CN115172206A - 一种晶圆生产设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及晶圆生产技术领域，具体涉及一种晶圆生产设备一种晶圆生产设备及方法，包括壳体，所述壳体内设置有机架、上料机构、外观检测装置、标记打点装置、扩膜装置、下料机构以及用于在所述上料机构、所述外观检测装置、所述标记打点装置、所述扩膜装置、所述下料机构之间搬运晶圆产品的XYZR搬运机构；所述上料机构、所述外观检测装置、所述标记打点装置、所述扩膜装置、所述下料机构以及所述XYZR搬运机构均固定于所述机架上。本发明将外观检测装置、标记打点装置与扩膜装置集成在同一设备中，采用一套上料机构、下料机构及XYZR搬运机构，不仅结构及节拍更为紧凑，还可以降低成本，节省占地空间。

Description

一种晶圆生产设备及方法

技术领域

本发明涉及晶圆生产技术领域，具体涉及一种晶圆生产设备一种晶圆生产设备及方法。

背景技术

在晶圆生产过程中，通常需要对晶圆进行外观检测，并对异常点进行点墨标记，还需要对划好片的晶圆进行扩膜增大间隙，目前一般是通过两套设备分别进行检测及点墨、扩膜，需要增设一套上下料机构以及搬运机构，不仅占地面积大，且投资成本高。且现有的晶圆生产过程中一般是通过晶圆机器人将晶圆搬运至检测工位，但晶圆机器人的运动路径只能原进原出，且价格昂贵。此外，现有的晶圆外观检测设备需要设置独立的寻边模块，不仅结构复杂，且价格昂贵，同时检测效率低下。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种晶圆生产设备，不仅占地面积大大缩小，设备更为紧凑简洁，而且成本低。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种晶圆生产设备，包括壳体，所述壳体内设置有机架、上料机构、外观检测装置、标记打点装置、扩膜装置、下料机构以及用于在所述上料机构、所述外观检测装置、所述标记打点装置、所述扩膜装置、所述下料机构之间搬运晶圆产品的XYZR搬运机构；所述上料机构、所述外观检测装置、所述标记打点装置、所述扩膜装置、所述下料机构以及所述XYZR搬运机构均固定于所述机架上。

进一步地，所述壳体内还设置有X轴初定位机构和Y轴初定位机构，所述X轴初定位机构和所述Y轴初定位机构均固定于所述机架上且位于所述上料机构与所述XYZR搬运机构之间。

进一步地，所述上料机构和所述下料机构的结构相同，均包括晶圆料盒、料盒固定架、升降模组以及升降模组固定架，所述晶圆料盒固定于所述料盒固定架的顶面上，所述料盒固定架安装于升降模组上，所述升降模组固定于所述升降模组固定架上，所述升降模组固定架固定于所述机架上。

进一步地，所述搬运机构包括XYZ三轴移动模组、R轴模组以及夹爪组件，所述XYZ三轴移动模组设置于所述机架上，所述R轴模组安装于所述XYZ三轴移动模组上，所述夹爪组件可转动地安装于所述R轴模组上。

进一步地，所述外观检测装置包括基板、晶圆定位治具、旋转驱动机构、寻边纠偏机构、视觉检测机构以及XY直线模组；所述旋转驱动机构和所述寻边纠偏机构均设置于所述基板上，所述晶圆定位治具转动安装于所述基板上，且所述晶圆定位治具与所述旋转驱动机构连接；所述XY直线模组设置于所述基板的一侧，所述视觉检测机构安装于所述XY直线模组上。

进一步地，所述标记打点装置包括工作台、喷墨机构、XYZ三轴移动机构、支撑架以及视觉定位机构；所述工作台设置于所述机架上，所述XYZ三轴移动机构通过支撑架安装于所述工作台的上方，所述喷墨机构安装于所述XYZ三轴移动机构上；所述视觉定位机构安装于所述工作台的正上方。

更进一步地，所述工作台的顶面上沿晶圆产品放置区的周向间隔设置有若干第二定位柱，且所述工作台的顶面上对应晶圆铁框的位置处间隔设置有若干电磁铁安装槽，各所述电磁铁安装槽中均安装有电磁铁。

进一步地，所述扩膜装置包括基座、晶圆托板、扩膜板、顶升驱动机构、压板以及下压驱动机构；所述晶圆托板固定于所述基座上，所顶升驱动机构固定于所述晶圆托板的底面上，所述扩膜板与所述顶升驱动机构连接；所述晶圆托板上设置有与所述扩膜板相配合的扩膜孔；所述压板设置于所述晶圆托板的上方，所述压板与所述下压驱动机构连接，所述压板上设置有用于避让所述扩膜板的避让孔。

本发明还提供一种晶圆生产方法，包括如下步骤：

S1、在上料机构上放满料的晶圆料盒，在下料机构上放空载的晶圆料盒；

S2、上料机构的升降模组带动满料的晶圆料盒上升，Y轴初定位机构对满料的晶圆料盒中最上层的晶圆产品推料，在Y轴方向上进行初步定位；

S3、XYZR搬运机构搬取上料机构中最上层的晶圆产品并放到X轴初定位机构上，X轴初定位机构对晶圆产品进行推料，在X轴方向上进行初步定位；

S4、XYZR搬运机构搬取初定位后的晶圆产品并上料到外观检测装置的外观检测工位的晶圆定位治具上；

S5、晶圆定位治具上的二次定位气缸对晶圆产品推料，进行二次定位；

S6、外观检测工位的寻边纠偏机构的光纤头伸至晶圆的圆弧形边缘，转动晶圆定位治具，当光纤头感应不到晶圆的边缘时停止转动，完成寻边；

S7、外观检测装置的XY直线模组带动视觉检测机构对晶圆进行外观检测，将不良点检测出来；

S8、XYZR搬运机构搬取检测后的晶圆产品并上料到标记打点装置上，对不良点进行打点标记；

S9、XYZR搬运机构搬取标记后的晶圆产品并上料到扩膜装置上，下压驱动机构驱动压板压住晶圆产品，顶升驱动机构带动扩膜板向上顶升晶圆产品，完成扩膜；

S10、XYZR搬运机构搬取扩膜后的晶圆产品并送至下料机构的晶圆料盒中。

进一步地，所述外观检测装置具有两个外观检测工位，在其中一个外观检测工位上进行寻边及外观检测时，XYZR搬运机构向另一个外观检测工位上料。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明将外观检测装置、标记打点装置与扩膜装置集成在同一设备中，采用一套上料机构、下料机构及XYZR搬运机构，不仅结构及节拍更为紧凑，还可以降低成本，节省占地空间；

（2）本发明型采用XYZR搬运机构替代晶圆机器人搬运晶圆产品，可以运动至任意点位，从而实现在上料机构、外观检测装置、标记打点装置、扩膜装置、下料机构之间搬运晶圆产品，且成本低；

（3）本发明在将晶圆产品搬运到外观检测装置上之前，通过X轴初定位机构和Y轴初定位机构分别对晶圆产品在X轴方向和Y轴方向进行初步定位，以便于XYZR搬运机构上料时可以将晶圆产品直接准确放进检测工位处的定位治具中，提高上料效率；

（4）本发明将寻边纠偏机构设置在基板上，通过旋转驱动机构带动晶圆定位治具转动，配合寻边纠偏机构，可以实现自动寻边纠偏功能，且结构简单，易于操作，成本低；

（5）本发明采用同一套视觉检测机构和XY直线模组实现双工位的晶圆外观检测，可以提高检测效率；且可以单面检测，也可以双面同时检测；

（6）本发明在将晶圆产品放到晶圆托板上的指定位置后，通过下压驱动机构驱动压板向下将晶圆产品压紧在晶圆托板上，然后通过顶升驱动机构驱动扩膜板穿过扩膜孔向上顶升晶圆产品，通过扩膜使已经划好片的晶圆间隙扩大；该装置结构简单，且通过下压驱动机构和压板配合能够实现晶圆产品的自动固定；且顶升驱动机构采用伺服电机和丝杆的配合结构，可以精确控制扩膜板上升的距离以及速度，从而实现对扩膜过程精准控制。

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它的附图。

图1为本发明实施例提供的晶圆生产设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的晶圆生产设备的内部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的上料机构的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的X轴初定位机构和Y轴初定位机构的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的XYZR搬运机构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的外观检测装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的外观检测装置的局部结构示意图；

图8为本发明实施例提供的外观检测装置的局部结构示意图；

图9为本发明实施例提供的标记打点装置和扩膜装置的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的标记打点装置的局部结构示意图；

图11为本发明实施例提供的扩膜装置的局部结构示意图；

图12为本发明实施例提供的扩膜装置的局部结构示意图；

图中：1、壳体；11、第一底板；12、第二底板；13、第三底板；2、上料机构；21、晶圆料盒；22、料盒固定架；23、升降模组；24、升降模组固定架；3、外观检测装置；31、视觉检测机构；311、相机安装架；312、正面CCD相机组件；313、背面CCD相机组件；32、XY直线模组；33、基板；331、安装环槽；332、限位凸台；34、晶圆定位治具；341、定位板；342、压板；343、下压驱动组件；344、第一定位柱；345、电磁铁安装槽；346、二次定位气缸；347、限位挡块；35、旋转驱动机构；36、寻边纠偏机构；361、移载模组；362、光纤头；363、安装块；4、标记打点装置；41、工作台；411、第二定位柱；412、电磁铁；42、喷墨机构；43、XYZ三轴移动机构；44、支撑架；45、视觉定位机构；5、扩膜装置；51、基座；52、晶圆托板；521、扩膜孔；522、第三定位柱；53、扩膜板；54、顶升驱动机构；541、顶升固定架；542、升降滑轨；543、升降滑块；544、伺服电机；545、扩膜板固定座；55、下压板；551、避让孔；56、下压驱动机构；561、下压驱动气缸；562、支撑板；563、连接板；564、连接杆；565、导向杆；566、直线轴承；567、缓冲器；6、下料机构；7、XYZR搬运机构；71、X轴模组；72、Y轴模组；73、Z轴模组；74、R轴模组；75、夹爪组件；8、X轴初定位机构；81、X轴推料气缸；82、X轴气缸固定柱；83、X轴定位板；84、第四定位柱；9、Y轴初定位机构；91、Y轴推料气缸；92、Y轴气缸固定柱；93、读料传感器；10、晶圆产品。

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是两个或两个以上。

如图1-图2所示，本发明实施例提供一种晶圆生产设备，包括壳体1，所述壳体1内设置有机架、上料机构2、外观检测装置3、标记打点装置4、扩膜装置5、下料机构6以及用于在所述上料机构2、所述外观检测装置3、所述标记打点装置4、所述扩膜装置5、所述下料机构6之间搬运晶圆产品10的XYZR搬运机构7；所述上料机构2、所述外观检测装置3、所述标记打点装置4、所述扩膜装置5、所述下料机构6以及所述XYZR搬运机构7均固定于所述机架上。本实施例将外观检测装置3、标记打点装置4与扩膜装置5集成在同一设备中，采用一套上料机构2、下料机构6及XYZR搬运机构7，不仅结构及节拍更为紧凑，还可以降低成本，节省占地空间。

其中，所述机架包括第一底板11、第二底板12以及第三底板13，第一底板11、第二底板12以及第三底板13均与壳体1连接；第一底板11和第三底板13并排设置于第二底板12的一侧；XYZR搬运机构7固定于第一底板11上，上料机构2和下料机构6设置于第一底板11的一侧并与第一底板11连接，第三底板13设置于第一底板11的另一侧，标记打点装置4和扩膜装置5设置于第三底板13上；外观检测装置3设置于第二连接板12上。优化地，所述上料机构2和所述下料机构6设置于所述XYZR搬运机构7的沿Y轴方向的一侧，所述标记打点装置4和所述扩膜装置5设置于所述XYZR搬运机构7的沿Y轴方向的另一侧，所述外观检测装置3设置于所述XYZR搬运机构7沿X轴方向的一侧，结构更加紧凑，工作效率更高。

优化上述实施例，所述壳体1内还设置有X轴初定位机构8和Y轴初定位机构9，所述X轴初定位机构8和所述Y轴初定位机构9均固定于所述机架上且位于所述上料机构2与所述XYZR搬运机构7之间。由于晶圆产品10在上料机构2中的晶圆料盒21中前后左右是有间隙的，且晶圆铁框的外边缘不规则，如果直接将晶圆产品10从晶圆料盒21中取出来放到外观检测装置3的晶圆定位治具34中，晶圆产品10通常无法直接与晶圆定位治具34对准，导致晶圆产品10无法放进晶圆定位治具34中，本实施例在将晶圆产品10搬运到外观检测装置3上之前，通过X轴初定位机构8和Y轴初定位机构9分别对晶圆产品10在X轴方向和Y轴方向进行初步定位，以便于XYZR搬运机构7上料时可以将晶圆产品10直接放进外观检测装置3的晶圆定位治具34中，提高上料效率。

具体地，所述Y轴初定位机构9包括Y轴推料气缸91和Y轴气缸固定柱92，所述Y轴气缸固定柱92固定于第一底板11靠近上料机构2的位置处，所述Y轴推料气缸91固定于所述Y轴气缸固定柱92的顶部且靠近晶圆料盒21，如图4所示，上料机构2的升降模组23带动晶圆料盒21中最上层的晶圆产品10移动至与Y轴推料气缸91齐平的位置处，通过Y轴推料气缸91伸缩端的推板伸出对晶圆料盒21中最上层的晶圆产品10进行推料，对晶圆产品10在Y轴方向上的位置进行初步定位。优化地，所述Y轴气缸固定柱92上还安装有读料传感器93，读料传感器93可以读取晶圆料盒21中待上料层中是否有晶圆产品10，避免XYZR搬运机构7跑空。

具体地，所述X轴初定位机构8包括X轴推料气缸81、X轴气缸固定柱82、定位组件以及X轴定位板83，所述X轴气缸固定柱82固定于第一底板11上，所述X轴定位板83固定于所述X轴气缸固定柱82的顶面上，所述X轴推料气缸81定位组件相对设置且均固定于所述X轴定位板83上。如图4所示，由于晶圆产品10的晶圆铁框其中一对相对设置的外侧边均为直边且平行设置，在对晶圆产品10进行Y轴方向的初步定位后，通过XYZR搬运机构7将晶圆产品10搬取到X轴定位板83上的X轴推料气缸81定位组件之间，通过X轴推料气缸81伸缩端的推板伸出将晶圆产品10两侧的直边推至分别与推板和定位组件接触，对晶圆产品10在X轴方向上的位置进行初步定位，便于XYZR搬运机构7夹取晶圆产品10后可以直接准确地放入外观检测装置3的晶圆定位治具34中中。优化地，X轴定位板83的中间呈凹槽状，定位组件和X轴推料气缸81位于凹槽的两侧；定位组件包括间隔布置的至少两个第四定位柱84。

细化上述实施例，所述上料机构2和所述下料机构6的结构相同，下面以上料机构2为例进行说明，下料机构6的结构与其类似，在此不再赘述。上料机构2包括晶圆料盒21、料盒固定架22、升降模组23以及升降模组固定架24，所述晶圆料盒21固定于所述料盒固定架22的顶面上，所述料盒固定架22安装于升降模组23上，所述升降模组23固定于所述升降模组固定架24上，所述升降模组固定架24固定于第一底板11上。如图3所示，通过升降模组23带动料盒固定架22及其上的晶圆料盒21上下移动，来配合X轴推料气缸81推料以及XYZR搬运机构7取料。其中，升降模组23可以采用本领域现有的升降模组，在其中一个实施例中，升降模组23包括升降滑轨、升降滑块以及升降驱动机构，通过升降驱动机构驱动升降滑块上下移动，从而带动料盒固定架22上的晶圆料盒21上下移动，其中升降驱动机构采用伺服电机和丝杆的配合结构。

优化上述实施例，所述搬运机构包括XYZ三轴移动模组、R轴模组74以及夹爪组件75，所述XYZ三轴移动模组设置于第一底板11上，所述R轴模组74安装于所述XYZ三轴移动模组上，所述夹爪组件75可转动地安装于所述R轴模组74上。如图5所示，XYZ三轴移动模组可以带动夹爪组件75沿X轴、Y轴和Z轴方向移动，R轴模组74可以带动夹爪组件75在水平方向上转动，本实施例采用XYZR搬运机构7替代晶圆机器人，可以运动至任意点位，从而实现在上料机构2、外观检测装置3、标记打点装置4、扩膜装置5、下料机构6之间搬运晶圆产品，且成本低。

细化地，XYZ三轴移动模组包括X轴模组71、Y轴模组72以及Z轴模组73，在其中一个实施例中，X轴模组71设置于第一底板11上，Z轴模组73滑动安装于X轴模组71上，Y轴模组72滑动安装于Z轴模组73上，所述R轴模组74滑动安装于Y轴模组72上。其中X轴模组71、Y轴模组72以及Z轴模组73可以分别采用本领域现有的X轴模组、Y轴模组和Z轴模组，如均采用滑轨、滑块、伺服电机和丝杆的配合结构，通过伺服电机驱动丝杆带动滑块沿滑轨直线运动。

如图5所示，细化地，R轴模组74包括R轴旋转电机、R轴连接板以及R轴旋转板，R轴旋转电机通过R轴连接板安装于Y轴模组72上，R轴旋转板的一端与R轴旋转电机的输出轴连接，另一端安装有所述夹爪组件75，通过R轴旋转电机的转动带动R轴旋转板旋转，从而带动夹夹爪组件75在水平方向上转动；夹爪组件75包括夹持气缸和一对夹板，通过夹持气缸控制一对夹板相对张开和相对闭合，从而实现对晶圆产品10的晶圆铁框的夹紧和松开。优化地，R轴旋转板与R轴旋转电机连接的一端的边缘还设置有感应片安装块，感应片安装块的下端安装有感应片，R轴连接板沿Y轴方向的两侧分别安装有原点传感器，原点传感器与感应片相配合，R轴旋转电机带动R轴旋转板旋转，当感应片随感应片安装块转动至原点传感器的位置时，夹爪组件75正好对准上料机构2或扩膜装置5。

优化上述实施例，所述外观检测装置3包括基板33、晶圆定位治具34、旋转驱动机构35、寻边纠偏机构36、视觉检测机构31以及XY直线模组32；所述旋转驱动机构35和所述寻边纠偏机构36均设置于所述基板33上，所述晶圆定位治具34转动安装于所述基板33上，且所述晶圆定位治具34与所述旋转驱动机构35连接；所述XY直线模组32和所述基板33均设置于第二底板12的上方；所述XY直线模组32设置于所述基板33的一侧，所述视觉检测机构31安装于所述XY直线模组32上。如图6所示，本实施例通过旋转驱动机构35带动晶圆定位治具34转动，配合寻边纠偏机构36，可以实现自动寻边功能，且结构简单，易于操作，成本低，能够节省设置独立、昂贵的寻边模块的费用。

优化地，第二底板12上设置两个外观检测工位，每个检测都设置有基板33、晶圆定位治具34、旋转驱动机构35、寻边纠偏机构36，且两个外观检测工位采用同一套视觉检测机构31和XY直线模组32，可以实现双工位交替进行晶圆外观检测，可以提高检测效率。

进一步地，所述寻边纠偏机构36包括移载模组361、光纤头362以及安装块363，所述移载模组361固定于所述基板33上，所述安装块363滑动安装于所述移载模组361上，所述光纤头362安装于所述安装块363的一端。如图8所示，寻边时，通过移载模组361将光纤头362带动至晶圆的圆弧形边缘，旋转驱动机构35带动晶圆定位治具34转动，当光纤头362感应不到晶圆的边缘时，停止晶圆定位治具34转动，此时晶圆产品的位置是正的。

如图6所示，进一步地，所述晶圆定位治具34包括定位板341、压板342以及下压驱动组件343；所述定位板341与所述旋转驱动机构35连接，所述定位板341的顶面上沿晶圆产品安装区域的周向间隔设置有若干第一定位柱344；所述压板342设置于所述定位板341的上方，且所述压板342的中间镂空；所述压板342上相对的两端均连接有所述下压驱动组件343。其中，旋转驱动机构35包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮环以及皮带，驱动电机固定于基板33上，驱动电机的输出轴与主动齿轮连接，从动齿轮环安装于基板33上的安装环槽331中，定位板341与从动齿轮环连接，且从动齿轮环与主动齿轮通过皮带连接，通过驱动电机带动主动齿轮转动及皮带转动，从而带动从动齿轮环以及固定于从动齿轮环上的定位板341转动，晶圆产品随定位板341一起转动；下压驱动组件343包括压紧气缸安装座和压紧气缸，从动齿轮环上固定有相对布置的两个压紧气缸安装座，每个压紧气缸安装座的顶部固定有压紧气缸，定位板341上对应压紧气缸安装座的位置设置避让缺口，压板342相对的两端设置固定耳板，且两个固定耳板分别与两个压紧气缸的活动端连接；通过压紧气缸带动压板342向下运动至压板342压紧晶圆铁框，避免晶圆产品在晶圆定位治具34转动过程中产生偏移。优化地，所述定位板341还设置有两个限位挡块347，所述基板33上设置有两个限位凸台332，且两个限位凸台332均位于两个限位挡块347之间，且所述限位凸台332位于所述限位挡块347的转动路径上。如图3和图4所示，主动齿轮设置于定位板341的一侧，两个限位凸台332设置于定位板341另一侧，通过限位挡块347和限位凸台332配合可以限制定位板341在一定范围内转动，且定位板341在该发范围内转动时，寻边纠偏机构36可以找到晶圆的缺口。优化地，靠近寻边纠偏机构36的压紧气缸安装座背离晶圆产品的一面安装有感应片，安装环槽331内设置有原点感应器，原点感应器与感应片相配合。

进一步地，所述定位板341上对应晶圆铁框的位置处间隔设置有若干电磁铁安装槽345，所述电磁铁安装槽345中安装有电磁铁；定位板341上还设置有二次定位气缸346。如图8所示，定位板341上其中一对相对的两侧分别设置有压紧气缸，另外一对相对的两侧分别设置有至少一个电磁铁安装槽345，且电磁铁安装槽345中安装有电磁铁；二次定位气缸346的输出端通过连接板连接有两根竖直布置的推杆，两根推杆的下端分别伸至定位板341上的两个滑槽中；在XYZR搬运机构7将晶圆产品放到定位板341上之后，二次定位气缸346带动推杆对定位板341上的晶圆铁框进行推料，从而准确定位晶圆产品在定位板341上的位置，之后压紧气缸带动压板342向下压紧晶圆铁框，同时可以对电磁铁通电产生磁力吸住晶圆铁框，进一步避免晶圆产品在晶圆定位治具34转动过程中产生偏移。

进一步地，所述视觉检测机构31包括相机安装架311和正面CCD相机组件312，所述相机安装架311安装于所述XY直线模组32上，所述正面CCD相机组件312安装于所述相机安装架311上，且所述正面CCD相机组件312位于所述晶圆定位治具34的上方，通过XY直线模组32可以带动正面CCD相机组件312移动，从而对晶圆的正面进行检测。更进一步地，所述视觉检测机构31还包括背面CCD相机组件313，所述正面CCD相机组件312和所述背面CCD相机组件313分别安装于所述相机安装架311的上端和下端，且所述背面CCD相机组件313位于所述晶圆定位治具34的下方；所述基板33和所述晶圆定位治具34的中间镂空。其中，相机安装架311可以包括竖直部分和水平部分，竖直部分的中部滑动安装于Y轴模组32上，竖直部分的上下两端均连接有水平部分，正面CCD相机组件312和背面CCD相机组件313分别固定在上下两水平部分上，通过XY直线模组32带动相机安装架311移动，可以同时对晶圆的正面和背面进行检测，并将采集的不良点信息传递至处理模块。本实施例的正面CCD相机组件312和背面CCD相机组件313均可以本领域现有的CCD相机组件。更进一步地，所述XY直线模组32包括Y轴直线模组、Y轴安装架以及两个X轴直线模组，两个X轴直线模组均通过支座设置于第二底板12的上方，Y轴安装架的两端分别滑动安装于两个X轴直线模组上，Y轴直线模组安装于Y轴安装架上，所述视觉检测机构31的相机安装架311滑动安装于Y轴直线模组上。其中，X轴直线模组、Y轴直线模组均可以采用直线电机模组，通过直线电机模组配合视觉检测机构31，检测效率更高。

细化上述实施例，所述标记打点装置4包括工作台41、喷墨机构42、XYZ三轴移动机构43、支撑架44以及视觉定位机构45；所述工作台41设置于所述机架上，所述XYZ三轴移动机构43通过支撑架44安装于所述工作台41的上方，所述喷墨机构42安装于所述XYZ三轴移动机构43上；所述视觉定位机构45安装于所述工作台41的正上方。如图9所示，本实施例视觉定位机构45通过支架固定在工作台41的正上方，通过视觉定位机构45可以将晶圆产品10准确定位在工作台41上；然后控制模块根据处理模块得到不良点的位置信息控制XYZ三轴移动机构43带动喷墨机构42对晶圆产品10上的不良点进行打点标记。其中，喷墨机构42包括喷墨头和与喷墨头连接的真空泵，可根据需求通过真空泵控制真空度从而调整喷墨头喷出的标记点的大小；XYZ三轴移动机构43包括X轴移动模组、两个Y轴移动模组、X轴安装架以及Z轴移动模组，两个Y轴移动模组均通过支撑座设置于第三底板13的上方，X轴安装架的两端分别滑动安装于两个Y轴移动模组上，X轴移动模组安装于X轴安装架上，Z轴移动模组滑动安装于X轴直线模组上，喷墨机构42动安装于Z轴移动模组上。其中，X轴移动模组、Y轴移动模组、Z轴移动模组均可以采用滑轨、滑块、伺服电机和丝杆的配合结构，通过伺服电机驱动丝杆带动滑块沿滑轨直线运动。

如图10所示，优化地，所述工作台41的顶面上沿晶圆产品放置区的周向间隔设置有若干第二定位柱411；优化地，所述工作台41的顶面上对应晶圆铁框的位置处间隔设置有若干电磁铁安装槽，各所述电磁铁安装槽中均安装有电磁铁412，XYZR搬运机构7将晶圆产品10上料至工作台41上的晶圆产品放置区，通过视觉定位机构45和晶圆产品放置区四周的第二定位柱411对晶圆产品10进行定位，之后对电磁铁412通电，将晶圆产品的铁框紧紧吸附固定在工作台41上。

细化上述实施例，所述扩膜装置5包括基座51、晶圆托板52、扩膜板53、顶升驱动机构54、下压板55以及下压驱动机构56；所述晶圆托板52固定于所述基座51上，所顶升驱动机构54固定于所述晶圆托板52的底面上，所述扩膜板53与所述顶升驱动机构54连接；所述晶圆托板52上设置有与所述扩膜板53相配合的扩膜孔；所述下压板55设置于所述晶圆托板52的上方，所述下压板55与所述下压驱动机构56连接，所述下压板55上设置有用于避让所述扩膜板53的避让孔。如图9和图11-图12所示，本实施例中将晶圆产品10放到晶圆托板52上的指定位置后，通过下压驱动机构56驱动下压板55向下将晶圆产品10压紧在晶圆托板52上，然后通过顶升驱动机构54驱动扩膜板53穿过扩膜孔521向上顶升晶圆产品10，通过扩膜使已经划好片的晶圆间隙扩大；装置结构简单，且通过下压驱动机构56和下压板55配合能够实现晶圆产品的自动固定。其中，扩膜板53为圆柱形，其与晶圆产品中晶圆的尺寸相匹配；扩膜孔521和避让孔551都为圆形，且扩膜孔521和避让孔551的尺寸均比扩膜板53的尺寸略大。

进一步地，所述下压驱动机构56包括下压驱动气缸561、支撑板562、连接板563以及连接杆564，所述连接板563和所述支撑板562自下至上依次设置于所述下压板55的上方，所述下压驱动气缸561固定于所述支撑板562上，且所述下压驱动气缸561的活塞杆与所述连接板563连接，所述连接板563通过连接杆564与所述下压板55连接。为了实现下压板55对晶圆产品10均匀压紧，将下压驱动气缸561固定在支撑板562中间并正对压板的中间部位，由于下压板55的中间需要设置避让孔551，因此本实施例在下压板55的上方设置连接板563并与下压板55固定，然后通过下压驱动气缸561驱动连接板563带动下压板55向下将晶圆产品10均匀压紧在晶圆托板52上。优化地，所述连接板563的四个角部分别通过四根连接杆564与所述下压板55的四个角部连接，进一步提高下压板55对晶圆产品10压紧的均匀性。

更进一步地，所述支撑板562与所述晶圆托板52通过至少两根导向杆565连接，所述连接板563上对应各所述导向杆565的位置处均设有通孔，所述通孔中安装有直线轴承566，所述导向杆565贯穿对应的所述直线轴承566并与所述直线轴承566连接。本实施例通过导向杆565将支撑板562固定在晶圆托板52上方，通过在连接板563上设置直线轴承566于导向杆565配合，确保下压驱动气缸561驱动连接板563在竖直方向在上运动。优化地，所述支撑板562的四个角部分别通过四根所述导向杆565与所述晶圆托板52连接。优化地，连接板563其中相对的两侧均设置有两个缓冲器567，在下压板55下压到晶圆托板52上时起到缓冲作用。优化地，所述晶圆托板52的顶面上设置有若干第三定位柱522，且若干第三定位柱522沿晶圆产品放置区的周向间隔设置。如图3所示，第三定位柱522有四个，分别位于晶圆产品10的四个角部外侧，可以实现晶圆产品10在晶圆托板52上的准确定位。

更进一步地，所述顶升驱动机构54包括顶升固定架541、扩膜板固定座545、升降滑轨542、升降滑块543、丝杆以及伺服电机544，所述顶升固定架541固定于所述晶圆托板52的底面上，所述升降滑轨542竖直布置且固定于所述顶升固定架541上，所述升降滑块543滑动安装于所述升降滑轨542上，所述伺服电机544通过丝杆与所述升降滑块543连接；所述扩膜板固定座545固定于所述升降滑块543上，所述扩膜板53固定于所述扩膜板固定座545的顶部。如图2所示，本实施例通过伺服电机544驱动丝杆带动升降滑块543及其上的扩膜板固定座545、扩膜板53沿竖直方向移动，可以精确控制扩膜板53上升的距离以及速度，从而实现对扩膜过程精准控制。

本实施例还提供一种晶圆生产方法，采用上述晶圆生产设备，该包括如下步骤：

S1、在上料机构2上放满料的晶圆料盒21，在下料机构6上放空载的晶圆料盒21；

S2、上料机构2的升降模组23带动满料的晶圆料盒21上升，Y轴初定位机构9对满料的晶圆料盒21中最上层的晶圆产品10推料，在Y轴方向上进行初步定位；XYZR搬运机构7每取一次料，升降模组23带动晶圆料盒21上升一格；

S3、XYZR搬运机构7搬取上料机构2中最上层的晶圆产品10并放到X轴初定位机构8上，X轴初定位机构8对晶圆产品10进行推料，在X轴方向上进行初步定位；

S4、XYZR搬运机构7搬取初定位后的晶圆产品10并上料到外观检测装置3的外观检测工位的晶圆定位治具34上；

S5、晶圆定位治具34上的二次定位气缸346对晶圆产品10推料，进行二次定位；

S6、外观检测工位的寻边纠偏机构36的光纤头362伸至晶圆的圆弧形边缘，旋转驱动机构带动晶圆定位治具34转动，当光纤头362感应不到晶圆的边缘时停止转动，完成寻边；

S7、外观检测装置3的XY直线模组32带动视觉检测机构31对晶圆进行外观检测，将不良点检测出来；

S8、XYZR搬运机构7搬取检测后的晶圆产品10并上料到标记打点装置4上的工作台41上，XYZ三轴移动机构带动喷墨机构42对对不良点进行打点标记；

S9、XYZR搬运机构7搬取标记后的晶圆产品10并上料到扩膜装置5上的晶圆托板52上，下压驱动机构56驱动下压板55压住晶圆产品10，顶升驱动机构54带动扩膜板53向上顶升晶圆产品10，完成扩膜；

S10、XYZR搬运机构7搬取扩膜后的晶圆产品10并送至下料机构6的晶圆料盒21中。

进一步地，所述外观检测装置3具有两个外观检测工位，在其中一个外观检测工位上进行寻边及外观检测时，XYZR搬运机构7向另一个外观检测工位上料；双工位依次交替上料，提高检测效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种晶圆生产设备，包括壳体，其特征在于：所述壳体内设置有机架、上料机构、外观检测装置、标记打点装置、扩膜装置、下料机构以及用于在所述上料机构、所述外观检测装置、所述标记打点装置、所述扩膜装置、所述下料机构之间搬运晶圆产品的XYZR搬运机构；所述上料机构、所述外观检测装置、所述标记打点装置、所述扩膜装置、所述下料机构以及所述XYZR搬运机构均固定于所述机架上。

2.如权利要求1所述的一种晶圆生产设备，其特征在于：所述壳体内还设置有X轴初定位机构和Y轴初定位机构，所述X轴初定位机构和所述Y轴初定位机构均固定于所述机架上且位于所述上料机构与所述XYZR搬运机构之间。

3.如权利要求1所述的一种晶圆生产设备，其特征在于：所述上料机构和所述下料机构的结构相同，均包括晶圆料盒、料盒固定架、升降模组以及升降模组固定架，所述晶圆料盒固定于所述料盒固定架的顶面上，所述料盒固定架安装于升降模组上，所述升降模组固定于所述升降模组固定架上，所述升降模组固定架固定于所述机架上。

4.如权利要求1所述的一种晶圆生产设备，其特征在于：所述搬运机构包括XYZ三轴移动模组、R轴模组以及夹爪组件，所述XYZ三轴移动模组设置于所述机架上，所述R轴模组安装于所述XYZ三轴移动模组上，所述夹爪组件可转动地安装于所述R轴模组上。

5.如权利要求1所述的一种晶圆生产设备，其特征在于：所述外观检测装置包括基板、晶圆定位治具、旋转驱动机构、寻边纠偏机构、视觉检测机构以及XY直线模组；所述旋转驱动机构和所述寻边纠偏机构均设置于所述基板上，所述晶圆定位治具转动安装于所述基板上，且所述晶圆定位治具与所述旋转驱动机构连接；所述XY直线模组设置于所述基板的一侧，所述视觉检测机构安装于所述XY直线模组上。

6.如权利要求1所述的一种晶圆生产设备，其特征在于：所述标记打点装置包括工作台、喷墨机构、XYZ三轴移动机构、支撑架以及视觉定位机构；所述工作台设置于所述机架上，所述XYZ三轴移动机构通过支撑架安装于所述工作台的上方，所述喷墨机构安装于所述XYZ三轴移动机构上；所述视觉定位机构安装于所述工作台的正上方。

7.如权利要求6所述的一种晶圆生产设备，其特征在于：所述工作台的顶面上沿晶圆产品放置区的周向间隔设置有若干第二定位柱，且所述工作台的顶面上对应晶圆铁框的位置处间隔设置有若干电磁铁安装槽，各所述电磁铁安装槽中均安装有电磁铁。

8.如权利要求1所述的一种晶圆生产设备，其特征在于：所述扩膜装置包括基座、晶圆托板、扩膜板、顶升驱动机构、压板以及下压驱动机构；所述晶圆托板固定于所述基座上，所顶升驱动机构固定于所述晶圆托板的底面上，所述扩膜板与所述顶升驱动机构连接；所述晶圆托板上设置有与所述扩膜板相配合的扩膜孔；所述压板设置于所述晶圆托板的上方，所述压板与所述下压驱动机构连接，所述压板上设置有用于避让所述扩膜板的避让孔。

9.一种晶圆生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在上料机构上放满料的晶圆料盒，在下料机构上放空载的晶圆料盒；

S2、上料机构的升降模组带动满料的晶圆料盒上升，Y轴初定位机构对满料的晶圆料盒中最上层的晶圆产品推料，在Y轴方向上进行初步定位；

S3、XYZR搬运机构搬取上料机构中最上层的晶圆产品并放到X轴初定位机构上，X轴初定位机构对晶圆产品进行推料，在X轴方向上进行初步定位；

S4、XYZR搬运机构搬取初定位后的晶圆产品并上料到外观检测装置的外观检测工位的晶圆定位治具上；

S5、晶圆定位治具上的二次定位气缸对晶圆产品推料，进行二次定位；

S6、外观检测工位的寻边纠偏机构的光纤头伸至晶圆的圆弧形边缘，转动晶圆定位治具，当光纤头感应不到晶圆的边缘时停止转动，完成寻边；

S7、外观检测装置的XY直线模组带动视觉检测机构对晶圆进行外观检测，将不良点检测出来；

S8、XYZR搬运机构搬取检测后的晶圆产品并上料到标记打点装置上，对不良点进行打点标记；

S9、XYZR搬运机构搬取标记后的晶圆产品并上料到扩膜装置上，下压驱动机构驱动压板压住晶圆产品，顶升驱动机构带动扩膜板向上顶升晶圆产品，完成扩膜；

S10、XYZR搬运机构搬取扩膜后的晶圆产品并送至下料机构的晶圆料盒中。

10.如权利要求9所述的一种晶圆生产方法，其特征在于：所述外观检测装置具有两个外观检测工位，在其中一个外观检测工位上进行寻边及外观检测时，XYZR搬运机构向另一个外观检测工位上料。

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