CN102288119A - 自动检测基片平整度和厚度并对基片进行分选的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种自动检测基片平整度和厚度并对基片进行分选的装置。它包括底座、工作台、承片台、片盒机构、机械手、计算机控制系统、激光扫描仪、基片分选盒，所述机械手由上片臂和下片臂构成；所述计算机控制系统控制机械手的上片臂吸附片盒机构中的基片并将基片移动至承片台上；计算机控制系统控制激光扫描仪对置于承片台上的基片进行扫描，并根据扫描所得的基片数据对基片数据分类；扫描完毕后，计算机控制系统根据数据分类控制机械手的下片臂的运动方向和角度，使下片臂吸附承片台上的基片并将基片移动放入相应的基片分选盒中。本发明的优点是：实时在线检测基片参数，并根据检测结果对基片进行分选、归类，提升产品的整体价值，降低生产成本。

Description

自动检测基片平整度和厚度并对基片进行分选的装置
技术领域
本发明涉及一种半导体基片的检测及分选装置，特别是公开一种自动检测基片平整度和厚度并对基片进行分选的装置。
背景技术
在集成电路制造、LED生产以及太阳能电池芯片的生产过程中，通过对不同厚度和平整度的基片进行分选，使得符合要求的基片能直接应用于产品的生产。因此，基片的检测精度和分选直接影响了产品的精度和质量。
目前国内采用的通常做法是通过人工对基片进行相关的抽样检测，再通过手动的方式对基片进行分选，这样不仅导致效率和检测精度的低下，同时对基片会产生污染，不利于后续生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种可以对基片的平整度、厚度、翘曲度进行精度检测并自动分类，在具备提高生产效率的同时，能够极大地降低对基片的污染，提高产品的良品率的自动检测基片平整度和厚度并对基片进行分选的装置。
本发明是这样实现的：一种自动检测基片平整度和厚度并对基片进行分选的装置，包括底座、工作台、用于放置待测基片的片盒机构、能够通过X向导轨和Y向导轨作运动并且能自身旋转的机械手，所述机械手由上片臂和下片臂构成，所述工作台上设有承片台，所述工作台、机械手分别与底座相连，其特征在于：还包括计算机控制系统、激光扫描仪、基片分选盒；所述计算机控制系统分别与激光扫描仪、基片分选盒、机械手、工作台相连，所述计算机控制系统控制机械手的上片臂吸附片盒机构中的基片并将基片移动至承片台上；计算机控制系统控制激光扫描仪对置于承片台上的基片进行扫描，并根据扫描所得的基片数据对基片数据分类；扫描完毕后，计算机控制系统根据数据分类控制机械手的下片臂的运动方向和角度，使下片臂吸附承片台上的基片并将基片移动放入相应的基片分选盒中。
在上述激光扫描仪对基片进行扫描的同时，计算机控制系统控制上片臂移动至片盒机构附近并吸附另一待测基片完成取片，然后移动至承片台附近等待扫描完成；扫描完成后下片臂吸附承片台上已完成扫描的基片，将完成扫描的基片放入相应的基片分选盒中，与此同时下片臂将吸附的另一待测基片放置在承片台上。 
所述片盒机构下方设有升降机构，所述升降机构固定在底座上并与计算机控制系统相连，所述机械手的上片臂上设有用于感应基片是否存在的传感器，当机械手带动上片臂移动至片盒机构附近时，所述计算机控制系统控制升降系统上下移动直到上片臂上的传感器感应到基片存在信息后，计算机控制系统控制升降系统停止移动，以使上片臂吸附基片并将基片移动至承片台上。
所述计算机控制系统包括主控计算机、信号处理系统、控制器，所述主控计算机通过信号处理系统与所述激光扫描仪相连，所述主控计算机通过控制器分别与所述基片分选盒、机械手、工作台相连。
所述计算机控制系统的控制过程如下：先开始进行初始化，检测初始化是否正常，如果否则提示用户排除故障，故障排除后回到初始化，如果是则读取设定参数；然后扫描开始按钮是否按下，如果否则提示用户按下开始按钮，然后重新扫描开始按钮是否按下，如果是则进行上片、对基片扫描检测、显示检测结果，根据检测结果判断基片是否合格，如果是则将基片放入合格一类的片盒中，如果否则将基片放入不合格一类的片盒中，并重复上述上片及上片后的动作，直至停止按钮按下，并结束。
 所述工作台的侧面设有机架，所述激光扫描仪通过机架固定在承片台的上方。
 所述的基片分选盒的数量为2~8个。
本发明的有益效果是：既能够提高产品的生产效率，又能够提高产品的成品率。同时，该技术填补国内相关设备的空白领域，对整体提升国产设备的技术含量能发挥较大的作用；本发明专利可以实时在线检测基片的多种参数，根据用户需求进行分选、归类，将同一批次基片自动分成几种不同品质或不同工艺定义的类别，对于基片生产企业提升了产品的整体价值，对于基片使用企业降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的俯视结构示意图。
图3是本发明的结构框图。
图4是本发明计算机控制系统的工作流程图。
图中：1、底座；2、工作台；3、片盒机构；4、X向导轨；5、Y向导轨；6、上片臂；7、下片臂；8、承片台；9、计算机控制系统；10、激光扫描仪；11、基片分选盒；12、机架；13、升降机构；14、基片；15、传感器；16、机械手。
具体实施方式
根据图1、图2、图3，本发明包括底座1、工作台2、用于放置待测基片14的片盒机构3、能够通过X向导轨4和Y向导轨5作运动并且能自身旋转的机械手16，所述机械手16由上片臂6、下片臂7构成；所述工作台2上设有承片台8，所述工作台2、机械手16分别与底座1相连，还包括计算机控制系统9、激光扫描仪10、基片分选盒11，所述计算机控制系统9包括主控计算机、信号处理系统、控制器，所述主控计算机通过RS-232串口连线与控制器相连，所述主控计算机通过信号处理系统与所述激光扫描仪10相连，所述主控计算机通过控制器分别与所述基片分选盒11、机械手16、工作台2相连。所述的基片分选盒的数量为2~8个。所述工作台2的侧面设有机架12，所述激光扫描仪10通过机架12固定在承片台8的上方。所述片盒机构3的下方设有升降机构13，所述升降机构13固定在底座1上并与计算机控制系统9相连。
本发明中所述的“上片”意为：计算机控制系统控制机械手16将基片14放置在承片台8上。
根据图4，所述计算机控制系统的控制过程如下：先开始进行初始化，检测初始化是否正常，如果否则提示用户排除故障，故障排除后回到初始化，如果是则读取设定参数；然后扫描开始按钮是否按下，如果否则提示用户按下开始按钮，然后重新扫描开始按钮是否按下，如果是则进行上片、对基片扫描检测、显示检测结果，根据检测结果判断基片是否合格，如果是则将基片放入合格一类的片盒中，如果否则将基片放入不合格一类的片盒中，并重复上述上片及上片后的动作，直至停止按钮按下，并结束。
根据图,1~图4，本发明的工作原理如下：当所述计算机控制系统控制机械手带动上片臂移动至片盒机构附近时，计算机控制系统控制升降系统上下移动直到上片臂上的传感器感应到基片存在信息后，计算机控制系统控制升降系统停止移动，以使上片臂吸附基片并将基片移动至承片台上。
计算机控制系统控制激光扫描仪对置于承片台上的基片的进行扫描，并根据扫描所得的基片数据对基片数据分类；在激光扫描仪对基片进行扫描的同时，计算机控制系统控制上片臂移动至片盒机构附近并吸附另一待测基片完成取片，然后移动至承片台附近等待扫描完成；扫描完成后，计算机控制系统根据数据分类控制下片臂的运动方向和角度，使机械手的下片臂吸附承片台上扫描完成的基片并将基片移动放入相应的基片分选盒中，与此同时下片臂将吸附的另一待测基片放置在承片台上。
本发明的具体工作流程如下：
本发明所有组件的动作通过计算机控制系统9对相应组件进行控制而完成。计算机控制系统9控制上片臂6通过X向导轨4和Y向导轨5移动至片盒机构3的附近即取片位置，片盒机构3通过升降机构13向上或向下移动，直到上片臂6上的传感器15检测到有基片14后，计算机控制系统9控制升降机构13停止运动，然后上片臂6通过真空吸附住基片14，再通过X向导轨4和Y向导轨5向承片台8方向移动，从而完成上片臂6将基片14从片盒机构3中取出，并移动到承片台8附近的上片位置。待Y向导轨5和X向导轨4运行到相应位置后，由上片臂6通过自身的旋转运动将基片14放置到承片台8上。基片14被吸附在承片台8上。待上片臂6离开承片台8后，计算机控制系统9控制激光扫描仪10对基片14进行扫描。
在扫描运动过程中，上片臂6在X向导轨4和Y向导轨5的带动下并作自身旋转运动，运行到片盒机构3上的取片位置，片盒机构3上升或下降，直到上片臂6上的传感器15检测到有基片后停止，然后上片臂6通过真空吸附住另一待测基片，再通过X向导轨4和Y向导轨5向承片台8方向移动，从而完成上片臂6将另一待测基片从片盒机构3中取出，并带动待测基片运行到上片位置，等待扫描结束指令。在接到扫描完成的指令后，计算机控制系统9控制下片臂4将测试完的基片14吸附在下片臂7上，然后下片臂7旋转使完成测试完成的基片14离开承片台8，同时上片臂6上的待测基片被送到承片台8上，完成交接过程。然后激光扫描仪10继续下一轮扫描。
计算机控制系统9通过激光扫描仪10测得的基片数据对基片进行数据分类，通过数据分类判断出该基片的平面度误差，再根据误差数据确定机械手16的下片臂7的运动方向和轨迹，使得下片臂7将已测基片运送到指定的基片分选盒11中。
然后计算机控制系统9控制机械手16再运行到片盒机构3处，使上片臂6位于片盒机构3附近的取片位置，重复上述动作直到将待测基片传递到交接位置等待。
通过上述运动，直到片盒机构3中所有基片测试完成后，计算机控制系统发出报警，由操作人员将空的片盒机构3取下并放置装有未测试的基片的片盒机构，继续测试。
如此本发明完成基片的逐片测试，并根据用户对基片平面度定义的要求进行分选。

Claims (7)

1.一种自动检测基片平整度和厚度并对基片进行分选的装置，包括底座、工作台、用于放置待测基片的片盒机构、能够通过X向导轨和Y向导轨作运动并且能自身旋转的机械手，所述机械手由上片臂和下片臂构成，所述工作台上设有承片台，所述工作台、机械手分别与底座相连，其特征在于：还包括计算机控制系统、激光扫描仪、基片分选盒；所述计算机控制系统分别与激光扫描仪、基片分选盒、机械手、工作台相连，所述计算机控制系统控制机械手的上片臂吸附片盒机构中的基片并将基片移动至承片台上；计算机控制系统控制激光扫描仪对置于承片台上的基片进行扫描，并根据扫描所得的基片数据对基片数据分类；扫描完毕后，计算机控制系统根据数据分类控制机械手的下片臂的运动方向和角度，使下片臂吸附承片台上的基片并将基片移动放入相应的基片分选盒中。
2.根据权利要求 1 所述的自动检测基片平整度和厚度并对基片进行分选的装置，其特征在于：在上述激光扫描仪对基片进行扫描的同时，计算机控制系统控制上片臂移动至片盒机构附近并吸附另一待测基片完成取片，然后移动至承片台附近等待扫描完成；扫描完成后下片臂吸附承片台上已完成扫描的基片，将完成扫描的基片放入相应的基片分选盒中，与此同时下片臂将吸附的另一待测基片放置在承片台上。
3.根据权利要求 1 所述的自动检测基片平整度和厚度并对基片进行分选的装置，其特征在于：所述片盒机构下方设有升降机构，所述升降机构固定在底座上并与计算机控制系统相连，所述机械手的上片臂上设有用于感应基片是否存在的传感器，当机械手带动上片臂移动至片盒机构附近时，所述计算机控制系统控制升降系统上下移动直到上片臂上的传感器感应到基片存在信息后，计算机控制系统控制升降系统停止移动，以使上片臂吸附基片并将基片移动至承片台上。
4.根据权利要求 1 所述的自动检测基片平整度和厚度并对基片进行分选的装置，其特征在于：所述计算机控制系统包括主控计算机、信号处理系统、控制器，所述主控计算机通过信号处理系统与所述激光扫描仪相连，所述主控计算机通过控制器分别与所述基片分选盒、机械手、工作台相连。
5.根据权利要求 1 所述的自动检测基片平整度和厚度并对基片进行分选的装置，其特征在于：所述计算机控制系统的控制过程如下：先开始进行初始化，检测初始化是否正常，如果否则提示用户排除故障，故障排除后回到初始化，如果是则读取设定参数；然后扫描开始按钮是否按下，如果否则提示用户按下开始按钮，然后重新扫描开始按钮是否按下，如果是则进行上片、对基片扫描检测、显示检测结果，根据检测结果判断基片是否合格，如果是则将基片放入合格一类的片盒中，如果否则将基片放入不合格一类的片盒中，并重复上述上片及上片后的动作，直至停止按钮按下，并结束。
6.根据权利要求 1 所述的自动检测基片平整度和厚度并对基片进行分选的装置，其特征在于：所述工作台的侧面设有机架，所述激光扫描仪通过机架固定在承片台的上方。
7.根据权利要求 1 所述的自动检测基片平整度和厚度并对基片进行分选的装置，其特征在于：所述的基片分选盒的数量为2~8个。
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