一种用于超薄晶圆在料盒中翻面的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于超薄晶圆在料盒中翻面的装置，属于晶圆减薄技术领域。本实用新型专利技术的装置，相比于传统装置，有效、稳定的降低了超薄硅晶圆在料盒中正反面翻转时的碎片风险，解决了高可靠性超薄硅晶圆双面减薄过程中完成一面减薄后在料盒中翻面到另一面时由于硅晶圆为超薄硅晶圆，其脆性高、刚度低，极容易造成碎片而引起的失效问题。利用本实用新型专利技术的翻面装置可高效、稳定的完成硅晶圆在料盒中翻面，有效的降低了碎片风险，缩短了生产周期，且方法简单实用、易于实现，可操作性强。

A device for turning ultra-thin wafer in material box

The utility model relates to a device for turning ultrathin wafers in a material box, which belongs to the technical field of wafer thinning. The device of the utility model, compared with the traditional device, effectively and steadily reduces the risk of fragmentation of the ultra-thin silicon wafer during the reversal of the positive and reverse sides of the material box, and solves the brittleness of the silicon wafer as the super thin silicon wafer when the thin silicon wafer is thinned and turned to the other side in the process of thin silicon wafer thinning. High stiffness and low rigidity are very likely to cause failure caused by debris. The utility model can effectively and steadily finish the silicon wafer in the material box, effectively reducing the risk of debris and shortening the production cycle, and the method is simple, practical, easy to realize and strong operable.

【技术实现步骤摘要】
一种用于超薄晶圆在料盒中翻面的装置
本技术涉及一种用于超薄晶圆在料盒中翻面的装置，属于晶圆减薄
，所述的超薄是指晶圆的厚度不大于100微米。
技术介绍
在传感测试、红外辐射等科研实验中都需要载体来放置样品，这些载体也成为此类科研实验不可或缺的基础用品。在同步辐射、PVD\CVD镀膜、磁控溅射、SEM、红外光谱分析、分子束外延生长等实验中样品的尺寸均为纳米级，对样品的载体厚度和表面状态有极高的要求，在实验中通常会选用在加工到较低厚度时仍能保持高表面平整度、低翘曲度的双抛光硅片(超薄双抛晶圆)作为实验样品的载体。超薄双抛晶圆是晶圆经过双面研磨、抛光加工而具有高平整度、低翘曲度、极小厚度的晶圆，在对其表面进行研磨抛光的加工过程中，减薄抛光机每次只能对其一面进行减薄抛光，第一面减薄抛光完成后才能对第二面进行加工。故在此工艺过程中就涉及到晶圆在料盒(减薄、抛光机中盛放晶圆的料盒)的翻面操作，通常操作为人工手动翻面，但由于此晶圆厚度只有几百微米，在人手拿取翻面时极容易造成碎片事故。
技术实现思路
本技术的技术解决问题是：为克服现有技术的不足，提供一种用于超薄晶圆在料盒中翻面的装置，利用该翻面装置可高效、稳定的完成硅圆片在料盒中翻面，有效的降低了碎片风险，缩短了生产周期，且方法简单实用、易于实现，可操作性强。本技术采用的技术方案为：一种用于超薄晶圆在料盒中翻面的装置，其特征在于：该装置包括基座、升降螺杆和机械手；所述的基座为一钢板，钢板中心开有圆孔，钢板上带有凸台，料盒放置在基座上，并通过基座上的凸台对料盒进行定位；所述的升降螺杆固定安装在基座的下方，且穿过基座上的圆孔；所述的机械手连接在升降螺杆的顶端，当升降螺杆上下运动时能够带动机械手上下运动，且机械手能够向靠近或是远离升降螺杆的方向作直线运动，机械手相对于升降螺杆能够绕自身的轴作周向运动。所述的机械手通过小圆柱连接在升降螺杆的顶端，小圆柱的侧面上带有一水平贯穿孔，小圆柱的底面上带有一个沉孔，小圆柱通过其底面上的沉孔固定安装在升降螺杆的顶端，机械手的手臂端穿过小圆柱上的贯穿孔后来实现机械手的运动。所述的小圆柱为长度5cm、直径5cm的圆柱体，其底部中心的沉孔的长度2cm、直径30±0.5mm，小圆柱从下到上4cm处开有直径10±0.5mm的水平贯穿孔。所述的升降螺杆的直径为30±0.5mm，长度为100cm，升降螺杆顶部为长度3cm、直径30±0.5mm的光滑圆柱杆，光滑圆柱杆顶部固定安装小圆柱。所述的基座的下方固定安装有四条110±0.1cm支撑柱，基座的中心圆孔处固定安装有一桶状结构，桶状结构的顶端固定安装在基座的中心圆孔边缘，桶状结构的桶身通过连接杆与支撑柱固定连接。所述的桶状结构内部固定有两块带有螺纹眼的第一卡盘和第二卡盘；第一卡盘焊接在桶状结构内表面从上到下40cm处，第二卡盘焊接在桶状结构内表面从上到下60cm处。所述的升降螺杆的底端与桶状结构内部的第一卡盘和第二卡盘连接，升降螺杆上的螺纹与第一卡盘和第二卡盘上的螺纹眼相配合。所述的钢板大小为200cm×100cm，其厚度为3±0.5cm，在环境温度为23±2℃时其相对地面水平度为0.1±0.02mm/m，钢板的中心圆孔的直径为80cm；所述的桶状结构为钢制圆筒，其长度为90±0.1cm，其直径为80cm，其桶壁厚度为1±0.5cm，在环境温度为23±2℃时其相对地面垂直度为0.1±0.02mm/m。所述的第一卡盘和第二卡盘均为钢制卡盘，其直径为80cm，其厚度为2±0.5cm，在环境温度为23±2℃时其相对地面水平度为0.1±0.02mm/m，螺纹眼直径30±0.5mm。所述的机械手具有真空吸附和开关功能；机械手一端为U型手结构，另一端为转动杆，两端通过钢制导气管连接，U型手结构为U型陶瓷薄片状结构。工作过程：使用时，机械手从料盒中吸取一晶圆，手动调整机械手相对于料盒的距离，使晶圆离开料盒后对晶圆进行正反面翻转，翻转完成后手动调整机械手相对于料盒的距离，使晶圆平整放入到料盒中。本技术与现有技术相比的有益效果是：本技术的装置具有U形真空吸附机械手，翻面过程中避免人手接触晶圆，能够有效的避免晶圆翻面过程中的碎片事故，降低了晶圆双面抛光过程中晶圆翻面的操作难度，提高了晶圆双面抛光的可靠性和成品率。本技术的装置，相比于传统装置，有效、稳定的降低了超薄硅晶圆在料盒中正反面翻转时的碎片风险，解决了高可靠性超薄硅晶圆双面减薄过程中完成一面减薄后在料盒中翻面到另一面时由于硅晶圆为超薄硅晶圆，其脆性高、刚度低，极容易造成碎片而引起的失效问题。利用本技术的翻面装置可高效、稳定的完成硅晶圆在料盒中翻面，有效的降低了碎片风险，缩短了生产周期，且方法简单实用、易于实现，可操作性强。附图说明图1为本技术的装置结构示意图；图2为升降螺杆的结构示意图；图3为机械手的结构示意图；图4为小圆柱的结构示意图。具体实施方式一种用于超薄晶圆在料盒中翻面的装置，该装置包括基座、升降螺杆和机械手；所述的基座为一钢板，钢板中心开有圆孔，圆孔两侧均带有定位凸台用于对料盒进行定位，钢板下方有满足升降螺杆升降所需的空间；所述的升降螺杆固定安装在基座的圆孔内，升降螺杆的顶端固定有一小圆柱，小圆柱的侧面上带有一水平贯穿孔，该水平贯穿孔用于安装机械手；小圆柱的底面上还带有一个沉孔，通过该沉孔使得小圆柱固定安装在升降螺杆的顶端；所述的机械手安装在所述的升降螺杆顶端的小圆柱内，所述的机械手相对于升降螺杆能够实现360°转动，转动时是以机械手的轴为轴转动；机械手通过升降螺杆能够实现上下移动，以实现料盒中不同层晶圆的抽取和放置；所述的机械手具有真空吸附且可控制真空开关功能；所述的钢板大小为200cm×100cm，其厚度为3±0.5cm，在环境温度为23±2℃时其相对地面水平度为0.1±0.02mm/m；采用刚度较大的厚钢板，使得作为基座的桌面能够有效确保装置在有效使用年限内桌面的两端平台变形较小(水平度变化不超过0.5±0.02cm/m)；所述的升降螺杆的直径为30±0.5mm，长度为100cm，升降螺杆顶部为长度3cm、直径30±0.5mm的光滑圆柱杆，圆柱杆顶部固定安装有小圆柱，小圆柱长度5cm、直径5cm。一种超薄硅圆片在料盒中翻面的装置，所述装置包括装置基座1，安装在装置基座1上的升降螺杆2，具有真空吸附且可控制真空开关功能、连接在升降螺杆的顶端的机械手3三大部分。用于盛放圆片的料盒可平稳放置在装置基座上，通过调节升降螺杆高度可控制机械手的位置高度来抓取和放置需翻面的圆片。装置基座1的整体外观为“桌子”形，桌面底部装有四条110±0.1cm圆柱“桌腿”作为桌面支撑，在桌面两端平台上装有卡具5来定位和固定料盒位置；装置基座中部为一桶状结构6，来满足升降螺杆2升降所需空间，桶状结构6内部固定有两块带有螺纹眼的卡盘7、8。桌面4为中部开有圆孔9的钢制平面，其大小为200cm×100cm，其厚度为3±0.5cm，在环境温度为23±2℃时其相对地面水平度为0.1±0.02mm/m。采用刚度较大的厚钢板作为桌面4能够有效确保装置在有效使用年限内桌面4的两端平台变形较小水平度变化不超过0.5±0.02cm/m。桌面两端平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于超薄晶圆在料盒中翻面的装置，其特征在于：该装置包括基座(1)、升降螺杆(2)和机械手(3)；所述的基座(1)为一钢板，钢板中心开有圆孔，钢板上带有凸台，料盒放置在基座(1)上，并通过基座(1)上的凸台对料盒进行定位；所述的升降螺杆(2)固定安装在基座(1)的下方，且穿过基座(1)上的圆孔；所述的机械手(3)连接在升降螺杆(2)的顶端，当升降螺杆(2)上下运动时能够带动机械手(3)上下运动，且机械手(3)能够向靠近或是远离升降螺杆(2)的方向作直线运动，机械手(3)相对于升降螺杆(2)能够绕自身的轴作周向运动。

【技术特征摘要】
1.一种用于超薄晶圆在料盒中翻面的装置，其特征在于：该装置包括基座(1)、升降螺杆(2)和机械手(3)；所述的基座(1)为一钢板，钢板中心开有圆孔，钢板上带有凸台，料盒放置在基座(1)上，并通过基座(1)上的凸台对料盒进行定位；所述的升降螺杆(2)固定安装在基座(1)的下方，且穿过基座(1)上的圆孔；所述的机械手(3)连接在升降螺杆(2)的顶端，当升降螺杆(2)上下运动时能够带动机械手(3)上下运动，且机械手(3)能够向靠近或是远离升降螺杆(2)的方向作直线运动，机械手(3)相对于升降螺杆(2)能够绕自身的轴作周向运动。2.根据权利要求1所述的一种用于超薄晶圆在料盒中翻面的装置，其特征在于：所述的机械手(3)通过小圆柱连接在升降螺杆(2)的顶端，小圆柱的侧面上带有一水平贯穿孔，小圆柱的底面上带有一个沉孔，小圆柱通过其底面上的沉孔固定安装在升降螺杆(2)的顶端，机械手(3)的手臂端穿过小圆柱上的贯穿孔后来实现机械手(3)的运动。3.根据权利要求2所述的一种用于超薄晶圆在料盒中翻面的装置，其特征在于：所述的小圆柱(10)为长度5cm、直径5cm的圆柱体，其底部中心的沉孔的长度2cm、直径30±0.5mm，小圆柱从下到上4cm处开有直径10±0.5mm的水平贯穿孔(12)。4.根据权利要求2所述的一种用于超薄晶圆在料盒中翻面的装置，其特征在于：所述的升降螺杆(2)的直径为30±0.5mm，长度为100cm，升降螺杆(2)顶部为长度3cm、直径30±0.5mm的光滑圆柱杆，光滑圆柱杆顶部固定安装小圆柱。5.根据权利要求2所述的一种用于超薄晶圆在料盒中翻面的装置，其特征在于：所述的基座(1)的下方固定安装有四条110±0.1cm支撑柱，基座(1)的中心圆孔处固定安装有一桶状结构(6)，桶状...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，荆林晓，井立鹏，贺晋春，宋佳，吴玥，刘金杰，张志勋，郝贵争，
申请(专利权)人：北京时代民芯科技有限公司，北京微电子技术研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11