CN100539066C - 对准装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种把持晶片的边缘进行对中和凹口等的角度对位的对准装置，通过在旋转的部分取消缆线或管子等而构成不受旋转范围限制的可以无限旋转的机构，实现缩短生产节拍间隔时间、装置小型化的目的。使把持晶片(1)的把持机构进行开闭动作的连杆机构构成为，通过轴承(14)支撑于驱动连杆机构的连杆机构驱动部，设计为仅把持机构与连杆机构可以旋转的构造。

Description

对准装置

技术领域

本发明涉及使用于半导体的制造装置或检查装置等，进行晶片的对中或凹口等的角度对位的预对准装置。

背景技术

在半导体制造装置等中，预对准装置是主要通过与晶片搬运机器人组合使用，把持(夹紧)由机器人移载的晶片，使晶片旋转，来检测在其外周预先实施的凹口或定向平面等的缺口部分，以此为基础使其向规定的角度方向上进行对准，或者确定晶片自身的中心位置(对中)的装置。

最近，随着晶片外径大型化转变为300mm，根据设计标准的细微化，由于晶片背面粒子污染的问题，所以要求在预对准装置中晶片把持方法由吸附背面的方法，变为把持晶片的边缘或端面的方式。

作为把持晶片边缘的预对准装置的一例，公知有专利文献1(日本特开2003—243294)等，对于该现有例的晶片把持方法及旋转方法，参照附图进行如下说明。图9表示该现有的预对准装置的侧剖视图，图10表示把持机构的俯视图。

在图9、图10中，装夹臂120通过俯视其前端成锐角张开的形状大致为U字形的2根臂本体123和由这些臂本体123的把持部124通过来自以1个驱动马达125为驱动源的旋转机构122的动作来实现向朝向装置本体111的中心轴的半径方向的直线动作的连杆构成的把持机构121保持。另外，该把持机构121在装置本体内支撑于中空旋转轴126，把持机构121、臂本体123整体为在以臂前端的把持部124把持晶片101的状态下通过由驱动马达125传递的皮带驱动可以高精度控制规定方向、角度的同时，可旋转的构成。即，晶片101的把持机构121是使构成装夹臂120的2根臂本体123上所形成的4个把持部124同时朝向或远离晶片101的中心方向地移动的连杆机构。

2根臂本体123正对夹持晶片101，在臂本体123上设置有在箭头X方向上对臂本体123进行直线导向的滑块127。而且，在配置为在与箭头X方向正交的Y方向上滑动的滑座128上设置有2根连杆臂129。连杆臂129通过使滑座128在箭头Y方向上直线移动，可使滑块127在箭头X方向上移动，由此2根臂本体123对晶片101进行把持开闭动作。

专利文献1：日本特开2003—243294号公报(第5项，图1、图2)

发明内容

在图9、图10所示的现有的预对准装置中，由于图示的晶片把持机构整体进行旋转，所以存在与设置于该旋转机构部的把持动作的驱动器即螺线管140连接的电源供给用缆线或位置检测用缆线类，因此不能无限地进行旋转，限制旋转范围。因而，为了进行晶片对准，需要确保用于凹口检测的旋转区域和在凹口检测后用于将凹口位置向规定位置进行旋转的区域，因此，在进行对准动作前必须先将旋转轴向原点位置移动。这种原点移动的时间具有使装置的生产节拍间隔时间变长的问题。

另外，与该螺线管140连接的电源供给用缆线或位置检测用缆线类，由于在装置运转中始终附加扭矩等的负荷，所以具有所说的断线或寿命这种耐久性的风险。

另外，在装置内部需要确保所述缆线类的旋转空间(用于理顺缆线的空间)，由于需要使包含把持部的驱动器等的定置台整体进行旋转，所以使用于旋转机构的马达也需要容量大的马达，具有旋转机构难于小型化，同时，装置也难于小型化的问题。

而且，对于占有对准所需要的时间中的大部分时间的旋转动作时间，由于使所述定置台整体或中空轴等旋转的负荷较大，所以难于高速旋转，因此，也具有难于缩短对准时间的问题。

本发明是鉴于这些问题而提出的，目的在于提供一种通过设计为使缆线类不可动的构成而缩短生产节拍间隔时间、实现装置小型化的预对准装为了解决上述问题，本发明采用如下的构成。

本发明方案1提供的晶片的对准装置，包括：通过开闭动作把持晶片外周的把持机构；使把持晶片的所述把持机构旋转的旋转机构；及检测晶片的缺口及外周的检测传感器机构，还具备：使所述把持机构在水平方向上进行开闭动作的连杆机构；及驱动所述连杆机构的连杆机构驱动部，所述连杆机构驱动部将所述连杆机构可以旋转地支撑于晶片旋转轴；其中，所述连杆机构是将所述连杆机构驱动部上下方向的动作转换为水平方向的动作并使所述把持机构进行开闭动作的机构，所述连杆机构驱动部上下方向的动作是通过在水平方向上进行动作的水平方向动作机构进行驱动完成。

本发明方案2是在方案1中，所述连杆机构驱动部通过轴承支撑所述连杆机构。

本发明方案3是在方案1中，所述旋转机构仅使把持晶片的所述把持机构与所述连杆机构旋转。

本发明方案4是在方案1中，所述旋转机构由伺服电机驱动。

本发明方案5是在方案1中，所述连杆机构驱动部上下方向的动作通过气缸驱动完成。

本发明方案6是在方案1中，所述连杆机构驱动部上下方向的动作通过滚筒在所述水平方向动作机构所具备的具有倾斜面的叶片上转动进行驱动完成。

本发明方案7是在方案1中，所述水平方向动作机构通过气缸驱动。

以上，根据本发明具有以下效果。

(1)由于使晶片把持机构进行开闭的连杆机构通过旋转轴承支撑于连杆机构驱动部，所以可以仅使晶片把持机构与连杆机构旋转。由此，在进行旋转的部分上取消如现有技术中的把持机构的驱动源的缆线类，因此把持机构的旋转范围不受限制，可以无限旋转。因而，不需要进行每次晶片对准所进行的旋转方向向原点位置的移动动作，在向晶片搬运机器人移载晶片后立刻就可以接收晶片进行对准，可以缩短生产节拍间隔时间。

(2)消除相对于把持机构驱动源的缆线类的寿命或断线等耐久性的风险。

(3)由于可以仅使晶片把持机构与连杆机构进行旋转，所以可以使旋转机构的旋转空间小型化，并可以使装置在上下方向大幅度地薄型化。

(4)由于可以减小旋转负荷，所以可以高速地进行对准动作。

(5)如果使连杆机构驱动部上下方向的动作还通过在水平方向进行动作的水平方向动作机构进行驱动，则可以使装置整体更加薄型化。

附图说明

图1是实施例1的预对准装置的侧剖视图。

图2是实施例1的预对准装置的把持机构的俯视图。

图3是实施例1的预对准装置的把持机构的连杆构成的侧视图。

图4是实施例1的预对准装置的把持机构的连杆构成的俯视图。

图5是实施例2的预对准装置的侧剖视图。

图6是实施例2的预对准装置的把持机构的俯视图。

图7是实施例2的预对准装置的把持机构的侧视图。

图8是实施例2的预对准装置的把持机构的连杆构成的侧剖视图。

图9是现有的预对准装置的侧剖视图。

图10是现有的预对准装置的把持机构的俯视图。

符号说明

A—对准装置本体；0—本体；1—晶片；2—旋转基座；3—旋转轴；4—轴承；5—带轮；6—旋转用马达；7—带轮；8—定时带；9—直线导轨；10—滑块；11—夹紧臂；12—夹钳；13—连杆A；14—轴承；15—连杆B；16—轴承；17—连杆C；18—轴承；19—连杆D；20—滚筒；21—直线导轨；22—滑块；23—压缩弹簧；24—叶片；25—检测传感器；26—自动开关；27—滑块；28—直线导轨；29—气缸；30—气缸；101—晶片；111—装置本体；120—装夹臂；121—把持机构；122—旋转机构；123—臂本体；124—把持部；125—驱动马达；127—滑块；128—滑座；129—连杆臂。

具体实施方式

以下，对于本发明的实施方式进行说明。

实施例1

以下，对于本发明预对准装置的实施方式的第一例用以下的附图进行说明。图1是实施例1的预对准装置的侧剖视图。图2表示实施例1的预对准装置的把持机构的俯视图，图3表示实施例1的预对准装置的把持机构的连杆构成的侧视图，图4表示实施例1的预对准装置的把持机构的连杆构成的俯视图，图5表示实施例2的预对准装置的侧剖视图，图6表示实施例2的预对准装置的把持机构的俯视图，图7表示实施例2的预对准装置的把持机构的侧视图，图8表示实施例2的预对准装置的把持机构的连杆构成的侧剖视图(夹钳打开的状态)。

用图1～图8说明本发明的构成。1是晶片，2是旋转基座，与和旋转基座2的下侧圆柱中空状的旋转轴3同心配置的具有中空孔的带轮5一起，通过轴承4可旋转地支撑于对准装置本体A。带轮5通过位于伺服电机等可以检测位置的旋转用马达6的轴端的带轮7和定时带8连接。因而，构成通过旋转用马达6的旋转可以旋转旋转基座2的结构。

在旋转基座2上，在水平方向铺设有直线导轨9a、9b，在与该直线导轨卡合并可以在水平方向上移动的滑块10a、10b上固定有夹紧臂11a、11b，夹紧臂11a、11b构成为可与该滑块在同一直线上直动的结构。在旋转基座2上，为了将后述的连杆机构的连杆A13的动作传递给夹紧臂11a、11b而在其中央部设置有孔，在旋转基座2上连杆机构与夹紧臂11a、11b连接。

在夹紧臂11a、11b上左右对称地设置有4个夹持晶片的边缘部并可以把持晶片的夹钳12a、12b、12c、12d。夹钳12a、12b、12c、12d形成有沿晶片外径的圆弧形状，以使通过夹紧臂11a、11b的直动动作把持晶片1时的晶片中心与旋转基座2的旋转中心一致。

连杆A13配置于旋转基座2的旋转中心上，连杆A13连接于与在旋转轴3和带轮5的中空孔的内部沿对准装置本体A的上下方向铺设的直线导轨21卡合的滑块22，可沿上下方向移动。连杆A13的一端部形成为圆柱状并与旋转中心一致地配设轴承14，通过轴承14与连杆B15连接。

连杆B15的两端部形成为圆柱状，通过轴承16a、16b连接连杆C17a、17b，进而，通过轴承18a、18b连接连杆D19a、19b，连杆D19a、19b与夹紧臂11a、11b固定。

构成为通过连杆A13、连杆B15、连杆C17a、17b、连杆D19a、19b形成连杆机构，通过连杆A13的上下运动，利用与直线导轨9a、9b卡合的滑块10a、10b产生的水平方向的约束和配设在连杆C17a、17b的轴承16a、16b及轴承18a、18b，连杆C17a、17b的一端在水平方向上移动，使夹紧臂11a、11b水平动作的结构。

在实施例1中，构成为连杆A13的一端与气缸29连接，通过气缸29的推出、拉入，使连杆A13上下动作的结构。

实施例1是适合于减小装置的设置面积的目的时的例子。

在实施例2中，连杆A13的下端配设有滚筒20，与滚筒20抵接的设置有倾斜的叶片24固定于与在对准装置本体A上铺设的直线导轨28配合的滑块27上，另一方面，还与水平方向上配设的气缸30连接。构成为通过气缸30的推出动作，叶片24向旋转中心方向水平移动，通过使滚筒20在叶片24前端的倾斜部上转动，从而使连杆A13上升的结构。

而且，在2个夹紧臂11a、11b之间配设有压缩弹簧23a、23b，夹紧臂11a、11b通过压缩弹簧23a、23b向装置外侧方向施加相互推斥的负荷。因此，连杆A13通过连杆C17a、17b及连杆B15始终向下侧方向施加负荷。因而，构成为即使通过气缸30的拉入动作，叶片24后退移动，倾斜部移动，滚筒20也始终与叶片24前端的倾斜部抵接并下降的结构。

该实施例2是适合于通过滚筒20、叶片24、滑块27、直线导轨28并将气缸30设置在水平方向，从而使装置高度变薄的目的时的例子。

而且，在预对准装置本体上以相对于旋转中心轴180度对置的方式设置有检测晶片外周的凹口部的检测传感器25a、25b。

接着，对于以上构成的对准装置的动作进行说明。

首先说明用于在本装置上装载晶片的动作。

在实施例1中，通过使气缸29向拉入侧动作，使卡合于直线导轨21的滑块22上所固定的连杆A13下降，从而使连杆C17a、17b向装置外侧方向移动，进而通过使夹紧臂11a、11b向装置外侧移动并打开夹钳12a、12b、12c、12d可以装载晶片。

在实施例2中，通过使气缸30向拉入侧动作，使叶片24向装置外侧方向移动。通过叶片24的装置旋转中心方向的前端部、直线导轨21和滑块22的上下方向的连杆A13，通过介于设置于连杆A13下端的滚筒20沿叶片24的倾斜部下降，使连杆A13向下移动，进而通过连杆B15、连杆C17a、17b，受相对于旋转中心向装置外侧方向施加力的弹簧23a、23b的助推，使夹紧臂11a、11b向装置外侧方向打开。

并且，无论哪个实施例，形成有4个夹钳12a、12b、12c、12d的晶片把持部均在靠晶片外径稍微打开的位置停止，通过安装于气缸30的未图示的自动开关26a确认夹钳12a、12b、12c、12d的打开动作完成。在该状态下，未图示的晶片搬运机器人等将晶片移载在夹钳12a、12b、12c、12d上。

接着，对于装载晶片的本装置的晶片把持动作进行说明。

在实施例1中，通过使气缸29向推出方向动作，使卡合于直线导轨21的滑块22上所固定的连杆A13上升，从而使连杆C17a、17b向装置中心方向移动，进而通过使夹紧臂11a、11b向装置内侧移动并关闭夹钳12a、12b、12c、12d完成晶片的把持动作。

在实施例2中，气缸30向推出方向移动，使直线导轨28上的滑块27上所固定的叶片24向装置内侧方向移动。利用叶片24前端的倾斜部，垂直方向的连杆A13通过直线导轨21、滑块22，使安装于下部的滚筒20抵接并位于叶片24的倾斜部，从而使通过直线导轨21、滑块22的连杆A13垂直向上移动，进而抵抗相对于旋转中心向装置外侧方向施加力的弹簧23a、23b，同时使夹紧臂11a、11b向装置中心方向关闭。并且，通过关闭形成有4个夹钳12a、12b、12c、12d的晶片把持部来把持晶片，再利用安装于气缸30的自动开关26b确认夹钳12a、12b、12c、12d的把持动作完成。

接着，对于通过以上完成晶片把持的本装置的对准动作进行说明。

构成为利用旋转用马达6，通过带轮7、定时带8及带轮5，使轴承4的内轮进行旋转，进而使与轴承4的内轮抵接的旋转轴3、旋转基座2、夹紧臂11a、11b进行旋转的机构。此时，旋转机构与把持机构的位置关系为，固定于轴承4、旋转轴3、旋转基座2的中空部分和把持机构的连杆机构即直线导轨21、滑块22的上下方向的连杆A13与构成水平方向的把持连杆机构的连杆B15，通过轴承14，构成为靠连杆B15下部的把持机构不旋转的机构。

此时，通过使装载于夹钳12a、12b、12c、12d的晶片1旋转180°，2处的检测传感器部25a、25b检测出位于晶片1外周的凹口或定向平面。将检测传感器25a、25b的凹口检测时间与旋转用马达6所具备的编码器信息等，通过未图示的上位控制器，在计算出使凹口旋转至目的位置的量后，使凹口向目的位置移动从而完成对准动作。

其后，未图示的晶片搬运机器人使晶片移动离开本装置，结束一连串的对准动作。

另外，在进行对准下一个晶片时，可以不必使旋转轴进行原点恢复并继续从当前位置开始进行对准。

本发明在半导体的制造装置或检测装置等中，如进行晶片的对中或凹口等的角度对位的预对准装置，特别适用于在把持圆盘状物体的外周的同时，需要使该物体旋转的机构所需要的装置上。

Claims (7)

1.一种晶片的对准装置，包括：通过开闭动作把持晶片外周的把持机构；使把持晶片的所述把持机构旋转的旋转机构；及检测晶片的缺口及外周的检测传感器机构，其特征在于，具备：

使所述把持机构在水平方向上进行开闭动作的连杆机构；

及驱动所述连杆机构的连杆机构驱动部，

所述连杆机构驱动部将所述连杆机构可以旋转地支撑于晶片旋转轴；

其中，所述连杆机构是将所述连杆机构驱动部上下方向的动作转换为水平方向的动作并使所述把持机构进行开闭动作的机构，所述连杆机构驱动部上下方向的动作是通过在水平方向上进行动作的水平方向动作机构进行驱动完成。

2.根据权利要求1所述的晶片的对准装置，其特征在于：所述连杆机构驱动部通过轴承支撑所述连杆机构。

3.根据权利要求1所述的晶片的对准装置，其特征在于：所述旋转机构是仅使把持晶片的所述把持机构与所述连杆机构旋转的机构。

4.根据权利要求1所述的晶片的对准装置，其特征在于：所述旋转机构由伺服电机驱动。

5.根据权利要求1所述的晶片的对准装置，其特征在于：所述连杆机构驱动部上下方向的动作通过气缸驱动完成。

6.根据权利要求1所述的晶片的对准装置，其特征在于：所述连杆机构驱动部上下方向的动作通过滚筒在所述水平方向动作机构所具备的具有倾斜面的叶片上转动进行驱动完成。

7.根据权利要求1所述的晶片的对准装置，其特征在于：所述水平方向动作机构通过气缸驱动。

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