[发明专利]一种基于气缸驱动的晶圆翻转装置

说明书

本发明涉及一种基于气缸驱动的晶圆翻转装置，包括底座、设置在底座上的旋转气缸、与旋转气缸传动连接的滑轨安装板、一对并列设置在滑轨安装板侧面的夹持单元以及设置在滑轨安装板侧面并与夹持单元相适配的平移限位机构，夹持单元包括设置在滑轨安装板侧面的气缸驱动机构、与气缸驱动机构传动连接的夹块安装座以及一对并列设置在夹块安装座上的夹块。与现有技术相比，本发明通过夹块夹持晶圆的外缘来实现对晶圆的固定并定位晶圆的圆心，不接触晶圆中心部位，不存在污染晶圆等风险，并且翻转过程中，晶圆始终处在夹块槽口内，不会出现晶圆掉落的风险；采用旋转气缸翻转晶圆，晶圆翻转平稳、可靠。

技术领域

本发明属于晶圆加工技术领域，涉及一种基于气缸驱动的晶圆翻转装置。

背景技术

半导体器件的加工过程包含很多工序，不同的工序经常会在晶圆不同的加工面上进行，如：晶圆上芯片加工在晶圆正面，标识晶圆信息的条码等信息刻印在晶圆的背面。为保证半导体器件加工过程的顺利进行，晶圆在进入一些工序前可能就需要预先进行翻转，以便使晶圆的加工面正对着该工序的晶圆加工方向(如将晶圆背面翻转朝上进行读码)，晶圆的翻转就成为晶圆加工过程中不可缺少的工序之一。

目前，晶圆翻转通常采用的方法是使用手臂带旋转功能的单臂机器人配合带真空吸盘的机械手手指来进行，机械手手指的真空吸盘吸附固定晶圆，机器人的手臂旋转实现晶圆的翻转。该方法中，带真空吸盘的机械手手指不可避免地要接触到晶圆的中心部位，存在划伤或污染晶圆等风险，而且当晶圆翻转朝下时，机械手手指一旦失去真空或者因某种原因(如晶圆翘曲度过大)造成机械手手指真空泄漏，晶圆将会掉落而损坏。另外，该方法如果采用双臂机器人，则手臂的旋转会造成两个机械手手指间的相互干涉，所以只能使用单臂机器人，导致生产线产能的降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于气缸驱动的晶圆翻转装置，通过夹块夹持晶圆的外缘并利用旋转气缸翻转晶圆，使晶圆翻转平稳、可靠。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于气缸驱动的晶圆翻转装置，该装置包括底座、设置在底座上的旋转气缸、与旋转气缸传动连接的滑轨安装板、一对并列设置在滑轨安装板侧面的夹持单元以及设置在滑轨安装板侧面并与夹持单元相适配的平移限位机构，所述的夹持单元包括设置在滑轨安装板侧面的气缸驱动机构、与气缸驱动机构传动连接的夹块安装座以及一对并列设置在夹块安装座上的夹块。将晶圆置于两个夹持单元的4个夹块中间，气缸驱动机构带动两个夹块安装座相向运动，使4个夹块将晶圆夹在中间，同时平移限位机构对夹块安装座的位移进行限位，以定位晶圆的圆心位置；之后旋转气缸带动滑轨安装板在竖直平面内旋转，进而通过夹块安装座、夹块带动晶圆翻转。

优选地，所述的旋转气缸为带缓冲器的旋转气缸。

进一步地，所述的旋转气缸设置在底座的顶部侧面。

进一步地所述的滑轨安装板与旋转气缸的旋转台固定连接，所述的旋转台的旋转轴呈水平方向。旋转台的旋转带动滑轨安装板在竖直平面内旋转。

进一步地，所述的气缸驱动机构包括水平设置在滑轨安装板侧面的线性滑轨以及设置在滑轨安装板侧面并与夹块安装座传动连接的夹持气缸，所述的夹块安装座的一端与线性滑轨的滑块固定连接。

优选地，每个气缸驱动机构包括2个并列设置的线性滑轨。

进一步地，所述的夹持气缸与夹块安装座之间设有气缸轴连接板，所述的夹持气缸的气缸轴通过气缸轴连接板与夹块安装座相连。

进一步地，所述的夹块包括设置在夹块安装座上的夹块下圆柱部、设置在夹块下圆柱部上的夹块圆台部以及设置在夹块圆台部顶部的夹块上圆柱部，所述的夹块圆台部的顶部与夹块上圆柱部的底部之间开设有夹块槽口。晶圆的外缘位于夹块槽口中。