一种晶圆分片分离机构的制作方法

本实用新型属于硅片生产技术领域，尤其是涉及一种晶圆分片分离机构。

背景技术：

在光伏或半导体领域，在晶圆制备的过程中，在湿法下载后，下料对象为一摞叠起来的晶圆片，下一工序上料是需要单片晶圆入蓝，湿法下载后的晶圆叠在一起，需要分离，现有分离方式为手动方式分片，手工方式分片由于用力不均，因此很容易将硅片弄碎，分片效率低，劳动强度大。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型提供一种晶圆分片分离机构，以解决现有技术存在的以上或者其他前者问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种晶圆分片分离机构，包括分片结构和分离结构，分片结构设于分离结构的一侧，分片结构用于将叠放在一起的晶圆分开，分离机构用于将分开的晶圆分离；其中，分片结构包括第一分片装置、第二分片装置和支撑装置，第一分片装置与第二分片装置均设于支撑装置上，且第一分片装置和/或第二分片装置可相对于支撑装置移动，第一分片装置与第二分片装置设于分离结构的两侧，对叠放在一起的晶圆进行分片。

进一步的，第一分片装置与第二分片装置均包括多个出水装置，多个出水装置沿着竖直方向依次设置，出水装置设有多个出水孔。

进一步的，第一分片装置的出水装置与第二分片装置的出水装置相对设置。

进一步的，第一分片装置与第二分片装置平行设置。

进一步的，分离结构包括第一分离装置和第二分离装置，第一分离装置与第二分离装置沿着晶圆传送方向依次设置，第一分离装置用于在水中对分片后的晶圆进行分离、传送，第二分离装置用于在空气中对分片后的晶圆进行传送。

进一步的，第一分离装置包括第一传送装置和第一晶圆吸取装置，第一传送装置设于第一晶圆吸取装置的两侧，用于对晶圆进行传送，第一晶圆吸取装置设有多个第一吸附孔，用于对晶圆进行吸附。

进一步的，第二分离装置包括第二传送装置、第二晶圆吸取装置和分离件，第二传送装置设于第二晶圆吸取装置的两侧，用于对晶圆进行传送；

第二晶圆吸取装置设有多个第二吸附孔，对晶圆进行吸附；

分离件与第二晶圆吸取装置相对设置，且分离件与第二晶圆吸取装置之间具有间隙，对晶圆进行分离。

进一步的，分离件包括至少一个转动轮。

进一步的，第一传送装置与第二传送装置均为带传动。

进一步的，第一晶圆吸取装置与第二晶圆吸取装置分别与负压装置连接。

由于采用上述技术方案，使得晶圆分片分离机构的机构紧凑，使用便捷，安装维修方便，具有分离结构和分片结构，能够对叠放在一起的晶圆进行分片、分离，取代人工操作，自动化程度高，降低劳动强度，将叠在一起的晶圆片进行自动分片，提高自动化程度，可以对接各种以单片晶圆片为工作对象的工序，分片效率高；

晶圆分片分离机构具有分片结构和分离结构，能够对叠放在一起的晶圆进行分片、分离，采用水流喷淋干扰的模式进行叠放在一起的晶圆的分离，减少晶圆的损伤，分片效率高；采用晶圆吸取装置和传送带进行晶圆的吸附并进行传送，晶圆分离速度快，且晶圆损伤小，自动化程度高；

取片机构的设置，能够将处于竖直状态的晶圆转换呈水平状态，并传送至传送机构进行传送，便于晶圆传送至下一工序，自动进行换向，且换向传送效率高。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例的湿法分片装置的结构示意图；

图2是本实用新型的一实施例的晶圆分片分离机构的结构示意图；

图3是本实用新型的一实施例的取片机构的结构示意图。

图中：

1、晶圆分片分离机构2、传送机构3、取片机构

4、料框5、盛装机构100、第一分片装置

101、出水装置102、出水孔103、第二分片装置

104、支撑装置105、第一晶圆吸取装置106、第一传送装置

107、第二传送装置108、第二晶圆吸取装置109、第二吸附孔

110、第一吸附孔111、分离件300、升降装置

301、旋转装置302、吸取装置303、移动装置

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1示出了本实用新型一实施例的结构示意图，具体示出了本实施例的结构，本实施例涉及一种晶圆分片分离机构，用于对湿法下载后的叠在一起的晶圆进行分片，并将分片后的晶圆传送至下一工序，进行晶圆入蓝，将分片后的晶圆装入花篮内，该湿法分片装置具有晶圆分片分离机构、取片机构和传送机构，对叠在一起的晶圆进行分片、分离，并进行晶圆的传送，自动化程度高，降低劳动强度，利用水流喷淋、真空吸附、负压吸附和传动带相配合，实现晶圆的分片、分离，降低晶圆分片分离时的损坏，提高工作效率。

一种湿法分片装置，如图1所示，用于对叠放在一起的晶圆进行分片、分离，包括晶圆分片分离机构1、取片机构3和传送机构2，其中，

晶圆分片分离机构1用于对晶圆进行分片、分离；

晶圆分片分离机构1与传送机构2通过取片机构3连通，将分离后的晶圆运输至传送机构2处，并在传送机构2的作用下运输至下一工序处，晶圆分片分离机构1将叠放在一起的晶圆进行分片、分离，使得晶圆呈单片状态，不再粘贴在一起，叠放在一起的晶圆分片分离后，取片机构3动作，将分离后的晶圆运送至传送机构2上，传送机构2动作，将晶圆运输至下一工序，进行晶圆入蓝，进行后续工序，能够实现叠放在一起的晶圆的自动分片、分离，同时能够进行分离后的单片晶圆的传送，分片效率高，使得劳动强度降低。

具体的，如图1所示，该湿法分片装置还包括盛装机构5，该盛装机构5可以是水箱，或者是水槽，或者是其他用于盛装的槽体或箱体结构，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。盛装机构5的设置，便于纯水的盛放，因湿法下载的晶圆叠放在一起，晶圆叠放在一起的原因是由于相邻晶圆之间的液体的吸附力，使得晶圆粘贴在一起，叠放在一起的晶圆的放置于盛装机构5中，使得晶圆时时处于纯水中，便于晶圆分片分离机构对叠放在一起的晶圆进行分片，同时，便于晶圆分片分离机构1、传送机构2和取片机构3的安装，在本实施例中，该盛装机构5优选为水槽。盛装机构5内设有液体，该液体优选为纯水，将装有叠放在一起的晶圆的料框4放置于盛装机构5内，即，放置于水槽内，使得晶圆处于湿润状态，便于晶圆分片分离机构1动作，对叠在一起的晶圆进行分片。

如图2所示，上述的晶圆分片分离机构1包括分片结构和分离结构，分片结构设于分离结构的一侧，分片结构用于对叠放在一起的晶圆进行分片，将叠在一起的晶圆分开，分离机构用于将分开的晶圆分离，以便于取片机构3进行取片，分片结构将叠在一起的晶圆分开，使得晶圆分散在料框4内，分离机构将分散在料框4内的晶圆进行分离，并将晶圆传送至取片机构3处，便于取片机构3进行取片，将分离后的晶圆传送至传送机构2处。

具体的，分片结构包括第一分片装置100、第二分片装置103和支撑装置104，对叠放在一起的晶圆进行分片，将叠放在一起的晶圆分开，晶圆呈单片状态，便于后续晶圆的分离，其中，

第一分片装置100与第二分片装置103均设于支撑装置104上，且第一分片装置100和/或第二分片装置103可相对于支撑装置104移动，第一分片装置100与第二分片装置103设于分离结构的两侧，对叠放在一起的晶圆进行分片，也就是，第一分片装置100与第二分片装置103相对设置，且第一分片装置100与第二分片装置103之间的距离可以调节，使得分片结构能够对不同尺寸的晶圆进行分片，使用范围广，不会受到晶圆的尺寸的限制。

第一分片装置100和/或第二分片装置103与支撑装置104转动连接，通过支撑装置104的转动，调节第一分片装置100与第二分片装置103之间的距离；或者，第一分片装置100和/或第二分片装置103与支撑装置104滑动连接，并通过紧定螺钉进行锁定，对第一分片装置100与第二分片装置103之间的距离进行调节；或者是其他安装方式，能够对第一分片装置100与第二分片装置103之间的距离的调节，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。

在本实施例中，第一分片装置100和/或第二分片装置103与支撑装置104转动连接，通过支撑装置104的转动，带动第一分片装置100和/或第二分片装置103的移动，调节第一分片装置100与第二分片装置103之间的距离。该支撑装置104包括安装板一、安装板二和多个安装杆，安装板一与安装板二平行设置，安装杆的两端分别与安装板一和安装板二通过轴承转动连接，且多个安装杆的两端均与安装板一和安装板二转动连接，多个安装杆平行设置，多个安装杆之间的距离根据实际需求进行设置，这里不做具体要求，安装杆与安装板一和安装板二通过轴承安装，使得安装杆能够相对安装板一和安装板二转动。该安装杆可以是丝杠，也可以是光杆，或者是其他结构，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求，在本实施例中，与第一分片装置100和第二分片装置103转动连接的安装杆至少一个是丝杠，通过丝杠的转动，带动第一分片装置100和第二分片装置103的相对移动，进行第一分片装置100和第二分片装置103之间距离的调节。

第一分片装置100与第二分片装置103均与安装杆连接，第一分片装置100与第二分片装置103均包括多个出水装置101，多个出水装置101沿着竖直方向依次设置，出水装置101包括多个出水孔102，第一分片装置100与第二分片装置103在对叠放在一起的晶圆进行分片时，叠放在一起的晶圆与出水装置101的位置相对应，出水装置101的出水孔102喷出水流，对叠在一起的晶圆进行喷淋，在干扰水流的作用下将叠放在一起的晶圆分开；为实现出水装置101喷出持续的水流，出水装置101与水泵连接，为出水装置101提出压力，实现水流的持续喷淋。

该第一分片装置100与第二分片装置103结构相同，均包括安装座和出水装置101，安装座与安装杆转动连接，安装座上设有多个通孔，安装杆穿过该通孔，使得安装座与安装杆连接，安装座的通孔的数量至少为两个，可以均是螺纹孔，或者是至少一个是螺纹孔，使得安装座能够在安装杆的作用下转动，进行第一分片装置100与第二分片装置103之间的距离的调节，根据通孔的类型，安装杆的类型进行相对应的选择。出水装置101通过支架安装在安装座上，出水装置101的数量为多个，多个出水装置101在竖直方向上依次设置，由于晶圆在料框4中放置的时候，是沿着竖直方向放置的，因此，出水装置101沿竖直方向设置，能够在竖直方向上对叠在一起的晶圆进行喷淋，使得叠放在一起的晶圆快速分开，分片效率高，且不会对晶圆造成损坏，出水装置101的数量根据晶圆的直径进行选择。该出水装置101为内部有腔体的条状结构，且在出水装置101的一侧面设有多个出水孔102，出水孔102与内部腔体连通，且出水装置101与水泵连接，使得进入出水装置101内部的腔体的水能够从出水孔102流出，出水孔102的数量为多个，多个出水孔102沿着出水装置101的长度方向设置，可以是等间距设置，也可以是非等间距设置，可以只设置一行，也可以是设置多行，根据实际需求进行选择设置，这里不做具体要求。在本实施例中，该出水装置101为长方体结构，内部具有腔体，出水装置101的一侧面设有多个出水孔102，呈一行设置。第一分片装置100与第二分片装置103在安装时，相对设置，相对侧面均设有出水孔102，对位于第一分片装置100与第二分片装置103之间的叠在一起的晶圆进行喷淋，将叠在一起的晶圆分开；第一分片装置100与第二分片装置103优选为平行设置，使得晶圆受到水流的冲击时受力均匀，不会产生损坏；同时，出水装置101的出水高度与晶圆的直径相适应，便于从多个角度对整个晶圆进行喷淋，使得叠在一起的晶圆快速分开，因此，出水装置101可以是一个，其高度与晶圆的直径相适应；或者，出水装置101的数量为多个，多个出水装置101沿着竖直方向设置，其总高度与晶圆的直径相适应，使得晶圆在竖直方向上受到出水装置101喷出的水流的干扰，使得晶圆快速分开，呈单片状态，便于后续分离结构进行晶圆的分离与传送。第一分片装置100与第二分片装置103之间的间距与盛装有晶圆的料框4相适应，便于盛装有晶圆的料框4放置于第一分片装置100与第二分片装置103之间，使得叠放在一起的晶圆位于第一分片装置100与第二分片装置103之间，便于第一分片装置100与第二分片装置103进行分片。

上述的分离结构包括第一分离装置和第二分离装置，第一分离装置与第二分离装置沿着晶圆传送方向依次设置，第一分离装置与第二分离装置依次对晶圆进行分离、传送，其中，第一分离装置用于在水中对分片后的晶圆进行吸取、分离、传送，第二分离装置用于在空气中对分片后的晶圆进行传送，通过第一分离装置的吸取，将分片后的晶圆吸附并向第二分离装置处传送，第二分离装置将该晶圆传送至取片机构3处，将晶圆运送至传送机构2处，实现晶圆的分离、传送，在本实施例中，由于晶圆是竖直放置，所以，第一分离装置与第二分离装置沿着竖直方向依次设置，第二分离装置位于第一分离装置的上部。

第一分离装置包括第一传送装置106和第一晶圆吸取装置105，第一传送装置106设于第一晶圆吸取装置105的两侧，用于对晶圆进行传送，第一晶圆吸取装置105设有多个第一吸附孔110，用于对晶圆进行吸附，通过第一晶圆吸取装置105的吸取及第一传送装置106的传送，将晶圆传送至第二分离装置处。在盛装机构5的底部安装有支架，第一传送装置106与第一晶圆吸取装置105均安装在支架上，且第一传送装置106与第一晶圆吸取装置105的高度均与晶圆的直径相适应，便于对晶圆进行吸取、传送。在支架上安装有两个传动轴，两个传动轴沿着竖直方向设置，便于第一传送装置106与第一晶圆吸取装置105的安装；该第一传送装置106为带传动，带传动的主动轮和从动轮分别安装在支架的两个传动轴上，其中之一的传动轴通过皮带传动与电机连接，使得主动轮跟随传动轴转动，带动从动轮转动；该带传动的皮带优选为圆形皮带，减小与晶圆的接触面积，减少对晶圆的磨损。第一传送装置106的数量为两个，设于第一晶圆吸取装置105的两侧，便于对晶圆进行传送。

该第一晶圆吸取装置105的内部具有腔体，且在第一晶圆吸取装置105面向分片结构的一侧面设有多个第一吸附孔110，第一吸附孔110与第一晶圆吸取装置105的内部腔体连通，同时，第一晶圆吸取装置105与负压装置连接，使得第一吸附孔110产生负压，能够对晶圆进行吸附，使得晶圆紧贴在第一传送装置106的皮带上，该负压装置优选为真空泵；该第一晶圆吸取装置105优选为长方体结构，两端与支架连接，使得第一晶圆吸取装置105固定安装在支架上，位于两个第一传送装置106之间，使得晶圆在被吸附的同时在第一传送装置106的作用下进行传送。第一传送装置106与第一晶圆吸取装置105的设置方式优选为竖直设置，便于对放置于料框4中的晶圆进行吸取、传送，料框4中的晶圆在分片结构的作用下分开，并在水流的作用下靠近第一晶圆吸取装置105，在第一晶圆吸取装置105的吸附作用下吸附在第一传送装置106上，并利用皮带与晶圆之间的摩擦力，使得晶圆在第一传送装置106的作用下向第二分离装置移动。

第二分离装置包括第二传送装置107、第二晶圆吸取装置108和分离件111，第二传送装置107设于第二晶圆吸取装置108的两侧，用于对晶圆进行传送；第二晶圆吸取装置108设有多个第二吸附孔109，对晶圆进行吸附；分离件111与第二晶圆吸取装置108相对设置，分离件111设于第二晶圆吸取装置108一侧，便于晶圆通过，避免晶圆从第一分离装置传送到第二分离装置的过程中产生倾斜，对晶圆进行传送。第二传送装置107的结构与第一传送装置106的结构相同，为带传动结构，第二传送装置107的主动轮与从动轮安装在支架的另一组传动轴上，第二传送装置107竖直设置，位于第一传送装置106的上方，安装有第二传送装置107的主动轮的传动轴与安装有第一传送装置106的主动轮的传动轴通过皮带传动连接，使得第一传送装置106与第二传送装置107同时转动，实现晶圆的传送。第二传送装置107的数量为两个，安装在第二晶圆吸取装置108的两侧，该第二晶圆吸取装置108的结构与第一晶圆吸取装置105结构相同，安装在支架上，位于第一晶圆吸取装置105的上部，第二晶圆吸取装置108的内部具有腔体，第二晶圆吸取装置108面向晶圆的一侧面设有多个第二吸附孔109，第二吸附孔109与内部腔体连通，第二晶圆吸取装置108与负压装置连接，对晶圆进行吸取，使得晶圆紧贴在第二传送装置107上，该负压装置优选为真空泵。同时，在第二晶圆吸取装置108具有第二吸附孔109的一侧设有分离件111，分离件111通过安装轴安装在支架上，该分离件111包括至少一个阻尼轮，阻尼轮可以相对安装轴转动，分离件111与第二晶圆吸取装置108之间具有间隙，便于晶圆在传送过程中通过，对晶圆进行支撑，避免晶圆从第一分离装置传送到第二分离装置的过程中产生倾斜，且该间隙与晶圆的厚度相适应，便于在第二分离装置进行晶圆分离传送的过程中，只有单片晶圆可以通过，保证晶圆全部分离，不会有叠放在一起的晶圆，同时避免晶圆的掉落，避免晶圆在传送过程中产生倾斜，实现晶圆的分片、分离，离，在本实施例中，该阻尼轮的数量为两个。从第一分离装置中传送出来的晶圆运动至第二分离装置处时，第二晶圆吸取装置108对晶圆进行吸附，同时在第二传送装置107的作用下进行传送，进入第二晶圆吸取装置108与分离件111之间的间隙中，在第二传送装置107与分离件111的作用下进行传送，避免晶圆掉落，同时进行单片晶圆的传送。若是叠在一起的两个晶圆同时进入第二分离装置处，在分离件111的作用下，其中靠近第二晶圆吸取装置108的晶圆在第二传送装置107的作用下继续运动，另一个晶圆在第一晶圆吸取装置105的作用下停留在原处，当上一个晶圆传送完成后，另一个晶圆进行传送，实现晶圆的分离、传送。

晶圆分片分离装置设于盛装机构5的内部，且第一分离装置至少部分设于纯水之下，也就是，第一分离装置的第一晶圆吸取装置105至少部分位于纯水的液面之下，保证第一晶圆吸取装置105能够对晶圆进行吸取。

如图3所示，上述的取片机构3包括升降装置300、旋转装置301、移动装置303和吸取装置302，升降装置300设于移动装置303上，旋转装置301设于升降装置300上，吸取装置302与旋转装置301连接，吸取装置302在移动装置303、升降装置300与旋转装置301的作用下进行升降和旋转，对晶圆进行吸取、传送。移动装置303固定安装在盛装机构5的侧壁的上部，或者该移动装置303安装在盛装机构5的外部，根据实际需求进行设置，该移动装置303可以是气动轨道，升降装置300固定安装在启动轨道的滑块上，使得升降装置300在气动轨道的作用下进行横向移动，或者，该移动装置303为丝杠传动结构，通过电机带动丝杠传动结构动作，升降装置300固定安装在丝杠传动的滑块上，使得升降装置300在丝杠传动结构的作用下进行横向移动，或者是其他横向移动装置，根据实际需求进行选择，在本实施例中，该移动装置303优选为气动导轨；该升降装置300在移动装置303的作用下进行横向往复移动，进行晶圆的传送，该升降装置300可以是气缸，也可以是丝杠传动，或者是其他升降结构，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求，在本实施例中，该升降装置300优选为丝杠传动，丝杠与电机连接，通过电机带动丝杠转动，使得旋转装置301能够进行上升和下降，能够对晶圆进行换向、移动；旋转装置301安装在丝杠的滑块上，使得旋转装置301在丝杠的作用下进行升降，该旋转装置301优选为旋转气缸，对晶圆进行换向，使得处于垂直状态的晶圆变换为水平状态，便于晶圆放置于传送机构2上，进行晶圆的传送；吸取装置302与旋转装置301连接，使得吸取装置302在旋转装置301的作用下进行转动，吸取分离后的晶圆，并将晶圆放置于传送机构2上，进行晶圆的传送，该吸取装置302为真空吸盘，该真空吸盘与真空泵连接，对晶圆进行吸取，真空吸盘的数量可以是一个，或者是多个，根据实际需求进行选择，这里不做具体要求。

该取片机构3的数量可以是一个，或者是两个，根据实际需求进行设置。在本实施例中，取片机构3的数量为一个，吸取装置302对分离后的晶圆进行吸取，在升降装置300作用下上升，旋转装置301动作，使得吸取装置302转动，将晶圆由竖直方向转换为水平方向，移动装置303动作，吸取装置302运动至传送机构2处，吸取装置302在升降装置300的作用下下降，将晶圆放置于传送机构2上，传送机构2晶圆运送至下一工序处。

上述的传送机构2为皮带传动，该传送机构2水平设置，与晶圆分片分离装置垂直设置，取片机构3将分离后处于竖直方向的晶圆水平放置于传送机构2上，传送机构2动作，将晶圆传送至下一工序入口处，并在取片机构3的作用下，放置于下一工序处。

该湿法分片装置还包括控制装置，控制装置分别与晶圆分片分离机构1和取片机构3电连接，控制晶圆分片分离机构1和取片机构3动作，对叠放在一起的晶圆进行分片、分离和传送，该控制装置内预设有编辑好的程序，控制晶圆分片分离机构1和取片机构3动作，实现晶圆的分片、分离与传送，该控制装置优选为plc控制器，为市售产品，根据实际需求进行选择。

该湿法分片装置在工作时，将盛装机构5装入纯水，将盛装有叠放在一起的晶圆的料框4放置于盛装机构5中，并将料框4的一端放置于第一分片装置100与第二分片装置103之间，第一分片装置100与第二分片装置103动作，出水装置101喷出水流，水流喷淋在叠放在一起的晶圆上，晶圆在水流的干扰、波动作用下，将料框4里叠放在一起的晶圆分开；当分开的晶圆与第一分离装置的第一传送装置106接触时，晶圆在第一晶圆吸取装置105的作用下吸附在第一传送装置106的皮带上，并在皮带的作用下向上运动，进行分离取片，晶圆在皮带的作用下运动至第二分离装置处，接触第二传送装置107的皮带，在第二晶圆吸取装置108的作用下，吸附在第二传送装置107的皮带上，并在皮带的作用下运动，向上运动，从第二晶圆吸取装置108与分离件之间的间隙出来，取片机构3动作，吸取该晶圆，并将该晶圆放置于传送机构2上，传送机构2动作，将晶圆运送至下一工序的入口处，另一个吸取机构动作，将晶圆放置于下一工序处，完成晶圆的分离与传送。

由于采用上述技术方案，使得湿法分片装置的机构紧凑，使用便捷，安装维修方便，具有晶圆分片分离机构，能够对叠放在一起的晶圆进行分片、分离，具有取片机构，能够将分离后的晶圆放置于传送机构，并将晶圆传送至下一工序，取代人工操作，自动化程度高，降低劳动强度，将叠在一起的晶圆片进行自动分片，提高自动化程度，可以对接各种以单片晶圆片为工作对象的工序，分片效率高；

晶圆分片分离机构具有分片结构和分离结构，能够对叠放在一起的晶圆进行分片、分离，采用水流喷淋干扰的模式进行叠放在一起的晶圆的分离，减少晶圆的损伤，分片效率高；采用晶圆吸取装置和传送带进行晶圆的吸附并进行传送，晶圆分离速度快，且晶圆损伤小，自动化程度高；

取片机构的设置，能够将处于竖直状态的晶圆转换呈水平状态，并传送至传送机构进行传送，便于晶圆传送至下一工序，自动进行换向，且换向传送效率高。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。