本技術涉及半導體制造，特別涉及一種晶圓翻轉對中裝置和單片式清洗機。

背景技術：

1、晶圓背面清洗工藝是在半導體生產過程中相當重要的工藝。晶圓背面清洗就是將晶圓背面的金屬污染物清除，把顆粒洗凈，讓晶圓以最佳狀態進入下一加工工藝，避免下一加工工藝中的加工機(例如，光刻機)因晶圓背面缺陷問題(金屬和顆粒)而停機。相關技術通常采用單片式清洗機來進行晶圓背面清洗，在具體的清洗過程中，需要對晶圓進行對中以便后續工序能準確抓取晶圓，還需要翻轉晶圓以對晶圓背面進行清洗。在一些晶圓翻轉對中裝置中，對中機構設置于翻轉機構上，在翻轉機構翻轉時，對中機構跟隨翻轉機構翻轉而翻轉，對翻轉機構的翻轉性能要求較高。

技術實現思路

1、基于此，有必要針對上述問題，提供一種對翻轉性能要求相對較低的晶圓翻轉對中裝置。

2、一種晶圓翻轉對中裝置，包括：

3、安裝機構；

4、翻轉機構，設于所述安裝機構上，所述翻轉機構能夾緊或放開晶圓并能在夾緊晶圓時控制晶圓翻轉；以及

5、對中機構，包括設于所述安裝機構上的對中件，所述對中件能承載晶圓并對中晶圓，所述對中件能在第一位置和第二位置之間切換，在所述第一位置時，所述翻轉機構能夾緊位于所述對中件上的晶圓，在所述第二位置時，所述對中件位于所述翻轉機構的翻轉空間外。

6、在一個實施例中，所述對中件包括多根支撐柱，多根所述支撐柱間隔排布呈與晶圓形狀匹配的對中環形，在晶圓放入所述對中環形的方向上，所述對中環形的內徑逐漸減小。

7、在一個實施例中，所述支撐柱呈圓臺形或者圓錐形；和/或

8、所述支撐柱的數目為偶數，且多根所述支撐柱包括至少一組支撐柱，每組支撐柱包括兩根連線過所述對中環形的中心的支撐柱；和/或

9、所述支撐柱為六根。

10、在一個實施例中，所述對中件還包括多根安裝柱，在晶圓放入所述對中環形的方向上，多根所述安裝柱位于所述多根所述支撐柱下方且與多根所述支撐柱一對一連接，所述安裝柱與所述支撐柱連接的端面包括限位區域，所述限位區域位于所述支撐柱的外周并位于所述對中環形的內部，能防止晶圓滑入多根所述安裝柱圍合形成的空間內。

11、在一個實施例中，所述支撐柱呈圓臺形或者圓錐形，所述安裝柱呈圓柱形，所述安裝柱的中心線與所述支撐柱的中心線同心設置，且所述安裝柱的外徑大于所述支撐柱的外徑。

12、在一個實施例中，所述第一位置與所述第二位置在豎直方向上間隔排布，所述對中機構還包括能驅動所述對中件在所述第一位置和所述第二位置之間切換的升降組件；和/或

13、所述晶圓翻轉對中裝置還包括傳感器機構，所述傳感器機構包括與所述翻轉機構通信連接的第一傳感器和與所述翻轉機構通信連接的第二傳感器，所述第一傳感器和所述第二傳感器能分別檢測所述對中件是否位于所述第一位置和所述對中件是否位于所述第二位置，當所述第一傳感器檢測到所述對中件位于所述第一位置時，所述翻轉機構夾緊或放開晶圓，當所述第二傳感器檢測到所述對中件位于所述第二位置時，所述翻轉機構控制晶圓翻轉。

14、在一個實施例中，所述翻轉機構包括設于所述安裝機構上的翻轉件和設于所述翻轉件上的夾持件，所述翻轉件能帶動所述夾持件翻轉，所述夾持件能夾緊或放開晶圓；

15、所述夾持件包括多個夾塊，多個所述夾塊間隔排布呈與晶圓形狀匹配的夾持環形，所述夾塊能在所述夾持環形的徑向上朝向或遠離晶圓移動，以夾緊或放開晶圓。

16、在一個實施例中，所述夾塊具有供晶圓插入的夾槽，在所述夾持環形的周向上，所述夾槽在所述夾持環形的徑向上的深度從中間向兩端逐漸減小；和/或

17、所述夾持環形位于水平面上，所述第一位置與所述第二位置在豎直方向上間隔排布，所述對中件包括多根支撐柱，多根所述支撐柱間隔排布呈與晶圓形狀匹配的對中環形，所述夾塊具有避讓槽，所述避讓槽在豎直方向上貫穿所述夾塊的兩側且在所述夾持環形的徑向上貫穿所述夾塊靠近晶圓的一側，在所述對中件處于所述第一位置且所述夾持環形夾持晶圓時，每一夾塊與一支撐柱對應設置，與所述夾塊對應的所述支撐柱插于所述避讓槽中。

18、在一個實施例中，所述夾塊為兩個且分別為第一夾塊和第二夾塊，所述夾持件還包括設于所述翻轉件上的第一連桿件、第二連桿件、第一拉簧和第二拉簧，所述第一連桿件與所述第一夾塊連接，所述第二連桿件與所述第二夾塊連接，所述第一拉簧連接所述第一夾塊與所述翻轉件，所述第二拉簧連接所述第二夾塊與所述翻轉件；

19、當同時對所述第一連桿件和所述第二連桿件施力時，所述第一夾塊和所述第二夾塊均遠離晶圓移動以放開晶圓并使得所述第一拉簧和所述第二拉簧均被拉伸，當泄掉對所述第一連桿件和所述第二連桿件的施力時，所述第一拉簧控制所述第一夾塊靠近晶圓移動，且所述第二拉簧控制所述第二夾塊靠近晶圓移動，以夾緊晶圓。

20、在一個實施例中，所述翻轉機構包括翻轉件、夾持件、旋轉氣缸和夾緊氣缸，所述翻轉件設于所述安裝機構上，所述夾持件設于所述翻轉件上，所述翻轉件能帶動所述夾持件翻轉，所述夾持件能夾緊或放開晶圓，所述旋轉氣缸能驅動所述翻轉件翻轉，所述夾緊氣缸能驅動所述夾持件夾緊或放開晶圓，所述對中機構還包括能驅動所述對中件在所述第一位置和所述第二位置之間切換的對中氣缸；

21、所述晶圓翻轉對中裝置還包括負壓吸附機構，所述旋轉氣缸、所述夾緊氣缸和所述對中氣缸中的至少一處設置有所述負壓吸附機構；和/或

22、所述旋轉氣缸的速度控制閥、所述夾持氣缸的速度控制閥和所述對中氣缸的速度控制閥集成于所述安裝機構的同一區域。

23、本實用新型還提供一種單片式清洗機，包括上述的晶圓翻轉對中裝置。

24、上述晶圓翻轉對中裝置工作時，可以在處于第一位置或者第二位置處的對中件上放置晶圓，實現對晶圓的承載和對中，然后控制翻轉機構在處于第一位置處的對中件上夾持晶圓，實現對晶圓的夾緊，接著控制對中件從第一位置移動至第二位置，在實現對中件與晶圓分離的同時實現對中件對晶圓的翻轉的避位，最后控制翻轉機構翻轉，實現夾持于翻轉機構上的晶圓的翻轉。上述晶圓翻轉對中裝置能實現對晶圓的對中和翻轉，且在翻轉過程中，對中件與翻轉機構分離，只需要翻轉翻轉機構和夾持于翻轉機構上的晶圓，不需要翻轉對中件，對翻轉機構的翻轉性能要求相對較低。

技術特征：

1.一種晶圓翻轉對中裝置，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的晶圓翻轉對中裝置，其特征在于，所述對中件包括多根支撐柱，多根所述支撐柱間隔排布呈與晶圓形狀匹配的對中環形，在晶圓放入所述對中環形的方向上，所述對中環形的內徑逐漸減小。

3.根據權利要求2所述的晶圓翻轉對中裝置，其特征在于，所述支撐柱呈圓臺形或者圓錐形；和/或

4.根據權利要求2所述的晶圓翻轉對中裝置，其特征在于，所述對中件還包括多根安裝柱，在晶圓放入所述對中環形的方向上，多根所述安裝柱位于所述多根所述支撐柱下方且與多根所述支撐柱一對一連接，所述安裝柱與所述支撐柱連接的端面包括限位區域，所述限位區域位于所述支撐柱的外周并位于所述對中環形的內部，能防止晶圓滑入多根所述安裝柱圍合形成的空間內。

5.根據權利要求4所述的晶圓翻轉對中裝置，其特征在于，所述支撐柱呈圓臺形或者圓錐形，所述安裝柱呈圓柱形，所述安裝柱的中心線與所述支撐柱的中心線同心設置，且所述安裝柱的外徑大于所述支撐柱的外徑。

6.根據權利要求1所述的晶圓翻轉對中裝置，其特征在于，所述第一位置與所述第二位置在豎直方向上間隔排布，所述對中機構還包括能驅動所述對中件在所述第一位置和所述第二位置之間切換的升降組件；和/或

7.根據權利要求1所述的晶圓翻轉對中裝置，其特征在于，所述翻轉機構包括設于所述安裝機構上的翻轉件和設于所述翻轉件上的夾持件，所述翻轉件能帶動所述夾持件翻轉，所述夾持件能夾緊或放開晶圓；

8.根據權利要求7所述的晶圓翻轉對中裝置，其特征在于，所述夾塊具有供晶圓插入的夾槽，在所述夾持環形的周向上，所述夾槽在所述夾持環形的徑向上的深度從中間向兩端逐漸減小；和/或

9.根據權利要求7所述的晶圓翻轉對中裝置，其特征在于，所述夾塊為兩個且分別為第一夾塊和第二夾塊，所述夾持件還包括設于所述翻轉件上的第一連桿件、第二連桿件、第一拉簧和第二拉簧，所述第一連桿件與所述第一夾塊連接，所述第二連桿件與所述第二夾塊連接，所述第一拉簧連接所述第一夾塊與所述翻轉件，所述第二拉簧連接所述第二夾塊與所述翻轉件；

10.根據權利要求1所述的晶圓翻轉對中裝置，其特征在于，所述翻轉機構包括翻轉件、夾持件、旋轉氣缸和夾緊氣缸，所述翻轉件設于所述安裝機構上，所述夾持件設于所述翻轉件上，所述翻轉件能帶動所述夾持件翻轉，所述夾持件能夾緊或放開晶圓，所述旋轉氣缸能驅動所述翻轉件翻轉，所述夾緊氣缸能驅動所述夾持件夾緊或放開晶圓，所述對中機構還包括能驅動所述對中件在所述第一位置和所述第二位置之間切換的對中氣缸；

11.一種單片式清洗機，其特征在于，包括如權利要求1-10中任意一項所述的晶圓翻轉對中裝置。

技術總結
本技術涉及一種晶圓翻轉對中裝置和單片式清洗機。晶圓翻轉對中裝置包括安裝機構、翻轉機構和對中機構，翻轉機構設于安裝機構上，翻轉機構能夾緊或放開晶圓并能在夾緊晶圓時控制晶圓翻轉；對中機構包括設于安裝機構上的對中件，對中件能承載晶圓并對中晶圓，對中件能在第一位置和第二位置之間切換，在第一位置時，翻轉機構能夾緊位于對中件上的晶圓，在第二位置時，對中件位于翻轉機構的翻轉空間外。該晶圓翻轉對中裝置對翻轉性能要求相對較低。

技術研發人員：陸曉友,王偉,陳婉禎
受保護的技術使用者：吉姆西半導體科技（無錫）股份有限公司
技術研發日：20240711
技術公布日：2025/4/28