一种半导体晶圆翻转装置及系统的制作方法

本申请涉及机械制造，尤其涉及一种半导体晶圆翻转装置及系统。

背景技术：

1、随着集成电路半导体晶圆运输、制造以及封装等高端技术的迅猛发展，对应用于这些领域的半导体工艺设备提出了更高的技术要求。作为半导体工艺设备整套系统中的一个集成子系统，efem(半导体设备前端模块)主要应用于半导体晶圆的人工或自动上下料，是将晶圆从大气状态搬送到真空工艺腔室内的过渡模块，主要和半导体工艺设备对接，通常由上料装置、半导体机器人、预对准装置、过滤器单元、自动翻转装置等主要部件组成。因此，半导体工艺设备整套系统的产能不仅受到工艺设备自身产能的影响，还受到efem的产能影响。

2、通常来说，半导体晶圆在进入工艺设备前，需要对半导体晶圆进行双面检查以及调整正反面进入，如果自动翻转装置不能快速、精确的翻转晶圆，会严重影响设备的产能及质量，进而影响半导体工艺设备整套系统的产能及质量。因此，如何快速精确的对半导体晶圆夹取并翻转，成为亟需解决的问题。

3、虽然相关技术中已有不少用于半导体晶圆的夹取翻转装置，为半导体晶圆的检测提供便利，但是在实际应用过程中申请人发现，现有用于半导体晶圆的夹取翻转装置，多采用对半导体晶圆的双面夹取方式，导致在检测过程中，半导体晶圆的表面有一部分会被现有夹爪遮挡，该部分难以被检测，存在漏检区域。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于提出一种半导体晶圆翻转装置及系统，以解决相关技术中，被夹取翻转装置夹持的半导体晶圆存在无法被检测的漏检区域的问题。

2、基于上述目的，本申请第一方面提供了半导体晶圆翻转装置，包括：主体；旋转夹持机构，与所述主体滑动连接，能够沿第一方向往复移动；所述旋转夹持机构包括能够绕第一轴线旋转的翻转块，所述第一轴线沿与所述第一方向相互垂直的第二方向延伸；所述翻转块沿所述第二方向的一端安装有夹爪，所述夹爪包括对称设置的两个夹臂，两个所述夹臂能够相向移动以靠近半导体晶圆的边缘，或能够相背移动以远离所述半导体晶圆的边缘。

3、进一步地，所述夹臂包括弧形的夹持部，所述夹持部的弧形内侧壁上设置有衬垫，所述衬垫设置有用于容纳所述半导体晶圆边缘的凹槽。

4、进一步地，所述翻转块内设置有第一容纳腔，所述第一容纳腔内安装有与所述夹爪一一对应的驱动齿轮组，每一所述驱动齿轮组包括两个转动连接于所述第一容纳腔的腔壁且相互啮合的驱动齿轮；所述夹臂还包括与所述夹持部的一端固定连接的驱动部，所述驱动部至少部分位于所述第一容纳腔内且与对应的所述驱动齿轮固定连接；在所述驱动齿轮组中，至少有一个所述驱动齿轮与第一电机传动连接，所述第一电机安装于所述第一容纳腔内。

5、进一步地，所述主体设置有沿所述第一方向延伸的滑槽，所述滑槽平行于所述第一方向的相对两侧壁分别设置有沿第一方向延伸的导槽；每一所述导槽内均安装有沿所述第一方向延伸的丝杆，所述丝杆与所述导槽的端壁转动连接；所述旋转夹持机构包括嵌装于所述滑槽内的滑座，所述翻转块与所述滑座转动连接，所述滑座的相对两侧壁分别设有与所述丝杆螺纹连接的导块。

6、进一步地，全部所述丝杆之间连接有传动带，以使全部所述丝杆同步转动；所述主体安装有第二电机，所述第二电机与所述丝杆或所述传动带传动连接，以驱动所述旋转夹持机构沿所述第一方向往复移动。

7、进一步地，所述滑座安装有与所述翻转块传动连接的第三电机，所述第三电机用于驱动所述翻转块旋转。

8、进一步地，所述主体沿所述第一方向的端部设置有清理机构，所述清理机构包括与所述主体固定连接的顶板，所述顶板沿所述第二方向朝所述夹爪延伸，所述顶板靠近所述夹爪的一侧设置有吸尘口，所述吸尘口与用于产生吸力的风机连接；所述顶板靠近所述夹爪的一侧还设有围绕所述吸尘口的灯圈。

9、进一步地，所述顶板与所述夹爪对应的位置沿第一方向设置有贯通的第一通孔，以作为所述吸尘口；所述顶板远离所述夹爪的一侧设置有包括第二容纳腔的清理盒，所述清理盒的盒壁设有连通所述第一通孔和所述第二容纳腔的第二通孔，在远离所述第二通孔的盒壁开设有第三通孔，所述第三通孔和所述第二通孔交错设置，所述风机安装于所述第三通孔内。

10、进一步地，所述第二容纳腔内设置有倾斜的挡片；所述挡片与设置有所述第二通孔的盒壁连接，且位于所述第二通孔与所述第三通孔的之间。

11、基于同一发明构思，本申请第二方面还提供了一种半导体晶圆翻转系统，包括传送带，以及设置于所述传送带一侧的如第一方面所述的半导体晶圆翻转装置；所述传送带包括用于承载所述半导体晶圆的承载面，所述夹爪位于所述承载面的上方，所述第一方向垂直于所述承载面。

12、从上面所述可以看出，本申请提供的半导体晶圆翻转装置及系统，通过夹爪中对称设置的两个夹臂能够对半导体晶圆的边缘进行夹持，以在半导体晶圆被夹持时，减小第一侧表面上和第二侧表面上存在的被遮挡的区域，有利于对半导体晶圆的第一侧表面和第二侧表面进行检测和清洁等后续处理，可操作性更高，实用性更强。

技术特征：

1.一种半导体晶圆翻转装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体晶圆翻转装置，其特征在于，所述夹臂包括弧形的夹持部，所述夹持部的弧形内侧壁上设置有衬垫，所述衬垫设置有用于容纳所述半导体晶圆边缘的凹槽。

3.根据权利要求2所述的半导体晶圆翻转装置，其特征在于，所述翻转块内设置有第一容纳腔，所述第一容纳腔内安装有与所述夹爪一一对应的驱动齿轮组，每一所述驱动齿轮组包括两个转动连接于所述第一容纳腔的腔壁且相互啮合的驱动齿轮；

4.根据权利要求1所述的半导体晶圆翻转装置，其特征在于，所述主体设置有沿所述第一方向延伸的滑槽，所述滑槽平行于所述第一方向的相对两侧壁分别设置有沿第一方向延伸的导槽；每一所述导槽内均安装有沿所述第一方向延伸的丝杆，所述丝杆与所述导槽的端壁转动连接；

5.根据权利要求4所述的半导体晶圆翻转装置，其特征在于，全部所述丝杆之间连接有传动带，以使全部所述丝杆同步转动；所述主体安装有第二电机，所述第二电机与所述丝杆或所述传动带传动连接，以驱动所述旋转夹持机构沿所述第一方向往复移动。

6.根据权利要求4所述的半导体晶圆翻转装置，其特征在于，所述滑座安装有与所述翻转块传动连接的第三电机，所述第三电机用于驱动所述翻转块旋转。

7.根据权利要求1所述的半导体晶圆翻转装置，其特征在于，所述主体沿所述第一方向的端部设置有清理机构，所述清理机构包括与所述主体固定连接的顶板，所述顶板沿所述第二方向朝所述夹爪延伸，所述顶板靠近所述夹爪的一侧设置有吸尘口，所述吸尘口与用于产生吸力的风机连接；

8.根据权利要求7所述的半导体晶圆翻转装置，其特征在于，所述顶板与所述夹爪对应的位置沿第一方向设置有贯通的第一通孔，以作为所述吸尘口；

9.根据权利要求8所述的半导体晶圆翻转装置，其特征在于，所述第二容纳腔内设置有倾斜的挡片；所述挡片与设置有所述第二通孔的盒壁连接，且位于所述第二通孔与所述第三通孔的之间。

10.一种半导体晶圆翻转系统，其特征在于，包括传送带，以及设置于所述传送带一侧的如权利要求1-9任一项所述的半导体晶圆翻转装置；

技术总结
本申请提供一种半导体晶圆翻转装置及系统，装置包括主体；旋转夹持机构，与主体滑动连接，能够沿第一方向往复移动；旋转夹持机构包括能够绕第一轴线旋转的翻转块，第一轴线沿与第一方向相互垂直的第二方向延伸；翻转块沿第二方向的一端安装有夹爪，夹爪包括对称设置的两个夹臂，两个夹臂能够相向移动以靠近半导体晶圆的边缘，或能够相背移动以远离半导体晶圆的边缘。本申请提供的半导体晶圆翻转装置及系统，通过夹爪中对称设置的两个夹臂能够对半导体晶圆的边缘进行夹持，以在半导体晶圆被夹持时，减小第一侧表面上和第二侧表面上存在的被遮挡的区域，有利于对半导体晶圆的第一侧表面和第二侧表面进行检测，可操作性更高，实用性更强。

技术研发人员：周培松,许燚赟,蒋海涛
受保护的技术使用者：海宁集成电路与先进制造研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15