CN112713112A - 一种晶圆推片器治具及其推片方法 - Google Patents

一种晶圆推片器治具及其推片方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种晶圆推片器治具及其推片方法，治具包括治具平台、晶圆匣和晶圆推送机构；所述晶圆推送机构包括推送组件和扫描检测组件，所述推送组件包括推送部，所述推送部对应所述晶圆匣的中部，所述扫描检测组件包括移动式检测杆件和检测传感器，所述推送部的推送面上还设有压力传感器，所述压力传感器电连接有控制器，所述检测传感器电连接所述控制器。先通过推送部推送单片晶圆，压力传感器测得单片晶圆推力值，再通过检测杆件和检测传感器测得晶圆匣中晶圆的数量，算出推动晶圆匣中所有晶圆的推力值。本发明根据晶圆匣中晶圆数量进行精确推动，适用不同类型的晶圆，能够生产安全，避免作业事故产生。

Description

一种晶圆推片器治具及其推片方法
技术领域
本发明涉晶圆载具领域，尤其涉及一种晶圆推片器治具及其推片方法。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，随着集成电路芯片的广泛应用，晶圆的重要性也逐渐体现出来。在晶圆的加工过程中，需要用到晶圆匣对其进行运输和保管，但是在运输和搬运的过程中，需要将晶圆匣放置在治具上将其中一个晶圆匣中的晶圆推送到另外一个晶圆匣中。
在现有技术中，在推动晶圆匣中的晶圆时，往往是使用一个电机来带动推杆，但是这种电机带动推杆的推动力在推1片和推25片晶圆的推动力是相同的，然而晶圆片又轻又薄，在晶圆匣中装有不同数量的晶圆时，推杆的推力过大，非常容易把晶圆推坏，做成严重作业事故，或者推杆推力不足，不易推动晶圆，而且晶圆匣中经常有晶圆片斜插的现象，如果有斜插或者没有放好，晶圆匣没放置到位，员工在作业过程中很难发现，造成严重作业事故。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种晶圆推片器治具及其推片方法，能够根据晶圆的数量进行推动晶圆，生产安全性高，避免损坏晶圆而造成作业事故。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种晶圆推片器治具，包括治具平台、设置在治具平台上的晶圆匣和晶圆推送机构；所述晶圆推送机构安装在所述治具平台上并位于所述晶圆匣的一侧；所述晶圆推送机构的推送方向对应于所述晶圆匣的入口，所述晶圆匣内设有沿垂直方向均匀排布的晶圆插槽；
所述晶圆推送机构包括推送组件和扫描检测组件，所述推送组件包括推送部，所述推送部对应所述晶圆匣的中部，所述扫描检测组件包括移动式检测杆件和检测传感器，所述检测传感器安装在所述检测杆件上并与所述检测杆件同步移动，所述检测杆件对应所述晶圆匣入口并沿着垂直方向移动；
所述推送部的推送面上设有对应所述晶圆插槽的晶圆推槽，所述推送部的推送面上还设有压力传感器，所述压力传感器电连接有控制器，所述检测传感器电连接所述控制器。
优选的，所述压力传感器安装在所述推送部的中心部，并与所述推送部的推动面连接。
优选的，所述推送组件还包括电动推杆和驱动单元，所述推送部安装在所述电动推杆的端部上，所述驱动单元连接所述电动推杆，并驱动所述电动推杆朝向所述晶圆匣移动。
优选的，所述检测杆件横向设置在所述推送部上方，所述检测传感器为两个对应设置对射传感器，且分别安装在所述检测杆件的两端，所述检测传感器朝向所述晶圆匣的入口延伸设置。
优选的，所述扫描检测组件还包括安装两个对应设置的立板，所述推送部安装在两个所述立板之间；所述检测杆件横向连接在两个所述立板之间；两个所述立板上均设有用于安装所述检测杆件的滑动件，所述滑动件在所述立板上沿Z轴方向上下移动，所述检测杆件与所述滑动件同步移动。
优选的，所述检测杆件与所述滑动件之间设置有朝向所述晶圆匣X轴向滑轨，所述检测杆件上设有滑块，所述检测杆件通过所述滑块滑动连接在所述滑动件上的X轴向滑轨上，两个所述立板的内侧均设有导向槽，所述检测杆的两侧分别延伸至所述导向槽内。
优选的，所述导向槽包括第一部导向槽和第二部导向槽，所述第一部导向槽斜向下设置，所述第二部导向槽沿Z轴方向竖直设置，所述第一部导向槽与所述第二部导向槽连通。
优选的，所述第一部导向槽位于所述第二部导向槽的上方，所述第一部导向槽的最低处的高度大于所述推送部最高处的高度。
本发明还提供了一种上述晶圆推片器治具的推片方法，所述方法包括如下步骤：
S1、预先检测单片晶圆推力，在所述晶圆匣内的晶圆插槽中放置一片晶圆，所述推送部推动晶圆移动，推送面上的压力传感器检测到一片晶圆移动的反推力信号值，并将该信号值反馈到所述控制器，测得单片晶圆的推力值；
S2、扫描晶圆匣中晶圆数量，所述检测杆件对应所述晶圆匣入口，自所述晶圆匣的最上端向下移动，通过检测传感器在随着所述检测杆件移动的过程中，扫描并测得晶圆匣中晶圆，当所述检测传感器每检测到一片晶圆时，将检测信息反馈到所述控制器，所述控制器得到所述晶圆匣中晶圆的数量值；
S3、计算推力值，所述控制器根据步骤S1中测得的单片晶圆推力值和步骤S2中测得的晶圆数量，计算出推送部的推力值；
S4、推动晶圆，所述推送部根据步骤S3中计算出的推力值，向所述晶圆匣方向移动并推动所述晶圆插槽中的晶圆。
优选的，所述步骤S2中的检测传感器为位于所述检测杆件两端的对射传感器，所述扫描检测组件在扫描晶圆匣中晶圆数量过程中所述检测杆件上的对射传感器位于所述晶圆匣中晶圆的两侧。
与相关技术相比较，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的一种晶圆推片器治具及其推片方法，结构简单，使用方便，生产安全性高，能够根据晶圆匣中晶圆类型与数量，调整推杆的推动力，相比于现有的恒定力的电动推杆，能够有效的避免的晶圆被推坏或者推不动的情形，适应性强，精确度好，生产安全，降低因晶圆损坏而产生的劳动成本。
同时，还能在推动晶圆匣中的晶圆时，有效的检测晶圆是否差斜或者没插好的问题，提高生产安全，避免作业事故产生。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种较佳实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的晶圆推送机构结构示意图；
图3为本发明提供的扫描检测组件的结构示意图；
图4为图3中部分放大图；
图5为本发明提供的推送组件的结构示意图。
图中标号：1、治具平台；2、晶圆匣；21、晶圆插槽；3、晶圆推送机构；4、推送组件；41、推送部；410、晶圆推槽；42、压力传感器；43、电动推杆；44、驱动单元；5、扫描检测组件；51、检测杆件；52、检测传感器；53、立板；530、导轨；54、滑动件；55、驱动电机；56、传送带；57、X轴向滑轨；58、滑块；6、导向槽；61、第一部导向槽；62、第二部导向槽；7、防护罩；71、开口槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请结合参阅图1、图2、图3、图4和图5，一种晶圆推片器治具，包括治具平台1、设置在治具平台1上的晶圆匣2和晶圆推送机构3；所述晶圆推送机构3安装在所述治具平台1上并位于所述晶圆匣2的一侧；所述晶圆推送机构3的推送方向对应于所述晶圆匣2的入口，所述晶圆匣2内设有沿垂直方向均匀排布的晶圆插槽21；
所述晶圆推送机构3包括推送组件4和扫描检测组件5，所述推送组件4包括推送部41，所述推送部41对应所述晶圆匣2的中部，所述扫描检测组件5包括移动式检测杆件51和检测传感器52，所述检测传感器52安装在所述检测杆件51上并与所述检测杆件51同步移动，所述检测杆件51对应所述晶圆匣2入口并沿着垂直方向移动；
所述推送部41的推送面上设有对应所述晶圆插槽21的晶圆推槽410，所述推送部41的推送面上还设有压力传感器42，所述压力传感器42电连接有控制器，控制器为现有技术中常规使用的PLC控制器，图中未示出，所述检测传感器52电连接所述控制器。
再如图5所示，在本实施例中，所述压力传感器42安装在所述推送部41的中心部，并与所述推送部41的推动面连接，用来检测推送部41的推动面受力值，当推送部41的推动面收到作用力后，能够将收到的作用力大小传递到压力传感器42上。
所述推送组件4还包括电动推杆43和驱动单元44，所述推送部41安装在所述电动推杆43的端部上，所述驱动单元44连接所述电动推杆43，驱动单元44电连接控制器，并驱动所述电动推杆43朝向所述晶圆匣2移动，使得推送部41能够推动晶圆匣2中的晶圆，同时推送部41的中心轴线对应晶圆匣2的正中，确保推送部41能够移动时沿着晶圆匣2中心方向推动，推力平衡。
如图2、图3和图4所示，在本实施例中，所述检测杆件51横向设置在所述推送部41上方，所述检测传感器52为两个对应设置对射传感器，且分别安装在所述检测杆件51的两端，所述检测传感器52朝向所述晶圆匣2的入口延伸设置，使得检测传感器52能够在检测的过程中，位于晶圆匣2内晶圆的两侧，从晶圆两侧发射光线来检测晶圆的有无和晶圆有无插斜，从而检测得到晶圆匣2内晶圆的数量和按插状况。
所述扫描检测组件5还包括安装两个对应设置的立板53，所述推送部41安装在两个所述立板53之间；所述检测杆件51横向连接在两个所述立板53之间；两个所述立板53上均设有用于安装所述检测杆件51的滑动件54，所述滑动件54在所述立板53上沿Z轴方向上下移动，所述检测杆件51与所述滑动件54同步移动。
所述扫描检测组件5还包括驱动电机55和连接在驱动电机55上的传送带56，所述传送带56沿Z轴方向设置，所述滑动件54固定连接在所述传送带56上，所述驱动电机55驱动所述传送带56沿Z轴方向往复传动。确保检测杆件51能够进行上下移动，从而检测晶圆匣2中的晶圆，所述传送带56设置在所述立板53的外侧，所述立板53的内侧均设有沿Z轴方向设置的导轨530，所述滑动件54卡嵌配合在所述导轨530上，部分所述滑动件54延伸至所述立板53外部并与所述传送带56固定连接，保证上下移动精度。
所述检测杆件51与所述滑动件54之间设置有朝向所述晶圆匣2X轴向滑轨57，所述检测杆件51上设有滑块58，所述检测杆件51通过所述滑块58滑动连接在所述滑动件54上的X轴向滑轨57上，两个所述立板53的内侧均设有导向槽6，所述检测杆的两侧分别延伸至所述导向槽6内，所述导向槽6包括第一部导向槽61和第二部导向槽62，所述第一部导向槽61斜向下设置，所述第二部导向槽62沿Z轴方向竖直设置，所述第一部导向槽61与所述第二部导向槽62连通，所述第一部导向槽61位于所述第二部导向槽62的上方，所述第一部导向槽61的最低处的高度大于所述推送部41最高处的高度，从而使得检测杆件51能够在沿Z轴方向移动的过程中，同时沿着第一部导向槽61进行X轴向伸缩，从而使得检测杆件51伸入晶圆匣2中，并进行检测。
在本实施例中，所述晶圆推送机构3外部设有安装在所述治具平台1的防护罩7，所述防护罩7上设有对应所述推送部41的开口槽71，所述推送部41通过所述开口槽71朝向所述晶圆匣2移动。
使用上述晶圆推片器治具的推片方法，其具体步骤如下：
S1、预先检测单片晶圆推力，在所述晶圆匣2内的晶圆插槽21中放置一片需要推送的同型号的晶圆，所述推送部41开始推动该片晶圆移动，推送面上的压力传感器42对应该片晶圆，在推动晶圆移动时，晶圆产生反推力到压力传感器42上，使得压力传感器42检测到一片晶圆移动的反推力信号值，并将该信号值反馈到所述控制器，测得单片晶圆的推力值；
S2、扫描晶圆匣2中晶圆数量，所述检测杆件51对应所述晶圆匣2入口，自所述晶圆匣2的最上端向下移动，通过检测传感器52在随着所述检测杆件51移动的过程中，扫描并测得晶圆匣2中晶圆，当所述检测传感器52每检测到一片晶圆时，将检测信息反馈到所述控制器，所述控制器得到所述晶圆匣2中晶圆的数量值；
检测杆件51上的检测传感器52为位于所述检测杆件51两端的对射传感器，所述检测杆件51为伸缩杆，并在扫描晶圆匣2中晶圆数量过程中，扫描检测组件5上的驱动单元44驱动传送带56传动，使得固定在传送带56上的滑动件54沿着导轨530向下移动，滑动件54在移动的过程中，滑动连接在滑动件54上端的检测杆件51也同步移动，由于检测杆件51的两侧位于两个立板53的导向槽6内，且导向槽6的第一部导向槽61斜向下设置，检测杆件51通过滑块58沿X轴方向滑动连接在滑动件54的上端，滑动件54在向下移动时，检测杆件51沿第一部导向槽61移动，进而使得检测杆件51向沿X轴方向伸出，进而向晶圆匣2内伸入，从而使得扫描检测组件5在扫描晶圆匣2中晶圆数量过程中，将所述检测杆件51上的对射传感器位于所述晶圆匣2中晶圆的两侧，滑动件54继续向下移动，检测杆件51沿着导向槽6移动至第二部导向槽62垂直向下移动，使得伸出后的检测杆件51垂直向下移动，通过检测杆件51两端的对射传感器位于晶圆匣2中晶圆的两侧，对圆匣中晶圆进行自上而下进行检测，当检测到有晶圆时，将检测信息反馈到控制器，直至检测杆件51移动到晶圆匣2最低处，完成检测，控制器算得晶圆匣2中晶圆的数量，当检测到晶圆插斜时，对射传感器将信息反馈到控制器，控制器发出报警信息，并停止运行。
S3、计算推力值，所述控制器根据步骤S1中测得的单片晶圆推力值和步骤S2中测得的晶圆数量，计算出推送部41的推力值；
S4、推动晶圆，根据步骤S3中控制器计算出的推力值，通过控制器向驱动单元44发出相应的控制信号，驱动单元44驱动电动推杆43来推动推送部41向所述晶圆匣2方向移动并推动所述晶圆插槽21中的晶圆，完成将一晶圆匣中的晶圆推至另一晶圆匣中。
本发明根据晶圆匣中晶圆数量进行精确推动，而且适用不同类型的晶圆，只需通过常规的技术手段调整控制器参数即可，根据测得的数量值和单片推力值即可计算出总推力值。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种晶圆推片器治具，其特征在于，包括治具平台、设置在治具平台上的晶圆匣和晶圆推送机构；所述晶圆推送机构安装在所述治具平台上并位于所述晶圆匣的一侧；所述晶圆推送机构的推送方向对应于所述晶圆匣的入口，所述晶圆匣内设有沿垂直方向均匀排布的晶圆插槽；
所述晶圆推送机构包括推送组件和扫描检测组件，所述推送组件包括推送部，所述推送部对应所述晶圆匣的中部，所述扫描检测组件包括移动式检测杆件和检测传感器，所述检测传感器安装在所述检测杆件上并与所述检测杆件同步移动，所述检测杆件对应所述晶圆匣入口并沿着垂直方向移动；
所述推送部的推送面上设有对应所述晶圆插槽的晶圆推槽，所述推送部上还设有压力传感器，所述压力传感器电连接有控制器，所述检测传感器电连接所述控制器。
2.根据权利要求1所述的晶圆推片器治具，其特征在于，所述压力传感器安装在所述推送部的中心部，并与所述推送部的推动面连接。
3.根据权利要求1所述的晶圆推片器治具，其特征在于，所述推送组件还包括电动推杆和驱动单元，所述推送部安装在所述电动推杆的端部上，所述驱动单元连接所述电动推杆，并驱动所述电动推杆朝向所述晶圆匣移动。
4.根据权利要求1所述的晶圆推片器治具，其特征在于，所述检测杆件横向设置在所述推送部上方，所述检测传感器为两个对应设置对射传感器，且分别安装在所述检测杆件的两端，所述检测传感器朝向所述晶圆匣的入口延伸设置。
5.根据权利要求4所述的晶圆推片器治具，其特征在于，所述扫描检测组件还包括安装两个对应设置的立板，所述推送部安装在两个所述立板之间；所述检测杆件横向连接在两个所述立板之间；两个所述立板上均设有用于安装所述检测杆件的滑动件，所述滑动件在所述立板上沿Z轴方向上下移动，所述检测杆件与所述滑动件同步移动。
6.根据权利要求5所述的晶圆推片器治具，其特征在于，所述检测杆件与所述滑动件之间设置有朝向所述晶圆匣X轴向滑轨，所述检测杆件上设有滑块，所述检测杆件通过所述滑块滑动连接在所述滑动件上的X轴向滑轨上，两个所述立板的内侧均设有导向槽，所述检测杆的两侧分别延伸至所述导向槽内。
7.根据权利要求6所述的晶圆推片器治具，其特征在于，所述导向槽包括第一部导向槽和第二部导向槽，所述第一部导向槽斜向下设置，所述第二部导向槽沿Z轴方向竖直设置，所述第一部导向槽与所述第二部导向槽连通。
8.根据权利要求7所述的晶圆推片器治具，其特征在于，所述第一部导向槽位于所述第二部导向槽的上方，所述第一部导向槽的最低处的高度大于所述推送部最高处的高度。
9.一种如权利要求1-8任一项所述晶圆推片器治具的推片方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、预先检测单片晶圆推力，在所述晶圆匣内的晶圆插槽中放置一片晶圆，所述推送部推动晶圆移动，推送面上的压力传感器检测到一片晶圆移动的反推力信号值，并将该信号值反馈到所述控制器，测得单片晶圆的推力值；
S2、扫描晶圆匣中晶圆数量，所述检测杆件对应所述晶圆匣入口，自所述晶圆匣的最上端向下移动，通过检测传感器在随着所述检测杆件移动的过程中，扫描并测得晶圆匣中晶圆，当所述检测传感器每检测到一片晶圆时，将检测信息反馈到所述控制器，所述控制器得到所述晶圆匣中晶圆的数量值；
S3、计算推力值，所述控制器根据步骤S1中测得的单片晶圆推力值和步骤S2中测得的晶圆数量，计算出推送部的推力值；
S4、推动晶圆，所述推送部根据步骤S3中计算出的推力值，向所述晶圆匣方向移动并推动所述晶圆插槽中的晶圆。
10.根据权利要求9所述的推片方法，其特征在于，所述步骤S2中的检测传感器为位于所述检测杆件两端的对射传感器，所述扫描检测组件在扫描晶圆匣中晶圆数量过程中所述检测杆件上的对射传感器位于所述晶圆匣中晶圆的两侧。
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