CN220106449U - 一种固晶机的晶圆切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种固晶机的晶圆切换装置，属于半导体固晶机领域，其特征在于，包括固晶工作台、两晶圆盘存放位以及旋转臂，其设置在晶圆盘存放位上方；旋转驱动，其与旋转臂相连，用于驱动旋转臂做旋转运动；升降驱动，其与旋转臂相连，用于驱动旋转臂做上下运动；取放爪，数量为两组，其固定连接在旋转臂上，且二者对称布置在在旋转臂的旋转中心两侧；吸盘，连接在取放爪底部，用于对晶圆盘实施取放操作；两晶圆盘存放位、固晶工作台均位于取放爪的旋转轨迹上；本实用新型能够实现将固晶工作台上使用完的晶圆盘自动取下，并自动更换新的晶圆盘，大大节省了人力，提高了工作效率。

Description

一种固晶机的晶圆切换装置

技术领域

本实用新型涉及半导体固晶机技术领域，具体涉及一种固晶机的晶圆切换装置。

背景技术

固晶过程中，吸嘴吸取晶圆盘(通常使用蓝膜)上的单颗晶圆并随摆臂送至料片的指定位置。待一张晶圆盘上的晶圆全部取完之后，需要将空白蓝膜取下，换上一张新的蓝膜。现有技术中，这种蓝膜的取换通常需要人工来完成。但是，实际生产中，一般是一位工作人员参与操作多台固晶机，因此就会出现更换蓝膜不及时导致机器等待蓝膜的现象，造成生产效率低下；而且频繁操作更换蓝膜也造成人员的劳动强度较大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种固晶机的晶圆切换装置，能够实现晶圆的自动切换，减轻人员劳动强度，提高固晶机生产效率。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种固晶机的晶圆切换装置，其特征在于，包括

固晶工作台，用于放置待固晶的晶圆盘，晶圆盘旁侧设置有用于固定晶圆盘的电动夹具；

晶圆盘存放位，数量为两个，其中一个用于放置使用过的晶圆盘，另一个用于放置未使用的晶圆盘；

旋转臂，设置在晶圆盘存放位上方；

旋转驱动，其与旋转臂相连，用于驱动旋转臂做旋转运动；

升降驱动，其与旋转臂相连，用于驱动旋转臂做上下运动；

取放爪，数量为两组，其固定连接在旋转臂上，且二者对称布置在在旋转臂的旋转中心两侧；

吸盘，连接在取放爪底部，用于对晶圆盘实施取放操作；

两晶圆盘存放位、固晶工作台均位于取放爪的旋转轨迹上。

进一步的，所述旋转驱动采用旋转电机，其输出端固定连接有连板。

更进一步的，所述升降驱动采用气缸，气缸的缸筒固定连接在所述连板上，气缸的伸缩端与旋转臂固定相连。

进一步的，所述晶圆盘存放位包括底板及连接在底板上的至少三个导柱，至少三个导柱之间形成晶圆盘存放空间。其中至少一个晶圆盘存放位还包括位于底板上方的底托，底托外周设置有与导柱相适配的让位槽，底托底部连接驱动其升降的调节驱动。

更进一步的，底板表面对应导柱设置有条形槽，条形槽底壁沿开设有多个安装孔，导柱底部对应安装孔设置有固定孔。

进一步的，所述电动夹具包括布置在晶圆盘外周的多个夹具单体，所述夹具单体包括连接臂、顶杆、压缩弹簧及伸缩驱动件，所述连接臂水平放置，连接臂中部通过一转轴转动连接在固晶工作台上，所述连接臂一端的内侧通过压缩弹簧与固晶工作台相抵触，连接臂的另一端固定连接有顶杆，顶杆端部方向朝向晶圆盘，所述连接臂的外侧设置有伸缩驱动件，伸缩驱动件的伸缩端朝向连接臂靠近压缩弹簧的一端。

更进一步的，所述伸缩驱动件采用气缸，其缸筒固定在固晶工作台上。

更进一步的，所述固晶工作台上开设有用于放置压缩弹簧的凹槽，压缩弹簧呈水平状放置，压缩弹簧的一端固定连接在凹槽内，所述连接臂对应压缩弹簧固定设置有抵触板。

更进一步的，所述抵触板与连接臂为一体式结构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在固晶工作台旁侧增设两晶圆盘存放位，分别用于放置已用完的和新的晶圆盘，再通过设置的旋转臂以及与之相连的旋转驱动和升降驱动以及带有洗盘的取放爪，能够实现将固晶工作台上使用完的晶圆盘自动取下，并自动更换新的晶圆盘，大大节省了人力，提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的主视结构示意图；

图2是本实用新型一实施例固晶工作台和两晶圆盘存放位的俯视结构示意图；

图3是本实用新型一实施例一号存放位的俯视结构示意图；

图4是本实用新型一实施例二号存放位的俯视结构示意图；

图5是本实用新型一实施例夹具单体在固晶工作台上的安装结构示意图；

图6是本实用新型一实施例连接臂的侧视结构示意图；

图中：1.固晶工作台，2.晶圆盘存放位，201.一号存放位，202.二号存放位，21.底板，211.条形槽，212.安装孔，22.导柱，221.固定孔，23.底托，231.让位槽，232.调节驱动，3.旋转臂，4.旋转驱动，41.连板，5.升降驱动，6.取放爪，7.吸盘，8.晶圆盘，9.夹具单体，91.连接臂，910.转轴，911.抵触板，92.顶杆，93.压缩弹簧，94.伸缩驱动件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1和图2所示，本实施例的一种固晶机的晶圆切换装置，其包括：

固晶工作台1，用于放置待固晶的晶圆盘8，晶圆盘8旁侧设置有用于固定晶圆盘8的电动夹具；

晶圆盘存放位2，数量为两个，其中一个用于放置使用过的晶圆盘，本实施例称为一号存放位201，另一个用于放置未使用的已扩膜的晶圆盘，本实施例称为二号存放位202；

旋转臂3，设置在晶圆盘存放位2上方；

旋转驱动4，其与旋转臂3相连，用于驱动旋转臂3做旋转运动；旋转驱动4安装在固晶机的机架上；

升降驱动5，其与旋转臂3相连，用于驱动旋转臂3做上下运动；

取放爪6，数量为两组，暂称为一号取放爪和二号取放爪，取放爪6固定连接在旋转臂3上，且二者对称布置在在旋转臂3的旋转中心两侧；

吸盘7，连接在取放爪6底部，用于对晶圆盘8实施取放操作；具体采用气动控制的真空吸盘，其为现有技术，此处不再赘述；优选伸缩式弹性吸嘴，能够增加缓冲，在拉伸中增加负压，使吸附更加牢固；

两晶圆盘存放位2、固晶工作台1均位于取放爪6的旋转轨迹上，即随着旋转臂3的旋转，取放爪6可位于固晶工作台1或晶圆盘存放位2的正上方。

具体的本实施例中，所述旋转驱动4采用旋转电机，其输出端固定连接有连板41；所述升降驱动5采用气缸，气缸的缸筒固定连接在所述连板41上，气缸的伸缩端与旋转臂3固定相连。旋转电机工作能够带动连板41携旋转臂3做旋转运动，气缸的伸缩能够带动旋转臂3携取放爪6上下移动。

使用前，将一摞新的晶圆盘叠放在二号存放位202上。当固晶工作台上的晶圆盘用完时，电动夹具自动解除对晶圆盘的固定，启动旋转电机旋转至一号取放爪位于固晶工作台1的正上方，然后启动升降驱动5，使旋转臂3下移至一号取放爪吸盘7与用完的晶圆盘接触并吸住，然后控制升降驱动5使旋转臂3上移复位，启动旋转电机至一号取放爪恰好位于一号存放位201的正上方，此时二号取放爪恰好位于二号存放位202的正上方，一号取放爪上的吸盘释放该用完的晶圆盘并入一号存放位201，然后启动升降驱动5使旋转臂3下移至二号取放爪的吸盘7与新的一片晶圆盘接触并吸住，控制升降驱动5使旋转臂3上移复位，并将新的晶圆盘放入固晶工作台，锁定电动夹具。取放晶圆装置复位，完成晶圆更换。

本实施例的晶圆盘存放位2包括底板21及连接在底板21上的至少三个导柱22，采用导柱22进行定位，方便取放；本实施例导柱22的数量是三个，三个导柱22之间形成晶圆盘存放空间；其中，导柱22的顶部优选做30°倾斜设计，利于晶圆盘放入定位区域内。

本实施例中，二号存放位202还包括位于底板21上方的底托23，底托23外周设置有与导柱22相适配的让位槽231，底托23底部连接驱动其升降的调节驱动232。随着二号存放位202中新的晶圆盘的使用，通过调节驱动232逐渐调节底托23的高度，使最表层的晶圆盘始终位于恒定高度，便于取放爪的抓取。

本实施例中，底板21表面对应导柱22设置有条形槽211，条形槽211底壁开设有多个安装孔212，多个安装孔212沿晶圆盘的半径方向排布，导柱22底部对应安装孔212设置有固定孔221。通过不同安装孔212与固定孔221的固定，来调整三导柱围合成的空间的大小，以适应不同尺寸晶圆盘的放置。

本实施例中，所述电动夹具包括布置在晶圆盘8外周的多个夹具单体9，所述夹具单体9包括连接臂91、顶杆92、压缩弹簧93及伸缩驱动件94，所述连接臂91水平放置，连接臂91中部通过一转轴转动连接在固晶工作台1上，所述连接臂91一端的内侧通过压缩弹簧93与固晶工作台1相抵触，连接臂91的另一端固定连接有顶杆92，顶杆92端部方向朝向晶圆盘8，所述连接臂91的外侧设置有伸缩驱动件94，伸缩驱动件94的伸缩端朝向连接臂91靠近压缩弹簧93的一端。更具体的，所述伸缩驱动件94采用气缸，其缸筒固定在固晶工作台1上，所述固晶工作台1的侧端面开设有用于放置压缩弹簧93的凹槽11，压缩弹簧93呈水平状放置，压缩弹簧93的一端固定连接在凹槽11内，所述连接臂91对应压缩弹簧93固定设置有抵触板911，抵触板911与连接臂91为一体式结构。

所述电动夹具在使用时，首先将晶圆盘8放置在固晶工作台1上，此时晶圆盘的高度高于固晶工作台1，连接臂91通过转轴910安装在固晶工作台1的外缘处，此时连接臂91在压缩弹簧93的作用下具有绕转轴910转动的趋势使顶杆92前端抵触在晶圆盘8的外端面上。当需要取下晶圆盘时，启动伸缩驱动件94，使其伸缩端触碰到连接臂91的端部并挤压压缩弹簧93，连接臂91绕转轴910反向转动，顶杆92解除对晶圆盘的抵触作用，进而释放晶圆盘，方便将其取下。在进行放置晶圆盘时，对伸缩驱动件94实施同样的操作即可为晶圆盘提供处足够的空间进行放置。且该夹具结构仅需在解除晶圆或放置晶圆的瞬间启动相应的控制气缸，固定状态下无需启动气缸，节省了气体的使用。

将伸缩驱动件94与旋转驱动4、升降驱动5联动，即可完成晶圆盘的自动更换，大大节省了人力，提高了工作效率。

Claims (10)

1.一种固晶机的晶圆切换装置，其特征在于，包括

固晶工作台(1)，用于放置待固晶的晶圆盘(8)，晶圆盘(8)旁侧设置有用于固定晶圆盘(8)的电动夹具；

晶圆盘存放位(2)，数量为两个，其中一个用于放置使用过的晶圆盘(8)，另一个用于放置未使用的晶圆盘(8)；

旋转臂(3)，设置在晶圆盘存放位(2)上方；

旋转驱动(4)，其与旋转臂(3)相连，用于驱动旋转臂(3)做旋转运动；

升降驱动(5)，其与旋转臂(3)相连，用于驱动旋转臂(3)做上下运动；

取放爪(6)，数量为两组，其固定连接在旋转臂(3)上，且二者对称布置在旋转臂(3)的旋转中心两侧；

吸盘(7)，连接在取放爪(6)底部，用于对晶圆盘(8)实施取放操作；

两晶圆盘存放位(2)、固晶工作台(1)均位于取放爪(6)的旋转轨迹上。

2.根据权利要求1所述的固晶机的晶圆切换装置，其特征在于，所述旋转驱动(4)采用旋转电机，其输出端固定连接有连板(41)。

3.根据权利要求2所述的固晶机的晶圆切换装置，其特征在于，所述升降驱动(5)采用气缸，气缸的缸筒固定连接在所述连板(41)上，气缸的伸缩端与旋转臂(3)固定相连。

4.根据权利要求1所述的固晶机的晶圆切换装置，其特征在于，所述晶圆盘存放位(2)包括底板(21)及连接在底板(21)上的至少三个导柱(22)，至少三个导柱(22)之间形成晶圆盘存放空间。

5.根据权利要求4所述的固晶机的晶圆切换装置，其特征在于，其中至少一个晶圆盘存放位(2)还包括位于底板(21)上方的底托(23)，底托(23)外周设置有与导柱(22)相适配的让位槽(231)，底托(23)底部连接驱动其升降的调节驱动(232)。

6.根据权利要求4或5所述的固晶机的晶圆切换装置，其特征在于，底板(21)表面对应导柱(22)设置有条形槽(211)，条形槽(211)底壁开设有多个安装孔(212)，导柱(22)底部对应安装孔(212)设置有固定孔(221)。

7.根据权利要求1所述的固晶机的晶圆切换装置，其特征在于，所述电动夹具包括布置在晶圆盘(8)外周的多个夹具单体(9)，所述夹具单体(9)包括连接臂(91)、顶杆(92)、压缩弹簧(93)及伸缩驱动件(94)，所述连接臂(91)水平放置，连接臂(91)中部通过一转轴(910)转动连接在固晶工作台(1)上，所述连接臂(91)一端的内侧通过压缩弹簧(93)与固晶工作台(1)相抵触，连接臂(91)的另一端固定连接有顶杆(92)，顶杆(92)端部方向朝向晶圆盘(8)，所述连接臂(91)的外侧设置有伸缩驱动件(94)，伸缩驱动件(94)的伸缩端朝向连接臂(91)靠近压缩弹簧(93)的一端。

8.根据权利要求7所述的固晶机的晶圆切换装置，其特征在于，所述伸缩驱动件(94)采用气缸，其缸筒固定在固晶工作台(1)上。

9.根据权利要求7所述的固晶机的晶圆切换装置，其特征在于，所述固晶工作台(1)上开设有用于放置压缩弹簧(93)的凹槽(11)，压缩弹簧(93)呈水平状放置，压缩弹簧(93)的一端固定连接在凹槽(11)内，所述连接臂(91)对应压缩弹簧(93)固定设置有抵触板(911)。

10.根据权利要求9所述的固晶机的晶圆切换装置，其特征在于，所述抵触板(911)与连接臂(91)为一体式结构。