本實用新型涉及半導體領域，具體而言，涉及一種擴膜機以及晶圓生產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術：

晶圓在生產(chǎn)過程中涉及到貼膜、激光切膜、去膜、倒模、擴膜等工藝。為了保證晶圓的晶粒滿足檢測需求，需要對其進行剔粒操作。但是，由于晶圓各相鄰芯粒之間無任何空隙，會導致在剔粒過程中，相鄰芯粒出現(xiàn)崩邊、劃傷的異常問題，嚴重影響晶圓質(zhì)量，不利于后續(xù)的生產(chǎn)需求。因此，需要對晶圓進行擴膜處理，增大晶粒之間的間隙便于剔粒。

現(xiàn)有的擴膜機在固定晶圓膜時，采用的是人工套設固定件，擴膜完成后也采用人工拿取晶圓膜，增大了晶圓膜被污染的可能性，同時增大了擴膜后晶圓膜破損的可能性。在人為取下晶圓膜的過程中，已被剔除的晶圓粒可能再次被人為帶入晶圓膜。

現(xiàn)有的剔粒常為人工剔粒，人工剔粒時由于用力不均可能導致部分晶圓膜破損或者晶圓膜上的晶粒未被剔除干凈。同時，剔除的晶?？赡軙徊僮魅藛T再次帶入晶圓膜內(nèi)，進而不能充分剔粒。人工操作增加了晶圓膜被污染的可能性。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種擴膜機，其能夠?qū)U膜和剔粒全部自動化進行，減少了操作步驟，節(jié)約生產(chǎn)時間以及生產(chǎn)成本。

本實用新型的另一目的在于提供一種晶圓生產(chǎn)系統(tǒng)，其利用上述的擴膜機能夠自動的完成擴膜、剔粒、脫模等過程，減少人力，節(jié)約生產(chǎn)成本。

本實用新型的實施例是這樣實現(xiàn)的：

一種擴膜機包括擴膜機本體、用于放置晶圓膜的載臺、用于加熱晶圓膜的加熱器、用于限制晶圓膜移動的活動壓件、用于固定擴膜后晶圓膜的固定件、用于操作固定件進行固定的夾持組件以及用于控制夾持組件在豎直方向和水平方向進行活動的伺服系統(tǒng)。擴膜機本體包括第一表面，載臺設于第一表面上部并與第一表面形成凸臺。加熱器設于擴膜機本體內(nèi)且與載臺連接?；顒訅杭O于第一表面，且沿豎直方向滑動連接于擴膜機本體。固定件放置于第一表面。

在本實用新型較佳的實施例中，上述伺服系統(tǒng)包括水平絲杠、水平滾珠滑塊、第一伺服電機、第一豎直絲杠、第一豎直滾珠滑塊、第二伺服電機。第一伺服電機設于第一表面上，第一伺服電機的轉(zhuǎn)軸固定連接于水平絲杠的一端，水平滾珠滑塊套設于水平絲杠上。第二伺服電機固定連接于水平滾珠滑塊，第二伺服電機的轉(zhuǎn)軸固定連接于第一豎直絲杠，第一豎直滾珠滑塊套設于所第一豎直絲杠外，夾持組件固定連接于第一豎直滾珠滑塊。

在本實用新型較佳的實施例中，上述夾持組件包括機械爪和第一電機。機械爪與豎直滾珠滑塊固定連接，機械爪與第一電機連接。

在本實用新型較佳的實施例中，上述活動壓件包括第二豎直絲杠、第二豎直滾珠滑塊、第三伺服電機，第一連接桿以及用于壓緊晶圓膜的壓緊件。第三伺服電機設于第一表面上，第三伺服電機的轉(zhuǎn)軸固定連接于第二豎直絲杠，第二豎直滾珠滑塊套設于第二豎直絲杠上，第一連接桿的一端與第二豎直滾珠滑塊固定連接，另一端與壓緊件連接。

在本實用新型較佳的實施例中，上述壓緊件為電磁鐵，擴膜機本體為具有磁性的材料制成的本體。

在本實用新型較佳的實施例中，上述擴膜機還包括剔粒組件。剔粒組件包括第二連接桿、第一驅(qū)動裝置以及用于360度環(huán)繞清除晶粒的清除件。第二連接桿的一端與清除件連接，另一端與第一驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)軸固定連接。剔粒組件固定連接于活動壓件，壓緊件與第一表面接觸時，清除件接觸載臺的表面。

在本實用新型較佳的實施例中，上述擴膜機還包括操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)分別與第一驅(qū)動裝置、第一電機和伺服系統(tǒng)通信連接。

在本實用新型較佳的實施例中，上述固定件為形狀大小與載臺形狀大小匹配的陶瓷環(huán)，載臺外套設有與固定件相匹配的環(huán)形墊圈。

在本實用新型較佳的實施例中，上述擴膜機還包括用于頂出載臺的頂膜件，頂膜件設于載臺內(nèi)。

一種晶圓生產(chǎn)系統(tǒng)，其包括上述的擴膜機。

本實用新型實施例擴膜機的有益效果是：由于本實用新型的擴膜機通過設置伺服系統(tǒng)使得夾持組件能夠在水平以及豎直方向進行滑動，能夠?qū)潭⒕A膜等物件進行全自動化的夾取以及放置，減少了人力的使用，節(jié)約了生產(chǎn)時間，生產(chǎn)成本。同時，降低了晶圓膜破損以及被污染的可能性，保證了晶圓的質(zhì)量。凸臺的形成，便于固定件的套設于載臺上，也便于后續(xù)拿取擴膜后的晶圓膜，同時為后續(xù)剔粒提供足夠的空間，便于后續(xù)晶圓膜晶粒的剔除。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本實用新型第一實施例提供的擴膜機的結構示意圖；

圖2為本實用新型第一實施例提供的剔粒組件的結構示意圖；

圖3為本實用新型第一實施例提供的伺服系統(tǒng)的結構示意圖；

圖4為本實用新型第一實施例提供的固定晶圓膜的結構示意圖；

圖5為本實用新型第二實施例提供的擴膜機的結構示意圖。

圖標：100-擴膜機；200-擴膜機；101-晶圓膜；102-擴膜機本體；103-載臺；104-第一表面；105-加熱器；110-活動壓件；106-固定件；107-環(huán)形墊圈；120-夾持組件；130-伺服系統(tǒng)；131-水平絲杠；132-第一伺服電機；133-水平滾珠滑塊；134-第一豎直絲杠；135-第一豎直滾珠滑塊；137-第二伺服電機；121-機械爪；122-第一電機；111-第二豎直絲杠；113-第二豎直滾珠滑塊；115-第三伺服電機；117-第一連接桿；119-壓緊件；140-剔粒組件；141-第二連接桿；143-第一驅(qū)動裝置；145-清除件；150-頂膜件；160-切割組件；161-第二驅(qū)動裝置；162-可移動擋片；163-彈簧；164-刀片；165-容納盒；166-第三連接桿。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

下面結合附圖，對本實用新型的一些實施方式作詳細說明。在不沖突的情況下，下述的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

第一實施例

如圖1、圖4所示，本實施例提供一種擴膜機100，其包括擴膜機本體102，用于放置晶圓膜101的載臺103，用于加熱晶圓膜101的加熱器105，用于限制晶圓膜101的移動的活動壓件110，用于固定擴膜后晶圓膜101的固定件106，用于操作固定件106進行固定的夾持組件120以及用于控制夾持組件120在豎直方向和水平方向進行活動的伺服系統(tǒng)130。擴膜機本體102包括第一表面104，載臺103設置于第一表面104上并與第一表面104形成凸臺。加熱器105設置于擴膜機本體102內(nèi)并與載臺103連接?；顒訅杭?10設于第一表面104，且沿豎直方向滑動連接與擴膜機本體102。固定件106放置于第一表面104上。

擴膜機本體102為長方體結構，其表面上設置有操作臺(圖未示)、顯示屏(圖未示)。操作臺用于設置伺服系統(tǒng)130、操作系統(tǒng)等自動化系統(tǒng)的相關參數(shù)，以實現(xiàn)擴膜機100的自動化固定、剔粒等過程。顯示屏則是為了操作人員直接觀測相關系統(tǒng)的設置參數(shù)，在擴膜機100不能正常運行時，分析數(shù)據(jù)，調(diào)整設置。需要說明的是，可以根據(jù)生產(chǎn)需求對擴膜機本體102的形狀、大小進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)。

載臺103為圓柱形，且高于第一表面104。由于載臺103的載面的大小小于晶圓膜101的大小，晶圓膜101放置在載臺103上時，晶圓膜101會鋪滿整個載臺103，同時晶圓膜101多余的部分由于重力作用自動滑落到第一表面104上。需要說明的是，載臺103的大小、形狀也可以根據(jù)生產(chǎn)需求進行調(diào)整。

加熱器105用于加熱晶圓膜101，通過熱脹冷縮使得晶圓膜101膨脹，增大晶圓膜101相鄰芯粒之間的空隙，進而在剔粒生產(chǎn)過程中，存在一定容差，剔粒時不會對相鄰芯粒產(chǎn)生觸碰擠壓，進而解決因此帶來的劃傷和崩邊問題。加熱溫度為50℃-60℃。加熱溫度不宜過高，容易破壞晶圓膜101的結構，若加熱溫度過低則容易擴膜不充分，造成剔粒時對晶圓膜101的損壞。需要說明的是加熱器105可以為電阻絲加熱、風暖加熱或紫外燈加熱。

活動壓件110包括4個第二豎直絲杠111、4個第二豎直滾珠滑塊113、4個第三伺服電機115，4根第一連接桿117以及4個用于壓緊晶圓膜101的壓緊件119。4個第三伺服電機115均設于第一表面104上，每個第三伺服電機115的轉(zhuǎn)軸固定連接于對應第二豎直絲杠111，每個第二豎直滾珠滑塊113套設于對應的第二豎直絲杠111上，每根第一連接桿117的一端與對應的第二豎直滾珠滑塊113固定連接，另一端與其對應的壓緊件119連接。當?shù)谌欧姍C115工作時，第二豎直滾珠滑塊113上下滑動，進而帶動壓緊件119上下滑動。當需要對晶圓膜101進行壓緊防止其滑動的時候，第二豎直滾珠滑塊113向下滑動直至其與第一表面104接觸，此時壓緊件119也與第一表面104接觸并對晶圓膜101進行壓緊防止其在體力過程中發(fā)生滑動。

優(yōu)選地，壓緊件119為電磁鐵，擴膜機本體102為具有磁性的材料制成的本體。磁性材料可以采用含有鐵、鈷、鎳等磁性元素的合金材料，也可采用鐵氧體材料。壓緊件119在通電后與擴膜機本體102之間可以產(chǎn)生磁力，進而吸附到一起。需要說明的擴膜機本體102可以不為磁性材料制成的本體，可以僅在第一表面104鍍一層具有磁性的材料，其可以與電磁鐵吸附即可。

需要說明的是，第二豎直絲杠111、第二豎直滾珠滑塊113、第三伺服電機115，第一連接桿117以及壓緊件119的個數(shù)不限于本實施例所采用的4個，其數(shù)量可根據(jù)生產(chǎn)需求進行選擇。但是，第二豎直絲杠111、第二豎直滾珠滑塊113、第三伺服電機115，第一連接桿117以及壓緊件119之間的個數(shù)應當一致，以保證活動壓件110能夠順利的實現(xiàn)滑動以及壓緊晶圓膜101的功能。

擴膜機100還操作系統(tǒng)(圖未示)，該操作系統(tǒng)分別與第一驅(qū)動裝置143、第一電機122、第三伺服電機115、伺服系統(tǒng)130通信連接。用于向伺服系統(tǒng)130、第一電機122、第一驅(qū)動裝置143、第三伺服電機115、傳輸開啟、關閉等信號，以開啟或關閉伺服系統(tǒng)130、第一電機122、第一驅(qū)動裝置143等機械元件，實現(xiàn)擴膜機100的自動化功能。

結合圖1和圖2，擴膜機100還包括剔粒組件140，剔粒組件140固定連接于活動壓件110。其可以隨著活動壓件110上下移動而滑動。當壓緊件119與第一表面104接觸對晶圓膜101進行壓緊固定時，剔粒組件140到達載臺103的表面并與載臺103表面的晶圓膜101接觸，可以進行剔粒。進一步地，剔粒組件140包括第二連接桿141、第一驅(qū)動裝置143以及用于360度環(huán)繞清除晶粒的清除件145。第二連接桿141的一端與清除件145連接，另一端與第一驅(qū)動裝置143固定連接。當剔粒組件140到達載臺103的表面后，啟動第一驅(qū)動裝置143，第一驅(qū)動裝置143帶動清除件145對晶圓膜101表面的晶粒進行剔粒。

需要說明的是清除件145可以為刀片，也可為輥。刀片的刀刃或輥的輥面與晶圓膜101接觸，當?shù)谝或?qū)動裝置143帶動清除件145以其與第二連接桿141的連接端點為圓心進行360度環(huán)繞清除晶粒，刀刃或輥面對晶圓膜101表面進行刮擦，以實現(xiàn)對剔粒。第一驅(qū)動裝置143為現(xiàn)有的可自動開啟驅(qū)動的第一驅(qū)動裝置143。

優(yōu)選地，為了進一步地增大擴膜機100的自動化程度，剔粒組件140還可以包括感應系統(tǒng)(圖未示)、感應系統(tǒng)可設于第二連接桿141下部，用于感應剔粒組件140的位置。當剔粒組件140滑動到載臺103表面時，感應系統(tǒng)發(fā)出可進行剔粒信號。需要說明的是感應系統(tǒng)可以為溫度感應系統(tǒng)、位置感應系統(tǒng)或者接觸感應系統(tǒng)。

結合圖1和圖3，伺服系統(tǒng)130包括4個水平絲杠131、4個水平滾珠滑塊133和4個第一伺服電機132。4個水平絲杠131均勻的分部在第一表面104上。每個水平絲杠131沿水平方向設于第一表面104上，每個水平滾珠滑塊133套設于對應的水平絲杠131外，每個第一伺服電機132設于對應的水平絲杠131的一端并與水平絲杠131固定連接。在第一伺服電機132工作的時候，水平絲杠131轉(zhuǎn)動，帶動水平滾珠滑塊133在水平方向進行滑動。

進一步地，伺服系統(tǒng)130包括4個第一豎直絲杠134、4個第一豎直滾珠滑塊135和4個第二伺服電機137。4個第一豎直絲杠1344個水平絲杠131相互對應設立。每個第一豎直絲杠134沿垂直方向設置于第一表面104上，每個第一豎直滾珠滑塊135套設于對應的第一豎直絲杠134外，每個第二伺服電機137設于對應的第一豎直絲杠134靠近第一表面104的一端并與對應的水平滾珠滑塊133固定連接。當?shù)诙欧姍C137工作的時候，帶動對應第一豎直滾珠滑塊135在豎直方向進行上下滑動。

進一步地，夾持組件120包括4個機械爪121和4個第一電機122。每個機械爪121與對應的第一豎直滾珠滑塊135固定連接，每個機械爪121與對應的第一電機122連接。當?shù)谝回Q直滾珠滑塊135滑動時，對應的機械爪121隨之滑動。同時，當機械爪121運動到相應位置時，對應的第一電機122工作，控制機械爪121開合用于抓放固定件106。機械爪121與第一電機122的相互作用關系為現(xiàn)有技術，具體方式可參見專利CN201610009654.X。

需要說明的是水平絲杠131、水平滾珠滑塊133、第一伺服電機132、第一豎直絲杠134、機械爪121以及第一電機122等的數(shù)量可不限于本實施例所列舉的4個，可以為其他數(shù)量。但是上述幾者之間的數(shù)量應當相同。

擴膜機100還包括操作系統(tǒng)(圖未示)，該操作系統(tǒng)分別與感應裝置、第一驅(qū)動裝置143、第一伺服電機132、第二伺服電機137、第三伺服電機115、壓緊件119通信連接。用于第一伺服電機132、第二伺服電機137、第三伺服電機115傳輸開啟、關閉等信號，以開啟或關閉對應的伺服電機，從而實現(xiàn)對應的滑動功能。感應裝置向操作系統(tǒng)發(fā)出達到信號即可進行剔粒信號，操作系統(tǒng)向第一驅(qū)動裝置143發(fā)出開啟第一驅(qū)動裝置143信號，進而第一驅(qū)動裝置143開啟，驅(qū)動清除件145進行剔粒。

結合圖1和圖4，固定件106為可套設于已擴膜完成后的晶圓膜101上，防止擴膜后的晶圓膜101在停止加熱收縮回原來的狀態(tài)，進而保證擴膜后的晶圓膜101保持擴膜后的狀態(tài)。固定件106的形狀大小與載臺103的形狀帶大小一致，使得固定件106可以恰好對晶圓膜101進行固定。優(yōu)選地，固定件106為形狀大小與載臺103的形狀帶大小一致陶瓷環(huán)。

進一步地，載臺103設有與固定件106相匹配的環(huán)形墊圈107。環(huán)形墊圈107與固定件106共同作用固定晶圓膜101，防止晶圓膜101收縮。環(huán)形墊圈107可直接套設于載臺103外，可也通過擴膜機100的伺服系統(tǒng)130將其套設在載臺103外。

固定件106被放在第一表面104上，開啟第一伺服電機132帶動機械爪121水平滑動，開啟第二伺服電機137帶動機械爪121豎直滑動至第一表面104。此時，第一電機122被開啟，機械爪121抓住陶瓷環(huán)。而后第一伺服電機132繼續(xù)運行，帶動機械爪121運動到載臺103外壁正對的上方，第二伺服電機137繼續(xù)運行，機械爪121運動使得陶瓷環(huán)套設在載臺103的外壁并與環(huán)形墊圈107相互配合作用固定晶圓膜101。第一電機122控制機械爪121松開陶瓷環(huán)，即完成固定晶圓膜101的操作。而后繼續(xù)操作伺服系統(tǒng)130，控制機械爪121用于取下晶圓膜101。

本實施例提供的擴膜機的操作原理：

開啟擴膜機，設置操作系統(tǒng)的各項參數(shù)，開啟第一伺服電機以及第二伺服電機使得夾持組件移動到第一表面，開啟第一電機，機械爪抓住晶圓膜。而后再通過伺服系統(tǒng)將晶圓膜放置于載臺上，開啟加熱器對晶圓膜進行加熱。開啟第三伺服電機使得壓緊件向下滑動到第一表面對晶圓膜進行固定，開啟第一驅(qū)動裝置，清除件開始工作對晶圓膜進行剔粒。再控制伺服系統(tǒng)將固定件套設到載臺外對晶圓體進行固定。再控制伺服系統(tǒng)取下晶圓膜。

第二實施例

參見圖5，本實施例提供的擴膜機200，其結構與第一實施例提供的擴膜機100大致相同。本實施例通過的擴膜機200增設了頂膜件150以及切割組件160。

晶圓膜101與載臺103、擴膜機本體102接觸緊密，取下晶圓膜101時，容易造成晶圓膜101的損壞。為了解決這一問題，增設有頂膜件150，頂膜件150設于載臺103內(nèi)，用于頂出載臺103，便于取下晶圓膜101。

清除件145清除的晶粒部分飄落在第一表面104上的晶圓膜101上，或者附著在載臺103側面的晶圓膜101上，這部分晶圓膜101未被加熱擴膜，同時由晶粒附著，需要將這部分晶圓膜101與擴膜的晶圓膜101進行分離?，F(xiàn)有的為在取下晶圓膜101后進行切割。如此操作增大了擴膜的晶圓膜101再度附著上晶粒的可能性，同時增加了操作步驟，切割時，不能保證切割完整和整齊，增大了操作難度。本實施例通過增設切割組件160解決這一問題。

切割組件160設于剔粒組件140與活動壓件110之間，切割組件160包括第二驅(qū)動裝置161、可移動擋片162、彈簧163、刀片164以及用于容納彈簧163與刀片164的容納盒165。容納盒165設于剔粒組件140與活動壓件110的第三連接桿166外部并與第三連接桿166固定連接。可移動擋片162設于容納盒165與第三連接桿166之間，并分別與操作系統(tǒng)、第二驅(qū)動裝置161連接。彈簧163設于容納盒165內(nèi)，彈簧163一端與刀片164連接，另一端與容納盒165固定連接。

切割組件160隨著活動壓件110的滑動而進行滑動。當套設完固定件106后，操作系統(tǒng)發(fā)出切割信號，第二驅(qū)動裝置161開啟，可移動擋片162向上滑動，刀片164在彈簧163的彈力作用下被彈出容納盒165，刀片164的刀鋒作用于晶圓膜101，頂膜件150頂出載臺103時，刀片164切割晶圓膜101，將擴膜的晶圓膜101與未擴膜的晶圓膜101進行分離。

綜上所述，本實用新型通過伺服系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、第一電機、第一驅(qū)動裝置等元件之間進行通信連接實現(xiàn)了擴膜機的自動化生產(chǎn)，同時，通過設置載臺與第一表面形成凸臺減少了擴膜后的晶圓膜再度被晶粒附著的可能性。通過設置電磁鐵對晶圓膜進行初步固定，放置其在剔粒過程中發(fā)生移動。同時，將剔粒組件與活動壓件固定連接，使得剔粒與擴膜同時進行，減少了操作步驟，節(jié)約了生產(chǎn)時間。增設的切割組件以及頂膜件進一步地增大了擴膜機的自動化程度，節(jié)約人力，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。