本發(fā)明涉及晶圓制造，具體為一種晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置。

背景技術(shù)：

1、晶圓加工是一個(gè)高度精密且對(duì)環(huán)境要求極為嚴(yán)苛的制造過(guò)程，尤其在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中扮演著至關(guān)重要的角色。為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，晶圓加工通常在無(wú)塵車間中進(jìn)行，這些車間依據(jù)空氣中微粒物的濃度被劃分為不同的潔凈等級(jí)。其中，6寸晶圓的加工通常在10級(jí)無(wú)塵車間內(nèi)進(jìn)行，這一標(biāo)準(zhǔn)意味著在每立方厘米的空間內(nèi)，尺寸大于或等于0.1微米的灰塵顆粒數(shù)量被嚴(yán)格控制在10個(gè)或以下。這樣的環(huán)境要求旨在最大限度地減少外界污染對(duì)晶圓加工的影響，保證生產(chǎn)出的晶圓具有極低的缺陷率和出色的電學(xué)性能。在晶圓加工流程中，表面電鍍處理是一個(gè)關(guān)鍵步驟，旨在通過(guò)鍍覆一層或多層金屬或非金屬材料(如金、碳等)，以增強(qiáng)晶圓的導(dǎo)電性、耐腐蝕性或作為后續(xù)工藝的保護(hù)層。這一步驟對(duì)于確保晶圓在后續(xù)封裝、測(cè)試及最終應(yīng)用中的可靠性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。

2、傳統(tǒng)上，晶圓在進(jìn)行電鍍處理前的放置和轉(zhuǎn)移依賴于人工操作，特別是通過(guò)使用真空筆來(lái)完成。真空筆是一種利用負(fù)壓原理設(shè)計(jì)的工具，其工作原理類似于吸塵器，通過(guò)吸盤在開(kāi)啟時(shí)產(chǎn)生的吸力來(lái)牢固地吸附住晶圓。然而，這種操作方式存在一個(gè)顯著的缺點(diǎn)：由于真空筆在吸附晶圓時(shí)需要將吸盤周邊的空氣吸入，這一過(guò)程可能會(huì)導(dǎo)致吸盤口部周圍積聚灰塵。盡管無(wú)塵車間的環(huán)境已經(jīng)高度清潔，但任何微小的灰塵顆粒都可能對(duì)晶圓表面造成污染。當(dāng)晶圓被真空筆從一處移動(dòng)到另一處，特別是從真空筆轉(zhuǎn)移到鍍膜機(jī)的托盤上時(shí)，如果吸盤口部積累的灰塵未能被有效清除，這些灰塵就有可能附著到晶圓表面。晶圓表面的任何污染，哪怕是極其微小的，都可能成為電鍍工序中的隱患。在電鍍過(guò)程中，這些污染物可能成為鍍層附著力不佳的“弱點(diǎn)”，導(dǎo)致鍍層在后續(xù)處理或使用中更容易脫落，進(jìn)而影響晶圓的電氣連接性能、機(jī)械強(qiáng)度和長(zhǎng)期可靠性。

3、因此，對(duì)于晶圓加工行業(yè)而言，如何在保持高效生產(chǎn)的同時(shí)，有效避免晶圓在電鍍處理前的污染問(wèn)題，成為了一個(gè)亟待解決的技術(shù)挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種晶圓無(wú)接觸取放裝置，實(shí)現(xiàn)晶圓片的無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)，提高晶圓片的電鍍效率以及良品率。

2、本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

3、一種晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，包括托盤倉(cāng)、托盤輸送裝置、晶圓輸送裝置、機(jī)械臂、晶圓存儲(chǔ)裝置和定位圈；

4、所述托盤倉(cāng)用于存托盤或帶有晶圓片的托盤，多個(gè)托盤自上而下間隔設(shè)置在存托盤中；

5、所述晶圓存儲(chǔ)裝置用于晶圓片，多個(gè)晶圓片自上而下間隔設(shè)置；

6、所述機(jī)械臂的工作端連接有第一吸盤，用于吸取晶圓存儲(chǔ)裝置中的晶圓片，并使晶圓片懸浮在第一吸盤的頂部；

7、所述晶圓輸送裝置通過(guò)升降裝置連接第二吸盤，第二吸盤用于吸附第一吸盤上的晶圓片并懸浮在第二吸盤的底部；

8、所述托盤輸送裝置包括旋轉(zhuǎn)裝置、垂直移動(dòng)裝置和水平移動(dòng)裝置，垂直移動(dòng)裝置與旋轉(zhuǎn)裝置連接，水平移動(dòng)裝置與垂直移動(dòng)裝置連接，水平移動(dòng)裝置的移動(dòng)端連接吸附盤，吸附盤用于吸取托盤；

9、所述定位圈與旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置連接，旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置用于將定位圈移動(dòng)至托盤的頂部，對(duì)晶圓片在托盤的放置位置進(jìn)行導(dǎo)向。

10、進(jìn)一步的，所述第一吸盤和第二吸盤均包括基盤、氣流腔和氣流通道；

11、多個(gè)氣流腔陣列分布在基盤的表面，氣流通道的進(jìn)氣口與氣源連接，氣流通道的出口分別與各氣流腔連通，氣流在氣流腔旋向流動(dòng)，并在氣流腔中心形成真空腔；晶圓片與氣流腔之間形成有氣膜。

12、進(jìn)一步的，所述基盤上設(shè)置有多個(gè)定位角并圓周分布，多個(gè)定位角用于對(duì)晶圓片定位。

13、進(jìn)一步的，所述第一吸盤和第二吸盤的定位角之間設(shè)置有定位結(jié)構(gòu)，用于在晶圓片位置轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)兩個(gè)吸盤定位。

14、進(jìn)一步的，所述機(jī)械臂包括多個(gè)關(guān)節(jié)臂，相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)臂采用伺服電機(jī)連接并且旋轉(zhuǎn)角度相互垂直，機(jī)械臂的末端固定在工作臺(tái)上，機(jī)械臂的首端連接旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，第一吸盤與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接。

15、進(jìn)一步的，所述該旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)盤的底部通過(guò)轉(zhuǎn)軸與工作臺(tái)連接，轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有從動(dòng)輪并與旋轉(zhuǎn)盤的底部固接，旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有主動(dòng)輪，主動(dòng)輪與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接，主動(dòng)輪與沖動(dòng)輪嚙合。

16、進(jìn)一步的，所述水平移動(dòng)裝置的滑塊連接懸臂的一端，懸臂的另一端連接吸附盤，懸臂的長(zhǎng)度方向沿水平移動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置。

17、進(jìn)一步的，還包括耦合裝置，包括耦合臺(tái)，耦合臺(tái)的頂部設(shè)置有托盤槽，耦合臺(tái)上設(shè)置有避空槽，避空槽位于托盤槽的中部并向下延伸。

18、進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置包括旋轉(zhuǎn)氣缸、升降氣缸、升降臂和升降軌道；

19、所述升降臂的上端固定在耦合臺(tái)的一側(cè)，升降氣缸固定在升降臂的下端，升降氣缸的上端通過(guò)連接臂與旋轉(zhuǎn)氣缸連接，連接臂通過(guò)升降軌道與升降臂連接，定位圈的側(cè)壁與旋轉(zhuǎn)氣缸的旋轉(zhuǎn)軸連接。

20、進(jìn)一步的，所述定位圈的內(nèi)壁為錐面，用于對(duì)晶圓片進(jìn)行導(dǎo)向。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

22、本申請(qǐng)?zhí)峁┑木A無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，在晶圓片的取放過(guò)程中，采用機(jī)械臂結(jié)合吸盤在晶圓存儲(chǔ)裝置中吸取晶圓片，并且使晶圓片懸浮在該吸盤的表面，實(shí)現(xiàn)晶圓片的無(wú)接觸吸取，然后采用第二吸盤對(duì)第一吸盤上的晶圓片進(jìn)行位置轉(zhuǎn)移，使晶圓片在負(fù)壓作用下懸置在第二吸盤的底部，并且使晶圓片與第二吸盤保持無(wú)接觸狀態(tài)，然后托盤輸送裝置吸取托盤，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置將定位圈移動(dòng)至托盤的表面并同心，晶圓片通過(guò)定位圈轉(zhuǎn)移至托盤的表面，最后進(jìn)入托盤倉(cāng)，該晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置通過(guò)吸盤、機(jī)械臂和移動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)晶圓片的無(wú)接觸移動(dòng)，避免晶圓片在轉(zhuǎn)移過(guò)程中受到污染，提高晶圓片的良率，降低晶圓片的生成成本。

技術(shù)特征：

1.一種晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，其特征在于，包括托盤倉(cāng)、托盤輸送裝置、晶圓輸送裝置、機(jī)械臂、晶圓存儲(chǔ)裝置和定位圈；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，其特征在于，所述第一吸盤和第二吸盤均包括基盤、氣流腔和氣流通道；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，其特征在于，所述基盤上設(shè)置有多個(gè)定位角并圓周分布，多個(gè)定位角用于對(duì)晶圓片定位。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，其特征在于，所述第一吸盤和第二吸盤的定位角之間設(shè)置有定位結(jié)構(gòu)，用于在晶圓片位置轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)兩個(gè)吸盤定位。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，其特征在于，所述機(jī)械臂包括多個(gè)關(guān)節(jié)臂，相鄰兩個(gè)關(guān)節(jié)臂采用伺服電機(jī)連接并且旋轉(zhuǎn)角度相互垂直，機(jī)械臂的末端固定在工作臺(tái)上，機(jī)械臂的首端連接旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，第一吸盤與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，其特征在于，所述該旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)盤的底部通過(guò)轉(zhuǎn)軸與工作臺(tái)連接，轉(zhuǎn)軸上套設(shè)有從動(dòng)輪并與旋轉(zhuǎn)盤的底部固接，旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有主動(dòng)輪，主動(dòng)輪與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接，主動(dòng)輪與沖動(dòng)輪嚙合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述一種晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，其特征在于，所述水平移動(dòng)裝置的滑塊連接懸臂的一端，懸臂的另一端連接吸附盤，懸臂的長(zhǎng)度方向沿水平移動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，其特征在于，還包括耦合裝置，包括耦合臺(tái)，耦合臺(tái)的頂部設(shè)置有托盤槽，耦合臺(tái)上設(shè)置有避空槽，避空槽位于托盤槽的中部并向下延伸。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置包括旋轉(zhuǎn)氣缸、升降氣缸、升降臂和升降軌道；

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，其特征在于，所述定位圈的內(nèi)壁為錐面，用于對(duì)晶圓片進(jìn)行導(dǎo)向。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，包括托盤輸送裝置、晶圓輸送裝置、機(jī)械臂和定位圈；所述機(jī)械臂的工作端連接有第一吸盤，用于吸取晶圓片并使其懸浮在第一吸盤的頂部；所述晶圓輸送裝置通過(guò)升降裝置連接第二吸盤，第二吸盤用于吸附第一吸盤上的晶圓片并懸浮在第二吸盤的底部；所述托盤輸送裝置連接吸附盤，吸附盤用于吸取托盤；所述定位圈與旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置連接，旋轉(zhuǎn)移動(dòng)裝置用于將定位圈移動(dòng)至托盤的頂部，對(duì)晶圓片在托盤的放置位置進(jìn)行導(dǎo)向；該晶圓無(wú)接觸轉(zhuǎn)運(yùn)裝置通過(guò)吸盤、機(jī)械臂和移動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)晶圓片的無(wú)接觸移動(dòng)，避免晶圓片在轉(zhuǎn)移過(guò)程中受到污染，提高晶圓片的良率，降低晶圓片的生成成本。

技術(shù)研發(fā)人員：王榮輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：瀚積智能科技（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30