一种倒片机的制作方法

本发明涉及半导体加工设备技术领域，尤其涉及一种倒片机。

背景技术：

伴随集成电路制造工艺的不断进步，半导体器件的体积越来越小，这也导致了非常微小的颗粒也变得足以影响半导体器件的制造和性能，所以，半导体工件的清洗工艺变得越来越重要，清洗工艺的要求也越来越高。

半导体工件一般要求在真空的环境下多步骤清洗，为了保证真空环境的纯净，通常使用石英做的夹具例如晶舟，且通常需要将半导体工件转动一定角度，保证清洗工艺的均匀性。

现有技术中，一般需要作业员手动将半导体工件转动一定角度后再次进行清洗作业，但手动操作存在一些弊端。首先，手动转动工件增加了半导体工件碎片或污染的风险，最终导致半导体工件报废；其次，手动转动工件时半导体工件的转动角度不定，不能保证清洗效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种倒片机，可以实现工件的自动旋转，避免工件破损或污染。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种倒片机，包括：

基座，所述基座内设置有真空通道；

吸附组件，所述吸附组件设置于所述基座上，并与所述真空通道连通；及

驱动组件，所述驱动组件被配置为能够驱动所述吸附组件转动；

通过将工件放置于所述基座上，以触发所述真空通道打开。

其中，所述倒片机还包括：

载物架，所述载物架用于承载所述工件，当所述载物架被配置于所述基座上时，所述载物架向所述基座施力以触发所述真空通道打开。

其中，所述倒片机还包括：

触发机构，所述触发机构被配置为能够打开或关闭所述真空通道。

其中，所述触发机构包括挡块，所述挡块可移动地设置在所述基座内且具有复位功能，当所述载物架被配置于所述基座上时，所述挡块由第一位置移动至第二位置，以打开所述真空通道。

其中，所述挡块上设置有通孔，当所述挡块被配置于第二位置时，所述通孔与所述真空通道连通；当所述挡块被配置于第一位置时，所述通孔与所述真空通道错位设置。

其中，所述挡块与所述基座滑动连接。

其中，所述基座包括：

底板，所述底板内设置有所述真空通道；及

第一立板，所述第一立板与所述底板连接；

所述第一立板内设置有第一滑道，所述第一滑道的底端贯穿所述真空通道，所述挡块滑动设置于所述第一滑道内。

其中，所述第一滑道的底端设置有第一弹簧，所述第一弹簧与所述挡块连接。

其中，所述第一滑道的上端朝向所述载物架设置有第二滑道，所述第二滑道内滑动设置有具有复位功能的推块，当所述载物架被配置于所述基座上时，所述载物架推动所述推块朝向所述第一立板内移动，且所述推块能够推动所述挡块沿所述第一滑道移动至所述第二位置。

其中，所述推块远离所述载物架的一端通过第二弹簧与所述第二滑道连接。

其中，所述推块的底部设置有第一凹槽，所述挡块的顶部能够伸入所述第一凹槽内，且所述推块的底面和所述挡块的顶面均设置有第一导向斜面。

其中，所述触发机构还包括：

推力组件，所述推力组件被配置为能够驱动所述载物架推动所述推块。

其中，所述推力组件包括:

夹块，所述夹块滑动设置于所述基座上，且所述夹块与所述第一立板之间形成夹持所述载物架的空间。

其中，所述基座还包括：

导杆，所述导杆与所述第一立板连接，所述导杆平行所述底板设置，所述夹块滑动设置于所述导杆上；

所述导杆被配置为支撑所述载物架。

其中，所述推力组件还包括：

顶块，所述顶块沿竖直方向滑动设置于所述底板上，且具有复位功能；当所述载物架被配置于所述基座上时，所述载物架下压所述顶块，且所述顶块推动所述夹块向靠近所述第一立板的方向移动。

其中，所述顶块呈u型且开口向上，所述顶块包括第一侧板、基板和第二侧板，所述第一侧板靠近所述第一立板设置，且所述第一侧板被配置为能够抵接于所述载物架；

所述第二侧板低于所述第一侧板，所述夹块的底面设置有第二凹槽，所述第二侧板的顶部设置有第二导向斜面。

其中，所述基座还包括与底板连接的第二立板，所述第二立板与所述第一立板相对设置，所述夹块与所述第二立板之间通过第三弹簧连接，所述第三弹簧被配置为能够驱动所述夹块靠近所述第一立板。

其中，所述顶块与所述底板通过第四弹簧连接。

其中，所述吸附组件包括：

真空吸笔，所述真空吸笔竖直设置于所述基座上，且所述真空吸笔的顶部设置有吸头，所述吸头的吸附面竖直设置；

所述真空吸笔的重心向所述吸附面一侧平移。

其中，所述真空吸笔包括竖直设置的主管路以及水平设置的支管路，所述主管路和所述支管路连通并呈t字型；

所述基座上设置有与所述真空通道连通的竖向孔，所述支管路嵌入所述真空通道内，所述主管路穿过所述竖向孔，所述主管路的外周与所述竖向孔的侧壁之间具有间隙；

所述支管路的两端分别套设有第五弹簧，所述第五弹簧一端与所述主管路抵接，另一端与所述竖向孔的侧壁抵接。

其中，所述驱动组件包括：

转轴；

主动轮，所述主动轮设置于所述转轴上；

从动轮，所述从动轮与所述真空吸笔固定；及

传动皮带，所述传动皮带连接所述主动轮和所述从动轮。

其中，所述驱动组件还包括：

摇柄，所述摇柄与转轴连接。

有益效果：本发明提供了一种倒片机。该倒片机中工件通过吸附组件吸附后，可以在驱动组件的带动下转动，不需要作业员手动操作，避免工件污染或破损，且能够保证工件每次转动的角度一致。工件放置到基座上后，真空通道自动打开，有利于提高倒片机的自动化程度以及效率。

附图说明

图1是本发明提供的倒片机和工件装配后的结构示意图；

图2是本发明提供的载物架的结构示意图；

图3是本发明提供的倒片机的主视图；

图4是本发明提供的倒片机未装配载物架时的结构示意图；

图5是本发明提供的倒片机未装配载物架时的剖视图；

图6是本发明提供的倒片机未装配载物架时的爆炸图一；

图7是本发明提供的倒片机未装配载物架时的爆炸图二；

图8是图5中a处的局部放大图；

图9是本发明提供的倒片机未装配载物架时的主视图；

图10是本发明提供的驱动组件和真空组件装配后的结构示意图。

其中：

1、基座；11、底板；111、下板体；1111、真空通道；1112、竖向孔；112、上板体；12、第一立板；121、内侧板；122、外侧板；1221、第一滑道；13、第二立板；131、第一导柱；14、导杆；

2、真空吸笔；21、吸附头；22、支管路；23、第五弹簧；3、驱动组件；31、转轴；32、主动轮；33、传动皮带；34、从动轮；35、摇柄；4、夹块；41、第三弹簧；42、下夹板；43、上夹板；5、顶块；51、第四弹簧；6、推块；61、第二弹簧；62、第一凹槽；7、挡块；71、通孔；72、第一弹簧；73、第一导向斜面；

200、载物架；210、石英杆；211、卡槽；212、弧形板；

300、工件。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种倒片机，可以自动将工件转动指定角度，从而方便工件加工。例如，倒片机可以用于半导体工件的清洗工艺，通过倒片机实现半导体工件的转动，从而提高对工件清洗的均匀性，有利于提高清洗效果。

如图1所示，倒片机包括基座1、吸附组件和驱动组件3。基座1内设置有真空通道1111，以便与抽真空设备连接，基座1可以用于承载工件300；吸附组件设置于基座1上，并与真空通道1111连通，吸附组件可以通过真空吸附固定工件300。驱动组件3与吸附组件连接，且可以驱动吸附组件转动，从而带动工件300转动一定角度，以方便全面清洗。工件300通过吸附组件吸附后，可以在驱动组件3的带动下转动，不需要作业员手动操作，避免工件300污染或破损，且能够保证工件300每次转动的角度一致。

此外，本实施例中，真空通道1111可以通过将工件300放置在基座1上而触发打开，当基座1上未放置工件300时，真空通道1111自动关闭，有利于提高倒片机的自动化程度以及工作效率。

具体地，本实施例中，基座1上设置有具有复位功能的触发机构，当工件300被放置在基座1上时，工件300将对触发机构施加外力，从而打开真空通道1111，使抽真空设备能够与吸附组件连通，从而使工件300吸附固定在吸附组件上。

由于半导体工件300厚度较薄，且材质较脆，为避免工件300在向触发机构施加外力时损坏，本实施例中倒片机还可以包括载物架200。载物架200可以作用载具承载工件300，工件300通过载物架200向触发机构施加外力，从而打开真空通道1111。

具体地，如图2所示，载物架200为框架结构，其材质可以为石英，避免污染半导体工件300。载物架200可以通过多根石英杆210连接而成，石英杆210上设置有容纳半导体工件300边缘的卡槽211，通过设置卡槽211可以提高工件300在载物架200上放置的稳定性。

为提高半导体工件300在清洗等工艺中的效率，载物架200内可以承载有多个半导体工件300，为此，石英杆210上设置有多个卡槽211，以便提高载物架200的容量。

如图3所示，当载物架200放置在基座1上时，真空通道1111被打开，吸附组件通过真空吸附固定工件300，之后通过转动摇柄35，吸附组件可以摆动，从而带动工件300旋转一定的角度。

如图4所示，基座1包括底板11以及分别设置在底板11相对两侧的第一立板12和第二立板13，第一立板12和第二立板13之间连接有两根导杆14，吸附组件设置于两个导杆14之间。当载物架200放置在基座1上时，载物架200可以放置在导杆14上，吸附组件穿过载物架200底部相邻的两根石英杆210之间的缝隙，以便吸附组件能够吸附固定载物架200上的半导体工件300。

本实施例中，吸附组件包括真空吸笔2，真空吸笔2竖直设置在基座1上，真空吸笔2的顶端的一侧设置有吸附头21，用于吸附固定工件300。真空吸笔2内部的气道分别与吸附头21和真空通道1111连通，以便通过抽真空设备实现气道内的真空状态，从而吸附半导体工件300。

由于载物架200上可以放置有多个工件300，为使每个工件300均可以转动，吸附组件包括多个真空吸笔2，多个真空吸笔2沿直线排列，且每个真空吸笔2上的吸附头21朝向同一侧。当载物架200放置在基座1上时，每个真空吸笔2对应固定一个工件300。

为提高载物架200放在导杆14上的稳定性，如图2-图4所示，导杆14可以为圆柱杆，载物架200的底部可以设置有两个弧形板212，弧形板212扣设在导杆14上，以提高载物架200与导杆14的接触面积，从而提高稳定性。在其他实施例中，导杆14的截面形状也可以为三角形、矩形等多边形或椭圆形，弧形板212的底面可以对应与导杆14的外轮廓面配合。

如图5所示，本实施例中，真空通道1111设置于基座1的底板11上，且沿水平方向延伸，真空吸笔2的下端伸入底板11内，以使气道与真空通道1111连通。为实现真空通道1111的打开和关闭，触发机构可以包括挡块7，挡块7可以移动地设置在基座1内，且挡块7具有复位功能。当载物架200放置在底座上时，载物架200向基座1施加外力，以使挡块7能够由第一位置移动到第二位置，从而使真空通道1111打开。当载物架200由基座1上拆下时，挡块7将自动复位至第一位置，此时挡块7可以阻挡真空通道1111与抽真空设备的连通，从而关闭真空通道1111。

具体地，挡块7的下端可以穿过真空通道1111，且挡块7上沿真空通道1111的延伸方向设置有通孔71，通孔71的形状和大小可以与真空通道1111的截面形状和大小相同。当挡块7位于第一位置时，通孔71与真空通道1111错开设置，使得挡块7位于真空通道1111内的部分为实体部分，从而将真空通道1111分隔为不连通的两部分，避免真空通道1111与抽真空设备连通。当挡块7移动至第二位置时，通孔71位于真空通道1111内，使得真空通道1111打开，从而实现对工件300的吸附。

在其他实施例中，挡块7上也可以不设置通孔71，当挡块7位于第一位置时，挡块7的下端插入到真空通道1111内，也可以将真空通道1111分隔为不连通的两部分，实现真空通道1111的关闭；当挡块7位于第二位置时，挡块7可以位于真空通道1111的外部且不遮挡真空通道1111的开口，从而实现真空通道1111的打开。

可选地，挡块7相对基座1的移动方式可以为滑动或转动，是要能够实现挡块7在关闭真空通道1111的第一位置和打开真空通道1111的第二位置之间移动即可。本实施例中，挡块7可以与基座1滑动连接。第一立板12内设置有第一滑道1221，第一滑道1221向下延伸且端部穿过真空通道1111，挡块7滑动的设置于第一滑道1221内。

为形成真空通道1111和第一滑道1221，且方便挡块7的安装，如图6和图7所示，底板11包括上板体112和下板体111，下板体111可以通过螺钉、卡扣等紧固件与上板体112固定，上板体112和下板体111之间形成真空通道1111，且真空通道1111的一端贯穿底板11的端部，以便与抽真空设备连通。第一立板12包括内侧板121和外侧板122，内侧板121可以与上板体112和第二立板13一体成型，外侧板122可以通过螺钉、卡扣等紧固件与内侧板121固定，内侧板121和外侧板122之间形成第一滑道1221。当安装挡块7时，可以将外侧板122拆下，以便防止挡块7。

具体地，下板体111的上表面上可以设置有第一槽体，第一槽体靠近第一立板12的一端延伸至下板体111的端面；上板体112在与每个真空吸笔2对应的位置设置有竖向孔1112，上板体112与下板体111固定后，上板体112的下表面与第一槽体围设形成真空通道1111，真空吸笔2通过竖向孔1112伸入到真空通道1111内，以便气道与真空通道1111连通。

外侧板122朝向内侧板121的一侧设置有第二槽体。外侧板122与内侧板121固定后，内侧板121的外表面与第二槽体围设形成第一滑道1221，且第二槽体的下端延伸至底板11位置，以使第二槽体与第一槽体的端部连通，从而方便挡块7关闭或打开真空通道1111。

为实现挡块7的自动复位，第一滑道1221的底端可以设置有第一弹簧72，第一弹簧72与挡块7抵接。当载物架200放置在基座1上后，载物架200将驱动挡块7克服第一弹簧72的阻力向下滑动至第二位置，以使通孔71与真空通道1111连通。当载物架200由基座1上卸下时，挡块7将在第一弹簧72的弹性力作用下，自动向上滑动至第一位置，使得挡块7下端未设置通孔71的部分位于真空通道1111内，从而关闭真空通道1111。

为实现载物架200对挡块7的驱动，触发机构还包括推块6，推块6可滑动地设置在基座1上，且具有复位功能。如图5-图7所示，第一滑道1221的上端朝向内侧板121开设有第二滑道，第二滑道水平设置，且贯穿内侧板121，推块6设置于第二滑道内。初始位置时推块6的部分伸出第二滑道外，挡块7关闭真空通道1111。当载物架200放置到基座1上时，载物架200的一侧将与第一立板抵接，从而推动推块6向第一立板12内滑动，从而使推块6推动挡块7沿第一滑道1221向下滑动至第二位置，挡块7打开真空通道1111。

为实现推块6的复位功能，第二滑道内设置有第二弹簧61，第二弹簧61与推块6连接，且第二弹簧61的弹力能够推动推块6伸出第二滑道外。

为实现推块6与挡块7的配合，以使推块6能够驱动挡块7滑动至第二位置，如图8所示，推块6的底面可以设置有第一凹槽62，挡块7的顶部能够伸入到第一凹槽62内，且推块6的底面和挡块7的顶面均设置有第一导向斜面73，两个第一导向斜面73的斜度相同，在推块6推动挡块7的过程中，两个第一导向斜面73相互贴合，以便引导挡块7和推块6移动。

当推块6位于初始位置时，推块6在第二弹簧61的作用下部分伸出第二滑块内，使得推块6上的第一凹槽62与第一滑道1221的上端对齐，挡块7将在第一弹簧72的作用下保持在第一位置，此时挡块7的上端伸入到第一凹槽62内。当载物架200放置在基座1上时，载物架200将推动推块6向第二滑道内滑动，推块6压缩第二弹簧61，且推块6上的第一导向斜面73将相对挡块7上的第一导向斜面73向上移动。由于推块6在竖直方向上的位置不发生移动，推块6将推动挡块7沿第一滑道1221向下滑动至第二位置，从而打开真空通道1111。当取走基座1上的载物架200时，挡块7将在第一弹簧72的作用下向上移动，通过两个第一导向斜面73的配合，推块6将向第二滑道外滑动，从而恢复至初始位置。

为使载物架200能够向推块6提供足够的外力，本实施例中，触发机构还包括推力组件，推力组件用于驱动载物架200向第一立板12的方向移动，从而推动推块6。

具体地，如图5-7所示，推力组件包括夹块4，夹块4滑动设置于基座1上，且夹块4与第一立板12之间形成夹持载物架200的空间。通过设置夹块4，可以是载物架200始终与第一立板12保持良好接触，从而确保推块6能够被载物架200推入第二滑道内。

夹块4可以滑动设置在导杆14上，从而限定夹块4的滑动方向，确保夹块4与载物架200的接触位置固定。夹块4包括上夹板43和下夹板42，上夹板43和下夹板42可以通过螺钉固定，且二者之间形成导向孔。导杆14穿设与导向孔内，从而限定夹块4的滑动方向。为避免夹块4在导杆14上转动，夹块4上设置有两个导向孔，每个导向孔与一个导杆14配合滑动，从而避免夹块4转动。

为使夹块4具有足够的夹持力，夹块4与第二立板13之间可以通过第三弹簧41连接，且第三弹簧41可以为压簧，以使第三弹簧41能够驱动夹块4向第一立板12的方向移动，从而夹持载物架200。

为保证第三弹簧41对夹块4施加的弹性力与夹块4的滑动方向平行，避免夹块4在导杆14上卡死，第二立板13朝向第一立板12的一侧还可以设置有第一导柱131，夹块4可以套在第一导柱131外，且能够相对第一导柱131滑动，第三弹簧41套设在第一导柱131外，且位于夹块4与第二立板13之间。

为方便载物架200放置在夹块4与第一立板12之间，触发组件还包括可复位的顶块5。顶块5设置在底板11上，且初始位置时，顶块5能够驱动夹块4克服第三弹簧41的阻力向第二立板13方向移动，从而方便载物架200的放入。

具体地，顶块5沿竖直方向滑动设置在底板11上。当载物架200放置于基座1上时，载物架200的底部下压顶块5，使得顶块5向下滑动，同时顶块5将逐渐解除对夹块4的限制，使得夹块4向第一立板12的方向移动。当顶块5下压至最低位置时，顶块5完全解除对夹块4的限制，使得夹块4在第三弹簧41的作用下配合第一立板12夹紧载物架200，从而使载物架200推动推块6，最终挡块7将打开真空通道1111。

当取下载物架200时，载物架200对顶块5施加的力逐渐减小，顶块5将恢复至初始位置，并驱动夹块4克服第三弹簧41的弹力向第二立板13的方向移动，夹块4解除对载物架200的夹持作用，载物架200可以轻松取下。

为实现顶块5的复位功能，顶块5的底部与底板11之间可以通过第四弹簧51连接，第四弹簧51的弹力将驱动顶块5向上滑动。为保证顶块5滑动过程中不发生偏移，顶块5的底部可以设置有第二导柱，第二导柱可以伸入到底板11内，第四弹簧51套设在第二导柱外，从而防止第四弹簧51弯曲，保证顶块5的移动方向不发生偏移。

如图5和图9所示，顶块5可以为u型，且开口向上设置。顶块5包括第一侧板、基板和第二侧板，第一侧板和第二侧板沿导杆14的长度方向排列，且第一侧板靠近第一立板12设置，第二侧板靠近第二立板13设置。第一侧板的高度高于第二侧板，以便支撑载物架200，且作为顶块5的受力部位。夹块4的底面设置有第二凹槽，第二侧板的顶部可以伸入到第二凹槽内，且第二侧板的顶部设置有第二导向斜面，第二导向斜面可以与第二凹槽的侧壁边缘配合，推动夹块4滑动。

当顶块5位于初始位置，即顶块5不受压时，第二侧板伸入到第二凹槽内，使得压块克服第三弹簧41的弹力，靠近第二立板13。当载物架200放置到基座1上时，载物架200的底部与顶块5的第一侧板接触，并下压顶块5。顶块5克服第四弹簧51向下移动，同时第二侧板也向下移动，使得第二侧板逐渐抽出第二凹槽外，夹块4将在第三弹簧41的作用下逐渐向第一立板12方向移动，直至抵接在载物架200上。

如图10所示，驱动组件3包括摇柄35、转轴31、主动轮32、从动轮34和传动皮带33。摇柄35与转轴31连接，转轴31可以转动地设置在底板11上，主动轮32设置在转轴31上，且与转轴31固定连接，从动轮34固定设置在真空吸笔2上，从动轮34与主动轮32之间通过传动皮带33连接。当载物架200设置于基座1上后，真空通道1111打开，每个真空吸笔2均吸附固定有一个工件300，此时可以通过转动摇柄35，带动转轴31转动，通过主动轮32、传动皮带33和从动轮34，将动力输送至真空吸笔2上，从而驱动真空吸笔2转动，实现工件300的转动。其中，主动轮32和从动轮34可以为齿轮，对应地，传动皮带33上设置有齿，有利于提高驱动组件的传动精度，从而提高工件转动角度的精度。

本实施例中，转轴31上设置有多个主动轮32，每个主动轮32通过传动皮带33与一个从动轮34配合，每个从动轮34连接一个真空吸笔2，从而实现多个真空吸笔2的同步转动，以保证每个工件300的转动角度一致。

由于真空吸笔2的下端伸入到底板11中与真空通道1111连通，真空吸笔2将以自身的下端为转动中心转动。为避免真空吸笔2转动中与底板11上的竖向孔1112干涉，竖向孔1112的侧壁与真空吸笔2的外周面之间设置有间隙，该间隙能够允许真空吸笔2以下端为中心转动一定的角度。

真空吸笔2包括竖直设置的主管路以及水平设置的支管路22，主管路和支管路22形成t字型。其中，底板11上设置有竖向孔1112，支管路22嵌入到真空通道1111内，主管路通过竖向孔1112伸出底板11外，且支管路22的外径与真空通道1111的内径相等，以隔断竖向孔1112和真空通道1111，减小真空通道1111与支管路22之间存在的缝隙，确保真空通道1111能够形成真空环境。为保证真空吸笔2可以在驱动组件3的驱动下转动指定角度，支管路22可以相对真空通道1111转动。

由于工件300卡在载物架200的卡槽211内，为避免工件300在转动过程中与卡槽211磕碰损坏，本实施例中，工件300在被真空吸笔2吸附后可以向上抬起一定距离，以使工件300抬起，与卡槽211之间具有一定的间隙。

具体地，吸附头21和从动轮34设置于主管路的同一侧，以使真空吸笔2的重心发生偏移。在未放置载物架200时，真空吸笔2将向设置有吸附头21的一侧倾斜。放置载物架200后，在载物架200被夹块4夹紧的过程中，由于真空吸笔2倾斜设置，真空吸笔2上的吸附头21将与载物架200上的工件300接触。随着真空通道1111的逐渐打开，吸附头21对工件300的吸附效果增大，吸附头21与工件300的接触位置不变，而真空吸笔2将随载物架200向第一立板12的方向移动而逐渐移动至竖直状态。竖直状态下吸附头21的高度将升高，从而带动工件300抬起，避免工件300在转动过程中与卡槽211磕碰损坏。

为避免真空吸笔2在倾斜位置和竖直位置之间切换时与竖向孔1112的侧壁发生碰撞，支管路22的每一端均可以套设有一第五弹簧23，第五弹簧23的一端与主管路抵接，另一端与竖向孔1112的侧壁抵接。第五弹簧23处于压缩状态，其弹性可以减缓主管路与竖向孔1112侧壁之间的冲击，也可以减小吸附头21对工件300的冲击，从而避免真空吸笔2或工件300损坏。

由于真空吸笔2需要在未吸附工件300时在自身重力作用下倾斜，第五弹簧23的弹力可以较小，例如采用微力弹簧，避免影响工件300的抬起效果。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。