晶圆防脱落装置的制作方法

本发明涉及晶圆清洗设备的技术领域，尤其是涉及一种晶圆防脱落装置。

背景技术：

晶圆作为制造半导体芯片的基本材料，对半导体工业的发展起着很重要的作用。晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，在硅晶片上可以加工制作成各种电路元件结构，而成为有特点电性功能的集成电路产品。

在半导体晶圆制造工艺的过程中，为了提高生产效率，节约人工成本，采用全自动清洗设备对晶圆进行清洗。在晶圆全程清洗的过程中，主要使用机械手抓取晶圆，以对晶圆进行传输。

现有技术中，晶圆在进行清洗之前，通常采用槽式设备对晶圆进行清洗浸泡，由于晶圆的重量比较轻，在溶液中浸泡时，就会由于晶圆自身的浮力而脱离晶圆片盒，甚至还会出现晶圆掉出晶圆片盒的情况，从而造成了晶圆的损坏，而晶圆的成本比较高，这样就会造成很大的损失。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种晶圆防脱落装置，以解决现有技术中存在的，晶圆在槽式设备内固定，清洗浸泡时，晶圆在自身浮力的作用下容易脱离晶圆片盒，造成晶圆损坏的技术问题。

本发明提供的一种晶圆防脱落装置，包括片盒固定架、转动组件和驱动组件；

片盒固定架内用于固定待清洗的晶圆；

片盒固定架连接在转动组件的一端，驱动组件连接在转动组件的另一端；

驱动组件能够驱动转动组件旋转，使转动组件带动片盒固定架倾斜，并使转动组件控制片盒固定架的开口端的挡板部启闭。

进一步的，片盒固定架包括晶圆固定架和晶圆端部限位架；

晶圆固定架内用于安装待清洗的晶圆，挡板部连接在晶圆固定架的开口端；

晶圆端部限位架连接在晶圆固定架与开口端相对应的端面。

进一步的，晶圆固定架的内周壁设有第一限位槽和第二限位槽，第一限位槽用于固定小尺寸的晶圆，第二限位槽用于固定大尺寸的晶圆。

进一步的，晶圆端部限位架包括第一限位部和第二限位部，第一限位部与第二限位部连接，第一限位部设置在第一限位槽的端面，第二限位部设置在第二限位槽的端面。

进一步的，挡板部包括第一旋转轴承架、第一挡板、第二旋转轴承架和第二挡板；

第一旋转轴承架连接在开口端的一侧，第一挡板连接在第一旋转轴承架上；

第二旋转轴承架连接在开口端的另一侧，第二挡板连接在第二旋转轴承架上；

第一旋转轴承架、第二旋转轴承架分别连接在转动组件的两端。

进一步的，转动组件包括滑动部、挡板推杆、旋转部、倾斜连接架和片盒限位架；

滑动部连接在驱动组件的输出端，滑动部连接在挡板推杆上，挡板推杆通过旋转部连接在倾斜连接架上，倾斜连接架连接在晶圆固定架上，第一旋转轴承架、第二旋转轴承架分别与旋转部连接；

片盒限位架的一端连接倾斜连接架，片盒限位架的另一端连接在驱动组件上。

进一步的，滑动部包括滑块、导向轴和滑块限位板；

滑块连接在驱动组件的输出端，滑块连接在挡板推杆上；

导向轴的数量为两个，两个导向轴的外侧端分别固定连接在滑块限位板上；在滑块的侧面设有限位孔，限位孔的数量为两个，两个导向轴的内侧端分别滑动连接在两个限位孔内。

进一步的，旋转部包括第一连杆、第一挡板转臂、第二连杆和第二挡板转臂；

第一连杆的外侧端与挡板推杆的一端连接，第一连杆的内侧端连接第一挡板转臂，第一挡板转臂与第一旋转轴承架连接；

第二连杆的外侧端与挡板推杆的另一端连接，第二连杆的内侧端连接第二挡板转臂，第二挡板转臂与第二旋转轴承架连接。

进一步的，驱动组件包括气缸固定板、气缸、驱动杆和固定杆；

气缸固定板用于连接在电动执行器上，气缸连接在气缸固定板上，驱动杆的一端与气缸的输出端连接，驱动杆的另一端连接在滑块上；

固定杆套接在驱动杆的外部，片盒限位架连接在固定杆上。

进一步的，气缸连接有气缸连接板，驱动杆的一端与气缸连接板连接。

本发明提供的一种晶圆防脱落装置，片盒固定架内用于固定待清洗的晶圆，以对晶圆的位置进行固定；片盒固定架连接在转动组件的一端，以对转动组件的一端位置进行固定，驱动组件连接在转动组件的另一端，以对转动组件的另一端位置进行固定；驱动组件启动时，能够驱动转动组件进行旋转运动，使转动组件能够带动片盒固定架呈倾斜的状态，便于晶圆放入片盒固定架内；并且，转动组件还能够控制片盒固定架的开口端的挡板部的启闭，便于将晶圆放入片盒固定架后，利用挡板部关闭开口端，对晶圆的位置进行固定，使晶圆的位置固定牢固。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的晶圆防脱落装置的结构示意图；

图2为图1中的a部放大图；

图3为图1中的b部放大图；

图4为本发明实施例提供的晶圆防脱落装置的主视图；

图5为本发明实施例提供的晶圆固定架前侧的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的晶圆固定架后侧的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的晶圆固定架后侧的主视图。

图标：100－片盒固定架；200－转动组件；300－驱动组件；101－开口端；102－挡板部；103－晶圆固定架；104－晶圆端部限位架；105－第一限位槽；106－第二限位槽；107－第一限位部；108－第二限位部；109－第一旋转轴承架；110－第一挡板；111－第二旋转轴承架；112－第二挡板；201－滑动部；202－挡板推杆；203－旋转部；204－倾斜连接架；205－片盒限位架；206－滑块；207－导向轴；208－滑块限位板；209－第一连杆；210－第一挡板转臂；211－第二连杆；212－第二挡板转臂；301－气缸固定板；302－气缸；303－驱动杆；304－固定杆；305－气缸连接板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的晶圆防脱落装置的结构示意图；图2为图1中的a部放大图；图3为图1中的b部放大图；图4为本发明实施例提供的晶圆防脱落装置的主视图。

如图1～4所示，本发明提供的一种晶圆防脱落装置，包括片盒固定架100、转动组件200和驱动组件300；

片盒固定架100内用于固定待清洗的晶圆；

片盒固定架100连接在转动组件200的一端，驱动组件300连接在转动组件200的另一端；

驱动组件300能够驱动转动组件200旋转，使转动组件200带动片盒固定架100倾斜，并使转动组件200控制片盒固定架100的开口端101的挡板部102启闭。

在图1中，片盒固定架100内用于放置待清洗的晶圆，以对晶圆的位置进行固定。

片盒固定架100连接在转动组件200的下端，驱动组件300连接在转动组件200的上端，以利用转动组件200实现片盒固定架100、驱动组件300之间的连接。

本发明的一个实施例中，启动驱动组件300，驱动组件300向下运动，并带动转动组件200旋转，转动组件200带动片盒固定架100转动，挡板部102打开片盒固定架100的开口端101，驱动组件300停止动作，这时，片盒固定架100的底面水平设置；将待清洗的晶圆沿着开口端101依次放入片盒固定架100内；放置完毕后，再次启动驱动组件300，驱动组件300向上运动，驱动组件300带动转动组件200旋转，转动组件200带动片盒固定架100转动，使片盒固定架100的底面与水平面之间具有一定的夹角，同时，转动组件200带动挡板部102关闭开口端101，完成了对晶圆的固定过程，确保晶圆的连接位置稳固。

图5为本发明实施例提供的晶圆固定架前侧的结构示意图；图6为本发明实施例提供的晶圆固定架后侧的结构示意图；图7为本发明实施例提供的晶圆固定架后侧的主视图。

如图5～7所示，进一步的，片盒固定架100包括晶圆固定架103和晶圆端部限位架104；

晶圆固定架103内用于安装待清洗的晶圆，挡板部102连接在晶圆固定架103的开口端101；

晶圆端部限位架104连接在晶圆固定架103与开口端101相对应的端面。

在图5中，晶圆固定架103为п形架，晶圆安装在п形架的内侧面，使晶圆的左右两侧分别卡接在п形架的左右两侧。

п形架的前端为开口端101，便于晶圆沿着开口端101放入п形架内。

晶圆端部限位架104连接在п形架的后端，以利用晶圆端部限位架104对晶圆的后端进行抵接固定，避免晶圆沿着п形架的后端滑出。

进一步的，晶圆固定架103的内周壁设有第一限位槽105和第二限位槽106，第一限位槽105用于固定小尺寸的晶圆，第二限位槽106用于固定大尺寸的晶圆。

在图6中，晶圆固定架103的内周壁上端设有第一限位槽105，第一限位槽105是在晶圆固定架103的内周壁形成的多个长条形槽，多个长条形槽在晶圆固定架103的内周壁上部左右两侧对称设置，对称设置的长条形槽用于卡接固定晶圆的左右两侧。

晶圆固定架103的内周壁上部左右两侧长条形槽之间的距离比较短，适合卡接长度较短的小尺寸晶圆。

在图6中，晶圆固定架103的内周壁下端设有第二限位槽106，第二限位槽106是在晶圆固定架103的内周壁形成的多个长条形槽，多个长条形槽在晶圆固定架103的内周壁下部左右两侧对称设置，对称设置的长条形槽用于卡接固定晶圆的左右两侧。

晶圆固定架103的内周壁下部左右两侧长条形槽之间的距离比较长，适合卡接长度较长的大尺寸晶圆。

晶圆固定架103的内周壁上部卡接较小尺寸的晶圆，晶圆固定架103的内周壁下部卡接较大尺寸的晶圆，使整个晶圆固定架103能够同时卡接较小尺寸、较大尺寸的晶圆，使用方式灵活。

相比现有技术中，采用机械手抓取不同尺寸的晶圆，需要不断调整机械手的尺寸，机械手的尺寸调整不便，操作起来费力；并且晶圆在槽式设备内固定，槽式设备的尺寸相同，不能同时卡接不同尺寸的晶圆，使用不便。本申请的晶圆固定架103内能够同时固定不同尺寸的晶圆，提高了晶圆的固定效率。

进一步的，晶圆端部限位架104包括第一限位部107和第二限位部108，第一限位部107与第二限位部108连接，第一限位部107设置在第一限位槽105的端面，第二限位部108设置在第二限位槽106的端面。

在图6中，第二限位部108包括上端的上连接板、下端的下连接板和侧面两根较长的连接柱，上连接板连接在晶圆固定架103的上端面后端，下连接板的两端分别与晶圆固定架103的左右两侧连接，两根连接柱的上端连接上连接板，两根连接柱的下端连接下连接板；使用时，利用两根连接柱抵接在第二限位槽106内晶圆的后侧，避免晶圆沿着晶圆固定架103的后端滑出。

第一限位部107包括两根较短的连接柱和中间连接板，中间连接板的左右两端分别连接在晶圆固定架103内侧面的第一限位槽105下端位置，即：中间连接板的左端连接在左端条形槽的下端，中间连接板的右端连接在右端条形槽的下端；两根连接柱的上端连接在上连接板靠内侧的端面处，两个连接柱的下端连接在中间连接板上；使用时，利用两根连接柱抵接在第一限位槽105内晶圆的后侧，避免晶圆沿着晶圆固定架103的后端滑出。

第一限位部107设置在第二限位部108的内侧，以使较小尺寸的晶圆后端能够限定在第一限位部107内，较大尺寸的晶圆后端能够限定在第二限位部108内。

进一步的，挡板部102包括第一旋转轴承架109、第一挡板110、第二旋转轴承架111和第二挡板112；

第一旋转轴承架109连接在开口端101的一侧，第一挡板110连接在第一旋转轴承架109上；

第二旋转轴承架111连接在开口端101的另一侧，第二挡板112连接在第二旋转轴承架111上；

第一旋转轴承架109、第二旋转轴承架111分别连接在转动组件200的两端。

在图4中，第一旋转轴承架109为左旋转轴承架，左旋转轴承架的下端连接左轴承座，第一挡板110为左挡板，左挡板连接左轴承座。

第二旋转轴承架111为右旋转轴承架，右旋转轴承架的下端连接右轴承座，第二挡板112为右挡板，右挡板连接右轴承座。

左旋转轴承架连接在转动组件200的左端，左挡板连接在开口端101的左侧；右旋转轴承架连接在转动组件200的右端，右挡板连接在开口端101的右侧；转动组件200转动时，能够分别通过左旋转轴承架、右旋转轴承架带动左挡板、右挡板打开开口端101，或者分别通过左旋转轴承架、右旋转轴承架带动左挡板、右挡板关闭开口端101。

进一步的，转动组件200包括滑动部201、挡板推杆202、旋转部203、倾斜连接架204和片盒限位架205；

滑动部201连接在驱动组件300的输出端，滑动部201连接在挡板推杆202上，挡板推杆202通过旋转部203连接在倾斜连接架204上，倾斜连接架204连接在晶圆固定架103上，第一旋转轴承架109、第二旋转轴承架111分别与旋转部203连接；

片盒限位架205的一端连接倾斜连接架204，片盒限位架205的另一端连接在驱动组件300上。

在图1中，滑动部201采用翻转连接轴连接在驱动组件300下端的输出端，以使驱动组件300启动时，能够以下端为旋转中心进行旋转。

旋转部203的数量为两个。

滑动部201滑动连接挡板推杆202上，挡板推杆202的左端通过左端的旋转部203与倾斜连接架204的左端连接，挡板推杆202的右端通过右端的旋转部203与倾斜连接架204的右端连接。

第一旋转轴承架109与左端的旋转部203连接，第二旋转轴承架111与右端的旋转部203连接。

片盒限位架205的外侧端与倾斜连接架204固定连接，片盒限位架205的内侧端设有圆形槽，驱动组件300的下端套接在圆形内，使片盒限位架205的内侧端与驱动组件300的下端固定连接。

进一步的，滑动部201包括滑块206、导向轴207和滑块限位板208；

滑块206连接在驱动组件300的输出端，滑块206连接在挡板推杆202上；

导向轴207的数量为两个，两个导向轴207的外侧端分别固定连接在滑块限位板208上；在滑块206的侧面设有限位孔，限位孔的数量为两个，两个导向轴207的内侧端分别滑动连接在两个限位孔内。

在图2中，滑块206的上端通过翻转连接轴与驱动组件300下端的输出端连接，使驱动组件300的下端与滑块206之间能够转动；滑块206的下端设有通槽，通槽套接在挡板推杆202上。

使用时，滑块206做靠近滑块限位板208运动，或者滑块206远离滑块限位板208运动，使两个导向轴207的内侧端沿着两个限位孔滑动，利用两个限位孔对两个导向轴207的滑动位置进行限定，从而对滑块206相对于滑块限位板208的滑动位置进行限定。

滑块限位板208对滑块206向外滑动的最大距离进行限定。

进一步的，旋转部203包括第一连杆209、第一挡板转臂210、第二连杆211和第二挡板转臂212；

第一连杆209的外侧端与挡板推杆202的一端连接，第一连杆209的内侧端连接第一挡板转臂210，第一挡板转臂210与第一旋转轴承架109连接；

第二连杆211的外侧端与挡板推杆202的另一端连接，第二连杆211的内侧端连接第二挡板转臂212，第二挡板转臂212与第二旋转轴承架111连接。

在图1、图3、图6中，第一连杆209的外侧端与挡板推杆202的左端连接，第一连杆209的内侧端连接第一挡板转臂210，第一挡板转臂210与第一旋转轴承架109的上端连接。

第二连杆211的外侧端与挡板推杆202的右端连接，第二连杆211的内侧端连接第二挡板转臂212，第二挡板转臂212与第二旋转轴承架111的上端连接。

本发明的一个实施例中，驱动组件300启动时，驱动组件300向下运动，晶圆固定架103的底面水平设置，驱动组件300带动滑块206沿着导向轴207滑动，滑块206滑动至滑块限位板208，这时，滑块206带动挡板推杆202向内侧滑动，挡板推杆202的左端通过第一连杆209、第一挡板转臂210、第一旋转轴承架109带动第一挡板110打开，同时，挡板推杆202的右端通过第二连杆211、第二挡板转臂212、第二旋转轴承架111带动第二挡板112打开，此时开口端101打开；将不同尺寸的晶圆依次放入晶圆固定架103内固定，晶圆放置完毕后，再次启动驱动组件300，驱动组件300向上运动，晶圆固定架103的底面逐渐与水平面之间形成锐角，驱动组件300通过滑块206沿着导向轴207滑动，滑块206逐渐远离滑块限位板208，这时，滑块206带动挡板推杆202向外侧滑动，挡板推杆202的左端通过第一连杆209、第一挡板转臂210、第一旋转轴承架109带动第一挡板110关闭，同时，挡板推杆202的右端通过第二连杆211、第二挡板转臂212、第二旋转轴承架111带动第二挡板112关闭，此时，开口端101封闭，即可对晶圆进行清洗浸泡。

进一步的，驱动组件300包括气缸固定板301、气缸302、驱动杆303和固定杆304；

气缸固定板301用于连接在电动执行器上，气缸302连接在气缸固定板301上，驱动杆303的一端与气缸302的输出端连接，驱动杆303的另一端连接在滑块206上；

固定杆304套接在驱动杆303的外部，片盒限位架205连接在固定杆304上。

在图1中，气缸固定板301为长方形板，气缸固定板301的左端连接在电动执行器上，以使电动执行器能够带动气缸固定板301的左端沿着竖直方向运动。

气缸302采用螺栓连接在气缸固定板301的右端上部。

驱动杆303的上端与气缸302的输出端连接，驱动杆303的下端通过销轴连接在滑块206上。

固定杆304为空心管，固定杆304套接在驱动杆303的外部，以使驱动杆303能够在固定杆304内沿着竖直方向运动；并且固定杆304的上端采用螺栓连接在气缸固定板301右端下端面，片盒限位架205的内侧端套接在固定杆304的下端。

进一步的，气缸302连接有气缸连接板305，驱动杆303的一端与气缸连接板305连接。

在图1中，气缸连接板305为竖直设置的方形板，气缸连接板305采用螺栓连接在气缸302上。

驱动杆303的上端采用销轴与气缸连接板305连接。

本发明提供的晶圆防脱落装置，根据工艺需求，通过改变气缸302内气体压力的大小，控制晶圆固定架103倾斜的快慢，使晶圆稳固的放置在晶圆固定架103内，避免晶圆滑落，出现破损；通过滑块206沿着导向轴207的滑动，改变晶圆固定架103的倾斜角度，使晶圆稳固的连接在晶圆固定架103内；通过改变挡板推杆202、两个连杆的长度，能够改变两个挡板在开口端101的开合角度，确保晶圆能够固定在晶圆固定架103内。本发明主要应用在剥离机上，还可以拓展应用到其他单片自动清洗设备中，应用市场前景广阔。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。