一种垂直式自动换片机的制作方法

：本发明涉及半导体自动化设备领域，具体涉及一种垂直式自动换片机。

背景技术

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背景技术：

1、目前的晶圆片在进行表面处理工艺的过程中，尤其是进行电镀或者是化学镀的表面处理工艺，需要搭配良好的导电治具以及支撑挂具(后简称导电挂具)，装配导电挂具的晶圆才能接着进行浸泡式的化学表面处理工艺。

2、为了保障导电挂具的密封性，现有的导电挂具的密封方式大致有以下四种：第一种为旋转式密封及解封，第二种为螺丝锁附式密封及解封，第三种为气囊式密封及解封，第四种为垂直快锁式密封及解封。而本公司在现有四种密封方式的基础上，研究出一款新型快锁挂具(申请号为：202211700816.6)，这种快锁挂具为双面挂具，导电上盖与挂具本体之间可以快速合盖与开盖，以实现快速密封及解封。

3、由于这种挂具结构区别于传统的结构，故而现有的晶圆上下料装置无法满足其使用需求，急需一种自动上片机来实现该挂具的自动上下片。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、针对现有技术的缺乏和不足，本发明提供了一种垂直式自动换片机，实现对快锁晶圆挂具的全自动上下料，提高生产效率，同时提高了装配的精度，保障晶圆的电镀品质。

2、一种垂直式自动换片机，包括晶圆传送盒和换片机本体，所述换片机本体包括机架，设于机架上的转运机械手，巡边模组，清洗模组，挂具换片机构及测试模组，其中挂具换片机构包括位于中间用于垂直放置挂具的立架机构，以及位于立架机构两侧实现挂具上盖打开或关闭，并进行晶圆更换的翻转换片机构，所述巡边模组，清洗模组，挂具换片机构及晶圆传送盒环设于转运机械手四周，并在其操作范围之内，通过运转机械手将晶圆在各个模组和机构之间进行转运，所述检测模组设于挂具换片机构处，对更换后的挂具进行检测。

3、优选地，所述晶圆传送盒通过可移动平台设于换片机本体的机架一侧，与换片机本体为两个独立结构，或晶圆传送盒直接布置在换片机本体的机架上，与换片机本体为一体化结构。

4、优选地，所述立架机构包括两组垂直设置的导向立架，架设于两组导向立架顶部的立架平台，立架平台中间开设有容纳导电挂具垂直插入的方形开口，两组导向立架相对的侧面上竖直设有双排导向滚轮，导向滚轮之间形成供导电挂具侧边穿过的导向槽。

5、优选地，所述翻转换片机构包括直线模组，导轨及吸附平台，直线模组与导轨相互平行设置，位于导向立架外侧与其垂直布置，所述吸附平台横跨在直线模组与导轨之间，一端配合轴承座及滑块安装在滑轨上，另一端配合翻转平台固定在直线模组的滑块上，所述翻转平台设有翻转电机与吸附平台一端连接，通过翻转电机带动吸附平台翻转，实现水平方向和垂直方向的切换，

6、优选地，导轨底部设置垫高条，使得导轨与直线模组同一高度。

7、优选地，所述测试模组安装在立架平台上，包括阻值测试模组，气密测试模组及rfid读取模组，所述阻值测试模组通过电测气缸固定在立架平台上，其安装位置与导电挂具上导电块位置对应，所述气密测试模组位置与导电挂具上的气孔相对应。

8、优选地，所述翻转换片机构上方还设有中转模组，包括安装板，升降缸，吸盘座及多组吸盘，安装板架设在机架上位于翻转换片机构上方，升降缸垂直固定在安装板上，其伸缩端安装有吸盘座，且吸盘座上固定有多个吸盘，通过升降缸带动吸盘座升降，同时吸附下方的晶圆。

9、优选地，所述清洗模组包括下底座，上盖板，清洗槽，摇臂组件及吸附卡盘，所述上盖板通过立柱架设在下底座上方，上盖板中心开设有容纳清洗槽的开孔，清洗槽底部配合托环固定在下底座上，所述摇臂组件固定在上盖板一端位于清洗槽侧边，包括摇臂，驱动摇臂转动的电机，固定在摇臂自由端的喷头，喷头与预埋在摇臂内的管路连接，将管路送出的清洗液喷出，所述吸附卡盘安装在清洗槽底部中心位置，与位于清洗槽下方的卡盘电机连接，通过卡盘电机带动吸附卡盘旋转，所述吸附卡盘上设有气路凹槽，通过抽真空将放置上方的晶圆牢牢吸住。

10、优选地，所述清洗槽上方还设有升降挡水组件，包括设于清洗槽桶身内侧的环形挡水槽，设于下底座上位于环形挡水槽两侧的气缸，环形挡水槽上端向外延伸有裙边，该裙边与气缸的伸缩端连接，通过气缸伸缩控制环形挡水槽升降。

11、优选地，所述上盖板上还嵌装有防漏槽，该防漏槽位于摇臂归位后喷头的正下方，用于承载喷头滴落的清洗液。

12、有益效果：本发明所揭示的一种垂直式自动换片机，可以实现快锁挂具(申请号为：202211700816.6)晶圆的自动上下料，换片机构采用双组设计，实现两个面的同步操作；

13、设置的中转模组可以实现处理好晶圆的暂存，节省晶圆换片时的滞留时间，提高换片效率；

14、清洗模组中的升降式挡水槽结构可以实现清洗时的挡水，避免清洁液与旋转的晶圆接触时造成清洗液飞溅溢出；

15、整个上下料装置动线布局合理，全自动实现挂具的开盖、晶圆上下料和盒盖的操作，自动化操作节省时间，提高生产效率，同时提高了装配的精度，保障晶圆的电镀品质。

技术特征：

1.一种垂直式自动换片机，其特征在于：包括晶圆传送盒和换片机本体，所述换片机本体包括机架，设于机架上的转运机械手，巡边模组，清洗模组，挂具换片机构及测试模组，其中挂具换片机构包括位于中间用于垂直放置挂具的立架机构，以及位于立架机构两侧实现挂具上盖打开或关闭，并进行晶圆更换的翻转换片机构，所述巡边模组，清洗模组，挂具换片机构及晶圆传送盒环设于转运机械手四周，并在其操作范围之内，通过运转机械手将晶圆在各个模组和机构之间进行转运，所述检测模组设于挂具换片机构处，对更换后的挂具进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种垂直式自动换片机，其特征在于：所述晶圆传送盒通过可移动平台设于换片机本体的机架一侧，与换片机本体为两个独立结构，或晶圆传送盒直接布置在换片机本体的机架上，与换片机本体为一体化结构。

3.根据权利要求1所述的一种垂直式自动换片机，其特征在于：所述立架机构包括两组垂直设置的导向立架，架设于两组导向立架顶部的立架平台，立架平台中间开设有容纳导电挂具垂直插入的方形开口，两组导向立架相对的侧面上竖直设有双排导向滚轮，导向滚轮之间形成供导电挂具侧边穿过的导向槽。

4.根据权利要求3所述的一种垂直式自动换片机，其特征在于：所述翻转换片机构包括直线模组，导轨及吸附平台，直线模组与导轨相互平行设置，位于导向立架外侧与其垂直布置，所述吸附平台横跨在直线模组与导轨之间，一端配合轴承座及滑块安装在滑轨上，另一端配合翻转平台固定在直线模组的滑块上，所述翻转平台设有翻转电机与吸附平台一端连接，通过翻转电机带动吸附平台翻转，实现水平方向和垂直方向的切换。

5.根据权利要求4所述的一种垂直式自动换片机，其特征在于：导轨底部设置垫高条，使得导轨与直线模组同一高度。

6.根据权利要求3所述的一种垂直式自动换片机，其特征在于：所述测试模组安装在立架平台上，包括阻值测试模组，气密测试模组及rfid读取模组，所述阻值测试模组通过电测气缸固定在立架平台上，其安装位置与导电挂具上导电块位置对应，所述气密测试模组位置与导电挂具上的气孔相对应。

7.根据权利要求4所述的一种垂直式自动换片机，其特征在于：所述翻转换片机构上方还设有中转模组，包括安装板，升降缸，吸盘座及多组吸盘，安装板架设在机架上位于翻转换片机构上方，升降缸垂直固定在安装板上，其伸缩端安装有吸盘座，且吸盘座上固定有多个吸盘，通过升降缸带动吸盘座升降，同时吸附下方的晶圆。

8.根据权利要求1所述的一种垂直式自动换片机，其特征在于：所述清洗模组包括下底座，上盖板，清洗槽，摇臂组件及吸附卡盘，所述上盖板通过立柱架设在下底座上方，上盖板中心开设有容纳清洗槽的开孔，清洗槽底部配合托环固定在下底座上，所述摇臂组件固定在上盖板一端位于清洗槽侧边，包括摇臂，驱动摇臂转动的电机，固定在摇臂自由端的喷头，喷头与预埋在摇臂内的管路连接，将管路送出的清洗液喷出，所述吸附卡盘安装在清洗槽底部中心位置，与位于清洗槽下方的卡盘电机连接，通过卡盘电机带动吸附卡盘旋转，所述吸附卡盘上设有气路凹槽，通过抽真空将放置上方的晶圆牢牢吸住。

9.根据权利要求8所述的一种垂直式自动换片机，其特征在于：所述清洗槽上方还设有升降挡水组件，包括设于清洗槽桶身内侧的环形挡水槽，设于下底座上位于环形挡水槽两侧的气缸，环形挡水槽上端向外延伸有裙边，该裙边与气缸的伸缩端连接，通过气缸伸缩控制环形挡水槽升降。

10.根据权利要求8所述的一种垂直式自动换片机，其特征在于：所述上盖板上还嵌装有防漏槽，该防漏槽位于摇臂归位后喷头的正下方，用于承载喷头滴落的清洗液。

技术总结
本发明公开了一种垂直式自动换片机，包括晶圆传送盒和换片机本体，所述换片机本体包括机架，设于机架上的转运机械手，巡边模组，清洗模组，挂具换片机构及测试模组，其中挂具换片机构包括位于中间用于垂直放置挂具的立架机构，以及位于立架机构两侧实现挂具上盖打开或关闭，并进行晶圆更换的翻转换片机构，所述巡边模组，清洗模组，挂具换片机构及晶圆传送盒环设于转运机械手四周，并在其操作范围之内，通过运转机械手将晶圆在各个模组和机构之间进行转运，所述检测模组设于挂具换片机构处，对更换后的挂具进行检测。本发明实现对快锁晶圆挂具的全自动上下料，提高生产效率，同时提高了装配的精度，保障晶圆的电镀品质。

技术研发人员：余丞宏
受保护的技术使用者：苏州汇富弘自动化科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15