CN105023859A - 半导体晶片的自动检测装置 - Google Patents

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徐杰
伊文君
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Abstract

本发明位一种半导体晶片的自动检测装置，属于自动检测装置技术领域。主要包括机架（1）、检测运动机构（7）、料仓运动机构（5）、光路收集系统（6）、运动控制器（8）、计算机（9）、正片机（3）和整平器（2），检测运动机构(7)固定在机架1上，检测运动机构(7)的安装平面与水平面之间的夹角为α，90°＜α＜180°，料仓运动机构(5)固定在检测运动机构中机械手臂的末端位置，使得方便机械手臂对料盒中的半导体晶片进行搬运。本发明通过对料仓运动机构倾斜放置，可以在Z轴方向运动，使得机械手臂不需在Z轴方向运动，来解决现有技术中半导体晶片自动检测装置在检测时检测步骤复杂，设备成本高等问题。

Description

半导体晶片的自动检测装置
技术领域
本发明属于自动检测装置技术领域，尤其涉及一种用于检测半导体晶片的自动检测装置。
背景技术
目前，半导体晶片生产厂家为了提高半导体晶片生产效率和节约人工成本，提高检测精度，通常选用自动检测装置对半导体晶片进行检测，现有的自动检测装置的检测过程如下：半导体晶片被随机放置在料盒中，机械手臂对半导体晶片进行自动取片，半导体晶片的形状为去掉短平弦边的圆形，短平弦边作为半导体晶片位置识别的标识，为了对比不同半导体晶片上相对位置相同处的检测结果，需要对每个半导体晶片进行正片，机械手臂将半导体晶片放置在正片机上对其进行正片，现有的正片机为全自动正片机，正片机一次只可完成一片半导体晶片的正片，正片机在正片过程中，通过定位卡盘的运动对半导体晶片进行定位，接着通过定位卡盘和旋转轴的配合运动，半导体晶片放置在正片机的旋转轴上，在正片机的半导体晶片半径边缘的下方安装有传感器，在旋转轴带动半导体晶片转动的过程中，传感器探测半导体晶片边缘对传感器的遮挡率，所探测到的遮挡率最低的位置，即为半导体晶片的弦边中心，控制系统记录下该位置后，按正片机设定再转过一定角度，此时完成一片半导体晶片的正片，接着，机械手臂将正片后的半导体晶片搬运到检测平台上，通过检测平台在水平方向和垂直方向的运动，完成半导体晶片的检测，机械手臂将检测后的半导体晶片搬运到料盒中，此时，完成一片半导体晶片的检测。所述的自动检测装置在完成一片半导体晶片的过程中，需要机械手臂反复搬运半导体晶片，在搬运、正片和检测的过程中，每次只能对一片半导体晶片进行检测，检测步骤繁琐，在完成一片半导体晶片的检测过程中，反复的搬运浪费工作时间，增加检测成本，而且设备本身结构复杂、成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体晶片的自动检测装置，通过对料仓运动机构倾斜放置，可以在Z轴方向运动，使得机械手臂不需在Z轴方向运动，来解决现有技术中半导体晶片自动检测装置在检测时检测步骤复杂，设备成本高等问题。
本发明为了达到上述目的所采用的技术方案如下：
本发明主要包括机架1、检测运动机构7、料仓运动机构5、光路收集系统6、运动控制器8、计算机9、正片机3和整平器2，其中，光路收集系统6和运动控制器8分别通过数据线与计算机9连接，运动控制器8通过控制线缆分别与料仓运动机构5、运动控制器8连接,检测运动机构7包括第一水平运动机构32、第二水平运动机构31和机械手臂33，机械手臂33固定在第一水平运动机构32的可运动部分上，第一水平运动机构32布置在第二水平运动机构31的可运动部分上，且第一水平运动机构32的运动方向与第二水平运动机构31的运动方向相垂直，光路收集系统6固定在检测运动机构7的上方，其特征在于，检测运动机构7、料仓运动机构5和光路收集系统6均放置在暗室4内，检测运动机构7固定在机架1上，检测运动机构7的安装平面与水平面之间的夹角为α，90°＜α＜180°，正片机3和整平器2固定在机架1上，安装在暗室4外，料仓运动机构5固定在检测运动机构中机械手臂的末端位置，使得方便机械手臂对料盒中的半导体晶片进行搬运；所述的检测运动机构7的安装平面与水平面之间的夹角α进一步优选为125°--155°之间；所述的料仓运动机构5固定在检测运动机构7中机械手臂33的末端位置，且料仓运动机构5的安装平面与检测运动机构7的安装平面相互垂直。
本发明装置的优点是： 1.正片机放置在暗室外，正片与检测并行工作，在对已正好的半导体晶片进行检测时，同时对下一盒要检测的半导体晶片进行正片，检测时间缩短，检测效率提高；2. 料仓运动机构倾斜放置，防止人工将正好的半导体晶片在放置到料仓时，半导体晶片的位置会出现偏差；3. 料仓可以在Z轴方向运动，则机械手臂不需在Z轴方向运动，机械手臂的结构简单，成本减小。
附图说明
图1为本发明中用于半导体晶片的自动检测装置图；
图2为本发明中半导体晶片的结构图；
图3为本发明中正片机的结构图；
图4为本发明中整平器的结构图；
图5为本发明中检测运动机构的结构图；
图6为本发明中料仓运动机构的机构图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明技术特征及其相关技术特征做进一步详述：
如附图1-4所示，其中的标号分别表示：1-机架、2-整平器、3-正片机、4-暗室、5-料仓运动机构、6-光路收集系统、7-检测运动机构、8-运动控制器、9-计算机、10-半导体晶片、11-正片机导向机构、12-正片机箱体、13-高度调节固定板、14-高度调节板、15-螺栓、16-正片机旋转轴、17-正片机料盒固定板、18-驱动装置、21-整平器箱体、22-整平器导向机构、23-整平器料盒固定板、24-半导体晶片支撑板、25-曲杆手柄、26-整平器旋转轴、27-异形轮、31-第二水平运动机构、32-第一水平运动机构、33-机械手臂、41-直线运动机构、42-料盒安装板。
如图1-4所示，本发明实施例主要包括：机架1、检测运动机构7、料仓运动机构5、光路收集系统6、运动控制器8、计算机9、正片机3和整平器2，其中，检测运动机构7、料仓运动机构5和光路收集系统6均放置在暗室4内，检测运动机构7固定在机架1上，检测运动机构7的安装平面与水平面之间的夹角α进一步优选在125°--155°范围，最佳为145°，该角度为本实施例提到的角度值是优选的角度，并不用于限定本发明，正片机3和整平器2放置在暗室外，均固定在机架1上；光路收集系统6固定在检测运动机构7的上方；光路收集系统6和运动控制器8分别通过数据线与计算机9相连接，检测运动机构7中的第一水平运动机构32和第二水平运动机构31的电机分别通过控制线缆与运动控制器8相连接，料仓运动机构5中的直线运动机构41的电机通过控制线缆与运动控制器8相连接；所述的正片机包括正片机箱体12、正片机旋转轴16、驱动装置18、正片机料盒固定板17、正片机导向机构11、高度调节板14、高度调节固定板13和螺栓15，其中正片机旋转轴16为阶梯轴，中间部分轴径大于两端部分轴径，本实施例中，中间部分正片机旋转轴16的表面材料为弹性材料，正片机旋转轴16两端以轴承为支撑固定在正片机箱体12两相对侧边上，正片机旋转轴16通过以电机为驱动装置18驱动带轮转动，皮带传送带动旋转轴16转动，正片机料盒固定板17上开有长条孔，长条孔的宽度略宽于带弹性材料的正片机旋转轴16的轴径，长度略大于带弹性材料正片机旋转轴16的长度，正片机料盒固定板17安装在正片机旋转轴16的上方，正片机料盒固定板17的上表面低于正片机旋转轴16的径向最高位置，正片机导向机构11的固定部分固定在正片机箱体12侧边上，正片机导向机构11的运动部分固定在正片机料盒固定板17上，在人工调节正片机料盒固定板17高度方向的位置时，正片机料盒固定板17沿着垂直于正片机料盒固定板17上表面方向上下滑动，高度调节板14固定在正片机料盒固定板17上，高度调节固定板13固定在正片机箱体12的侧面上，高度调节固定板13与高度调节板14的安装位置在同侧，螺栓15通过与高度调节板14旋合，螺栓15末端与高度调节固定板13相贴合，通过螺栓15的旋入和旋出以调整料盒固定板17的位置，在正片机旋转轴16转动的过程中，通过调节螺栓15控制正片机料盒固定板17的位置，实现对料盒中半导体晶片10的正片；由于在对一盒半导体晶片正片的过程中，会有个别半导体晶片的正片位置稍微有偏差，所以需要对半导体晶片进行二次正片，所述的用于第二次正片的整平器2包括整平器箱体21、整平器旋转轴26、异形轮27、半导体晶片支撑板24、整平器料盒固定板23、整平器导向机构22和曲杆手柄25，整平器旋转轴26两端以轴承为支撑固定在整平器箱体21两相对侧边上，异形轮27安装在整平器旋转轴26上，半导体晶片支撑板24安装在异形轮27上，本实施例中半导体晶片支撑板24的上表面为弹性材料，整平器料盒固定板23固定在整平器箱体21上端面，整平器导向机构22的固定部分固定在整平器箱体21侧边上，整平器导向机构22的运动部分固定在半导体晶片支撑板24上，半导体晶片支撑板24在最低位置时，其上表面高于整平器料盒固定板23的上表面，曲杆手柄25安装在整平器箱体21外部的整平器旋转轴26上，且在曲杆手柄25与整平器旋转轴26的连接处，曲杆手柄25的轴线与整平器旋转轴26的轴线共线，通过曲杆手柄25转动带动整平器旋转轴26转动，整平器旋转轴26带动异形轮27转动，异形轮27上方的半导体晶片支撑板24沿着垂直于整平器料盒固定板23上表面方向上下滑动； 所述的料仓运动机构5固定在检测运动机构7中机械手臂的末端方向位置处，且料仓运动机构5的安装平面与检测运动机构7的安装平面相互垂直，料仓运动机构5包括直线运动机构41和料盒安装板42，料盒安装板42固定在直线运动机构41上，本实施例中直线运动机构41的驱动装置为电机，由电机驱动丝杠转动，丝杠上旋入的丝杠螺母做直线运动，料盒安装板42分别与丝杠螺母和滑入导轨上的滑块相固定，在电机驱动下，料仓安装板42沿着导轨方向做直线运动；所述的料仓运动机构5的有效行程能保证，料盒在驱动装置带动下，机械手臂33能够对料盒中所有位置的半导体晶片进行取放，料盒安装板42上安装有可适应不同尺寸料盒的固定板；所述的检测运动机构7包括第一水平运动机构32、第二水平运动机构31和机械手臂33，机械手臂33固定在第一水平运动机构32的可运动部分上，第一水平运动机构32布置在第二水平运动机构31的可运动部分上，且第一水平运动机构32的运动方向与第二水平运动机构31的运动方向相垂直，本实施例中的第一水平运动机构32和第二水平运动机构31的驱动装置均为电机，第一水平运动机构32和第二水平运动机构31的结构和运动方式相同，以第一水平运动机构32为例说明，第一水平运动机构32由电机驱动丝杠转动，丝杠上旋入的丝杆螺母做直线运动，丝杠螺母分别与水平运动机构的固定部分和滑入导轨上的滑块相固定，在电机驱动下，第一水平运动机构32的滑块沿着导轨方向运动；料仓运动机构5安装在其运动方向与检测运动机构7的运动方向相垂直的平面上，所述的检测运动机构7中的第一水平运动机构32和第二水平运动机构31的有效行程分别可保证光路收集系统6能够收集到半导体晶片上任意位置的光谱信息，机械手臂33的运动行程可保证能够取放料仓中的半导体晶片，机械手臂33上表面通有负压孔，当对半导体晶片进行取放片和检测过程中，通过加负压将半导体晶片吸附在机械手臂33上，机械手臂33的末端安装有传感器，可实现在取放片过程中，利用传感器定位机械手臂33在半导体晶片厚度方向的位置，机械手臂33运动到设定的位置，来对半导体晶片进行取放。机械手臂33带着半导体晶片运动到光路收集系统6的下方，在第一水平运动机构32和第二水平运动机构31的驱动下，机械手臂33带着半导体晶片进行有方向性的运动，同时光路收集系统6实时收集半导体晶片上的光谱数据。
虽然以上对本发明目的的构思和实施例作了详尽说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，而这种改进和变换仍然应当属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种半导体晶片的自动检测装置，主要包括机架（1）、检测运动机构（7）、料仓运动机构（5）、光路收集系统（6）、运动控制器（8）、计算机（9）、正片机（3）和整平器（2），其中，光路收集系统（6）和运动控制器（8）分别通过数据线与计算机（9）连接，运动控制器（8）通过控制线缆分别与料仓运动机构（5）、运动控制器（8）连接,检测运动机构（7）包括第一水平运动机构（32）、第二水平运动机构(31)和机械手臂(33)，机械手臂(33)固定在第一水平运动机构(32)的可运动部分上，第一水平运动机构(32)布置在第二水平运动机构(31)的可运动部分上，且第一水平运动机构(32)的运动方向与第二水平运动机构(31)的运动方向相垂直，光路收集系统(6)固定在检测运动机构(7)的上方，其特征在于，检测运动机构(7)、料仓运动机构(5)和光路收集系统(6)均放置在暗室(4)内，检测运动机构(7)固定在机架（1）上，检测运动机构(7)的安装平面与水平面之间的夹角为α，90°＜α＜180°，正片机(3)和整平器(2)固定在机架(1)上，安装在暗室(4)外，料仓运动机构(5)固定在检测运动机构中机械手臂的末端位置，使得方便机械手臂对料盒中的半导体晶片进行搬运。
2.根据权利要求1所述的半导体晶片的自动检测装置，其特征在于，所述的料仓运动机构(5)固定在检测运动机构(7)中机械手臂(33)的末端位置，且料仓运动机构(5)的安装平面与检测运动机构(7)的安装平面相互垂直。
3.根据权利要求1所述的半导体晶片的自动检测装置，其特征在于，所述的检测运动机构(7)的安装平面与水平面之间的夹角α为125°--155°之间。
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