CN112309952B

CN112309952B - 一种晶圆翻转设备

Info

Publication number: CN112309952B
Application number: CN202011542248.2A
Authority: CN
Inventors: 吕天爽; 苏建生
Original assignee: Xian Eswin Silicon Wafer Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Eswin Silicon Wafer Technology Co Ltd
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2021-04-02
Anticipated expiration: 2040-12-23
Also published as: CN112309952A

Abstract

本发明提供一种晶圆翻转设备。晶圆翻转设备包括转轴和承载臂，承载臂固定于转轴的侧向；承载臂包括框架和支撑件，支撑件包括多个第一支撑件和至少一个第二支撑件；晶圆翻转设备还包括多个缓冲件，缓冲件与支撑空间的中心之间的距离大于第一支撑件与支撑空间的中心之间的距离。本发明实施例的技术方案，仅设置了一个承载臂，有助于提高晶圆翻转过程中控制晶圆位置的准确性。通过设置多个支撑件支撑晶圆的边缘，能够避免支撑晶圆时和翻转晶圆过程中，晶圆翻转设备与晶圆的上下表面接触导致损伤晶圆，通过设置缓冲件，当晶圆与支撑件发生相对移动时，能够通过缓冲件实现对晶圆的保护，避免晶圆脱落，有助于提高对于晶圆翻转的稳定性。

Description

一种晶圆翻转设备

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种晶圆翻转设备。

背景技术

晶圆等半导体加工检测过程中，通常需要多次翻转，以对不同的表面进行检测，翻转过程中，可以利用晶圆翻转设备实现对于晶圆的翻转。相关技术中的晶圆翻转设备通常包括上下两个承载臂，以从上下两个表面夹持晶圆，在使用过程中，如果两个承载臂之间的相对位置出现偏差，可能导致晶圆的位置发生偏转，因此，现有的晶圆翻转过程中的位置准确性相对较差。

发明内容

本发明实施例提供一种晶圆翻转设备，以解决现有的晶圆翻转过程中的位置准确性相对较差的问题。

本发明实施例提供了一种晶圆翻转设备，包括转轴和承载臂，所述承载臂固定于所述转轴的侧向，以使所述转轴自转时，所述承载臂绕所述转轴翻转；

所述承载臂包括框架和支撑件，所述支撑件用于支撑待翻转晶圆的边缘，所述支撑件包括多个第一支撑件和至少一个第二支撑件，所述第一支撑件固定于所述框架上，所述第二支撑件与驱动件传动连接，所述第二支撑件能够在所述驱动件的驱动下移动至靠近所述第一支撑件的第一工作位置和远离所述第一支撑件的第二工作位置，其中，当所述第二支撑件位于所述第一工作位置时，所述第一支撑件和所述第二支撑件之间形成固定待翻转晶圆的支撑空间，且各所述支撑件与所述支撑空间的中心的距离均相等；

所述晶圆翻转设备还包括多个缓冲件，所述缓冲件与所述支撑空间的中心之间的距离大于所述第一支撑件与所述支撑空间的中心之间的距离，以使所述支撑件支撑位于所述支撑空间内的待翻转晶圆时，所述缓冲件和所述待翻转晶圆间隔设置。

在一些实施例中，所述缓冲件设置于所述框架上，且环绕所述支撑空间，所述缓冲件和所述支撑件依次交替设置。

在一些实施例中，所述缓冲件通过复位弹性件与所述框架相连。

在一些实施例中，对应每一所述缓冲件的复位弹性件的数量为多个，所述复位弹性件包括目标弹性件，所述目标弹性件的一端与所述框架相固定，另一端朝向所述缓冲件且与所述缓冲件间隔设置，以使所述缓冲件偏离初始位置时，与所述目标弹性件相抵接。

在一些实施例中，对应一个所述缓冲件的目标弹性件的数量为多个，且各所述目标弹性件与所述缓冲件之间的距离不相等。

在一些实施例中，所述目标弹性件的弹性系数随与所述缓冲件之间的距离的增加而增加。

在一些实施例中，所述支撑件包括第一支撑面和第二支撑面，所述第一支撑面和所述第二支撑面之间的夹角小于180度。

在一些实施例中，所述缓冲件包括第一缓冲面和第二缓冲面，所述第一缓冲面和所述第二缓冲面之间的夹角不小于所述第一支撑面和所述第二支撑面之间的夹角，且所述第一缓冲面和所述第二缓冲面之间的夹角小于180度。

在一些实施例中，所述第一支撑面和所述第二支撑面表面均设置有第一保护层，所述第一缓冲面和所述第二缓冲面表面均设置有第二保护层，所述第一保护层的硬度大于所述第二保护层的硬度。

在一些实施例中，还包括驱动装置，所述转轴与所述驱动装置传动相连，以通过所述驱动装置驱动所述转轴自转。

本发明实施例的技术方案，仅设置了一个承载臂，不会出现承载臂之间的位置偏差导致晶圆稳定性降低的现象，有助于在晶圆翻转过程中，提高对于晶圆位置准确性的控制。通过设置多个支撑件支撑晶圆的边缘，能够避免支撑晶圆时和翻转晶圆过程中，晶圆翻转设备与晶圆的上下表面接触导致损伤晶圆，通过设置缓冲件，当晶圆与支撑件发生相对移动时，能够通过缓冲件实现对晶圆的保护，避免晶圆脱落，有助于提高对于晶圆翻转的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的晶圆翻转设备的结构示意图；

图2是图1的又一视角视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种晶圆翻转设备。

在一个实施例中，该晶圆翻转设备包括转轴110和承载臂120。

如图1所示，本实施例中，承载臂120固定于转轴110的侧向，这样，当转轴110绕自身的轴线自转时，承载臂120能够绕转轴110翻转，从而实现对设置于承载臂120上的待翻转晶圆200的翻转。

在一些实施例中，该晶圆翻转设备还包括驱动装置，该驱动装置可以选择电动机等，转轴110与驱动装置传动相连，以通过驱动装置驱动转轴110自转。在一个优选实施例中，驱动装置可以选择步进电机，这样，每一个步长对应控制转轴110旋转180度，也就是使得待翻转晶圆200进行一次翻转。

如图2所示，在一个实施例中，承载臂120包括框架121和支撑件，在一个实施例中，框架121具体包括连接杆121a和环形的承载框121b，环形的承载框121b用于与圆形的晶圆相适应。

支撑件用于支撑待翻转晶圆200的边缘，支撑件包括多个第一支撑件122a和至少一个第二支撑件122b，第一支撑件122a固定于框架121上，第二支撑件122b与驱动件传动连接，第二支撑件122b能够在驱动件的驱动下移动至靠近第一支撑件122a的第一工作位置和远离第一支撑件122a的第二工作位置。

本实施例中，驱动件可以是油缸或气缸，从而能够实现通过驱动件带动第二支撑件122b移动至上述第一工作位置或第二工作位置。

当第二支撑件122b位于第一工作位置时，第一支撑件122a和第二支撑件122b之间形成固定待翻转晶圆200的支撑空间，且各支撑件与支撑空间的中心的距离均相等。

可以理解为，此时，第一支撑件122a和第二支撑件122b环绕所形成的支撑空间的中心位置设置，这样，当待翻转晶圆200设置于该支撑空间时，能够实现通过各个支撑件稳定的支撑和固定待翻转晶圆200。

当位于第二工作位置时，第一支撑件122a与第二支撑件122b之间的距离相对较大，也可以理解为，此时，第一支撑件122a与支撑空间的中心之间的距离小于第二支撑件122b与支撑空间的中心之间的距离，以便取下或放置待翻转晶圆200。

工作过程中，首先控制第二支撑件122b移动至第二工作位置，然后将待翻转晶圆200设置于该支撑空间内，接下来，控制第二支撑件122b移动至第一工作位置，此时，各支撑件夹紧待翻转晶圆200，以实现通过各支撑件支撑和固定待翻转晶圆200。

晶圆翻转设备还包括多个缓冲件123，缓冲件123与支撑空间的中心之间的距离大于第一支撑件122a与支撑空间的中心之间的距离，以使支撑件支撑位于支撑空间内的待翻转晶圆200时，缓冲件123和待翻转晶圆200间隔一定的距离设置，也可以理解为，缓冲件123和待翻转晶圆200之间形成一空隙。

如图2所示，当第二支撑件122b位于第一工作位置时并支撑和固定待翻转晶圆200时，由于缓冲件123与支撑空间的中心之间的距离大于第一支撑件122a与支撑空间的中心之间的距离，所以缓冲件123和待翻转晶圆200之间并非直接接触，而是还有一定的间隔，也可以理解为，在正常翻转过程中，缓冲件123和待翻转晶圆200保持一定的间隔。

这样，正常状态下，缓冲件123并未直接与待翻转晶圆200接触，从而不会对待翻转晶圆200造成影响，降低了损伤待翻转晶圆200的可能性。

在工作过程中，如果待翻转晶圆200脱离支撑件的支撑，由于缓冲件123的存在，待翻转晶圆200不会直接脱落，而是受到缓冲件123的支撑、缓冲和限位作用，这样，能够降低待翻转晶圆200脱落的可能性。当翻转至指定位置之后，由于缓冲件123的存在，能够使得待翻转晶圆200恢复至被支撑件支撑的位置。

在一些实施例中，缓冲件123设置于框架121上，如图2所示，具体的，可以设置于上述承载框121b处，且沿着环绕支撑空间的方向，缓冲件123和支撑件依次交替设置，以提高对于待翻转晶圆200的支撑和保护效果。

在一些实施例中，缓冲件123通过复位弹性件与框架121相连。该复位弹性件具有一定的弹性，这样，当待翻转晶圆200偏离原位置并与缓冲件123相抵接且使缓冲件123偏离初始位置时，会使复位弹性件产生一定的弹性，提供一定的复位弹力，在所产生的复位弹力能够使得缓冲件123复位，从而使得待翻转晶圆200恢复至原位置。

在一些实施例中，对应每一缓冲件123的复位弹性件的数量为多个，复位弹性件包括目标弹性件，目标弹性件的一端与框架121相固定，另一端朝向缓冲件123且与缓冲件123交替设置，这样，当缓冲件123偏离初始位置时，可以与目标弹性件相抵接。这里，缓冲件123的初始位置指的是未与待翻转晶圆200接触时，缓冲件123所在的位置。

本实施例中，所使用的复位弹性件可以是弹簧，也可以是弹片、橡胶垫等具有一定弹性的复位弹性件。以复位弹性件为弹片为例说明，缓冲件123通过弹片与框架121相连，这样，当待翻转晶圆200与缓冲件123相抵接时，能够使得弹片发生一定形变并提供一定的弹力，以适应待翻转晶圆200的位置变化，避免待翻转晶圆200与缓冲件123刚性接触而损伤待翻转晶圆200。

目标弹性件指的是未与位于初始位置的缓冲件123直接接触的复位弹性件，本实施例中以目标弹性件为目标弹片为例做示例性说明。

当缓冲件123位于初始位置时，目标弹片并未与缓冲件123接触，当目标弹片偏离初始位置时，目标弹片与缓冲件123之间的间隔逐渐减小，直至相互接触，此时，目标弹片会为缓冲件123提供更大的复位弹力，以便于缓冲件123恢复至原位置。

在一些实施例中，对应一个缓冲件123的目标弹性件的数量为多个，且各目标弹性件与缓冲件123之间的距离不相等。

本实施例中，控制各目标弹性件与缓冲件123之间的距离不相等，缓冲件123偏离初始位置的距离较小时，缓冲件123受到的复位弹力也较小，相应的，缓冲件123和待翻转晶圆200之间的作用力也相对较小，有助于避免待翻转晶圆200受力过大而损坏。

当缓冲件123与初始位置之间的距离进一步增加时，与缓冲件123接触的目标弹性件的数量也逐渐增加，这样，能够逐渐提高缓冲件123所受到的复位弹力，提高缓冲件123的复位效果。

在一些实施例中，目标弹性件的弹性系数随与缓冲件123之间的距离的增加而增加。

应当理解的是，如果缓冲件123偏离的位置与初始位置之间的距离越大，则说明待翻转晶圆200的位置变化越大，为了提高待翻转晶圆200的复位效果，本实施例中设置为，与缓冲件123之间距离越大的目标弹性件的弹性系数越大。这样，缓冲件123偏离初始位置的距离越大，则缓冲件123受到复位弹性件提供的复位弹力也就越大，越有助于控制缓冲件123复位。

本发明实施例的技术方案，仅设置了一个承载臂120，不会出现承载臂120之间的位置偏差导致晶圆稳定性降低的现象，有助于在晶圆翻转过程中，提高对于晶圆位置准确性的控制。通过设置多个支撑件支撑晶圆的边缘，能够避免支撑晶圆时和翻转晶圆过程中，晶圆翻转设备与晶圆的上下表面接触导致损伤晶圆，通过设置缓冲件123，当晶圆与支撑件发生相对移动时，能够通过缓冲件123实现对晶圆的保护，避免晶圆脱落，有助于提高对于晶圆翻转的稳定性。

在一些实施例中，支撑件包括第一支撑面和第二支撑面，第一支撑面和第二支撑面之间的夹角小于180度。可以理解为，支撑件大致呈V形，以对待翻转晶圆200的侧面进行支撑和固定，避免支撑件与待翻转晶圆200的上下表面直接接触。

在一些实施例中，缓冲件123包括第一缓冲面和第二缓冲面，第一缓冲面和第二缓冲面之间的夹角不小于第一支撑面和第二支撑面之间的夹角，且第一缓冲面和第二缓冲面之间的夹角小于180度。缓冲件123的结构与支撑件的结构类似，也大致呈V形，缓冲件123的V形角度可以等于或略大于支撑件的角度，以降低在正常状态下，缓冲件123与待翻转晶圆200接触的可能性。

在一些实施例中，第一支撑面和第二支撑面表面均设置有第一保护层，第一缓冲面和第二缓冲面表面均设置有第二保护层，第一保护层的硬度大于第二保护层的硬度。

第一保护层和第二保护层可以选择橡胶等材料制作而成，缓冲件123主要用于在待翻转晶圆200脱落时保护待翻转晶圆200，因此，第二保护层的硬度相对较小，以降低对待翻转晶圆200挤压或冲击导致待翻转晶圆200损伤的可能性。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种晶圆翻转设备，其特征在于，包括转轴和承载臂，所述承载臂固定于所述转轴的侧向，以使所述转轴自转时，所述承载臂绕所述转轴翻转；

所述晶圆翻转设备还包括多个缓冲件，所述缓冲件与所述支撑空间的中心之间的距离大于所述第一支撑件与所述支撑空间的中心之间的距离，以使所述支撑件支撑位于所述支撑空间内的待翻转晶圆时，所述缓冲件和所述待翻转晶圆间隔设置；

所述缓冲件通过复位弹性件与所述框架相连，对应每一所述缓冲件的复位弹性件的数量为多个，所述复位弹性件包括目标弹性件，所述目标弹性件的一端与所述框架相固定，另一端朝向所述缓冲件且与所述缓冲件间隔设置，以使所述缓冲件偏离初始位置时，与所述目标弹性件相抵接。

2.根据权利要求1所述的晶圆翻转设备，其特征在于，所述缓冲件设置于所述框架上，且环绕所述支撑空间，所述缓冲件和所述支撑件依次交替设置。

3.根据权利要求1或2所述的晶圆翻转设备，其特征在于，对应一个所述缓冲件的目标弹性件的数量为多个，且各所述目标弹性件与所述缓冲件之间的距离不相等。

4.根据权利要求3所述的晶圆翻转设备，其特征在于，所述目标弹性件的弹性系数随与所述缓冲件之间的距离的增加而增加。

5.根据权利要求1所述的晶圆翻转设备，其特征在于，所述支撑件包括第一支撑面和第二支撑面，所述第一支撑面和所述第二支撑面之间的夹角小于180度。

6.根据权利要求5所述的晶圆翻转设备，其特征在于，所述缓冲件包括第一缓冲面和第二缓冲面，所述第一缓冲面和所述第二缓冲面之间的夹角不小于所述第一支撑面和所述第二支撑面之间的夹角，且所述第一缓冲面和所述第二缓冲面之间的夹角小于180度。

7.根据权利要求6所述的晶圆翻转设备，其特征在于，所述第一支撑面和所述第二支撑面表面均设置有第一保护层，所述第一缓冲面和所述第二缓冲面表面均设置有第二保护层，所述第一保护层的硬度大于所述第二保护层的硬度。

8.根据权利要求1所述的晶圆翻转设备，其特征在于，还包括驱动装置，所述转轴与所述驱动装置传动相连，以通过所述驱动装置驱动所述转轴自转。