CN114030094A

CN114030094A - 一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统

Info

Publication number: CN114030094A
Application number: CN202111365979.9A
Authority: CN
Inventors: 吴海亮; 申政澔; 张乔栋; 陈宝康
Original assignee: Jiangsu Nepes Semiconductor Co ltd
Current assignee: Jiangsu Nepes Semiconductor Co ltd
Priority date: 2021-11-18
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2041-11-18
Also published as: CN114030094B

Abstract

本发明涉及晶圆制备技术领域，具体是一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，包括底座，所述底座的顶部开设有水槽，底座的顶部固定连接有外壳，外壳的一侧开设有安装槽，安装槽内转动连接有两个转动门板，外壳的内壁固定连接有移动机构；本发明能够通过驱动电机移动带动驱动轴和离心转杆转动，离心转杆通过异形转杆带动滑动杆、齿条进行往复，齿条带动转动齿轮、转动轴和喷气头进行往复转动，气泵通过导气管和喷气头对放置台进行喷气，实现了对晶圆表面进行吹气，进而能够将晶圆上的含有杂质污水吹走，保证晶圆表面的洁净度，避免晶圆的残留的杂质影响砂轮对晶圆进行切割，有效的防止了切割晶圆时产生崩边。

Description

一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统

技术领域

本发明涉及晶圆制备技术领域，具体是一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统。

背景技术

晶圆是指半导体集成电路制作所用的晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在晶圆上可加工制作成各种电路元件结构，晶圆都是晶体，包括多晶和单晶，近年来，硅基材料也逐渐应用于高速光通信中，在晶圆圆片上做完后，需要先切割成条，再切割成片。

现有技术中，存在问题如下：

（1）现有的半导体晶圆制备的硅片划片装置，大多数仅仅靠砂轮适配的喷水机构在切割的过程进行冲洗，这个冲洗方式不全面，无法将晶圆上的杂质冲洗干净，进而影响砂轮对晶圆切割，导致晶圆在切割的过程中容易产生崩边；

（2）大多数晶圆通过吸盘进行固定，吸盘固定效果不理想，导致晶圆在切割的过程中容易晃动，也是晶圆崩边的重要因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，包括底座，所述底座的顶部开设有水槽，底座的顶部固定连接有外壳，外壳的一侧开设有安装槽，安装槽内转动连接有两个转动门板，外壳的内壁固定连接有移动机构，移动机构的底端固定连接有切割电机，切割电机输出轴的一端固定连接有砂轮，切割电机的一侧固定连接有喷水头，喷水头的位置与砂轮的位置相对应，外壳的一侧内壁固定连接有固定板，固定板上安装有摆动喷气机构，底座的固定连接有放置台，放置台上安装有夹紧机构。

优选的，所述喷气机构包括开设于固定板顶部内壁和底部内壁的转动孔，转动孔内转动连接有转动轴，转动轴上固定套接有喷气头，外壳的一侧固定连接有放置板，放置板的顶部固定连接有气泵，气泵的出气孔与喷气头的进气孔内固定连接有导气管，转动轴上安装有往复单元。

优选的，所述往复单元包括键连接于转动轴底端的转动齿轮，外壳的一侧内壁开设有固定孔，固定孔内固定连接有固定套管，固定套管的内壁滑动连接有滑动杆，滑动杆的一端固定连接有齿条，齿条与转动齿轮相啮合，齿条的一端固定连接有固定杆，滑动杆上安装有驱动单元，固定杆上适配安装有滑动单元。

优选的，所述固定杆与转动轴上套接有防水壳，防水壳的一侧固定连接于外壳的一侧内壁。

优选的，所述驱动单元包括固定连接于滑动杆另一端的圆柱块，圆柱块上转动安装有异形转杆，放置板的底部固定连接有驱动电机，驱动电机的输出端通过联轴器连接有驱动轴，驱动轴的底端固定连接有离心转杆，离心转杆的一端转动连接于异形转杆的一端。

优选的，所述滑动单元包括固定连接于放置台圆柱外侧壁的防护壳，防护壳的底部内壁固定连接有固定轨道、固定轨道上滑动连接有滑块，滑块的一端固定连接有L形推杆，防护壳的一侧内壁开设有滑孔，L形推杆的一端贯穿滑孔并与固定杆相贴合，滑块的顶部固定连接有固定齿板，滑块的一侧安装有扣接元件。

优选的，所述防护壳的一侧内壁固定连接有导向杆，导向杆上套接有安装块，安装块的一端固定连接于滑块的一侧，导向杆上套接有复位弹簧，复位弹簧的两端分别与安装块和防护壳固定连接。

优选的，所述扣接元件包括固定连接于滑块的一侧的固定柱，防护壳的一侧内壁开设有条形孔，固定柱的一端贯穿条形孔并开设有滑槽，滑槽内滑动连接有滑动柱，滑动柱的一端固定连接有异形卡块，其中一个转动门板的一侧固定连接有U形接头，异形卡块与U形接头相适配，滑槽内滑动连接有挤压弹簧，挤压弹簧的两端分别与固定柱和滑动柱固定连接。

优选的，所述夹紧机构包括放置台内部开设有活动腔，活动腔的两侧内壁均开设有移动孔，移动孔内滑动连接有螺纹杆，螺纹杆的一端固定连接有异形连接杆，异形连接杆的一端固定连接有弧形板，两个螺纹杆相互靠近的一端固定连接有螺纹管，螺纹管上转动套接有两个固定块，两个固定块的底端固定连接于放置台内壁，放置腔的一侧内壁开设有旋转孔，旋转孔内转动连接有转动杆，转动杆与螺纹管上均键连接有锥齿轮，两个锥齿轮相啮合，转动杆的一端键连接有旋转齿轮，旋转齿轮与固定齿板相啮合。

本发明通过改进在此提供一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

其一：本发明通过驱动电机移动带动驱动轴和离心转杆转动，离心转杆通过异形转杆带动滑动杆、齿条进行往复，齿条带动转动齿轮、转动轴和喷气头进行往复转动，与此同时，气泵通过导气管和喷气头对放置台进行喷气，实现了对晶圆表面进行吹气，进而能够将晶圆上的含有杂质污水吹走，保证晶圆表面的洁净度，避免晶圆的残留的杂质影响砂轮对晶圆进行切割，有效的防止了切割晶圆时产生崩边；

其二：本发明通过固定杆移动带动L形推杆、滑块和固定齿板移动，固定齿板移动带动旋转齿轮和转动杆转动，转动杆转动通过锥齿轮带动螺纹管进行转动，螺纹管转动两个螺纹杆相互靠近，两个螺纹杆相互靠近带动两个异形连接杆和弧形板相互靠近，异形卡块与U形接头完成扣接，实现了能够自动将晶圆进行夹紧固定，提高了对晶圆的固定效果，使得晶圆在切割的过程中不易晃动，进一步防止了晶圆切割过程中产生崩边；

其三：本发明通过向外拉动转动门板带动U形接头脱离异形卡块，在复位弹簧的弹力作用下，能够带动安装块和滑块进行复位，滑块复位带动固定齿板进行复位，固定齿板带动旋转齿轮和转动杆进行反向转动，使得转动杆通过锥齿轮带动螺纹管进行反向转动，螺纹管反向转动带动螺纹杆、异形连接杆和弧形板复位，使得两个弧形板松开晶圆，实现了打开转动门板的同时能够将晶圆松开，便于取出晶圆。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的剖面立体结构示意图；

图3是本发明的往复单元立体结构示意图；

图4是本发明的夹紧机构立体结构示意图；

图5是本发明的图4中A处立体结构示意图；

图6是本发明的扣接元件立体结构示意图；

图7是本发明的扣接元件剖面平面结构示意图；

图8是本发明的砂轮和喷水头配合的立体结构示意图。

附图标记说明：

1、底座；101、外壳；102、移动机构；103、切割电机；104、砂轮；105、喷水头；106、放置台；107、防护壳；108、转动门板；2、固定板；201、转动轴；202、喷气头；203、导气管；204、气泵；205、转动齿轮；206、防水壳；3、固定套管；301、滑动杆；302、齿条；303、固定杆；304、异形转杆；305、离心转杆；306、驱动电机；4、螺纹管；401、螺纹杆；402、异形连接杆；403、弧形板；404、锥齿轮；405、转动杆；406、旋转齿轮；407、固定齿板；408、滑块；409、固定轨道；410、L形推杆；411、安装块；412、导向杆；413、复位弹簧；5、固定柱；501、滑动柱；502、异形卡块；503、挤压弹簧；504、U形接头。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本发明通过改进在此提供一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，本发明的技术方案是：

如图1-图8所示，一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，包括底座1，底座1的顶部开设有水槽，底座1的顶部固定连接有外壳101，外壳101的一侧开设有安装槽，安装槽内转动连接有两个转动门板108，外壳101的内壁固定连接有移动机构102，移动机构102的底端固定连接有切割电机103，切割电机103输出轴的一端固定连接有砂轮104，切割电机103的一侧固定连接有喷水头105，喷水头105的位置与砂轮104的位置相对应，外壳101的一侧内壁固定连接有固定板2，固定板2上安装有摆动喷气机构，底座1的固定连接有放置台106，放置台106上安装有夹紧机构；借由上述结构，通过喷水头105的设置，喷水头105能够对切割晶圆的砂轮104进行喷水，砂轮104切割晶圆时能够产生粉末，实现了喷水头105能够将砂轮104上的粉末冲洗干净，同时能够对砂轮104降温。

进一步的，喷气机构包括开设于固定板2顶部内壁和底部内壁的转动孔，转动孔内转动连接有转动轴201，转动轴201上固定套接有喷气头202，外壳101的一侧固定连接有放置板，放置板的顶部固定连接有气泵204，气泵204的出气孔与喷气头202的进气孔内固定连接有导气管203，转动轴201上安装有往复单元；借由上述结构，通过喷气机构的设置，启动气泵204，使得气泵204中的气体能够通过导气管203进入喷气头202内，由喷气头202的喷气孔喷出，实现了对晶圆表面上含有粉末的污水吹走，进而保证晶圆表面的洁净度。

进一步的，往复单元包括键连接于转动轴201底端的转动齿轮205，外壳101的一侧内壁开设有固定孔，固定孔内固定连接有固定套管3，固定套管3的内壁滑动连接有滑动杆301，滑动杆301的一端固定连接有齿条302，齿条302与转动齿轮205相啮合，齿条302的一端固定连接有固定杆303，滑动杆301上安装有驱动单元，固定杆303上适配安装有滑动单元；借由上述结构，通过往复单元的设置，驱动单元滑动杆301进行往复移动，滑动杆301移动带动齿条302进行往复，齿条302带动转动齿轮205、转动轴201和喷气头202进行往复摆动，实现了能够对晶圆表面进行均匀吹气。

进一步的，固定杆303与转动轴201上套接有防水壳206，防水壳206的一侧固定连接于外壳101的一侧内壁；借由上述结构，通过防水壳206的设置，有效的防止了水飞溅到零件上，导致零件生锈损坏，实现了零件进行保护。

进一步的，驱动单元包括固定连接于滑动杆301另一端的圆柱块，圆柱块上转动安装有异形转杆304，放置板的底部固定连接有驱动电机306，驱动电机306的输出端通过联轴器连接有驱动轴，驱动轴的底端固定连接有离心转杆305，离心转杆305的一端转动连接于异形转杆304的一端；借由上述结构，通过驱动单元的设置，驱动电机306移动带动驱动轴和离心转杆305转动，离心转杆305通过异形转杆304带动滑动杆301进行往复移动，实现了动力传递。

进一步的，滑动单元包括固定连接于放置台106圆柱外侧壁的防护壳107，防护壳107的底部内壁固定连接有固定轨道409、固定轨道409上滑动连接有滑块408，滑块408的一端固定连接有L形推杆410，防护壳107的一侧内壁开设有滑孔，L形推杆410的一端贯穿滑孔并与固定杆303相贴合，滑块408的顶部固定连接有固定齿板407，滑块408的一侧安装有扣接元件；借由上述结构，通过L形推杆410的设置，滑动杆301移动带动固定杆303移动，固定杆303移动带动L形推杆410和滑块408进行移动，滑块408移动带动固定齿板407移动，实现了通过机械设计能够借用驱动单元的动力，进而节约了能源。

进一步的，防护壳107的一侧内壁固定连接有导向杆412，导向杆412上套接有安装块411，安装块411的一端固定连接于滑块408的一侧，导向杆412上套接有复位弹簧413，复位弹簧413的两端分别与安装块411和防护壳107固定连接；借由上述结构，通过复位弹簧413的设置，在复位弹簧413的弹力作用下，不受外力的作用下，复位弹簧413能够带动滑块408进行复位，实现了能够自动进行复位。

进一步的，扣接元件包括固定连接于滑块408的一侧的固定柱5，防护壳107的一侧内壁开设有条形孔，固定柱5的一端贯穿条形孔并开设有滑槽，滑槽内滑动连接有滑动柱501，滑动柱501的一端固定连接有异形卡块502，其中一个转动门板108的一侧固定连接有U形接头504，异形卡块502与U形接头504相适配，滑槽内滑动连接有挤压弹簧503，挤压弹簧503的两端分别与固定柱5和滑动柱501固定连接；借由上述结构，通过扣接元件的设置，滑块408移动带动固定柱5、滑动柱501和异形卡块502移动，在挤压弹簧503的弹力作用下，使得异形卡块502与U形接头504完成扣接，实现了能够自动完成扣接，操作方便。

进一步的，夹紧机构包括放置台106内部开设有活动腔，活动腔的两侧内壁均开设有移动孔，移动孔内滑动连接有螺纹杆401，螺纹杆401的一端固定连接有异形连接杆402，异形连接杆402的一端固定连接有弧形板403，两个螺纹杆401相互靠近的一端固定连接有螺纹管4，螺纹管4上转动套接有两个固定块，两个固定块的底端固定连接于放置台106内壁，放置腔的一侧内壁开设有旋转孔，旋转孔内转动连接有转动杆405，转动杆405与螺纹管4上均键连接有锥齿轮404，两个锥齿轮404相啮合，转动杆405的一端键连接有旋转齿轮406，旋转齿轮406与固定齿板407相啮合；借由上述结构，通过夹紧机构的设置，固定齿板407移动带动旋转齿轮406和转动杆405转动，转动杆405转动通过锥齿轮404带动螺纹管4进行转动，螺纹管4转动两个螺纹杆401相互靠近，两个螺纹杆401相互靠近带动两个异形连接杆402和弧形板403相互靠近，实现了能够自动将晶圆夹紧固定。

工作原理：将需要划片的晶圆放在放置台106上，启动切割电机103对晶圆进行切割，在切割的过程中喷水头105会对砂轮104进行喷水，驱动电机306移动带动驱动轴和离心转杆305转动，离心转杆305通过异形转杆304带动滑动杆301进行往复移动，滑动杆301移动带动齿条302进行往复，齿条302带动转动齿轮205、转动轴201和喷气头202进行往复转动，与此同时，气泵204通过导气管203和喷气头202对放置台106进行喷气，实现了对晶圆表面进行吹气，进而能够将晶圆上的含有杂质污水吹走，保证晶圆表面的洁净度，避免晶圆的残留的杂质影响砂轮104对晶圆进行切割，有效的防止了切割晶圆时产生崩边。

滑动杆301移动带动固定杆303移动，固定杆303移动带动L形推杆410和滑块408进行移动，滑块408移动带动固定齿板407移动，固定齿板407移动带动旋转齿轮406和转动杆405转动，转动杆405转动通过锥齿轮404带动螺纹管4进行转动，螺纹管4转动两个螺纹杆401相互靠近，两个螺纹杆401相互靠近带动两个异形连接杆402和弧形板403相互靠近，进而能够将晶圆夹紧，滑块408移动带动安装块411移动，安装块411移动带动复位弹簧413移动并发生弹性形变，与此同时，滑块408移动带动固定柱5、滑动柱501和异形卡块502移动，在挤压弹簧503的弹力作用下，使得异形卡块502与U形接头504完成扣接，实现了能够自动将晶圆进行夹紧固定，提高了对晶圆的固定效果，使得晶圆在切割的过程中不易晃动，进一步防止了晶圆切割过程中产生崩边。

向外拉动转动门板108带动U形接头504脱离异形卡块502，在复位弹簧413的弹力作用下，能够带动安装块411和滑块408进行复位，滑块408复位带动固定齿板407进行复位，固定齿板407带动旋转齿轮406和转动杆405进行反向转动，使得转动杆405通过锥齿轮404带动螺纹管4进行反向转动，螺纹管4反向转动带动螺纹杆401、异形连接杆402和弧形板403复位，使得两个弧形板403松开晶圆，实现了打开转动门板108的同时能够将晶圆松开，便于取出晶圆。

上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的顶部开设有水槽，底座（1）的顶部固定连接有外壳（101），外壳（101）的一侧开设有安装槽，安装槽内转动连接有两个转动门板（108），外壳（101）的内壁固定连接有移动机构（102），移动机构（102）的底端固定连接有切割电机（103），切割电机（103）输出轴的一端固定连接有砂轮（104），切割电机（103）的一侧固定连接有喷水头（105），喷水头（105）的位置与砂轮（104）的位置相对应，外壳（101）的一侧内壁固定连接有固定板（2），固定板（2）上安装有摆动喷气机构，底座（1）的固定连接有放置台（106），放置台（106）上安装有夹紧机构。

2.根据权利要求1所述的一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，其特征在于：所述喷气机构包括开设于固定板（2）顶部内壁和底部内壁的转动孔，转动孔内转动连接有转动轴（201），转动轴（201）上固定套接有喷气头（202），外壳（101）的一侧固定连接有放置板，放置板的顶部固定连接有气泵（204），气泵（204）的出气孔与喷气头（202）的进气孔内固定连接有导气管（203），转动轴（201）上安装有往复单元。

3.根据权利要求2所述的一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，其特征在于：所述往复单元包括键连接于转动轴（201）底端的转动齿轮（205），外壳（101）的一侧内壁开设有固定孔，固定孔内固定连接有固定套管（3），固定套管（3）的内壁滑动连接有滑动杆（301），滑动杆（301）的一端固定连接有齿条（302），齿条（302）与转动齿轮（205）相啮合，齿条（302）的一端固定连接有固定杆（303），滑动杆（301）上安装有驱动单元，固定杆（303）上适配安装有滑动单元。

4.根据权利要求3所述的一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，其特征在于：所述固定杆（303）与转动轴（201）上套接有防水壳（206），防水壳（206）的一侧固定连接于外壳（101）的一侧内壁。

5.根据权利要求3所述的一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，其特征在于：所述驱动单元包括固定连接于滑动杆（301）另一端的圆柱块，圆柱块上转动安装有异形转杆（304），放置板的底部固定连接有驱动电机（306），驱动电机（306）的输出端通过联轴器连接有驱动轴，驱动轴的底端固定连接有离心转杆（305），离心转杆（305）的一端转动连接于异形转杆（304）的一端。

6.根据权利要求3所述的一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，其特征在于：所述滑动单元包括固定连接于放置台（106）圆柱外侧壁的防护壳（107），防护壳（107）的底部内壁固定连接有固定轨道（409）、固定轨道（409）上滑动连接有滑块（408），滑块（408）的一端固定连接有L形推杆（410），防护壳（107）的一侧内壁开设有滑孔，L形推杆（410）的一端贯穿滑孔并与固定杆（303）相贴合，滑块（408）的顶部固定连接有固定齿板（407），滑块（408）的一侧安装有扣接元件。

7.根据权利要求6所述的一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，其特征在于：所述防护壳（107）的一侧内壁固定连接有导向杆（412），导向杆（412）上套接有安装块（411），安装块（411）的一端固定连接于滑块（408）的一侧，导向杆（412）上套接有复位弹簧（413），复位弹簧（413）的两端分别与安装块（411）和防护壳（107）固定连接。

8.根据权利要求6所述的一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，其特征在于：所述扣接元件包括固定连接于滑块（408）的一侧的固定柱（5），防护壳（107）的一侧内壁开设有条形孔，固定柱（5）的一端贯穿条形孔并开设有滑槽，滑槽内滑动连接有滑动柱（501），滑动柱（501）的一端固定连接有异形卡块（502），其中一个转动门板（108）的一侧固定连接有U形接头（504），异形卡块（502）与U形接头（504）相适配，滑槽内滑动连接有挤压弹簧（503），挤压弹簧（503）的两端分别与固定柱（5）和滑动柱（501）固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种可防止产生崩边的半导体晶圆制备的硅片划片系统，其特征在于：所述夹紧机构包括放置台（106）内部开设有活动腔，活动腔的两侧内壁均开设有移动孔，移动孔内滑动连接有螺纹杆（401），螺纹杆（401）的一端固定连接有异形连接杆（402），异形连接杆（402）的一端固定连接有弧形板（403），两个螺纹杆（401）相互靠近的一端固定连接有螺纹管（4），螺纹管（4）上转动套接有两个固定块，两个固定块的底端固定连接于放置台（106）内壁，放置腔的一侧内壁开设有旋转孔，旋转孔内转动连接有转动杆（405），转动杆（405）与螺纹管（4）上均键连接有锥齿轮（404），两个锥齿轮（404）相啮合，转动杆（405）的一端键连接有旋转齿轮（406），旋转齿轮（406）与固定齿板（407）相啮合。