晶圆取放片用定心机构的制作方法

本技术属于半导体制造设备，涉及一种晶圆加工用辅助机构，具体的说是涉及一种晶圆取放片用定心机构。

背景技术：

1、在现代半导体制造技术中，晶圆片的清洗是贯穿工艺制造流程中必不可少的关键工序，晶圆片表面的洁净度也直接影响着半导体器件的质量。清洗工序是将晶圆放入清洗花篮(简称为放片)，然后将花篮放入清洗液内浸泡，去除晶圆表面脏污。清洗完之后再将晶圆从花篮内取出(简称为取片)。清洗过程中，多片晶圆需要放置在同一个晶圆花篮中进行批量处理，通常一个花篮放置25片晶圆。目前取放片的操作方式是用镊子夹住晶圆边缘，放入花篮和从花篮中取出，目前的晶圆花篮并没有定心功能，晶圆片在花篮内是自由状态，每一片晶圆的中心都存在偏差，由于晶圆具有易碎的特点，当晶圆中心偏移较大时，晶圆容易和花篮卡槽周边发生碰撞、挤压，造成晶圆破碎，产生损失。

技术实现思路

1、本实用新型针对传统晶圆取放片作业方式中存在中心偏移较大，导致晶圆片与花篮发生碰撞、挤压，造成晶圆破损等不足，提出晶圆取放片用定心机构，可提高晶圆片在花篮中的对中精度，减少晶圆破损情形，从而减少废品概率。

2、本申请提供的晶圆取放片用定心机构采用如下技术方案：

3、晶圆取放片用定心机构，包括托板；其特征在于：所述定心机构还由安装板、推杆、顶杆和弹簧连接构成，所述托板的顶端连接设有前端定位销，所述安装板连接固定在所述托板的底部，所述顶杆连接固定在所述推杆的顶部，所述顶杆上连接设有后端定位销，所述弹簧套置在所述推杆上，在所述推杆的往复移动下，带动顶杆上下运动，晶圆片置于所述托板上，通过所述前端定位销和后端定位销实现定心夹紧，从而完成晶圆片的取放。

4、通过采用上述技术方案，取片时，由外部气缸推动推杆，推杆带动顶杆向上移动，此时弹簧被压缩，晶圆片被前端定位销和后端定位销形成定心夹紧；放片时，外部气缸停止工作，推杆在弹簧的复位作用下，带动顶杆向下移动，松开对晶圆片的夹紧。

5、进一步的，所述托板中部设有v型槽结构，v型槽的槽形角a≥15°。

6、通过采用上述技术方案，v字型结构的托板，可使托板方便的进出晶圆花篮，以便实现晶圆片的取放。

7、进一步的，所述托板底部设有第三滑槽，第三滑槽为开口槽，且开口向下；所述第三滑槽的两侧设有第一滑槽，第一滑槽为封闭槽。

8、通过采用上述技术方案，第三滑槽的设置，有利于对顶杆运动进行导向，也提高顶杆运动的稳定性；第一滑槽的设置，有利于后端定位销在槽中的导向移动。

9、进一步的，所述安装板中部设有第二滑槽，第二滑槽的内壁上设有限位块。

10、通过采用上述技术方案，第二滑槽的设置有利于对推杆运动进行导向，也提高了推杆运动的稳定性，限位块的设置可以对顶杆进行向下移动的轴向限位，可以对弹簧压缩时进行轴向限位。

11、进一步的，所述推杆为螺纹杆，螺纹杆上连接设有锁紧螺母，所述弹簧设置在限位块和锁紧螺母之间。

12、通过采用上述技术方案，锁紧螺母的设置可调节弹簧的预紧力，一方面可以对顶杆向上运动时起到缓冲作用，以防止对晶圆片定心时造成冲击形成破损，另一方面可以实现推杆的快速复位。

13、进一步的，所述前端定位销由筒体、卡槽和紧固螺钉构成，卡槽设置在筒体的底部，并与筒体形成一体式结构，且卡槽直径小于筒体直径，卡槽的槽宽不大于0.8mm，筒体通过紧固螺钉与托板连接固定。

14、通过采用上述技术方案，定位销结构的改进设置，可防止晶圆片在夹紧过程中从前后端定位销处滑脱，提高其夹持稳定性，也更利于晶圆片的定心。

15、所述顶杆为t字型杆，后端定位销设置在顶杆的两侧，其组成结构与前端定位销相同。

16、通过采用上述技术方案，由2个前端定位销和2个后端定位销同时作用于晶圆外圆轮廓上，由4点共圆对晶圆进行定心。

17、综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

18、1.晶圆在前后端定位销之间，晶圆定心过程中晶圆不会滑脱，定心稳定性得到了提升。

19、2.弹簧的预紧力可通过锁紧螺母进行调节，可以对顶杆向上运动时起到缓冲作用，以防止对晶圆片定心时造成冲击形成破损，可以实现推杆的快速复位，提高晶圆取放效率。

20、3.晶圆片在托板中形成了定心，放片后晶圆在花篮中的对中精度得到了提升，减少了晶圆破损情形，减少了晶圆废品率。

技术特征：

1.晶圆取放片用定心机构，包括托板(1)；其特征在于：所述定心机构还由安装板(5)、推杆(4)、顶杆(7)和弹簧(11)连接构成，所述托板(1)的顶端连接设有前端定位销(9)，所述安装板(5)连接固定在所述托板(1)的底部，所述顶杆(7)连接固定在所述推杆(4)的顶部，所述顶杆(7)上连接设有后端定位销(6)，所述弹簧(11)套置在所述推杆(4)上，在所述推杆(4)的往复移动下，带动顶杆(7)上下运动，晶圆片(13)置于所述托板(1)上，通过所述前端定位销(9)和后端定位销(6)实现定心夹紧，从而完成晶圆片(13)的取放。

2.根据权利要求1所述的晶圆取放片用定心机构，其特征在于：所述托板(1)中部设有v型槽结构，v型槽的槽形角a≥15°。

3.根据权利要求2所述的晶圆取放片用定心机构，其特征在于：所述托板(1)底部设有第三滑槽(8)，第三滑槽(8)为开口槽，且开口向下；所述第三滑槽(8)的两侧设有第一滑槽(2)，第一滑槽(2)为封闭槽。

4.根据权利要求1所述的晶圆取放片用定心机构，其特征在于：所述安装板(5)中部设有第二滑槽(3)，第二滑槽(3)的内壁上设有限位块(12)。

5.根据权利要求1所述的晶圆取放片用定心机构，其特征在于：所述推杆(4)为螺纹杆，螺纹杆上连接设有锁紧螺母(10)，所述弹簧(11)设置在限位块(12)和锁紧螺母(10)之间。

6.根据权利要求1所述的晶圆取放片用定心机构，其特征在于：所述前端定位销(9)由筒体(9-1)、卡槽(9-2)和紧固螺钉(9-3)构成，卡槽(9-2)开设在筒体(9-1)的底部并与筒体(9-1)形成一体式结构，且卡槽(9-2)直径小于筒体(9-1)直径，卡槽(9-2)的槽宽不大于0.8mm，筒体(9-1)通过紧固螺钉(9-3)与托板(1)连接固定。

7.根据权利要求1所述的晶圆取放片用定心机构，其特征在于：所述顶杆(7)为t字型杆，后端定位销(6)设置在顶杆(7)的两侧，其组成结构与前端定位销(9)相同。

技术总结
晶圆取放片用定心机构，属于半导体制造设备技术领域，由托板、安装板、推杆、顶杆和弹簧连接构成，托板的顶端连接设有前端定位销，安装板连接固定在托板的底部，顶杆连接固定在推杆的顶部，顶杆上连接设有后端定位销，弹簧套置在推杆上，在推杆的往复移动下，带动顶杆上下运动，通过前端定位销和后端定位销实现定心夹紧，从而完成晶圆片的取放。夹持过程中晶圆不会滑脱，夹持稳定性得到了提升；顶杆在弹簧力的作用下复位较快，提高了晶圆取放效率；晶圆片在托板中形成了定心，在花篮中的对中精度得到了提升，减少了晶圆破损情形，减少了晶圆废品率。

技术研发人员：王恒,单庆喜,杨志勇
受保护的技术使用者：扬州思普尔科技有限公司
技术研发日：20221128
技术公布日：2024/1/12