CN110491812A - 一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备 - Google Patents

一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备，高洁净度半导体晶圆自动装载设备主要由密封闸板组件、承片台组件及框架组件三大部分组成。高洁净度半导体晶圆自动装载设备的框架与半导体工艺设备连接固定，片盒放置在承片台组件通过密封闸板组件自动进出半导体工艺设备。高洁净度半导体晶圆自动装载设备在晶圆进出设备过程中起到在高洁净环境下全自动进出的作用，确保晶圆在此过程中不受污染，提高工艺标准，提高成品良率。

Description

一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备
技术领域
本发明涉及半导体设备中物料进出需要自动开关门，特别涉及一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备。
背景技术
在半导体领域中，需要将晶圆运送到半导体工艺设备内部进行加工，这就需要有设备进行传送，并能保持晶圆的洁净，传送设备具有可传送不同尺寸晶圆，且在传送过程中有多重满足行业要求的功能，其中包括多尺寸晶圆应用、占位自动识别、自动取送、晶圆状态自动扫描、自动防滑出装置等。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备，具体技术方案如下：
一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备，包括密封闸板组件、承片台组件和框架组件；
所述密封闸板组件包括Mapping传感器、门板、轴承、滑台a、气缸或电缸、固定板和连接杆；
所述连接杆一端连接门板一侧，另一端连接固定板；
所述Mapping传感器固定在门板上；
所述滑台a连接在固定板一侧，轴承和气缸或电缸设置在固定板的另一侧；
气缸或电缸的直线运动带动门板做上升或下降的动作，并在上升过程中对片盒进行扫描，实现门板自动开闭和升降；
所述框架组件包括框架、工作区域、传感器、按钮、控制箱、操作台、片盒传送通道和设备固定调节机构；
所述控制箱设置在操作台下方，均设置在框架一侧，且框架上端留有片盒传送通道；
所述操作台上设有工作区域、传感器和按钮；
操作箱里依次设有减压阀、阀岛、PLC控制模块和电源开关；
所述密封闸板组件门板一端设置在片盒传送通道处，另一端放置在控制箱内；
所述承片台组件包括档杆、旋转气缸、承片台、滑动组件、片盒检测器、片盒和底板；
所述滑动组件包括滑台b和支撑件；
所述承片台一侧底端固定在支撑件上，滑台带动支撑件，支撑件带动承片台来回滑动，滑台b底面固定在底板上；
所述检测器设置在承片台上，用于通过传感器识别片盒是否在承片台的正确位置；
所述旋转气缸上的固定板连接在承片台一侧；
所述旋转气缸一端连接档杆，片盒放置在承片台上，通过挡杆来限定位置，晶圆设置在片盒内，通过档杆将片盒内的晶圆锁定位置；
所述承片台组件通过底板连接在框架的另一侧；由滑台b带动承片台上的片盒在片盒传送通道上来回运动。
框架四周设有螺钉孔和顶丝孔，通过螺钉孔连接到设备上，通过顶丝调整高洁净度半导体晶圆自动装载设备的垂直度；
所述框架底端连接设备固定调节机构；
所述设备固定调节机构包括固定板、定位块、调整块和调整柱；
固定板上设有顶丝孔，定位块、调整块通过螺钉固定在固定板上；
定位块定位后通过利用顶丝来调整调整块的位置，调整块的凹槽处支撑调整柱，用于确定高洁净度半导体晶圆自动装载设备的垂直高度位置和水平度；
所述按钮为Start/Close按键和Stop/Open按键。
所述的一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备，其优选方案为利用螺钉与工艺单元固定后，巧妙的使用圆柱与槽的连接方式对水平度及高度进行调节，再通过顶丝对前后距离进行调节，确保可以与工艺设备进行3个轴向的调节。
所述的一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备，其优选方案为档杆根据控制和材质可分为气控或电控，金属或非金属。
所述的一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备，其优选方案为不同尺寸的片盒在承片台通过气缸或电缸不同形式的传送机构，使片盒进行运动。
一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备的使用方法：利用螺钉孔，将高洁净度半导体晶圆自动装载设备安装到设备的相应位置，无需将螺钉拧紧；后将固定板固定到设备的相应位置，再将定位块定位后利用定位块顶丝孔处的顶丝，来调整调整块的位置，调整块的凹槽处支撑调整栓,从而确定高洁净度半导体晶圆自动装载设备的垂直高度位置和水平度；
再次，利用顶丝孔处的顶丝，来调节高洁净度半导体晶圆自动装载设备的垂直度；
最后，锁紧所有螺钉，将高洁净度半导体晶圆自动装载设备完全固定。
高洁净度半导体晶圆自动装载设备的使用方法为将电源开关上电后，首先进行初始化，其次进行如下功能操作：
Start按钮:
当承片台在高洁净度半导体晶圆自动装载设备(以下简称晶圆自动装载设备)外侧时，且承片台有片盒，此时密封闸板组件处于下降位，框架组件的通道处于打开状态，按下此按钮，承片台会自动进入到晶圆自动装载设备内侧，在动作过程中，start绿灯闪烁，动作结束后，start绿灯常亮。当承片台进入到指定位置后，密封闸板做上升动作，到位后以一定角度关闭框架组件的通道，在密封闸板做上升运动过程中，Mapping传感器会自动对片盒进行Mapping检测。
Stop按钮:
当承片台在晶圆自动装载设备内侧时,按下此按钮,密封闸板组件以一定的调度打开通道，之后做下降运动，到位后，承片台会自动运行到装载设备外侧，在动作过程中，start绿灯闪烁，动作结束后，start绿灯常量。
Stop与start按钮具有互琐功能，每个动作执行时，都不可以中断停止。
当stop灯亮时，代表有故障产生。通过查询指令可以检测出故障代码，故障可通过上位机RST指令进行复位。
当带有片盒的承片台在晶圆自动装载设备内部，并片盒中存在若干晶圆，工艺设备需要对晶圆进行取送前，防滑出档杆由气缸或电缸驱动做旋转运动，使晶圆进出区域无阻挡。
本发明的有益效果：本发明结构简练，功能全面，节约成本。通过多种尺寸晶圆进出半导体设备的传送，满足晶圆在高洁净空间工作的需求，该结构占用空间小，兼容性能好。因此采用此结构具有重大的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为高洁净度半导体晶圆自动装载设备轴测图a；
图2为高洁净度半导体晶圆自动装载设备轴测图b；
图3为密封闸板组件轴测图；
图4为承片台组件轴测图；
图5为框架组件轴测图；
图6为按钮详解图；
图7为设备固定调节机构详解图。
图中，1为密封闸板组件；2为承片台组件；3为框架组件；101为Mapping传感器；102为门板；103为轴承；104为气动滑台(或电动滑台)；105为气缸(或电缸)；106为固定板；107为连接杆；201为档杆；202为旋转气缸；203为承片台；204为滑动组件；205为片盒检测器；206为片盒；207为底板；301为工作区域；302为传感器；303为按钮；304为框架；305为操作台；306为片盒传送通道；307为控制箱；308为设备固定调节机构；3031为Start/Close按键；3032为Stop/Open按键；3081为固定螺钉孔；3082为顶丝孔；3083为固定板；3084为定位块；3085为定位块顶丝孔；3086为调整块；3087为调整柱。
具体实施方式
如图1-6所示一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备，包括密封闸板组件1、承片台组件2和框架组件3；
所述密封闸板组件1包括Mapping传感器101、门板102、轴承103、滑台a104、气缸或电缸105、固定板106和连接杆107；
所述连接杆107一端连接门板102一侧；另一端连接固定板106；
所述Mapping传感器101固定在门板102上；
所述滑台a104连接在固定板106一侧；轴承103和气缸或电缸104设置在固定板106的另一侧；
气缸或电缸105的直线运动带动门板102做上升或下降的动作；并在上升过程中对片盒进行扫描；实现门板102自动开闭和升降；
所述框架组件3包括框架304、工作区域301、传感器302、按钮303、控制箱307、操作台305、片盒传送通道306和设备固定调节机构308；
所述控制箱307设置在操作台305下方；均设置在框架304一侧；且框架304上端留有片盒传送通道306；
所述操作台304上设有工作区域304、传感器32和按钮303；
操作箱304里依次设有减压阀、阀岛、PLC控制模块和电源开关；
所述密封闸板组件门板1一端设置在片盒传送通道306处；另一端放置在控制箱307内；
所述承片台组件2包括档杆201、旋转气缸202、承片台203、滑动组件204、片盒检测器205、片盒206和底板207；
所述滑动组件204包括滑台b和支撑件；
所述承片台203一侧底端固定在支撑件上；滑台带动支撑件；支撑件带动承片台203来回滑动；滑台b底面固定在底板207上；
所述片盒检测器205设置在承片台203上；用于通过传感器识别片盒是否在承片台203的正确位置；
所述旋转气缸202上的固定板连接在承片台203一侧；
所述旋转气缸202一端连接档杆201；片盒206放置在承片台203上；通过挡杆201来限定位置；晶圆设置在片盒内；通过档杆将片盒内的晶圆锁定位置；
所述承片台组件通过底板207连接在框架的另一侧；由滑台b带动承片台203上的片盒206在片盒传送通道306上来回运动。
框架304四周设有螺钉孔3091和顶丝孔3092，通过螺钉孔连接到设备上，通过顶丝调整高洁净度半导体晶圆自动装载设备的垂直度；
所述框架304底端连接设备固定调节机构；
所述设备固定调节机构308包括固定板3083、定位块3084、调整块3086和调整柱3087；
固定3083上设有顶丝孔3085；定位块、调整块3086通过螺钉固定在固定板3083上；
定位块3084定位后通过利用顶丝来调整调整块的位置；调整块的凹槽处支撑调整柱3087；用于确定高洁净度半导体晶圆自动装载设备的垂直高度位置和水平度；
所述按钮303为Start/Close按键3031和Stop/Open按键3032。
利用螺钉与工艺单元固定后；巧妙的使用圆柱与槽的连接方式对水平度及高度进行调节；再通过顶丝对前后距离进行调节；确保可以与工艺设备进行3个轴向的调节。
档杆201根据控制和材质可分为气控或电控；金属或非金属。
不同尺寸的片盒206在承片台203通过气缸或电缸不同形式的传送机构,使片盒206进行运动。
一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备的使用方法：利用螺钉孔；将高洁净度半导体晶圆自动装载设备安装到设备的相应位置；无需将螺钉拧紧；后将固定板3093固定到设备的相应位置；再将定位块3094定位后利用定位块顶丝孔3095处的顶丝；来调整调整块3096的位置；调整块3096的凹槽处支撑调整栓3097,从而确定高洁净度半导体晶圆自动装载设备的垂直高度位置和水平度；
再次；利用顶丝孔处的顶丝；来调节高洁净度半导体晶圆自动装载设备的垂直度；
最后；锁紧所有螺钉；将高洁净度半导体晶圆自动装载设备完全固定。
高洁净度半导体晶圆自动装载设备的使用方法为将电源开关上电后；首先进行初始化；其次进行如下功能操作：
Start按钮:
当承片台203在高洁净度半导体晶圆自动装载设备(以下简称晶圆自动装载设备)外侧时；此时密封闸板组件处于下降位；框架组件的通道处于打开状态；按下此按钮；承片台203会自动进入到晶圆自动装载设备内侧；在动作过程中；start绿灯闪烁；动作结束后；start绿灯常亮。当承片台203进入到指定位置后；密封闸板做上升动作；到位后以一定角度关闭框架组件3的通道；在密封闸板做上升运动过程中；Mapping传感器会自动对片盒进行Mapping检测。
Stop按钮:
当承片台3在晶圆自动装载设备内侧时,按下此按钮,密封闸板组件1以一定的调度打开通道；之后做下降运动；到位后；承片台203会自动运行到装载设备外侧；在动作过程中；start绿灯闪烁；动作结束后；start绿灯常量。
Stop与start按钮具有互琐功能；每个动作执行时；都不可以中断停止。
当stop灯亮时；代表有故障产生。通过查询指令可以检测出故障代码；故障可通过上位机RST指令进行复位。
当带有片盒206的承片台203在晶圆自动装载设备内部；并片盒中存在若干晶圆；工艺设备需要对晶圆进行取送前；档杆201由气缸或电缸驱动做旋转运动；使晶圆进出区域无阻挡。

Claims (4)

1.一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备，其特征在于：包括密封闸板组件、承片台组件和框架组件；
所述密封闸板组件包括Mapping传感器、门板、轴承、滑台a、气缸或电缸、固定板和连接杆；
所述连接杆一端连接门板一侧，另一端连接固定板；
所述Mapping传感器固定在门板上；
所述滑台a连接在固定板一侧，轴承和气缸或电缸设置在固定板的另一侧；
气缸或电缸的直线运动带动门板做上升或下降的动作，并在上升过程中对片盒进行扫描，实现门板自动开闭和升降；
所述框架组件包括框架、工作区域、传感器、按钮、控制箱、操作台、片盒传送通道和设备固定调节机构；
所述控制箱设置在操作台下方，均设置在框架一侧，且框架上端留有片盒传送通道；
所述操作台上设有工作区域、传感器和按钮；
操作箱里依次设有减压阀、阀岛、PLC控制模块和电源开关；
所述密封闸板组件门板一端设置在片盒传送通道处，另一端放置在控制箱内；
所述承片台组件包括档杆、旋转气缸、承片台、滑动组件、片盒检测器、片盒和底板；
所述滑动组件包括滑台b和支撑件；
所述承片台一侧底端固定在支撑件上，滑台带动支撑件，支撑件带动承片台来回滑动，滑台b底面固定在底板上；
所述检测器设置在承片台上，用于通过传感器识别片盒是否在承片台的正确位置；
所述旋转气缸上的固定板连接在承片台一侧；
所述旋转气缸一端连接档杆，片盒放置在承片台上，通过挡杆来限定位置，晶圆设置在片盒内，通过档杆将片盒内的晶圆锁定位置；
所述承片台组件通过底板连接在框架的另一侧；由滑台b带动承片台上的片盒在片盒传送通道上来回运动。
框架四周设有螺钉孔和顶丝孔，通过螺钉孔连接到设备上，通过顶丝调整高洁净度半导体晶圆自动装载设备的垂直度；
所述框架底端连接设备固定调节机构；
所述设备固定调节机构包括固定板、定位块、调整块和调整柱；
固定板上设有顶丝孔，定位块、调整块通过螺钉固定在固定板上；
定位块定位后通过利用顶丝来调整调整块的位置，调整块的凹槽处支撑调整柱，用于确定高洁净度半导体晶圆自动装载设备的垂直高度位置和水平度；
所述按钮为Start/Close按键和Stop/Open按键。
2.如权利要求1所述的一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备，其特征在于：利用螺钉与工艺单元固定后，巧妙的使用圆柱与槽的连接方式对水平度及高度进行调节，再通过顶丝对前后距离进行调节，确保可以与工艺设备进行3个轴向的调节。
3.如权利要求1所述的一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备，其特征在于：档杆根据控制和材质可分为气控或电控，金属或非金属。
4.如权利要求1所述的一种高洁净度半导体晶圆自动装载设备，其特征在于：不同尺寸的片盒在承片台通过气缸或电缸不同形式的传送机构，使片进行运动。
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