CN203118916U - 晶圆处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶圆处理装置，其特征在于，包括：处理槽，所述处理槽设有可密封的容腔，所述容腔用于盛放处理液以对晶圆进行处理；抓取升降装置，所述抓取升降装置设置在所述处理槽一侧，用于将晶圆运送至所处理槽的容腔内。本实用新型使用的晶圆处理装置，通过抓取升降装置及处理槽的结合实现了一系列工序的自动化运行，大大提升了工作效率，节省了人工成本，提高了生产合格率。

Description

晶圆处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种晶圆处理装置，特别涉及一种自动式晶圆处理装置。

背景技术

晶圆生产过程中，需要进行润湿、电镀、蚀刻等工艺处理。晶圆表面会形成盲孔。晶圆表面的盲孔内易储存气体。如果将具有盲孔的晶圆直接放入电镀液内，则盲孔内残存的气体会阻止电镀液进入盲孔内。由于盲孔尺寸较小，而电镀液表面张力大，也会导致电镀液难以进入盲孔内。晶圆的盲孔内无法电镀，则会严重影响晶圆电镀质量。因此，为提高电镀质量，需要将晶圆进行抽真空以去除盲孔内的气体，并使润湿液进入盲孔内。盲孔内的润湿液有助于电镀液材料进入盲孔内，提高晶圆电镀质量。

而现有技术中，晶圆处理装置的一系列工序都需人工操作，一方面会降低生产效率，提高生产成本，另一方面也会因人工操作不当导致晶圆的损坏，降低生产合格率。同时，由于人工操作导致晶圆处理装置所需空间大，空间利用率低。人工操作的另一个弊端是劳动强度大，效率低，无法满足大规模生产的需要。人工操作还会导致工人接触电镀液而危害工人身体健康。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种使用方便的晶圆处理装置。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

晶圆处理装置，其特征在于，包括：

处理槽，所述处理槽设有可密封的容腔，所述容腔用于盛放处理液以对晶圆进行处理；

抓取升降装置，所述抓取升降装置设置在所述处理槽一侧，用于将晶圆运送至所述处理槽的容腔内。

优选地是，所述晶圆处理装置还包括用于存放晶圆的晶圆存放槽。

优选地是，所述抓取升降装置包括抓取装置及升降装置；所述抓取装置与升降装置连接，用于抓取所述晶圆存放槽；所述升降装置可升降地设置，用于带动所述抓取装置进行升降运动。

优选地是，所述升降装置包括：

固定基板；

升降驱动装置，所述升降驱动机设置在固定基板上，用于提供升降驱动力；

传动装置，所述传动装置用于传递升降驱动力；

所述升降驱动装置与所述抓取装置通过传动装置传动连接，升降驱动装置通过传动装置驱动抓取装置升降。

优选地是，所述升降装置还包括用于在抓取装置升降时导向的导向装置；所述导向装置与固定基板和抓取装置连接。

优选地是，所述导向装置包括导轨和滑块，所述滑块设置于导轨上且可沿导轨升降；所述导轨安装于固定基板上，所述滑块与抓取装置连接和传动装置连接。

优选地是，所述导轨数目为两根，滑块为两个；每个导轨上设置一个滑块，两个滑块均与升降基座连接；升降基座与传动装置连接。

优选地是，所述升降装置还包括感应限位装置，所述感应限位装置设置在所述固定基板上，用于感应所述抓取装置是否到达指定位置，并在抓取装置到达指定位置后发出电信号。

优选地是，所述升降驱动装置为电机。

优选地是，所述传动装置为传动带、传动链、传动齿轮、丝杆螺母中任意一种。

优选地是，所述抓取装置包括两个抓手，所述两个抓手可相向移动或相背移动地设置；所述两个抓手相向移动时夹持所述晶圆存放槽。

优选地是，所述抓取装置还包括抓取驱动装置，所述抓取驱动装置与至少一个所述抓手连接，驱动至少一个往复运动。

优选地是，所述抓取驱动装置为第一气缸；所述第一气缸设置有第一活塞杆；至少一个所述抓手与所述第一气缸的活塞杆连接。

优选地是，所述至少一个抓手设置有夹持槽，所述夹持槽朝向另一个抓手。

优选地是，所述夹持槽的侧壁设有第一导向斜面；所述晶体存放槽设有第二导向斜面；所述第一导向斜面与所述第二导向斜面相对应。

优选地是，所述处理槽包括槽体和槽盖；所述槽体设置有容腔；所述槽盖设置在所述槽体上端盖住所述容腔且可相对于所述槽体移动地设置；所述槽盖移动后打开所述容腔。

优选地是，所述槽盖可相对于槽体移动且可翻转地设置于槽体上。

优选地是，所述处理槽还包括导向装置，所述导向装置设置有用于限定槽盖移动方向的导向槽；所述槽盖后端受导向槽限制移动轨迹地设置。

优选地是，所述槽盖后端设置有导向杆，所述导向杆一端与槽盖连接，另一端位于所述导向槽内且可沿导向槽移动地设置。

优选地是，所述导向杆另一端设置有第一轴承，所述第一轴承设置于所述导向槽内、且可沿所述导向槽滚动地设置。

优选地是，还包括槽盖驱动装置，所述槽盖驱动装置与所述槽盖通过传动装置传动连接，驱动所述槽盖相对于所述槽体沿限定的轨迹移动。

优选地是，所述槽盖驱动装置输出直线方向的驱动力，所述传动装置可将直线驱动力转换为推动所述槽盖沿曲线轨迹移动地设置。

优选地是，所述驱动装置通过连杆与所述槽盖连接；所述连杆一端可转动地安装于槽体上，另一端与所述槽盖前端连接；所述驱动装置连接于所述连杆两端之间，驱动所述连杆转动。

优选地是，所述连杆另一端与所述槽盖前端可转动地连接。

优选地是，所述槽盖前端设置有突出于槽盖的圆柱杆；所述连杆与所述圆柱杆通过第二轴承可转动地连接。

优选地是，所述导向槽限定槽盖移动至槽体一侧过程中可翻转地设置。

优选地是，所述导向槽包括水平导向槽及竖直导向槽，所述竖直导向槽垂直于所述处理槽体开口面向下伸展；所述水平导向槽与竖直导向槽通过弧形槽连通。

优选地是，所述槽盖驱动装置为第二气缸。

优选地是，所述晶圆存放槽设有抓取提手，所述抓取提手顶部设有卡位件，所述卡位件沿水平方向突出所述抓取提手顶部。

优选地是，所述抓取提手设置有第二导向斜面。

本实用新型中的晶圆处理装置，通过抓取升降装置及处理槽的结合实现了一系列工序的自动化运行，大大提升了工作效率，节省了人工成本，提高了生产合格率。抓取升降装置通过抓取装置及升降装置配合运作，避免了在晶圆运送过程中因人工操作不当导致的晶圆损坏，提高了生产效率及生产合格率，同时也消除了人工操作中工人接触电镀液而危害工人身体健康的可能性；其中，抓取装置较人工操作更加稳定，提高了生产稳定性；升降装置，可以将人工操作所占用的水平空间转换为竖直空间，缩小了生产使用空间，大大提高了生产装置的空间利用率。处理槽采用驱动器推动连杆带动槽盖沿处理槽体圆周打开或闭合，代替了高强度的人工操作，提高了工作效率及生产合格率，同时在槽盖完全打开后，与处理槽壁平行放置在处理槽体外侧，缩小了因槽盖打开而占用的竖直空间，大大提高了生产装置的空间利用率。

附图说明

图1为本实用新型的晶圆处理装置立体结构示意图。

图2为本实用新型中的抓取升降装置立体结构示意图。

图3为本实用新型中的升降装置立体结构示意图。

图4为本实用新型中的抓取装置张开状态立体结构示意图。

图5为本实用新型中的抓取装置闭合状态立体结构示意图。

图6为本实用新型中的抓取装置抓手立体结构示意图。

图7为本实用新型中的处理槽闭合状态立体结构示意图。

图8为本实用新型中的处理槽闭合状态侧视示意图。

图9为本实用新型中的处理槽打开状态立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述：

如图1所示，晶圆处理装置，包括抓取升降装置2和处理槽3；处理槽3设置有可密封的容腔311，所述容腔用于盛放处理液以对晶圆进行处理；抓取升降装置2设置在处理槽3的一侧，用于将晶圆运送至容腔311内部。

如图1所示，晶圆处理装置还包括晶圆存放槽1，用于存放晶圆，实现晶圆进行批量处理。

如图2所示，为晶圆处理装置的抓取升降装置2，包括升降装置21及抓取装置22；抓取装置22与升降装置21连接，升降装置21做可升降设置，并带动抓取装置22做升降运动。

如图3所示，为晶圆处理装置的升降装置21，包括固定基板218、传动装置212及升降驱动装置211；升降驱动装置211设置在固定基板218上，用于提供升降驱动力；传动装置212将升降驱动装置211与抓取装置22传动连接，用于带动抓取装置做升降运动。其中，驱动装置211为电机，传动装置212为传动带，传动带一端与电机连接，另一端与设置在固定基板218的定滑轮214连接，通过电机驱动传动带传动。传动装置还可选用传动链、传动齿轮或丝杠螺母起到传动作用。

如图3所示，升降装置21还包括导向装置，包括导轨215及滑块219，滑块219设置于导轨215上且可沿导轨215升降；所述导轨215安装于固定基板218上，滑块219与抓取装置22连接并和传动装置212连接。其中导轨215数量为两个，对称设置在固定基板218上，每个导轨215上设置有一个滑块219，且两滑块219均与升降基座213连接，升降基座213通过夹具216与传动装置212连接，当升降驱动装置211驱动传动装置212升降传动时，升降基座213跟随传动装置212一起做升降运动。

如图3所示，升降装置21还包括感应限位装置217，感应限位装置217设置在固定基板218上，并处于升降基座213的下方，用于感应升降基座213是否到达指定位置。其中，感应限位装置为激光测距传感器，其激光发射口与处理槽3开口边缘水平平齐，在升降基座213做升降运动过程中，实时测量升降基座215与处理槽3开口边缘的竖直距离，当升降基座213升降至指定位置时，发送电信号至晶圆处理装置的控制中心，使升降驱动装置211停止驱动，从而避免升降基座213在升降过程中与其他装置发生碰撞，或是脱离导轨215。

如图4所示，为晶圆处理装置的抓取装置22，包括两个抓手224，两个抓手224可相向移动或相背移动，且相向移动时夹持晶圆存放槽1。

如图4所示，抓取装置22还包括抓取驱动装置222；抓取驱动装置222与抓手224连接，提供抓手224的张开闭合驱动力。

如图4、图5所示，抓取驱动装置222为第一双作用气缸，并设置有双作用活塞杆223，双作用活塞杆223至少与一个抓手223连接，通过活塞杆223的伸缩带动抓手224做相向移动或相背移动。

如图3所示，双作用气缸222固定在挂臂221上，挂臂221与升降基座213连接，从而实现抓取装置22跟随升降装置21做升降运动。

如图4、图6所示，抓手224设置有夹持槽，且两抓手224的夹持槽相对设置，抓手224在夹持槽侧壁设有第一导向斜面2241；晶体存放槽1设有与第一导向斜面2241对应的第二导向斜面111，保证抓手224在闭合时稳定抓取晶圆存放槽1。

如图7、图9所示，为晶圆处理装置的处理槽3，处理槽3包括槽体31和槽盖32；槽体31设置有容腔311；槽盖32设置在槽体31上端盖住容腔311且可相对于槽体31移动地设置；槽盖32移动后打开容腔311；其中，槽盖32相对于处理槽体31做弧线运动，在完全打开容腔311时，槽盖32与槽体31侧壁平行放置在槽体31外侧。

如图7、图9所示，处理槽3还包括导向装置34，导向装置34设置有用于限定槽盖32移动方向的导向槽341；所述槽盖32后端沿导向槽341移动。槽盖32后端设置有导向杆322，导向杆322一端与槽盖32连接，另一端位于导向槽341内且可沿导向槽移动。导向杆322另一端设置有第一轴承352，第一轴承352设置于导向槽341内，且可沿导向槽341滚动。其中，第一轴承352为滚动轴承。导向槽341包括水平导向槽3411、弧形槽3413和竖直导向槽3412。水平导向槽3411和竖直导向槽3412通过弧形槽3413连通。竖直导向槽3412垂直于槽体31容腔311开口所在平面并向下伸展。

如图8所示，处理槽3还包括槽盖驱动装置35，槽盖驱动装置35与32槽盖通过传动装置33传动连接，驱动槽盖32相对于槽体31沿限定的轨迹移动。槽盖驱动装置35输出直线方向的驱动力F，传动装置33可将直线驱动力F转换为推动槽盖32沿曲线轨迹移动的驱动力。其中，槽盖驱动装置35为第二双作用气缸。

如图7、图8所示，连动装置33为连杆33，槽盖驱动装置35通过连杆33与槽盖32连接；连杆33一端可转动地安装于槽体31上，另一端与槽盖32前端连接；槽盖驱动装置35连接于33连杆两端A、B之间，驱动连杆33转动。槽盖32前端设置有突出于槽盖的圆柱杆321，连杆33与圆柱杆321通过第二轴承331可转动地连接；槽体31外侧壁设有轴承支座333，连杆33与槽体31通过第三轴承332可转动地连接。其中，第二轴承331与第三轴承332为滚动轴承。

如图8、图9所示，当槽盖驱动装置35输出直线方向的驱动力F时，传动装置33可将直线驱动力F转换为推动槽盖32沿导向装置34中导向槽341的轨迹移动的驱动力。槽盖32向槽体一侧移动过程中，受导向槽341限制而翻转。直至槽盖32移动至槽体31的容腔311完全打开时，槽盖32翻转90度后与竖直导向槽3412平行位于槽体31一侧。

如图5所示，晶圆存放槽1设置有抓取提手11，抓取提手11的顶部设有卡位件12，卡位件12沿水平方向突出抓取提手11顶部边缘，当抓手224闭合抓住抓取提手11时，卡位件12边缘被抓手224顶部托起，避免了抓手224与抓取提手11之间产生相对滑动。其中，抓取提手11设有第二导向斜面111。

待处理晶圆放置在晶圆存放槽1中，通过自动流水线的传输带传输到晶圆处理装置中的处理槽3上方，通过抓取装置22的抓手224抓取晶圆存放槽1上的抓取提手11，抓手224与抓取提手11上分别设有相对应的第一导向斜面2241及第二导向斜面111，使得抓手224在抓取晶圆存放槽1时，能够稳定闭合，保证了晶圆的稳定性。抓取装置22抓取晶圆存放装置1后，通过升降装置21带动抓取装置22做下降运动，并通过感应限位器217感应晶圆存放槽是否下降至处理槽体31的容腔311底部，若到达，感应限位器217发送电信号至处理槽控制中心，命令升降驱动装置停止驱动，这样就避免了晶圆存放槽1在下降过程中与其他装置发生碰撞而造成损坏；晶圆存放槽1安全降至容腔311底部后，抓手224张开脱离抓取提手11，升降装置21带动抓取装置22升至晶圆处理装置顶部。抓取装置22升至晶圆处理装置顶部后，处理槽3的槽盖驱动装置35驱动连杆33向内转动，使与槽体31侧壁平行放置的槽盖32沿导向槽341圆周移动，闭合容腔311的开口，密封处理槽体31，并开始对晶圆进行处理；待晶圆处理完毕后，槽盖驱动装置35驱动连杆33向外转动，从而带动槽盖32沿导向槽341圆周移动，最终打开容腔311开口，并使槽盖32与槽体31侧壁平行放置于槽体31外侧，节省了槽盖32打开时占用的竖直空间，提高了晶圆处理装置的空间利用率；同时，连杆与槽盖32、槽体31的连接处及槽盖32与导向槽341的连接处均设有滚动轴承，使得槽盖32在打开闭合的过程中阻力减小，运动更加通畅，提高了工作效率，延长了处理槽3的使用寿命。容器311完全打开后，升降装置21再次带动抓取装置22下降并抓取晶圆存放槽1，将处理完毕的晶圆提升出容腔311，并通过自动流水线的传输带传输至下一道工序。到此晶圆处理装置的一个工作周期完成，并自动进入下一工作周期。

本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型保护范围内。

Claims (30)

1.晶圆处理装置，其特征在于，包括：

处理槽，所述处理槽设有可密封的容腔，所述容腔用于盛放处理液以对晶圆进行处理；

抓取升降装置，所述抓取升降装置设置在所述处理槽一侧，用于将晶圆运送至所述处理槽的容腔内。

2.根据权利要求1所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述晶圆处理装置还包括用于存放晶圆的晶圆存放槽。

3.根据权利要求2所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述抓取升降装置包括抓取装置及升降装置；所述抓取装置与升降装置连接，用于抓取所述晶圆存放槽；所述升降装置可升降地设置，用于带动所述抓取装置进行升降运动。

4.根据权利要求3所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述升降装置包括：

固定基板；

升降驱动装置，所述升降驱动机设置在固定基板上，用于提供升降驱动力；

传动装置，所述传动装置用于传递升降驱动力；

所述升降驱动装置与所述抓取装置通过传动装置传动连接，升降驱动装置通过传动装置驱动抓取装置升降。

5.根据权利要求4所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述升降装置还包括用于在抓取装置升降时导向的导向装置；所述导向装置与固定基板和抓取装置连接。

6.根据权利要求5所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述导向装置包括导轨和滑块，所述滑块设置于导轨上且可沿导轨升降；所述导轨安装于固定基板上，所述滑块与抓取装置连接和传动装置连接。

7.根据权利要求5所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述导轨数目为两根，滑块为两个；每个导轨上设置一个滑块，两个滑块均与升降基座连接；升降基座与传动装置连接。

8.根据权利要求4所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述升降装置还包括感应限位装置，所述感应限位装置设置在所述固定基板上，用于感应所述抓取装置是否到达指定位置，并在所述抓取装置到达指定位置后发出电信号。

9.根据权利要求4所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述升降驱动装置为电机。

10.根据权利要求4所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述传动装置为传动带、传动链、传动齿轮、丝杆螺母中任意一种。

11.根据权利要求3所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述抓取装置包括两个抓手，所述两个抓手可相向移动或相背移动地设置；所述两个抓手相向移动时夹持所述晶圆存放槽。

12.根据权利要求11所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述抓取装置还包括抓取驱动装置，所述抓取驱动装置与至少一个所述抓手连接，驱动至少一个往复运动。

13.根据权利要求12所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述抓取驱动装置为第一气缸；所述第一气缸设置有第一活塞杆；至少一个所述抓手与所述第一气缸的活塞杆连接。

14.根据权利要求11所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述至少一个抓手设置有夹持槽，所述夹持槽朝向另一个抓手。

15.根据权利要求14所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述夹持槽的侧壁设有第一导向斜面；所述晶体存放槽设有第二导向斜面；所述第一导向斜面与所述第二导向斜面相对应。

16.根据权利要求3所述的晶圆处理装置，其特征在于,所述处理槽包括槽体和槽盖；所述槽体设置有容腔；所述槽盖设置在所述槽体上端盖住所述容腔且可相对于所述槽体移动地设置；所述槽盖移动后打开所述容腔。

17.根据权利要求16所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述槽盖可相对于槽体移动且可翻转地设置于槽体上。

18.根据权利要求17所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述处理槽还包括导向装置，所述导向装置设置有用于限定槽盖移动方向的导向槽；所述槽盖后端受导向槽限制移动轨迹地设置。

19.根据权利要求18所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述槽盖后端设置有导向杆，所述导向杆一端与槽盖连接，另一端位于所述导向槽内且可沿导向槽移动地设置。

20.根据权利要求19所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述导向杆另一端设置有第一轴承，所述第一轴承设置于所述导向槽内、且可沿所述导向槽滚动地设置。

21.根据权利要求17所述的晶圆处理装置，其特征在于，还包括槽盖驱动装置，所述槽盖驱动装置与所述槽盖通过传动装置传动连接，驱动所述槽盖相对于所述槽体沿限定的轨迹移动。

22.根据权利要求21所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述槽盖驱动装置输出直线方向的驱动力，所述传动装置可将直线驱动力转换为推动所述槽盖沿曲线轨迹移动地设置。

23.根据权利要求22所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述驱动装置通过连杆与所述槽盖连接；所述连杆一端可转动地安装于槽体上，另一端与所述槽盖前端连接；所述驱动装置连接于所述连杆两端之间，驱动所述连杆转动。

24.根据权利要求23所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述连杆另一端与所述槽盖前端可转动地连接。

25.根据权利要求24所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述槽盖前端设置有突出于槽盖的圆柱杆；所述连杆与所述圆柱杆通过第二轴承可转动地连接。

26.根据权利要求22所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述导向槽限定槽盖移动至槽体一侧过程中可翻转地设置。

27.根据权利要求26所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述导向槽包括水平导向槽及竖直导向槽，所述竖直导向槽垂直于所述处理槽体开口面向下伸展；所述水平导向槽与竖直导向槽通过弧形槽连通。

28.根据权利要求21所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述槽盖驱动装置为第二气缸。

29.根据权利要求2所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述晶圆存放槽设有抓取提手，所述抓取提手顶部设有卡位件，所述卡位件沿水平方向突出所述抓取提手顶部。

30.根据权利要求29所述的晶圆处理装置，其特征在于，所述抓取提手设置有第二导向斜面。

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