[发明专利]一种半导体硅晶片全自动边缘抛光装置及方法

权利要求书

1.一种半导体硅晶片全自动边缘抛光装置，其特征在于，包括操作面板、柜体、上下料装置、机械手装置和抛光装置；

所述柜体为立方形箱体结构，所述上下料装置包括空中行走式无人搬送车和AGV小车；柜体右侧壁上对称开有进料口和出料口，柜体内部在进料口和出料口旁侧对应设有硅晶片上料机械手和下料水槽，柜体外右侧部设有晶圆传送盒、空中行走式无人搬送车和AGV小车；空中行走式无人搬送车用于装置上料，AGV小车用于装置下料；

所述机械手装置包括设于柜体内部除右侧其三个侧边上的直线运动机构，直线运动机构上设有多个硅晶片前后夹持机械手和硅晶片左右夹持机械手；

所述抛光装置包括柜体内部依次设于进料口后方的硅晶片校准器、V-Notch和平边粗抛装置、V-Notch和平边精抛装置和中间清洗装置，所述V-Notch和平边粗抛装置、V-Notch和平边精抛装置结构相同，均包括设于同一个工位上的抛光机构和硅晶片外圆周夹持式机械手；

抛光机构包括抛头旋转主轴，抛头旋转主轴下端连接同步带轮，顶端可拆卸连有V-Notch抛光轮或平边抛光轮，抛光轮上覆设有抛光布；同步带轮通过同步带与电机相连，电机能驱动同步带轮正反转，从而带动抛头正反转；

所述硅晶片外圆周夹持式机械手包括手爪固定基座和夹持手爪，手爪固定基座底部通过滑块设于手爪进给导轨上，手爪进给导轨上设有手爪进给驱动电机；手爪固定基座底部还设有硅晶片加压气缸和同步带轮，手爪固定基座内顶部设有水平翻转轴，翻转轴一端通过翻转臂连接夹持手爪，另一端通过同步带与同步带轮相连，同步带轮与驱动电机相连；

夹持手爪包括支撑块和相对设于支撑块上端面左右两端的前夹持块和后夹持块，前夹持块通过固定支撑柱与支撑块相连，后夹持块连接伸缩杆一端，伸缩杆另一端与设于支撑块下部的气缸相连，硅晶片被夹持在前后夹持块间；

抛光装置还包括柜体内，依次设于下料水槽后方的下料清洗装置、边缘精抛装置和边缘粗抛装置。

2.根据权利要求1所述的一种半导体硅晶片全自动边缘抛光装置，其特征在于，所述硅晶片前后夹持机械手包括L形支撑架，支撑架底部通过手爪升降气缸与直线运动机构相连，支撑架侧部设有手爪开闭气缸，手爪开闭气缸与硅晶片夹持滚轮相连。

3.根据权利要求1所述的一种半导体硅晶片全自动边缘抛光装置，其特征在于，所述硅晶片左右夹持机械手包括L形支撑架，支撑架底部通过手爪升降气缸与直线运动机构相连，支撑架侧部设有手爪翻转开闭气缸，手爪翻转开闭气缸与硅晶片夹持滚轮相连。

4.根据权利要求1所述的一种半导体硅晶片全自动边缘抛光装置，其特征在于，所述硅晶片外圆周夹持式机械手上还设有喷嘴，用于定时对晶片背面进行冲洗，解决背面残留的问题。

5.一种利用权利要求1所述的一种半导体硅晶片全自动边缘抛光装置的抛光方法，其特征在于，步骤为：

(1)空中行走式无人搬送车将需要进行边缘抛光的硅晶片片盒放置到晶圆传送盒载台上；

(2)晶圆传送盒启动自动开盖和扫描功能，读取每一片硅晶片的位置参数；

(3)硅晶片上料机械手将硅晶片从片盒中一片片取出，放置到硅晶片校准器上进行V-Notch/平边位置的校准；

(4)前后夹持机械手将硅晶片传输至V-Notch和平边粗抛、精抛工位，先进行V-Notch或者平边部位的边缘抛光；

(5)在进行边缘粗抛、精抛之前还需要在中间清洗工位上将抛光液和抛光过程中产生的颗粒进行清理，避免后续抛光时在边缘产生凹坑和划痕；

(6)当边缘全部抛光完毕后，左右夹持机械手将硅晶片搬运至下料清洗工位清理残留的抛光液和抛光颗粒；

(7)最后抛光完毕的晶片会被放置到下料水槽中的片盒当中，当整个片盒装满晶片后，AGV小车会自动过来将整个片盒取走，同时会放置一个空片盒。