专利名称：晶圆卡夹翻转交换机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种晶圆卡夹翻转交换机，尤指一种可用于转移背对背晶圆的晶圆卡夹翻转交换机。
技术背景 石英耐酸碱、熔点高且稳定，其成分为SiO2,即使高温挥发或者溶解于酸液之中也只会产生硅的成份，不会污染晶圆本体，因此，在硅芯片制程中，对背对背晶圆进行镀膜的步骤时，会将背对背晶圆由原本存放晶圆的晶圆卡夹中转移至石英晶舟中，再送入炉管中进行镀膜制程。已知晶圆转移方式是使用人工，将石英晶舟开口端对准晶圆卡夹开口端，再将背对背晶圆缓慢倒入石英晶舟中。然而，人工方式转移晶圆的方法对人员技术要求很高，往往一位合格的技术员需要训练半年的时间，需要花费过多人事成本，且人工方式会有破片率过高的问题。因此,本发明人潜心研究，进而设计出可改良上述缺陷的本实用新型。
实用新型内容本实用新型的主要目的，在于提供一种晶圆卡夹翻转交换机，使晶圆从晶圆卡夹转移至石英晶舟的步骤可自动化，并降低破片率以及训练技术员的人事成本。为了达成上述的目的，本实用新型提供一种晶圆卡夹翻转交换机，包括一机体；一旋转机构，该旋转机构固定地连接于该机体上；一旋转件，该旋转件连接于该旋转机构；一第一顶片模块，该第一顶片模块连接于该旋转件；一第二顶片模块，该第二顶片模块连接于该旋转件；一导引模块，该导引模块具有两个导引板，该两个导引板相对且连接于该旋转件；及一顶起模块，该顶起模块固定地连接于该机体，该顶起模块具有一顶件及一顶件升降机构，该顶件装设于该顶件升降机构。进一步地，第一顶片模块具有一第一升降机构、一第一伸缩机构及一第一顶片，第一升降机构固定于旋转件，第一伸缩机构装设于第一升降机构，第一顶片装设于第一伸缩机构。进一步地，第二顶片模块具有一第二升降机构、一第二伸缩机构及一第二顶片，第二升降机构固定于旋转件，第二伸缩机构装设于第二升降机构，第二顶片装设于第二伸缩机构。进一步地，旋转件呈H形，两端分别形成一第一凹槽及一第二凹槽，第一顶片设置于第一凹槽内；第二顶片设置于第二凹槽内；且旋转件的一侧延伸出一枢接部，枢接部连接于旋转机构。进一步地，第一顶片与第二顶片彼此相对且平行。进一步地，第一顶片、第二顶片及两个导引板之间界定形成一晶圆容置空间。进一步地，两个导引板的内侧具有多个导引凹槽，导引凹槽一端具有一导宽角，导宽角各具有一自由端及一连接端，连接端连接于导引凹槽，连接端向两侧斜向延伸出自由端，自由端连接于导引板的边缘，连接端的宽度与导引凹槽的宽度相等，自由端的宽度大于连接端的宽度。进一步地,顶件具有两个顶板，两个顶板相互平行且对齐。进一步地，晶圆卡夹翻转交换机还包括一晶圆卡夹及一石英晶舟，晶圆卡夹内具有多个第一晶圆容置槽，石英晶舟内具有多个第二晶圆容置槽，晶圆卡夹及石英晶舟放置于机体上。进一步地，顶起模块位于晶圆卡夹下方。本实用新型具有以下有益的效果本实用新型通过各种机械装置精密的配合，使晶圆从晶圆卡夹转移至石英晶舟的步骤达到自动化的目标，且可降低破片率，并节省训练技术员的人事成本。
图I为本实用新型晶圆卡夹翻转交换机的前视图。图2为本实用新型晶圆卡夹翻转交换机的右视图。图3为本实用新型晶圆卡夹翻转交换机的俯视图。图4为本实用新型晶圆卡夹翻转交换机的导引板放大图。主要元件符号说明I 机体11放置部2旋转机构3旋转件31第一凹槽32第二凹槽33枢接部4第一顶片模块41第一升降机构42第一伸缩机构43第一顶片5第二顶片模块51第二升降机构52第二伸缩机构 53第二顶片6导引模块61导引板611导引凹槽612导宽角6121 自由端6122 连接端62晶圆容置空间[0043]7顶起模块71 顶件711 顶板712 顶臂72顶件升降机构721升降基座722伺服马达723 螺杆724线轨机构8晶圆卡夹81第一晶圆容置槽9石英晶舟91第二晶圆容置槽10气压缸20第一连接部
具体实施方式
请参阅图I至图3所示，本实用新型提供一种晶圆卡夹翻转交换机，可用于转移背对背晶圆(图略)，包括一机体I、一旋转机构2、一旋转件3、一第一顶片模块4、一第二顶片模块5、一导引模块6、一顶起模块7、一晶圆卡夹8、一石英晶舟9、一气压缸10及一第一连接部20。机体I为一稳固结构，其固定于地面。机体I具有一固定部(图略)、一第二连接部(图略)及一放置部12，固定部、第二连接部及放置部12固定地连接在一起。气压缸10连接于机体I的固定部；顶起模块7固定地连接于第二连接部；晶圆卡夹8及石英晶舟9放置于放置部12上，且晶圆卡夹8与石英晶舟9彼此平行。顶起模块7设置于晶圆卡夹8下方。然而，机体I的形状并不限定，可因应需要适当的变化。气压缸10 —端连接于机体I的固定部另一端连接于第一连接部20。第一连接部20连接于气压缸10上方，可通过气压缸10上下移动。旋转机构2 —端固定地连接于第一连接部20上，另一端与旋转件3相连，使旋转件3可通过旋转机构2在第一连接部20上旋转。旋转机构2设置于晶圆卡夹8及石英晶舟9之间。本实施例中，旋转机构2为一伺服马达(图略)，但不加以限制，也可使用其他具有旋转功能的机构。旋转件3呈H形，两端分别形成一第一凹槽31及一第二凹槽32。旋转件3 —侧延伸出一枢接部33，该枢接部33连接于旋转机构2。第一顶片模块4及第二顶片模块5皆连接于旋转件3。此处旋转件3的形状仅为一优选实施例，不加以限制。第一顶片模块4具有一第一升降机构41、一第一伸缩机构42及一第一顶片43。本实施例中，第一升降机构41及第一伸缩机构42皆为线性马达(图略)，但不加以限制，也可使用其他具有线性移动功能的机构。第一升降机构41固定于旋转件3。第一伸缩机构42装设于第一升降机构41上，使第一伸缩机构42可在第一升降机构41上升降移动。第一顶片43装设于第一伸缩机构42,使第一顶片43可在第一伸缩机构42上伸缩移动。第一顶片43设置于第一凹槽31内。第一顶片43可利用第一升降机构41及第一伸缩机构42在第一凹槽31中升降或伸缩。第二顶片模块5具有一第二升降机构51、一第二伸缩机构52及一第二顶片53。本实施例中，第二升降机构51及第二伸缩机构52皆为线性马达(图略)，但不加以限制，也可使用其他具有线性移动功能的机构。第二升降机构51固定于旋转件3。第二伸缩机构52装设于第二升降机构51上，使第二伸缩机构52可在第二升降机构51上升降移动。第二顶片53装设于第二伸缩机构52，使第二顶片53可在第二伸缩机构52上伸缩移动。第二顶片53设置于第二凹槽32内。第二顶片53可利用第二升降机构51及第二伸缩机构52在第二凹槽32中升降或伸缩。导引模块6具有两个导引板61及一移动机构(图略)。本实施例中,移动机构为 一线性马达(图略)，但不加以限制，也可使用其他具有线性移动功能的机构。移动机构固定地连接于旋转件3，两个导引板61装设于移动机构。该两导引板61通过移动机构可在旋转件3上开合移动。由于导引模块6连接于旋转件3，而旋转件3连接于旋转机构2，且旋转机构2连接于第一连接部20，因此气压缸10可通过升降第一连接部20而带动旋转件3、旋转机构2及导引模块6同步升降。请参阅图4所示，该两个导引板61内侧具有多个导引凹槽611，这些导引凹槽611—端具有一导宽角612。这些导宽角612各具有一自由端6121及一连接端6122。连接端6122连接于导引凹槽611，连接端6122向两侧斜向延伸出自由端6121，自由端6121连接于导引板61边缘，连接端6122的宽度与导引凹槽611的宽度相等，自由端6121的宽度大于连接端6122的宽度。请参阅图I至图3所示，第一顶片43与第二顶片53彼此相对且平行。第一顶片43、第二顶片53及两个导引板61之间界定形成一晶圆容置空间62，可用以容置晶圆(图略)。顶起模块7位于晶圆卡夹8下方且具有一顶件71及一顶件升降机构72，顶件升降机构72固定于机体I的第二连接部(图略)，顶件71装设于顶件升降机构72，使顶件71可在顶件升降机构72上升降移动。本实施例中，顶件71包括有两个顶板711及两个顶臂712 ;顶件升降机构72包括有一升降基座721、一伺服马达722、一螺杆723及一线轨机构724。升降基座721固定于机体I的第二连接部(图略)，伺服马达722、螺杆723及线轨机构724组装并设置于升降基座721上，两个顶臂712固定于线轨机构724上，两个顶板711分别固定于两个顶臂712上，两顶板711相互平行且对齐。此处的顶起模块7仅为一优选实施例，也可使用具有顶升功能的不同机构，不加以限制。晶圆卡夹8内具有多个第一晶圆容置槽81。石英晶舟9内具有多个第二晶圆容置槽91。第一及第二晶圆容置槽81、91皆用以容置晶圆。本实用新型将晶圆由晶圆卡夹8中转移至石英晶舟9中的步骤如下首先调整导引模块6的两个导引板61，使两个导引板61间的距离微大于晶圆卡夹8的宽度，并使晶圆卡夹8上的第一晶圆容置槽81对齐导引板61上的导引凹槽611。其次通过顶起模块7的顶板711将位于晶圆卡夹8中的晶圆升起一小段距离，使晶圆上端进入导引板61的导引凹槽611内。将第二顶片53伸入晶圆下方后向上提起，使晶圆沿着导引凹槽611持续向上提升，待晶圆完全进入导引凹槽611后停止。缩短两个导引板61间的距离，使其距离接近晶圆的宽度，将第一顶片43伸出至晶圆上方且下降并逼近晶圆(此时晶圆被局限在由第一顶片43、第二顶片53及两个导引板61之间界定形成的晶圆容置空间62内)。通过旋转机构2将旋转件3由晶圆卡夹8侧旋转至石英晶舟9侧，进而带动晶圆容置空间62及其内部的晶圆旋转至石英晶舟9上方。并将石英晶舟9的第二晶圆容置槽91对齐导引板61的导引凹槽611。最后，降低第一顶片43，即可使晶圆从导引板61的导引凹槽611进入石英晶舟9的第二晶圆容置槽91内。另，当晶圆转移至石英晶舟9后，若直接通过旋转机构2将旋转件3转回原位，会使导引板61与晶圆干涉造成破片。因此，须先以气压缸10将导引模块6的两个导引板61向上顶升，使两个导引板61脱离石英晶舟9中的晶圆，才可将旋转件3转回原位。当需要将晶圆反过来从石英晶舟9转移至晶圆卡夹8时，只需将此步骤相反即可。晶圆从晶圆卡夹8进入导引板61的导引凹槽611内时，晶圆可由导宽角612上较宽的自由端6121进入，再逐渐滑入较窄的连接端6122，最后进入导引凹槽611内。可使导引凹槽611与第一晶圆容置槽81对齐时容许较大误差，降低破片率。本实用新型在转移晶圆时，是以晶圆容置空间62局限住晶圆，再旋转晶圆容置空间62以带动晶圆旋转，而不是以夹持方式带动晶圆旋转，可降低破片率。本实用新型通过各种精密机械装置配合，使晶圆从晶圆卡夹8转移至石英晶舟9的步骤达到自动化的目标，且可降低破片率，并节省训练技术员的人事成本。以上所述者，仅为本实用新型中优选实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围，即凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本实用新型专利范围所涵盖。
权利要求1.一种晶圆卡夹翻转交换机，其特征在于，所述晶圆卡夹翻转交换机包括 一机体； 一旋转机构，所述旋转机构连接于所述机体上； 一旋转件，所述旋转件连接于所述旋转机构； 一第一顶片模块，所述第一顶片模块连接于所述旋转件； 一第二顶片模块，所述第二顶片模块连接于所述旋转件； 一导引模块，所述导引模块具有两个导引板，所述两个导引板相对且连接于所述旋转件；及 一顶起模块，所述顶起模块连接于所述机体，所述顶起模块具有一顶件及一顶件升降机构，所述顶件装设于所述顶件升降机构。
2.根据权利要求I所述的晶圆卡夹翻转交换机，其特征在于，所述第一顶片模块具有一第一升降机构、一第一伸缩机构及一第一顶片，所述第一升降机构固定于所述旋转件，所述第一伸缩机构装设于所述第一升降机构，所述第一顶片装设于所述第一伸缩机构。
3.根据权利要求2所述的晶圆卡夹翻转交换机，其特征在于，所述第二顶片模块具有一第二升降机构、一第二伸缩机构及一第二顶片，所述第二升降机构固定于所述旋转件，所述第二伸缩机构装设于所述第二升降机构，所述第二顶片装设于所述第二伸缩机构。
4.根据权利要求3所述的晶圆卡夹翻转交换机，其特征在于，所述旋转件呈H形，所述旋转件的两端分别形成一第一凹槽及一第二凹槽，所述第一顶片设置于所述第一凹槽内；所述第二顶片设置于所述第二凹槽内；且所述旋转件的一侧延伸出一枢接部，所述枢接部连接于所述旋转机构。
5.根据权利要求3所述的晶圆卡夹翻转交换机，其特征在于，所述第一顶片与所述第二顶片彼此相对且平行。
6.根据权利要求3所述的晶圆卡夹翻转交换机，其特征在于，所述第一顶片、所述第二顶片及所述两个导引板之间界定形成一晶圆容置空间。
7.根据权利要求I所述的晶圆卡夹翻转交换机，其特征在于，所述两个导引板的内侧具有多个导引凹槽，每个所述导引凹槽的一端具有一导宽角，所述导宽角各具有一自由端及一连接端，所述连接端连接于所述导引凹槽，所述连接端向两侧斜向延伸出所述自由端，所述自由端连接于所述导引板的边缘，所述连接端的宽度与所述导引凹槽的宽度相等，所述自由端的宽度大于所述连接端的宽度。
8.根据权利要求I所述的晶圆卡夹翻转交换机，其特征在于，所述顶件具有两个顶板，所述两个顶板相互平行且对齐。
9.根据权利要求I所述的晶圆卡夹翻转交换机，其特征在于，所述晶圆卡夹翻转交换机还包括一晶圆卡夹及一石英晶舟，所述晶圆卡夹内具有多个第一晶圆容置槽，所述石英晶舟内具有多个第二晶圆容置槽，所述晶圆卡夹及所述石英晶舟放置于所述机体上。
10.根据权利要求9所述的晶圆卡夹翻转交换机，其特征在于，所述顶起模块位于所述晶圆卡夹下方。
专利摘要一种晶圆卡夹翻转交换机，包括一机体、一旋转机构、一旋转件、一第一顶片模块、一第二顶片模块、一导引模块及一顶起模块。旋转机构固定地连接于该机体上。旋转件连接于该旋转机构。第一顶片模块连接于该旋转件；第二顶片模块连接于该旋转件。导引模块具有两个导引板，该两个导引板相对且连接于该旋转件。顶起模块固定地连接于机体，顶起模块具有一顶件及一顶件升降机构，顶件装设于该顶件升降机构。本实用新型通过各种机械装置精密的配合，使晶圆从晶圆卡夹转移至石英晶舟的步骤达到自动化的目标，且可降低破片率，并节省训练技术员的人事成本。
文档编号H01L21/677GK202434486SQ20112051673
公开日2012年9月12日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者潘政纬 申请人:广运机械工程股份有限公司