CN114361093B - 一种晶圆上下料及预定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆上下料及预定位装置，属于晶圆检测技术领域，包括：晶圆存储箱，用于放置待检测晶圆；上下料机构，用于加工待检测晶圆放入所述晶圆存储箱，在检测时，将待检测晶圆从所述晶圆存储箱取出转移至预定检测位置；预定位升降机构，位于所述预定检测位置，用于将到达所述与预定检测位置的待检测晶圆移动至检测高度；预定位旋转机构，用于带动移动至所述检测高度的待检测晶圆旋转，进行晶圆缺陷检测。本装置采用预定位旋转机构，搭载直线电机组合叉手伸缩机构、预定位相机抓拍晶圆缺口并预纠偏定位晶圆，能够高效、低成本实现自动上下料及预定位功能。

Description

一种晶圆上下料及预定位装置
技术领域
本发明涉及晶圆检测技术领域，具体涉及一种晶圆上下料及预定位装置。
背景技术
目前晶圆检测设备（含探针台、晶圆表面AOI等）上下料和预定位主要采用专用机器人和边缘传感器预定位装置进行，成本高、占用空间大、安装调试复杂。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种晶圆上下料及预定位装置。
本发明采用的技术方案为：一种晶圆上下料及预定位装置，包括：
晶圆存储箱，用于放置待检测晶圆；
上下料机构，用于加工待检测晶圆放入所述晶圆存储箱，在检测时，将待检测晶圆从所述晶圆存储箱取出转移至预定检测位置；
预定位升降机构，位于所述预定检测位置，用于将到达所述预定检测位置的待检测晶圆移动至检测高度；
预定位旋转机构，用于带动移动至所述检测高度的待检测晶圆旋转，进行晶圆缺陷检测。
进一步地，所述上下料机构包括上下料旋转机构、上下料伸缩机构、第一取料装置和第二取料装置；
所述上下料伸缩机构用于带动所述第一取料装置和所述第二取料装置水平直线移动，用于将所述待检测晶圆从所述晶圆存储箱取出；
所述上下料旋转机构用于带动所述第一取料装置和所述第二取料装置水平旋转，将取出的所述待检测晶圆旋转至所述预定检测位置。
更进一步地，所述上下料伸缩机构包括第一叉手伸缩机构、叉手安装板；
所述第一叉手伸缩机构包括：第一直线电机和第一磁栅尺；
所述叉手安装板包括：第一安装板；
所述第一安装板的上端面上固定连接有第一直线模组；
所述第一直线电机和所述第一磁栅尺均固定连接在所述第一直线模组上，所述第一磁栅尺与所述第一直线模组的滑轨平行设置，所述滑轨上滑动连接有第一滑块；
所述第一取料装置固定连接在所述第一滑块上；
所述第一安装板的底部端面与所述上下料旋转机构固定连接。
更进一步地，所述上下料伸缩机构包括第二叉手伸缩机构、第二安装板；
所述第二叉手伸缩机构包括：第二直线电机和第二磁栅尺；
所述第而安装板的上端面上固定连接有第二直线模组；
所述第二直线电机和所述第二磁栅尺均固定连接在所述第二直线模组上，所述第二磁栅尺与所述第二直线模组的滑轨平行设置，所述滑轨上滑动连接有第二滑块；
所述第二取料装置固定连接在所述第二滑块上；
所述第二安装板的底部端面与所述上下料旋转机构固定连接；
其中，所述第一安装板和所述第二安装板的设置高度不同。
更进一步地，所述第一取料装置包括第一叉手，所述第二取料装置包括第二叉手；
所述第一叉手固定连接在所述第一滑块上；
所述第二叉手固定连接在所述第二滑块上。
更进一步地，所述第一叉手和第二叉手形状相同，由一板材的一端切出U型缺口而成。
更进一步地，所述上下料旋转机构包括第一旋转动力电机和第一旋转机构；
所述第一旋转机构和所述第一旋转动力电机为一体机构；
所述第一旋转机构的上部分别与所述第一安装板和所述第二安装板的底部端面固定连接。
更进一步地，预定位升降机构包括晶圆吸附平台、预定位安装板、升降气缸；
所述升降气缸固定连接在所述预定位安装板的底部端面上；
所述预定位旋转机构与所述升降气缸的运动件固定连接；
所述晶圆吸附平台固定连接在所述预定位旋转机构的转动件上。
更进一步地，所述预定位旋转机构包括第二旋转动力电机和第二旋转机构；
所述第二旋转动力电机与所述升降气缸的运动件固定连接；
所述第二旋转机构和所述第二旋转动力电机为一体机构；
所述第二旋转机构的上端与所述预定位安装板的底部端面固定连接；
所述第二旋转动力电机的电机轴与所述第二旋转机构内的回转轴承转动连接；
所述第二旋转动力电机的电机轴穿过预定位安装板，所述晶圆吸附平台固定连接在所述第二旋转动力电机的电机轴末端。
更进一步地，所述预定检测位置上方设有预定位相机。
本发明的有益效果：
本装置采用预定位旋转机构和搭载直线电机组合的第一叉手和第二叉手实现抓取功能，利用预定位相机抓拍晶圆缺口并预纠偏定位晶圆，能够高效、低成本实现自动上下料及预定位功能。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的侧面结构示意图；
图2是本发明实施例的俯视结构示意图；
图3是本发明实施例的预定位相机结构示意图；
图4是本发明实施例的预定位升降机构结构示意图；
图5是本发明实施例的上下料伸缩机构侧面结构示意图；
图6是本发明实施例的上下料伸缩机构俯视结构示意图。
附图标记：
1为预定位相机，2为预定位升降机构，21为晶圆吸附平台，22为预定位安装板，23为第二旋转动力电机，24为升降气缸，25为第二旋转机构，3为预定位旋转机构，30为第一旋转机构，31为叉手安装板，32为第一旋转动力电机，33为第一直线电机，34为第一磁栅尺，35为第一叉手，36为第二叉手，37为第二直线电机，38为第二磁栅尺，4为上下料伸缩机构，5为上下料旋转机构，6为晶圆存储箱，7为移动载台，8为伸缩顶杆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1至图6，如图1至图6所示，一种晶圆上下料及预定位装置，包括：
晶圆存储箱6，用于放置待检测晶圆；
上下料机构，用于加工待检测晶圆放入所述晶圆存储箱6，在检测时，将待检测晶圆从所述晶圆存储箱6取出转移至预定检测位置；
预定位升降机构2，位于所述预定检测位置，用于将到达所述预定检测位置的待检测晶圆移动至检测高度；
预定位旋转机构3，用于带动移动至所述检测高度的待检测晶圆旋转，进行晶圆缺陷检测。
需要说明的是，本装置通过外联计算机控制与上述动作机构的工作状态，同时实现信号的接受和发送。
其中，本装置还包括移动载台7，移动载台7，对晶圆的信息检测；所述移动载台7上设有检测设备的探针台，其中间位置设有伸缩杆8，伸缩杆8可实现将晶圆在，配合上下料机构将晶圆移至晶圆存储箱内。
另外，晶圆存储箱由一个无顶盖和缺失一个侧面的箱体构成，所述箱体内壁上均匀并列设有若干限位凸棱，所述箱体的外壁固定连接在所述机架上。所述晶圆存储箱由聚乙烯材质构成。
晶圆存储箱的外壁上固定连接有电动伸缩杆，该电动伸缩杆的底部外壳体固定连接在机架上，且电动伸缩杆与计算机连接；在进行叉手对晶圆的抓取过程时，可通过计算机控制电动伸缩杆工作，从而其中，晶圆存储箱采用聚乙烯材质可以有效的降低晶圆在箱体内的划伤风险。
本发明一实施例中，所述上下料机构包括上下料旋转机构5、上下料伸缩机构4、第一取料装置和第二取料装置；
所述上下料伸缩机构4用于带动所述第一取料装置和所述第二取料装置水平直线移动，用于将所述待检测晶圆从所述晶圆存储箱6取出；
所述上下料旋转机构5用于带动所述第一取料装置和所述第二取料装置水平旋转，将取出的所述待检测晶圆旋转至所述预定检测位置。
本发明一实施例中，所述上下料伸缩机构4包括第一叉手伸缩机构、叉手安装板31；
所述第一叉手伸缩机构包括：第一直线电机33和第一磁栅尺34；
所述叉手安装板31包括：第一安装板；
所述第一安装板的上端面上固定连接有第一直线模组；
所述第一直线电机33和所述第一磁栅尺34均固定连接在所述第一直线模组上，所述第一磁栅尺34与所述第一直线模组的滑轨平行设置，所述滑轨上滑动连接有第一滑块；
所述第一取料装置固定连接在所述第一滑块上；
所述第一安装板的底部端面与所述上下料旋转机构5固定连接。
需要说明的是，磁栅尺是利用与录音技术相似的方法，通过录磁头在磁性尺(或盘)上录制出间隔严格相等的磁波这一过程称为录磁。已录制好磁波的磁性尺称为磁栅尺。磁栅尺上相邻栅波的间隔距离称为磁栅的波长，又称为磁栅的节距(栅距）。
本发明一实施例中，所述上下料伸缩机构4包括第二叉手伸缩机构、第二安装板；
所述第二叉手伸缩机构包括：第二直线电机37和第二磁栅尺38；
所述第而安装板的上端面上固定连接有第二直线模组；
所述第二直线电机37和所述第二磁栅尺38均固定连接在所述第二直线模组上，所述第二磁栅尺38与所述第二直线模组的滑轨平行设置，所述滑轨上滑动连接有第二滑块；
所述第二取料装置固定连接在所述第二滑块上；
所述第二安装板的底部端面与所述上下料旋转机构5固定连接；
其中，所述第一安装板和所述第二安装板的设置高度不同。
需要说明的是，第一叉手伸缩机构的型号SSU1-00，第二叉手伸缩机构型号CSSU2-00，其作用是，通过配合叉手旋转机构，将晶圆存储箱内的晶圆抓取至晶圆吸附平台，然后在预定位相机拍照完成后，将晶圆从晶圆吸附平台抓取至移动载台，最后，晶圆在移动载台中心完成检测后，叉手将晶圆抓取至晶圆存储箱内。
本发明一实施例中，所述第一取料装置包括第一叉手35，所述第二取料装置包括第二叉手36；
所述第一叉手35固定连接在所述第一滑块上；
所述第二叉手36固定连接在所述第二滑块上。
本发明一实施例中，所述第一叉手35和第二叉手36形状相同，由一板材的一端切出U型缺口而成。
本发明一实施例中，所述上下料旋转机构5包括第一旋转动力电机32和第一旋转机构30；
所述第一旋转机构30和所述第一旋转动力电机32为一体机构；
所述第一旋转机构30的上部分别与所述第一安装板和所述第二安装板的底部端面固定连接。
本发明一实施例中，预定位升降机构2包括晶圆吸附平台21、预定位安装板22、升降气缸24；
所述升降气缸24固定连接在所述预定位安装板22的底部端面上；
所述预定位旋转机构3与所述升降气缸24的运动件固定连接；
所述晶圆吸附平台21固定连接在所述预定位旋转机构3的转动件上。
需要说明的是，所述预定位升降机构2的型号YDSJ-00，其中，预定位伸降机构主要包含一个三杆气缸，气缸一端固定连接在安装板上,气缸运动件与预定位旋转机构的电机连接，即气缸带动电机做升降运动，电机轴上固定晶圆吸附平台，晶圆吸附平台与晶圆配合实现动作。
本发明一实施例中，所述预定位旋转机构3包括第二旋转动力电机23和第二旋转机构25；
所述第二旋转动力电机23与所述升降气缸24的运动件固定连接；
所述第二旋转机构25和所述第二旋转动力电机23为一体机构；
所述第二旋转机构25的上端与所述预定位安装板22的底部端面固定连接；
所述第二旋转动力电机23的电机轴与所述第二旋转机构25内的回转轴承转动连接；
所述第二旋转动力电机23的电机轴穿过预定位安装板，所述晶圆吸附平台21固定连接在所述第二旋转动力电机23的电机轴末端。
需要说明的是，预定位旋转机构3的型号YDXZ-00，其作用是接收到计算机的指令后，电机轴旋转，从而带动晶圆吸附平台进行旋转至所需位置。
本发明一实施例中，所述预定检测位置上方设有预定位相机1。
需要说明的是，预定位相机1采用200万相机，型号MV-CA004-10GC，大华，预定位相机的作用是，对预定位旋转机构上的晶圆连续拍照，找出晶圆缺口并算出补偿角度值，发送给计算机，然后计算机根据补偿角度值，控制预定位旋转机构进行旋转至所需位置。
本发明一实施例中，该装置还包括机架，其中，所述机架顶部固定连接预定位相机1，所述机架中部固定连接晶圆存储箱6，所述机架底部固定连接预定位升降机构2、预定位旋转机构3、上下料伸缩机构4和上下料旋转机构5；
所述预定位升降机构2和所述预定位旋转机构3为一体机构，所述预定位升降机构2和预定位旋转机构3位于所述预定位相机1正下方；
其中，所述预定位升降机构2的运动件与所述预定位旋转机构3的侧壁固定连接，所述预定位升降机构2的壳体与机架固定连接；
所述上下料伸缩机构4和所述上下料旋转机构5为一体机构，所述上下料伸缩机构4固定连接在所述上下料旋转机构5的顶部，所述上下料旋转机构5的壳体与所述机架固定连接；
所述上下料旋转机构5和所述预定位旋转机构3的运动基准点与所述晶圆存储箱6内晶圆的放置中心在同一水平线上，且所述上下料旋转机构5位于所述晶圆存储箱6和所述预定位旋转机构3之间。
本发明提供的一种晶圆上下料及预定位装置，使用时；
取料流程：叉手旋转机构旋转至晶圆箱处（图2状态），叉手伸缩机构带动第二叉手至晶圆箱内，晶圆箱下降，第二叉手托出晶圆；
预定位流程：第二叉手托出晶圆至预定位旋转机构上方，预定位升降机构上升，将晶圆顶起脱离第二叉手，预定位旋转机构旋转，同时预定位相机连续拍照，找出晶圆缺口并算出补偿角度值，预定位旋转机构根据补偿角度值将晶圆旋转至所需位置，预定位升降机构下降，将晶圆放于第二叉手上；
上料流程：叉手旋转机构旋转至移动载台，叉手伸缩机构带动第二叉手至移动载台上方，移动载台中心的顶杆顶升，叉手伸缩机构带动第二叉手缩回，移动载台中心的顶杆下降至晶圆与移动载台平齐；
下料流程：移动载台中心顶杆顶升，叉手伸缩机构带动第一叉手至晶圆下方，载台中心顶杆下降，叉手伸缩机构带动第一叉手缩回，叉手旋转机构旋转至晶圆箱处，叉手伸缩机构带动第一叉手伸出进入晶圆箱内，晶圆箱上升顶起晶圆，叉手伸缩机构带动第一叉手缩回。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种晶圆上下料及预定位装置，其特征在于，包括：
晶圆存储箱，用于放置待检测晶圆；
上下料机构，用于加工待检测晶圆放入所述晶圆存储箱，在检测时，将待检测晶圆从所述晶圆存储箱取出转移至预定检测位置；
预定位升降机构，位于所述预定检测位置，用于将到达所述预定检测位置的待检测晶圆移动至检测高度；
预定位旋转机构，用于带动移动至所述检测高度的待检测晶圆旋转，进行晶圆缺陷检测；
所述上下料机构包括上下料旋转机构、上下料伸缩机构、第一取料装置和第二取料装置；
所述上下料伸缩机构用于带动所述第一取料装置和所述第二取料装置水平直线移动，用于将所述待检测晶圆从所述晶圆存储箱取出；
所述上下料旋转机构用于带动所述第一取料装置和所述第二取料装置水平旋转，将取出的所述待检测晶圆旋转至所述预定检测位置；
所述上下料伸缩机构包括第一叉手伸缩机构、叉手安装板；
所述第一叉手伸缩机构包括：第一直线电机和第一磁栅尺；
所述叉手安装板包括：第一安装板；
所述第一安装板的上端面上固定连接有第一直线模组；
所述第一直线电机和所述第一磁栅尺均固定连接在所述第一直线模组上，所述第一磁栅尺与所述第一直线模组的滑轨平行设置，所述滑轨上滑动连接有第一滑块；
所述第一取料装置固定连接在所述第一滑块上；
所述第一安装板的底部端面与所述上下料旋转机构固定连接；
所述上下料伸缩机构包括第二叉手伸缩机构、第二安装板；
所述第二叉手伸缩机构包括：第二直线电机和第二磁栅尺；
所述第二安装板的上端面上固定连接有第二直线模组；
所述第二直线电机和所述第二磁栅尺均固定连接在所述第二直线模组上，所述第二磁栅尺与所述第二直线模组的滑轨平行设置，所述滑轨上滑动连接有第二滑块；
所述第二取料装置固定连接在所述第二滑块上；
所述第二安装板的底部端面与所述上下料旋转机构固定连接；
其中，所述第一安装板和所述第二安装板的设置高度不同；
所述第一取料装置包括第一叉手，所述第二取料装置包括第二叉手；
所述第一叉手固定连接在所述第一滑块上；
所述第二叉手固定连接在所述第二滑块上。
2.根据权利要求1所述的晶圆上下料及预定位装置，其特征在于，所述第一叉手和第二叉手形状相同，由一板材的一端切出U型缺口而成。
3.根据权利要求1所述的晶圆上下料及预定位装置，其特征在于，所述上下料旋转机构包括第一旋转动力电机和第一旋转机构；
所述第一旋转机构和所述第一旋转动力电机为一体机构；
所述第一旋转机构的上部分别与所述第一安装板和所述第二安装板的底部端面固定连接。
4.根据权利要求1所述的晶圆上下料及预定位装置，其特征在于，预定位升降机构包括晶圆吸附平台、预定位安装板、升降气缸；
所述升降气缸固定连接在所述预定位安装板的底部端面上；
所述预定位旋转机构与所述升降气缸的运动件固定连接；
所述晶圆吸附平台固定连接在所述预定位旋转机构的转动件上。
5.根据权利要求4所述的晶圆上下料及预定位装置，其特征在于，所述预定位旋转机构包括第二旋转动力电机和第二旋转机构；
所述第二旋转动力电机与所述升降气缸的运动件固定连接；
所述第二旋转机构和所述第二旋转动力电机为一体机构；
所述第二旋转机构的上端与所述预定位安装板的底部端面固定连接；
所述第二旋转动力电机的电机轴与所述第二旋转机构内的回转轴承转动连接；
所述第二旋转动力电机的电机轴穿过预定位安装板，所述晶圆吸附平台固定连接在所述第二旋转动力电机的电机轴末端。
6.根据权利要求1所述的晶圆上下料及预定位装置，其特征在于，所述预定检测位置上方设有预定位相机。
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