一种晶圆自动甩干装置的制作方法

1.本发明涉及芯片生产加工设备技术领域，尤其与一种晶圆自动甩干装置相关。


背景技术：

2.晶圆是半导体芯片集成电路制作所使用的硅晶片，通过在晶圆表面制作各种电路结构，使其成为具有特定电性功能的电子元器件。在半导体芯片的生产过程中，晶圆需要多次进行腐蚀工艺处理，每次腐蚀后都需要对晶圆进行清洗，最大程度地减少腐蚀液的残留，清洗完毕以后，晶圆表面会附着大量的水珠。现有技术中，对于晶圆表面水珠的清理均是采用将晶圆放入甩干机中进行甩干的方法，而放置过程均是利用人工进行处理，在对晶圆甩干的过程中，由于转动速度很快，为了保证稳定性，一般晶圆框的重量会比较大，这就导致人工拿取晶圆框的过程中十分费力。


技术实现要素：

3.针对上述相关现有技术的不足，本技术提供一种晶圆自动甩干装置，能够自动对晶圆框进行转移，并在甩干过程中对其进行限位，在提高转移效率的同时，又减轻劳动强度，具有较强的实用性。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术：一种晶圆自动甩干装置，包括：工作台、承载机构、转移机构、移动机构。
5.工作台中心设有罐体，工作台在罐体两侧设有用于穿过传送带的凹部；承载机构包括可转动地设于罐体内的转动座，且转动座底面距离罐体底部具有预定距离，转动座上沿圆周方向设有多个间隔均匀的承载单元，承载单元包括沿转动座半径移动的承载座，用于承载晶圆框，承载座长度方向两端还设有限位板，用于对晶圆框限位；转移机构设于工作台上方，包括沿竖直方向移动的支撑板，支撑板上设有两个对称布置且同步径向移动和转动的夹持部，用于夹持晶圆框；移动机构设于罐体周侧并安装于工作台的底面，包括多个沿圆周方向间隔均匀布置的移动单元，移动单元包括两个对称布置的转动杆，且转动杆沿其轴线方向移动的同时绕自身轴线转动，用于移动承载座。
6.进一步地，承载座长度方向两端分别设有两个对称布置的滑槽，滑槽内设有滑杆，滑杆上套设有第一弹簧，限位板下端套设于滑杆上，且第一弹簧两端分别连接限位板的内侧面和滑槽的一端，且第一弹簧始终处于拉伸状态。
7.进一步地，承载座长度方向两端还设有贯穿的第一限位孔，转动座沿圆周方向设有多个第二限位孔，且应用时，第一限位孔与第二限位孔对齐，第二限位孔内穿设有限位块，限位块下端设有连杆，连杆下端穿设于连接架上，连接架安装于转动座底部，连杆上还套设有第二弹簧，第二弹簧两端分别抵接到连接架和限位块的底部，连杆下端还设有挡板，挡板抵接到连接架底面，应用时，限位块上端穿过第一限位孔，且至少一部分位于第一限位孔上方。
8.进一步地，挡板底面沿转动座直径方向设有t形槽，t形槽内配合有t形块，t形块下
方连接于第四伸缩杆，第四伸缩杆的固定端连接于第一水平直线机构的移动端上，第一水平直线机构安装于罐体底部。
9.进一步地，转动座中心还设有立杆，立杆上端沿圆周方向设有多个间隔均匀的卡板，用于对晶圆框限位。
10.进一步地，限位板外侧面还设有支杆，支杆侧面设有贯穿的长条孔，承载座长度方向两端还分别设有横向布置的限位杆，限位杆安装在转动座上，且限位杆穿设于长条孔中，限位杆远离限位板的一端外侧面还设有倾斜部，且长条孔的长度大于限位板移动的距离，倾斜部的厚度等于限位板移动的距离。
11.进一步地，转动座表面沿圆周方向设有多个间隔均匀的限位槽，承载座底面设有导向块，导向块设于限位槽内，限位槽内还设有导向杆，导向块套设于导向杆上。
12.进一步地，限位槽靠近转动座中心的一端的两侧面均设有凹槽，凹槽内穿设有卡块，卡块远离转动座中心的一侧为弧形，导向块两侧面均设有卡槽，应用时，卡块一端位于卡槽内，凹槽一端还设有竖直布置且贯穿转动座底面的竖槽，且凹槽与竖槽之间用隔板隔开，卡块另一端设有凸杆，凸杆一端穿过隔板并位于竖槽中，凸杆上还套设有第三弹簧，第三弹簧两端分别抵接到卡块和隔板，凸杆上还设有挡环，挡环位于竖槽内，用于抵接到隔板。
13.进一步地，凸杆一端还设有连接块，连接块两侧均设有斜槽，且斜槽朝向靠近卡块的一端向上倾斜，转动座下方还设有u形架，u形架下方连接于第三伸缩杆的移动端，第三伸缩杆安装于罐体的底部，u形架两端均设有两个对称布置的推杆，应用时，推杆进入竖槽中，并与斜槽配合。
14.进一步地，支撑板表面设有两个呈中心对称的导向槽，导向槽包括直线段和弧形段，直线段的长度方向垂直于凹部的长度方向，弧形段位于罐体的区域内，导向槽内穿设有滑块，滑块顶面及底面均设有凸板，且两个凸板之间互相垂直，其中位于顶面的凸板与第一伸缩杆的移动端连接，第一伸缩杆的固定端安装于转动块上，转动块可转动地安装于支撑板上，转动块套设于转动轴上，转动轴穿设于支架上，且转动轴一端连接第一电机，第一电机安装于支架上，支架设于支撑板上。
15.进一步地，夹持部包括两个对称布置的夹持块，位于底面的凸板两侧均设有第二伸缩杆，夹持块分别连接于第二伸缩杆的移动端，夹持块结构呈l形，且两个夹持块的水平部分朝向凸板。
16.进一步地，转动杆一端穿设于移动块上，移动块连接于第二水平直线机构的移动端，第二水平直线机构安装于工作台底面，并位于其直径方向上，移动块一端连接第二电机，第二电机安装在移动块上，转动杆另一端中空设置，且其内部设有螺纹，导向块远离转动座中心的一侧设有螺纹杆，限位槽远离转动座中心的一端也设有贯穿的通孔，应用时，转动杆另一端穿过通孔并与螺纹杆连接。
17.本发明有益效果在于：1.能够自动将晶圆框转移到罐体中进行甩干，并在甩干过程中对其进行限位，由于在甩干过程中对晶圆框全方位限位，则可以采用更轻的材料来制造晶圆框，方便工人进行拿取，在提高转移效率的同时，又减轻劳动强度；2.承载机构利用限位板和限位杆的共同作用对晶圆框进行限位，使晶圆框在转动
过程中保持稳定，尽量避免晶圆破裂的情况出现，承载座可以沿着转动座的直径方向移动，使转移机构能顺利将晶圆框放入承载单元中，并且卡块和限位块可以主动收回，保证承载座移动的顺利进行；3.在转动座的限位槽两侧设置水槽，使晶圆上甩出来的水滴从水槽流入罐体中，避免水滴聚集在限位槽中，同时罐体内部的边缘低于其中心，使得液体从罐体的边缘流出，避免聚集在罐体中而影响其他部件；4.夹持部既可以跟随第一伸缩杆的直线方向进行移动，同时也能沿着导向槽的弧形段进行转动，使夹持部所夹持的晶圆框能顺利放入承载单元中；5.在转动杆的一端设置内螺纹，转动杆既可以沿轴线方向移动又能转动，从而实现对承载座的自动移动。
附图说明
18.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。
19.图1为本技术实施例的整体结构立体示意图。
20.图2为本技术实施例的正视图。
21.图3为本技术实施例的承载机构剖面结构示意图。
22.图4为图3的a处放大示意图。
23.图5为图3的b处放大示意图。
24.图6为本技术实施例的承载单元安装示意图。
25.图7为本技术实施例的转动座立体示意图。
26.图8为本技术实施例的承载单元立体示意图。
27.图9为本技术实施例的承载单元底面视角立体示意图。
28.图10为本技术实施例的转移机构立体示意图。
29.图11为本技术实施例的移动机构立体示意图。
30.附图标记说明：100—工作台、200—承载机构、300—转移机构、400—移动机构、101—罐体、102—凹部、201—转动座、202—承载座、203—限位板、204—滑槽、205—滑杆、206—第一弹簧、207—限位槽、208—导向块、209—导向杆、210—螺纹杆、211—通孔、212—第一限位孔、213—第二限位孔、214—限位块、215—连杆、216—连接架、217—第二弹簧、218—挡板、219—支杆、220—长条孔、221—限位杆、222—凹槽、223—卡块、224—卡槽、225—竖槽、226—隔板、227—凸杆、228—第三弹簧、229—挡环、230—连接块、231—斜槽、232—u形架、233—第三伸缩杆、234—推杆、235—立杆、236—卡板、237—t形槽、238—t形块、239—第四伸缩杆、240—转轴、241—第三电机、242—定位槽、243—水槽、301—支撑板、302—导向槽、303—滑块、304—凸板、305—第一伸缩杆、306—转动块、307—转动轴、308—支架、309—第一电机、310—夹持块、311—第二伸缩杆、401—转动杆、402—移动块、403—第二电机。
具体实施方式
31.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。
32.如图1~图11所示，本技术实施例提供一种晶圆自动甩干装置，包括：工作台100、承载机构200、转移机构300、移动机构400。
33.工作台100中心设有罐体101，工作台100在罐体101两侧设有用于穿过传送带的凹部102，传送带输送晶圆框至罐体101的两侧；承载机构200包括可转动地设于罐体101内的转动座201，且转动座201底面距离罐体101底部具有预定距离，转动座201上沿圆周方向设有多个间隔均匀的承载单元，承载单元包括沿转动座201半径移动的承载座202，用于承载晶圆框，承载座202长度方向两端还设有限位板203，用于对晶圆框限位；转移机构300设于工作台100上方，包括沿竖直方向移动的支撑板301，支撑板301上设有两个对称布置且同步径向移动和转动的夹持部，用于夹持晶圆框；移动机构400设于罐体101周侧并安装于工作台100的底面，包括多个沿圆周方向间隔均匀布置的移动单元，移动单元包括两个对称布置的转动杆401，且转动杆401沿其轴线方向移动的同时绕自身轴线转动，用于移动承载座202。
34.具体地，如图2~图3所示，转动座201底面设有转轴240，转轴240下端穿出罐体101，并连接第三电机241，并且为了保证转动座201在转动过程中保持稳定，在转动座201底面沿圆周方向还设有环槽，而罐体101内部的底面上沿圆周方向设有多个间隔均匀布置的支撑杆，支撑杆的上端配合于环槽中。
35.具体地，如图8~图9所示，承载座202长度方向两端分别设有两个对称布置的滑槽204，滑槽204内设有滑杆205，滑杆205上套设有第一弹簧206，限位板203下端套设于滑杆205上，第一弹簧206两端分别连接限位板203的内侧面和滑槽204的一端，并且第一弹簧206始终处于拉伸状态，晶圆框放置于两个限位板203之间，并且在承载座202上还设有多个定位槽242，而晶圆框下方的凸块就卡设于定位槽242中，在实现对晶圆框定位的同时，也能对晶圆框提供一定的限位作用。
36.具体地，如图6~图9所示，转动座201表面沿圆周方向设有多个间隔均匀的限位槽207，承载座202底面设有导向块208，导向块208设于限位槽207内，并且限位槽207内还设有导向杆209，导向块208套设于导向杆209上，承载座208沿着限位槽207的长度方向移动，并且导向杆209对其起到导向和限位的作用。
37.具体地，如图3~图9所示，承载座202长度方向两端还设有贯穿的第一限位孔212，转动座201沿圆周方向设有多个第二限位孔213，且应用时，即承载座202从限位槽207的外端移动到内端时，第一限位孔212与第二限位孔213对齐，第二限位孔213内穿设有限位块214，并且限位块214远离转动座201中心的一侧为弧形，在承载座202与限位块214接触时，能够顺利将限位块214压入第二限位孔213中，限位块214下端设有连杆215，连杆215下端穿设于连接架216上，连接架216安装于转动座201底部，连杆215上还套设有第二弹簧217，第二弹簧217两端分别抵接到连接架216和限位块214的底部，而第二弹簧217始终处于压缩状态，在承载座202朝向转动座201中心移动的过程中，承载座202会将限位块214完全压入第二限位孔213中，等到第一限位孔212与第二限位孔213对齐时，限位块214在第二弹簧217的作用下从第二限位孔213中弹出，并且限位块214的上端穿出第一限位孔212预定距离，连杆215下端还设有挡板218，在限位块214穿出第一限位孔212时，挡板218会抵接到连接架216
底面。
38.具体地，如图3~图9所示，为了使承载座202从限位槽207的内端移动至外端时能够顺利移动，在挡板218底面沿转动座201直径方向设有t形槽237，并且t形槽237内配合有t形块238，t形块238下方连接于第四伸缩杆239，第四伸缩杆239的固定端连接于第一水平直线机构的移动端上，第一水平直线机构安装于罐体101底部，第一水平机构驱使第四伸缩杆239移动，使t形块238可以从t形槽237中移出，从而避免转动座201转动时发生干涉。
39.更加具体地，如图6所示，转动座201中心还设有立杆235，立杆235上端沿圆周方向设有多个间隔均匀的卡板236，用于对晶圆框的上下方位限位。
40.具体地，如图6~图9所示，限位板203外侧面还设有支杆219，支杆219侧面设有贯穿的长条孔220，承载座202长度方向两端还分别设有横向布置的限位杆221，限位杆221安装在转动座201上，并且限位杆221穿设于长条孔220中，限位杆221远离限位板203的一端外侧面还设有倾斜部，且长条孔220的长度大于限位板203移动的距离，倾斜部的厚度等于限位板203移动的距离，在移动机构400带动承载座202移动时，支杆219会沿着限位杆221的长度方向移动，直到长条孔220的外端与倾斜部相接触，并在倾斜部的限制下使限位板203朝向承载座202的两端移动。
41.具体地，如图3~图9所示，限位槽207靠近转动座201中心的一端的两侧面均设有凹槽222，凹槽222内穿设有卡块223，卡块223远离转动座201中心的一侧为弧形，使得导向块208与卡块223接触时，导向块208可以将卡块223压入凹槽222中，导向块208两侧面均设有卡槽224，当承载座202位于限位槽207靠近转动座201中心的一端时，卡槽224和凹槽222对齐，则卡块223一端位于卡槽224内，从而对承载座202限位，防止其随意滑动，凹槽222一端还设有竖直布置且贯穿转动座201底面的竖槽225，且凹槽222与竖槽225之间用隔板226隔开，卡块223另一端设有凸杆227，凸杆227一端穿过隔板226并位于竖槽225中，凸杆227上还套设有第三弹簧228，第三弹簧228两端分别抵接到卡块223和隔板226，并且第三弹簧228始终处于压缩状态，在第三弹簧228的作用下，将卡块223从凹槽222中弹出，凸杆227上还设有挡环229，挡环229位于竖槽225内，在卡块223进入卡槽224中时，挡环229抵接到隔板226。
42.更加具体地，如图3~图4、图6~图9所示，也为了承载座202移动时卡块223不再限制承载座202的移动，在凸杆227一端还设有连接块230，连接块230两侧均设有斜槽231，且斜槽231朝向靠近卡块223的一端向上倾斜，转动座201下方还设有u形架232，u形架232下方连接于第三伸缩杆233的移动端，第三伸缩杆233安装于罐体101的底部，u形架232两端均设有两个对称布置的推杆234，应用时，推杆234在第三伸缩杆233的推动下向上移动并进入竖槽225中，并且推杆234与斜槽231配合，随着推杆234的继续移动，使凸杆227朝向两端移动，并将第三弹簧228进一步压缩，此时卡块223从卡槽224中移出。
43.具体地，如图1、图2、图10所示，支撑板301表面设有两个呈中心对称的导向槽302，导向槽302包括直线段和弧形段，直线段的长度方向垂直于凹部102的长度方向，而弧形段位于罐体101上方的区域内，在导向槽302内穿设有滑块303，滑块303顶面及底面均设有凸板304，且两个凸板304的侧面之间互相垂直，其中位于顶面的凸板304与第一伸缩杆305的移动端连接，由第一伸缩杆305带动滑块303沿着导向槽302的直线段移动，第一伸缩杆305的固定端安装于转动块306上，转动块306可转动地安装于支撑板301上，转动块306套设于转动轴307上，转动轴307穿设于支架308上，且转动轴307一端连接第一电机309，第一电机
309安装于支架308上，支架308设于支撑板301上，第一电机309驱使转动轴307转动，转动轴307带动转动块306转动，从而使滑块303沿着弧形段移动。
44.具体地，如图10所示，夹持部包括两个对称布置的夹持块310，位于底面的凸板304两侧均设有第二伸缩杆311，夹持块310分别连接于第二伸缩杆311的移动端，夹持块310结构呈l形，且两个夹持块310的水平部分朝向凸板304，两个夹持块310相向移动，从而将晶圆框夹持。
45.具体地，如图1、图11所示，转动杆401一端穿设于移动块402上，移动块402连接于第二水平直线机构的移动端，第二水平直线机构安装于工作台100底面，并沿其直径方向布置，移动块402一端连接第二电机403，第二电机403安装在移动块402上，转动杆401另一端中空设置，且其内部设有螺纹，导向块208远离转动座201中心的一侧设有螺纹杆210，限位槽207远离转动座201中心的一端也设有贯穿的通孔211，应用时，转动杆401另一端穿过通孔211并与螺纹杆210连接，从而带动承载座202移动。
46.具体地，如图3、图6所示，为了避免从晶圆上甩出的水珠堆积在转动座201上，在限位槽207远离转动座201中心的一端两侧面均设有水槽243，水槽243一端穿出转动座201，并且其一端还向下倾斜，同时，罐体101内底面的周侧低于其中心，使水流沿罐体101的周侧流出。
47.具体地，如图2、图3、图10所示，竖直升降机构、第一水平直线机构及第二水平直线机构均可采用电机丝杆的结构进行驱动，即将支撑板301、第四伸缩杆239的固定端、移动块402分别套设于一个丝杆上，而电机驱动丝杆的转动，从而带动支撑板301、第四伸缩杆239的固定端、移动块402移动。
48.结合图1~图11，详细说明本实施例的晶圆自动甩干装置的详细工作方式如下：首先将晶圆框经传送带输送至罐体101两侧，启动竖直升降机构使支撑板301下降，然后启动第二伸缩杆311，使两个夹持块310相向运动，两个夹持块310将晶圆框的提手夹紧，随后再次启动竖直升降机构使支撑板301上升，此时启动第一伸缩杆305，使两个滑块303相向运动，滑块303从导向槽302的外端移动至内端，然后再将支撑板301下降，将晶圆框放置在承载座202上，晶圆框下方的凸块配合于定位槽242中，启动第二伸缩杆311，使两个夹持块310反向运动，将晶圆框松开，支撑板301再次上升，重复与之前相反的操作，再次将传送带上的晶圆框夹起，使滑块303再次相向运动，此时启动第一电机309，驱使转动轴307转动，转动轴307带动转动块306转动，从而使滑块303沿着导向槽302弧形段移动，此时将支撑板301下降，并再次将两个晶圆框放置于承载座202上，之后将支撑板301上升；然后启动第二水平直线机构，使移动块402朝向罐体101移动，转动杆401跟随移动，此时同步启动第二电机403，驱使转动杆401转动，使转动杆401的螺纹部分与螺纹杆210连接，在连接稳固后，转动杆401停止转动，而此时转动杆401继续移动，并推动承载座202朝向转动座201中心的方向移动，在此过程中，限位板203外侧的支杆219逐渐从限位杆221有倾斜部的部分移动至没有倾斜部的部分，则承载座202上的两个限位板203就会在第一弹簧206的作用下相向运动，并将晶圆框夹紧，并且在承载座202停止移动时，卡块223在第三弹簧228的作用下从凹槽222中弹出，卡块223进入导向块208两侧面的卡槽224中，从而将承载座202卡紧，而且卡板236会与晶圆框的顶面相接触，从而将晶圆框在竖直方向上限位，此时承载座202的第一限位孔212与转动座201第二限位孔213对齐，限位块214在第二弹簧217的
作用下从第二限位孔213中弹出，并且限位块214的上端穿出第一限位孔212预定距离，挡板218会抵接到连接架216底面，从而将限位板203锁紧；然后使转动杆401反向转动，并使转动杆401朝向与之前相反的方向移动，使转动杆401从限位槽207移出；此时即可启动第三电机241，使转动座201转动，开始对晶圆进行甩干；在甩干结束后，启动第一水平直线机构，使第四伸缩杆239朝向连接架216移动，第四伸缩杆239上方的t形块238会配合于挡板218底面的t形槽237中，然后启动第四伸缩杆239，使t形块238带动挡板218下降，从而使限位块214下降，直到全部进入第二限位孔213中，与此同时同步启动第三伸缩杆233，使u形架232上升，u形架232上方的推杆234会迫使卡块223朝向凹槽222内移动，从而解除对承载座202的限位，最后再次用移动机构400将承载座202移动至初始位置，并利用转移机构300将晶圆框转移至传送带上，步骤与之前相反，在此不再过多赘述。
49.以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。