参阅图1-图2。

本申请一些实施例公开了一种全自动磨边机，包括机床床身1、搬运机构、校正机构5和磨头机构2，还包括清洗甩干机构。

搬运机构用于实现晶圆0在校正机构5、磨头机构2和清洗甩干机构之间的搬运；校正机构5用于对晶圆0进行图像对位，以保证后续磨头机构2对晶圆0打磨的精度；磨头机构2用于磨削晶圆0；清洗甩干机构用于清洗打磨后的晶圆0，以及甩干清洗后的晶圆0。

本申请公开的全自动磨边机，将搬运机构、校正机构5、磨头机构2和清洗甩干机构集成在机床机身上，能够在一定程度上缩小全自动磨边机的体积，同时本申请将清洗机构和甩干机构进行集成，形成清洗甩干机构，相对于现有技术中清洗机构和甩干机构独立设置的方式，能够进一步缩小全自动磨边机的体积，从而达到缩小全自动磨边机的占用面积。

本申请中，清洗甩干机构包括储水池4、旋转轴、吸盘和喷嘴4.1。

储水池4用于收集晶圆0在打磨、清洗和甩干过程中产生的废水；

旋转轴安装在储水池4内，旋转轴能够绕自身轴线转动；

吸盘用于固定晶圆0，吸盘与旋转轴连接，能够随旋转轴同步转动，具体的，旋转轴的一端与储水池4连接，旋转轴的另一端与吸盘连接；

喷嘴4.1安装在储水池4上，用于向吸盘喷洒清洗液，喷嘴4.1能够与供液装置连通，优选地，清洗液可以为纯水，也可以为特制药水。

优选地，晶圆沿垂直于吸盘方向的投影面积大于吸盘的面积。晶圆0磨削时，旋转轴带动吸盘转动，磨头机构2能够对晶圆0周向的各个位置进行打磨，打磨完成后喷嘴4.1把纯水或特制药水等清洗液均匀地喷洒到晶圆0表面，对晶圆0进行清洗；

晶圆0清洗完成后，旋转轴带动吸盘高速旋转，通过吸盘带动晶圆高速旋转产生的离心力甩干晶圆0表面的水滴，对晶圆0进行甩干。

本申请中通过一套清洗甩干机构实现对晶圆0的清洗和甩干，相对于现有技术中清洗机构和甩干机构独立设置的方式，不仅简化了装置的结构，而且缩小了装置的体积。

本申请中磨头机构2不能进行平移或升降等动作，为固定在机床床身1上的机构，本申请中通过位于校正机构5和磨头机构2之间的运动平台3实现吸盘与校正机构5和磨头机构2的配合。

在本申请的一些实施例中，搬运机构包括上料机械手6和运动平台3，其中，上料机械手6用于将晶圆0上料至校正机构5，运动平台3用于实现吸盘在校正机构5和磨头机构2之间的运动。

如图1和2所示，运动平台3包括第一驱动件3.1、第二驱动件3.3和第三驱动件3.2，其中，第一驱动件3.1位于储水池4内且与旋转轴连接，用于通过旋转轴驱动吸盘沿竖直方向运动，第二驱动件3.3位于储水池4外，第二驱动件3.3与储水池4连接，用于驱动储水池4沿第二方向运动，第三驱动件3.2与第二驱动件3.3连接，用于驱动第二驱动件3.3沿第一方向运动，其中，第一方向平行于校正机构5和磨头机构2设置方向且所述第一方向与竖直方向垂直，第二方向垂直于第一方向和竖直方向。

在本申请的一些实施例中，第一驱动件3.1为伸缩缸，伸缩缸的缸体与储水池4连接，伸缩缸的伸缩杆与旋转轴连接，旋转轴与吸盘连接，伸缩缸的伸缩杆伸缩以驱动吸盘沿竖直方向运动，优选地，本申请中旋转轴也沿竖直方向设置，第一驱动件3.1和旋转轴可以进行集成，旋转轴安装在第一驱动件3.1上，使旋转轴能够随第一驱动件3.1升降，同时旋转轴能够绕自身轴线转动。

第二驱动件3.3为第一导轨组件，第一导轨组件包括第一导轨和第一滑块，第一导轨沿第二方向设置，第一导轨上设置第一滑块，第一滑块与储水池4连接，具体的，第一滑块沿第一导轨滑动，带动储水池4沿第二方向运动；

第三驱动件3.2为第二导轨组件，第二导轨组件包括第二导轨和第二滑块，第二导轨沿第一方向设置，第二导轨上设置第二滑块，第二滑块与第一导轨连接，具体的，第二滑块沿第二导轨滑动，带动第一导轨沿第一方向运动，进而实现储水池4沿第一方向运动。

该实施例中，第一滑块在第一导轨上的运动，以及，第二滑块在第二导轨上的运动通过电机实现。

本申请中运动平台3集成在清洗甩干机构上，相对于运动平台3单独设置的方式，进一步缩小了运动平台3和清洗甩干机构的组合结构占用的水平方向的空间，从而进一步缩小了全自动磨边机的体积，减小全自动磨边机的占用面积。

优选地，上料机械手6为三轴伺服机械手。

本申请公开的全自动磨边机还包括料盒7，料盒7用于盛放晶圆0。如图1和2所示，上料机械手6位于料盒7和校正机构5之间。

本申请中料盒7的个数可以为一个，也可以为两个。在料盒7为一个的实施例中，料盒7内用于放置待打磨的晶圆0；在料盒7为两个实施例中，其中一个料盒7用于放置待打磨的晶圆0，另一个料盒7用于放置打磨完成的晶圆0。

如图1和2所示，校正机构5包括放置架5.2、光源5.1和摄像头5.3。

其中，放置架5.2安装在机床床身1上，用于放置搬运机构上料来的晶圆0，优选地，晶圆0在放置架5.2上水平放置；

光源5.1安装在放置架5.2上，用于照射位于放置架5.2上的晶圆0，为摄像头5.3补光；

摄像头5.3安装在放置架5.2上，且摄像头5.3和光源5.1分别位于放置架5.2的上下两侧，摄像头5.3用于获取晶圆0的图像以确定晶圆0的中心。

优选地，摄像头5.3位于放置架5.2的上方，光源5.1位于放置架5.2的下方，校正机构5可以实现晶圆0的图像对位功能，从而使运动平台3上的清洗甩干机构的吸盘能实现在精确定位晶圆0的中心点后取走晶圆0。

优选地，光源5.1为LED光源。

校正机构5为现有技术中常用的校正机构5，此处不对校正机构5的原理进行详细说明。

磨头机构2包括伺服电机2.3、传动轴、磨头2.1和磨头喷嘴2.2。

伺服电机2.3通过安装架安装在机床床身1上，传动轴沿竖直方向设置，传动轴的轴线方向的第一端与伺服电机2.3连接，传动轴的轴线方向的第二端与磨头2.1连接，磨头喷嘴2.2安装在伺服电机2.3上。

伺服电机2.3驱动传动轴转动，传动轴带动磨头2.1转动，磨头2.1对吸盘上的晶圆0进行磨削，同时磨头喷嘴2.2向磨头2.1喷洒冷却水。

三轴伺服机械手把料盒7中的晶圆0取出来，放置到校正机构5的放置架5.2上，摄像头5.3和光源5.1共同作用，通过电控***的图像分析，获取晶圆0的精确的中心坐标，并把中心坐标的参数输出到运动平台3，运动平台3的第二驱动件3.3和第三驱动件3.2驱动储水池4运动，使储水池4内的吸盘运动到放置架5.2的下方，第一驱动件3.1驱动吸盘上升，至吸盘接触到放置架5.2上的晶圆0，吸盘吸附晶圆0，第一驱动件3.1驱动吸盘继续上升，至晶圆0离开放置架5.2；运动平台3的第二驱动件3.3和第三驱动件3.2驱动储水池4向磨头机构2运动，第一驱动件3.1驱动吸盘上升，至吸盘上的晶圆0接近磨头2.1，磨头喷嘴2.2向晶圆0喷洒冷却水，对磨头2.1和晶圆0进行降温，磨头机构2对晶圆0进行磨削，同时旋转轴驱动吸盘转动，对晶圆0进行磨边处理；磨边完成后，运动平台3的第二驱动件3.3和第三驱动件3.2驱动储水池4向远离磨头机构2的方向运动，同时第一驱动件3.1驱动吸盘下降，至吸盘低于储水池4的侧壁，旋转轴驱动吸盘旋转，喷嘴4.1将纯水或特制药水喷洒到晶圆0表面，对晶圆0进行清洗处理，清洗完毕后，旋转轴继续驱动吸盘转动，利用离心力甩干晶圆0表面的水滴；第二驱动件3.3和第三驱动件3.2驱动储水池4运动，配合三轴伺服机械手取走吸盘上的晶圆0，并把晶圆0放回料盒7内；重复上述过程，至料盒7内的晶圆0处理完毕，更换新的料盒7并对料盒7内的晶圆0进行处理。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。本申请中所涉及的申请范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种全自动磨边机，其特征在于，包括机床床身(1)、搬运机构、校正机构(5)和磨头机构(2)，还包括清洗甩干机构，

所述搬运机构用于实现晶圆(0)在所述校正机构(5)、所述磨头机构(2)和所述清洗甩干机构之间的搬运，

所述校正机构(5)用于对所述晶圆(0)进行图像对位，所述磨头机构(2)用于磨削所述晶圆(0)，

所述机床床身(1)上安装所述搬运机构、所述校正机构(5)、所述磨头机构(2)和所述清洗甩干机构，

所述清洗甩干机构用于清洗打磨时的所述晶圆(0)以及甩干清洗后的所述晶圆(0)，所述清洗甩干机构包括：

储水池(4)，用于收集所述晶圆(0)在打磨和甩干过程中产生的废水；

旋转轴，安装在所述储水池(4)内，所述旋转轴能够绕自身轴线转动；

吸盘，用于固定所述晶圆(0)，所述吸盘与所述旋转轴连接，能够随所述旋转轴同步转动；

喷嘴(4.1)，安装在所述储水池(4)上，用于向所述吸盘喷洒清洗液，所述喷嘴(4.1)能够与供液装置连通。

2.根据权利要求1所述的全自动磨边机，其特征在于，所述搬运机构包括上料机械手(6)和运动平台(3)，

所述上料机械手(6)用于将晶圆(0)上料至所述校正机构(5)；

所述运动平台(3)位于所述校正机构(5)和所述磨头机构(2)之间，包括：

第一驱动件(3.1)，位于所述储水池(4)内与所述旋转轴连接，用于驱动所述吸盘沿竖直方向运动；

第二驱动件(3.3)，位于所述储水池(4)外且与所述储水池(4)连接，用于驱动所述储水池(4)沿第二方向运动；

第三驱动件(3.2)，与所述第二驱动件(3.3)连接，用于驱动所述第二驱动件(3.3)沿第一方向运动，

其中，所述第一方向平行于所述校正机构(5)和所述磨头机构(2)的设置方向且所述第一方向与所述竖直方向垂直，所述第二方向垂直于所述第一方向和所述竖直方向。

3.根据权利要求2所述的全自动磨边机，其特征在于，所述第一驱动件(3.1)为伸缩缸，所述伸缩缸的缸体与所述储水池(4)连接，所述伸缩缸的伸缩杆与所述旋转轴连接，所述旋转轴与所述吸盘连接；

所述第二驱动件(3.3)为第一导轨组件，所述第一导轨组件包括第一导轨和第一滑块，所述第一滑块能够沿所述第一导轨滑动，所述第一滑块与所述储水池(4)连接；

所述第三驱动件(3.2)为第二导轨组件，所述第二导轨组件包括第二导轨和第二滑块，所述第二滑块能够沿所述第二导轨滑动，所述第二滑块与所述第一导轨连接。

4.根据权利要求2所述的全自动磨边机，其特征在于，所述上料机械手(6)为三轴伺服机械手。

5.根据权利要求2所述的全自动磨边机，其特征在于，还包括料盒(7)，用于盛放晶圆(0)，所述上料机械手(6)位于所述料盒(7)和所述校正机构(5)之间。

6.根据权利要求1所述的全自动磨边机，其特征在于，所述校正机构(5)包括：

放置架(5.2)，安装在所述机床床身(1)上，用于放置所述搬运机构上料的晶圆(0)；

光源(5.1)，安装在所述放置架(5.2)上，用于照射位于所述放置架(5.2)上的所述晶圆(0)；

摄像头(5.3)，安装在所述放置架(5.2)上，所述摄像头(5.3)和所述光源(5.1)分别位于所述放置架(5.2)的上下两侧，用于获取所述晶圆(0)的图像以确定所述晶圆(0)的中心坐标。

7.根据权利要求6所述的全自动磨边机，其特征在于，所述光源(5.1)为LED光源。

8.根据权利要求1所述的全自动磨边机，其特征在于，所述磨头机构(2)包括伺服电机(2.3)、传动轴、磨头(2.1)和磨头喷嘴(2.2)，

所述伺服电机(2.3)通过安装架安装在所述机床床身(1)上；

所述传动轴的轴线方向的第一端与所述伺服电机(2.3)连接；

所述磨头(2.1)与所述传动轴的轴线方向的第二端连接，用于磨削所述晶圆(0)；

所述磨头喷嘴(2.2)安装在所述伺服电机(2.3)上，用于向所述磨头(2.1)喷洒冷却水。

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