CN107731725A - 可旋转的晶圆盒开盒器 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种可旋转的晶圆盒开盒器，包括背板单元、装载单元、开门单元和装载单元，背板单元上设置有装载口，开门单元和装载单元分别位于背板单元的两侧，晶圆盒装载在装载单元上，该装载单元能够带动晶圆盒旋转，且使晶圆盒的盖体与装载口相对，此时，通过开门单元对晶圆盒的盖体进行开闭作业，提高了效率。

Description

可旋转的晶圆盒开盒器

技术领域

本发明涉及半导体相关设备技术领域，尤其涉及一种可旋转的晶圆盒开盒器。

背景技术

传统的半导体制造工厂中，晶圆盒都是集中独立存放在晶圆盒的存储系统中，由于距离制程设备较远，晶圆盒需要人工搬运或通过天轨机器人等自动化搬运设备运至晶圆片分选机或者设备前端自动化模组进入生产流程。随着半导体制造工厂对生产效率和成本控制的要求的越来越高，客户要求晶圆片分选机或者设备前端自动化模组可以直接介入存储系统中，通过存储系统中的机械手直接将晶圆盒放在晶圆片分选机或者设备前端自动化模组上，提高了效率，并节约空间。

然而，晶圆盒在存储系统中放置方向和晶圆片分选机或者设备前端自动化模组相反，这就要求晶圆片分选机或者设备前端自动化模组上的开盒器上的晶圆盒的载物台具有180°旋转的功能。另外，加上现代工艺技术对于晶圆盒的内部环境的超高洁净度要求，开盒器还必须提供给晶圆盒充气净化的功能，要求开盒器具备为晶圆盒充氮气的功能。

发明内容

本发明提供了一种可旋转的晶圆盒开盒器，克服了现有技术的困难，开创了一种可带动晶圆盒旋转，且对晶圆盒内部进行充气净化的开盒器。

本发明提供了一种可旋转的晶圆盒开盒器，包括：

背板单元，所述背板单元上设置有装载口；

装载单元，所述装载单元位于所述背板单元上，用于装载晶圆盒；

开门单元，所述开门单元和所述装载单元分别位于所述背板单元的两侧，所述开门单元通过所述装载口对晶圆盒的盖体进行开闭作业；

其中，所述装载单元包括旋转组件，所述旋转组件用于带动晶圆盒绕着背板单元的长度方向旋转。

进一步，所述装载单元还包括基板组件、第一导轨组件和第一丝杠组件，所述基板组件连接所述背板单元，所述第一导轨组件和所述第一丝杠组件分别设置在基板组件的下部，且所述第一导轨组件和所述第一丝杠组件分别与所述旋转组件连接，以带动所述旋转组件沿着垂直于所述背板单元方向移动。

进一步，所述旋转组件包括载物台、定位销组件、传动轴、带轮、电机组件、轴承、滑板和丝母座组件，所述载物台位于所述基板组件的上部，所述定位销组件位于所述载物台上部，所述传动轴位于所述载物台的下部，且延伸至所述基板组件的下部，所述传动轴外套设有所述带轮，所述带轮和所述电机组件皮带连接，所述电机组件连接所述滑板，所述滑板通过轴承套设在所述传动轴的外部，并且，所述滑板通过所述丝母座组件与第一丝杠组件连接，所述滑板还与所述第一导轨组件连接，所述带轮、所述电机组件、所述轴承、所述滑板和所述丝母座组件分别位于所述基板组件的下部。

进一步，所述装载单元还包括第一充气组件和第二充气组件，所述第一充气组件和所述第二充气组件安装在所述基板组件的下部，所述载物台上分别设置有与所述第一充气组件和所述第二充气组件相配合的充气接口组件。

进一步，所述第一充气组件包括第一气缸支架、第一滑台气缸、第一充气支架和第一充气气嘴组件，所述第一气缸支架安装在所述基板组件的下部，所述第一滑台气缸安装在所述气缸支架上，所述第一充气气嘴组件安装在第一充气支架上，所述第一滑台气缸带动第一充气支架沿垂直于基板组件方向移动，进而实现第一充气气嘴组件与所述充气接口组件的对接和分离；

所述第二充气组件包括第二气缸支架、第二滑台气缸、第二充气支架和第二充气气嘴组件，第二气缸支架安装在基板组件的下部，第二滑台气缸安装在第二气缸支架上，第二充气气嘴组件安装在第二充气支架上，第二滑台气缸带动第二充气支架沿垂直于基板组件方向移动，进而实现第二充气气嘴组件与所述充气接口组件的对接和分离。

进一步，所述载物台上还设置有姿态检测传感器组件。

进一步，所述背板单元包括背板组件、第二导轨组件和第二丝杠组件，所述第二导轨组件和所述第二丝杠组件分别设置在所述背板组件的前侧，且分别与所述开门单元连接，以带动所述开门单元沿着平行于背板单元的长度方向移动。

进一步，还包括电控气压单元，所述电控气压单元设置在所述背板组件上，且位于装载单元的下部。

进一步，还包括防护罩，所述防护罩设置在所述电控气压单元的外侧，并固定在所述所述背板组件上。

进一步，所述防护罩上设置有视窗。

由于采用了上述技术，本发明具有以下优点：

本发明的可旋转的晶圆盒开盒器增加了可旋转和充气净化功能，使得开盒器的功能更加全面，且有效提高了工作效率。

以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

附图说明

图1为本发明所述可旋转的晶圆盒开盒器的爆炸图；

图2为本发明所述开门单元的爆炸图；

图3为本发明所述背板单元的爆炸图；

图4为本发明所述电控气压单元的爆炸图；

图5为本发明所述防护罩的示意图；

图6为本发明所述装载单元的爆炸图；

图7为本发明所述旋转组件的爆炸图；

图8为本发明所述第一充气组件的爆炸图；

图9为本发明所述第二充气组件的爆炸图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明较佳的实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供该实施例的目的是使对本发明的公开内容理解更加透彻全面。

除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或物件。“前”、“后”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也能相应地改变。

如图1所示，所述可旋转的晶圆盒开盒器包括开门单元1、背板单元2、电控气压单元3、防护罩4和装载单元5，背板单元2上具有一装载口6，装载口6从背板单元2的前侧延伸至背板单元2的后侧，其中，背板单元2的前侧设置有电控气压单元3、防护罩4和装载单元5，该电控气压单元3位于背板单元2和防护罩4之间，装载单元5位于防护罩和装载口6之间，开门单元1通过装载口6可对晶圆盒的盖体进行开闭作业。

如图6所示，装载单元5包括旋转组件24、RFID天线组件25、基板组件26、第一充气组件27、第二充气组件28、第一导轨组件29、第一丝杠组件30和外框组件31，RFID天线组件25可安装在基板组件26的上部，其用于读取晶圆盒上的RFID信息，第一充气组件27、第二充气组件28、第一导轨组件29和第一丝杠组件30分别安装在基板组件26的下部，通过外框组件31将基板组件26的边缘围起来，有效防止第一充气组件27、第二充气组件28、第一导轨组件29和第一丝杠组件30的外露而影响美观，还起到了保护的作用。其中，第一导轨组件29和第一丝杠组件30分别与旋转组件24相连接，使旋转组件24能够沿着垂直于背板单元2方向移动，进而能够使晶圆盒靠近开门单元1。

如图7所示，旋转组件24包括定位销组件32、姿态检测传感器组件33、充气接口组件34、载物台35、传动轴36、轴承端盖37、第一轴承38、第一压套39、滑板40、丝母座组件41、电机组件42、第二轴承43、第二压套44、带轮45、压环46和锁紧螺母47，其中，该载物台35位于基板组件26的上部，其用于装载晶圆盒，该载物台35上设置有定位销组件32、姿态检测传感器组件33和充气接口组件34，晶圆盒通过定位销组件32定位在载物台35上，姿态检测传感器组件33用于检测晶圆盒在载物台35上的摆放位置是否正确，充气接口组件34用于与第一充气组件27和第二充气组件28配合，实现对晶圆盒内部充氮气，传动轴36一端连接载物台35，传动轴36的另一端沿载物台35的下部延伸，进而延伸到基板组件26的下部，该传动轴36外套设有轴承端盖37、第一轴承38、第一压套39、第二轴承43、第二压套44、带轮45、压环46和锁紧螺母47，该轴承端盖37、第一轴承38、第一压套39、第二轴承43、第二压套44、带轮45、压环46和锁紧螺母47从传动轴36与载物台35的连接端向传动轴36与载物台35连接的相反端依次排列，其中，第一轴承38和第二轴承43外套设有滑板40，这样，滑板40和传动轴36能够相互转动，该滑板40通过丝母座组件41与第一丝杠组件30传动连接，该滑板40还与第一导轨组件29相连接，另外，该滑板40还连接有电机组件42，电机组件42与带轮45通过皮带传动连接，因此，电机组件42工作时，能够带动传动轴36转动，进而带动定位在载物台35上的晶圆盒转动。本领域技术人员可以理解的是，该载物台35是绕着传动轴36的轴线方向转动，而该传动轴36的轴线是与背板单元2的长度方向相平行。

如图8所示，所述第一充气组件27包括第一气缸支架48、第一滑台气缸49、第一充气支架50和第一充气气嘴组件51，第一气缸支架48安装在基板组件26的下部，第一滑台气缸49安装在第一气缸支架48上，第一充气气嘴组件51安装在第一充气支架50上，第一滑台气缸49带动第一充气支架50沿垂直于基板组件26方向移动，进而带动第一充气气嘴组件51从基板组件26的下部上升到基板组件26的上部，进而与充气接口组件34实现对接，从而完成充气动作，充气完成后，第一滑台气缸49带动第一充气气嘴组件51下降至基板组件26的下部，不妨碍旋转组件24沿着垂直于背板单元2方向移动。

如图9所示，所述第二充气组件28包括第二气缸支架48、第二滑台气缸49、第二充气支架52和第二充气气嘴组件51，第二气缸支架48安装在基板组件26的下部，第二滑台气缸49安装在第二气缸支架48上，第二充气气嘴组件51安装在第二充气支架52上，第二滑台气缸49带动第二充气支架52沿垂直于基板组件26方向移动，进而带动第二充气气嘴组件51从基板组件26的下部上升到基板组件26的上部，进而与第二充气接口组件34实现对接，从而完成充气动作，充气完成后，第二滑台气缸49带动第二充气气嘴组件51下降至基板组件26的下部，不妨碍旋转组件24沿着垂直于背板单元2方向移动。

如图2所示，所述开门机构1包括气缸安装架7和开门组件8，气缸安装架7安装在背板单元2上，开门组件8连接气缸安装架7上，且位于背板单元2的后侧，另外，该气缸安装架7上设置有传感器，可用于检测开门组件6与晶圆盒盖体的配合是否准确，以防止后续开门作业。

如图3所示，所述背板单元2包括机台调频组件9、背板组件10、第一防护罩组件11、第二导轨组件12、第二丝杠组件13，该机台调频组件9设置在背板组件10的下部，用于对背板组件10等的调平，第一防护罩组件11集成了所有指示灯面板，设置在背板组件10前侧，第二导轨组件12、第二丝杠组件13也分别设置在背板组件10的前侧，且分别与气缸安装架7连接，以带动开门机构1沿着平行于背板单元2的长度方向移动。

如图4所示，所述电控气压单元3包括充气净化控制组件14、真空和气压指示表15、气动阀组16、主控电路板17、电路板背板18、气动元件背板19、支架20和电机驱动器21，支架20设置在背板组件10上，参考图3，该第二导轨组件12和第二丝杠组件13位于背板组件10和支架20之间，该支架20通过合页与气动元件背板19铰接，气动元件背板19外侧设置有充气净化控制组件14、真空和气压指示表15、气动阀组16和电路板背板18分别设置在气动元件背板19上，主控电路板17设置在电路板背板18上，电机驱动器21直接设置在支架20上。

如图5所示，该防护罩4上设置有视窗23，透过该视窗23可看到真空和气压指示表15。

本发明可旋转的晶圆盒开盒器的工作原理如下：

步骤1：机械手将晶圆盒放置在载物台35上，并通过定位销组件32定位，此时，晶圆盒的盖体朝向装载口6的相反方向。

步骤2：第一丝杠组件30带动晶圆盒沿着垂直于背板单元2方向，并移动至旋转位置，此时，电机组件42带动晶圆盒旋转180°，使晶圆盒的盖体与装载口6相对。

步骤3：第一丝杠组件30继续带动晶圆盒沿着垂直于背板单元2方向前进，并移动至充气位置，此时，滑台气缸49带动充气气嘴组件51从基板组件26的下部上升到基板组件26的上部，使充气气嘴组件51与充气接口组件34对接，以完成充气，充气完成后，滑台气缸49带动充气气嘴组件51从基板组件26的上部上升到基板组件26的下部，使充气气嘴组件51与充气接口组件34分离。

步骤4：第一丝杠组件30继续带动晶圆盒沿着垂直于背板单元2方向前进，并移动开门位置，此时，开门组件8对晶圆盒的盖体进行打开和锁止作业，然后，第一丝杠组件30带动晶圆盒后退至指定位置，让出空间，使晶圆盒的盒体和盖体分离，该盖体是锁止在开门组件8上。

步骤5：第二丝杠组件13带动晶圆盒的盖体下移至指定位置，此时，第一丝杠组件30继续带动晶圆盒移动至开门位置，并封闭晶圆盒的开口和装载口6的空隙，并由机械手拿取晶圆盒的盒体内部进行晶圆片。

步骤6：对晶圆片的取片完成后，第一丝杠组件13带动晶圆盒的盒体推至指定位置，此时，第二丝杠组件13带动晶圆盒的盖体上移至指定位置，然后，第一丝杠组件13继续带动晶圆盒的盒体推至开门位置，由开门组件8完成锁门动作。

步骤7：第一丝杠组件13带动晶圆盒的盒体推至旋转位置，由电机组件42带动晶圆盒旋转180，此时，晶圆盒的盖体朝向装载口6的相反方向。

步骤8：第一丝杠组件13带动晶圆盒的盒体推至初始位置，由机械手抓取晶圆盒存放至指定位置。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范采用围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种可旋转的晶圆盒开盒器，其特征在于，包括：

背板单元，所述背板单元上设置有装载口；

装载单元，所述装载单元位于所述背板单元上，用于装载晶圆盒；

开门单元，所述开门单元和所述装载单元分别位于所述背板单元的两侧，所述开门单元通过所述装载口对晶圆盒的盖体进行开闭作业；

其中，所述装载单元包括旋转组件，所述旋转组件用于带动晶圆盒绕着背板单元的长度方向旋转。

2.如权利要求1所述的可旋转的晶圆盒开盒器，其特征在于，所述装载单元还包括基板组件、第一导轨组件和第一丝杠组件，所述基板组件连接所述背板单元，所述第一导轨组件和所述第一丝杠组件分别设置在基板组件的下部，且所述第一导轨组件和所述第一丝杠组件分别与所述旋转组件连接，以带动所述旋转组件沿着垂直于所述背板单元方向移动。

3.如权利要求2所述的可旋转的晶圆盒开盒器，其特征在于，所述旋转组件包括载物台、定位销组件、传动轴、带轮、电机组件、轴承、滑板和丝母座组件，所述载物台位于所述基板组件的上部，所述定位销组件位于所述载物台上部，所述传动轴位于所述载物台的下部，且延伸至所述基板组件的下部，所述传动轴外套设有所述带轮，所述带轮和所述电机组件皮带连接，所述电机组件连接所述滑板，所述滑板通过轴承套设在所述传动轴的外部，并且，所述滑板通过所述丝母座组件与第一丝杠组件连接，所述滑板还与所述第一导轨组件连接，所述带轮、所述电机组件、所述轴承、所述滑板和所述丝母座组件分别位于所述基板组件的下部。

4.如权利要求3所述的可旋转的晶圆盒开盒器，其特征在于，所述装载单元还包括第一充气组件和第二充气组件，所述第一充气组件和所述第二充气组件安装在所述基板组件的下部，所述载物台上分别设置有与所述第一充气组件和所述第二充气组件相配合的充气接口组件。

5.如权利要求4所述的可旋转的晶圆盒开盒器，其特征在于，所述第一充气组件包括第一气缸支架、第一滑台气缸、第一充气支架和第一充气气嘴组件，所述第一气缸支架安装在所述基板组件的下部，所述第一滑台气缸安装在所述气缸支架上，所述第一充气气嘴组件安装在第一充气支架上，所述第一滑台气缸带动第一充气支架沿垂直于基板组件方向移动，进而实现第一充气气嘴组件与所述充气接口组件的对接和分离；

所述第二充气组件包括第二气缸支架、第二滑台气缸、第二充气支架和第二充气气嘴组件，第二气缸支架安装在基板组件的下部，第二滑台气缸安装在第二气缸支架上，第二充气气嘴组件安装在第二充气支架上，第二滑台气缸带动第二充气支架沿垂直于基板组件方向移动，进而实现第二充气气嘴组件与所述充气接口组件的对接和分离。

6.如权利要求3所述的可旋转的晶圆盒开盒器，其特征在于，所述载物台上还设置有姿态检测传感器组件。

7.如权利要求1所述的可旋转的晶圆盒开盒器，其特征在于，所述背板单元包括背板组件、第二导轨组件和第二丝杠组件，所述第二导轨组件和所述第二丝杠组件分别设置在所述背板组件的前侧，且分别与所述开门单元连接，以带动所述开门单元沿着平行于背板单元的长度方向移动。

8.如权利要求7所述的可旋转的晶圆盒开盒器，其特征在于，还包括电控气压单元，所述电控气压单元设置在所述背板组件上，且位于装载单元的下部。

9.如权利要求8所述的可旋转的晶圆盒开盒器，其特征在于，还包括防护罩，所述防护罩设置在所述电控气压单元的外侧，并固定在所述所述背板组件上。

10.如权利要求9所述的可旋转的晶圆盒开盒器，其特征在于，所述防护罩上设置有视窗。