CN115655163B - 一种晶圆检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种晶圆检测装置，放料机构能够固定晶圆料盒，机械手能够取放和移动晶圆，纠偏仪能够对机械手上的晶圆进行校准和纠偏，检测机构能够对晶圆进行检测，控制器能够控制放料机构、机械手、纠偏仪以及检测机构运行。其中，放料机构包括料盒固定座、夹紧单元、限位组件以及旋转组件，料盒固定座上的晶圆料盒能够在放置工位和检测工位间转换，当晶圆料盒处于放置工位，晶圆料盒中的晶圆与水平面成一定的倾斜角度，在重力作用下，晶圆向远离晶圆料盒开口端的方向滑动，并与晶圆料盒的内壁抵接，使得晶圆排列整齐。夹紧单元和限位组件能够对晶圆料盒进行固定，避免晶圆料盒在转动时移位，可提高晶圆检测装置工作时的稳定性、减小检测误差。

Description

一种晶圆检测装置

技术领域

本发明涉及晶圆生产加工技术领域，具体涉及一种晶圆检测装置。

背景技术

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，是高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。之后，硅晶棒再经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。当晶圆在生产完成后，需要对晶圆的性能以及品质进行检测，从而判断生产出的晶圆是否合格。

在现有技术中，操作人员一般直接将晶圆料盒水平放置在晶圆检测装置中，但在放置过程中料盒内的晶圆可能会发生移位，放置好的晶圆参差不齐，还容易掉落，不便于机械手拿取，影响后续检测精度。且晶圆检测装置中对晶圆料盒的固定方式较为复杂，稳定性较差。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种晶圆检测装置。

本发明提供了一种晶圆检测装置，用于对晶圆进行检测，晶圆存放在晶圆料盒中，晶圆料盒至少具有两个侧板和连接在侧板上方的顶板，两个侧板的一端与顶板的一端形成用于取放晶圆的侧向开口端，两个侧板内侧开设有用于放置晶圆的晶圆限位槽，两个侧板的一端上均设有沿开口端的端面向两个侧板的外侧延伸的凸出板，具有这样的特征，包括：壳体；放料机构，用于固定晶圆料盒；机械手，用于取放和移动晶圆；纠偏仪，用于对机械手上的晶圆进行纠偏；检测机构，用于对晶圆进行检测；以及控制器，用于控制放料机构、机械手、纠偏仪以及检测机构运行，其中，放料机构包括：料盒固定座，连接在壳体上，用于放置晶圆料盒；夹紧单元，设于料盒固定座上，用于对晶圆料盒的位置进行限位固定；限位组件，设于料盒固定座上，用于配合夹紧单元对晶圆料盒进行限位固定；以及旋转组件，用于带动料盒固定座旋转，从而使料盒固定座在放置工位和检测工位之间转换，放料时，控制器控制旋转组件带动料盒固定座旋转至放置工位，人工将晶圆料盒放置在料盒固定座上并通过限位组件初步固定，使晶圆料盒的开口端朝向斜上方，然后控制器控制夹紧单元夹紧晶圆料盒，最后再次控制旋转组件带动料盒固定座旋转至检测工位，使晶圆料盒的开口端朝向水平方向。

在本发明提供的晶圆检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，夹紧单元包括第一限位件和夹紧组件，第一限位件呈板条状，第一限位件设于料盒固定座上，且位于开口端的前侧，第一限位件的长度大于两个侧板之间的距离，夹紧组件用于与第一限位件相配合从而在控制器的控制下夹紧凸出板。

在本发明提供的晶圆检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，夹紧组件包括第二连接件、两个承托件、至少一对夹紧件以及第二驱动件，第二驱动件和第二连接件均设置在料盒固定座的下方，且第二连接件与第二驱动件的输出端连接，料盒固定座上开设有供两个承托件移动的开口，两个承托件均设于第二连接件上，且承托件的上表面均与料盒固定座的上表面平齐，同一对中的两个夹紧件分别对应设置在两个承托件上，且两个夹紧件分别与一晶圆料盒的两个凸出板相对应设置，控制器控制第二驱动件驱动第二连接件移动，带动承托件上的夹紧件靠近或远离第一限位件，从而夹紧或松开凸出板。

在本发明提供的晶圆检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，每个夹紧件均呈L型结构，具有横部和竖部，横部用于与第一限位件相配合从而夹紧对应的凸出板，一夹紧件的竖部用于与相对应的另一夹紧件的竖部相配合从而夹紧对应晶圆料盒的两个侧板。

在本发明提供的晶圆检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，每个晶圆料盒的两个侧板的一端上均分别设有锁销和锁孔，第一限位件朝向晶圆料盒的外壁上设有多个凹槽和多个凸起，每个凹槽均会与一晶圆料盒上的锁销卡合，每个凸起均会与一晶圆料盒上的锁孔卡合，每个凹槽均会有一个凸起与之对应设置。

在本发明提供的晶圆检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，放料机构还包括传感组件，传感组件设置在料盒固定座上，与控制器电连接，用于检测晶圆料盒和晶圆料盒内的晶圆是否放置到位。

在本发明提供的晶圆检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，料盒固定座具有用于放置晶圆料盒的底板，该底板在晶圆料盒处于检测工位时与地面平行，晶圆料盒还包括连接在两个侧板下方且与晶圆限位槽平行的下板，传感组件包括第一传感器、第二传感器以及第三传感器，第一传感器用于检测下板是否与底板平行，第二传感器用于检测晶圆料盒的尺寸规格，第三传感器用于检测放置在晶圆料盒内的所有晶圆的边缘是否完全对齐，放料机构还包括报警单元，当第一传感器检测到下板与底板不平行或第三传感器检测到晶圆料盒内的所有晶圆的边缘未完全对齐时，控制器控制报警单元进行报警，当第一传感器检测到下板与底板平行且第三传感器检测到晶圆料盒内的所有晶圆的边缘完全对齐时，控制器控制机械手进行取件。

在本发明提供的晶圆检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，放料机构、纠偏仪以及检测机构绕机械手依次间隔90°设置，检测时，控制器先控制机械手从放料机构处拿取晶圆，然后控制机械手转过90°至纠偏仪处，再根据第二传感器检测到的晶圆料盒的尺寸规格确定待检测的晶圆的尺寸，根据晶圆的尺寸选择合适的程序控制纠偏仪对机械手上的晶圆的位置进行纠偏，最后控制器控制机械手再次转过90°将晶圆放入检测机构中，并根据晶圆的尺寸选择合适的程序控制检测机构对晶圆进行检测。

在本发明提供的晶圆检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，机械手包括多轴机械臂和末端执行器，多轴机械臂用于在控制器的控制下带动末端执行器移动，末端执行器用于承托晶圆。

在本发明提供的晶圆检测装置中，还可以具有这样的特征：其中，检测机构包括大理石平台和膜厚测量仪，膜厚测量仪设置在大理石平台上，与控制器电连接，用于检测晶圆的厚度。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的晶圆检测装置，放料机构能够固定晶圆料盒，机械手能够取放和移动晶圆，纠偏仪能够对机械手上的晶圆进行校准和纠偏，检测机构能够对晶圆进行检测，控制器能够控制放料机构、机械手、纠偏仪以及检测机构运行。

其中，放料机构包括料盒固定座、夹紧单元、限位组件以及旋转组件。旋转组件能够带动料盒固定座旋转，并使料盒固定座上的晶圆料盒能够在放置工位和检测工位间转换。

放料时，控制器控制旋转组件带动料盒固定座旋转至放置工位，操作人员人工将晶圆料盒放置在料盒固定座上并通过限位组件初步固定，然后控制器控制夹紧单元夹紧晶圆料盒，此时晶圆料盒的开口端朝向斜上方，晶圆料盒中的晶圆与水平面成一定的倾斜角度，在重力作用下，晶圆沿着晶圆限位槽统一向远离晶圆料盒开口端的方向滑动，晶圆的边缘与晶圆料盒的内壁抵接，使得晶圆料盒中的晶圆排列整齐。控制器再次控制旋转组件运作，带动料盒固定座旋转至检测工位，使晶圆料盒的开口端朝向水平方向。因为晶圆料盒中的晶圆已排列整齐，从而保证了晶圆检测装置中的机械手取用晶圆时的准确性。并且，又因为料盒固定座上的夹紧单元和限位组件能够对晶圆料盒进行固定，所以能够避免晶圆料盒在旋转组件带动料盒固定座转动时发生移位，可有效提高晶圆检测装置工作时的稳定性，有助于减小检测误差。

附图说明

图1是本发明的实施例中晶圆检测装置的整体结构示意图；

图2是本发明的实施例中晶圆检测装置的内部结构示意图；

图3是本发明的实施例中晶圆检测装置去除顶部壳体后的俯视图；

图4是本发明的实施例中晶圆检测装置的结构框图；

图5是本发明的实施例中放料窗口和放料机构的结构示意图；

图6是本发明的实施例中放料机构和晶圆料盒的结构示意图；

图7是本发明的实施例中放料机构的第一视角结构示意图；

图8是本发明的实施例中放料机构的第二视角结构示意图；

图9是图8中的圆圈A内部分的局部放大图；

图10是本发明的实施例中料盒固定座和旋转组件的结构示意图；

图11是图10中的圆圈B内部分的局部放大图；

图12是本发明的实施例中夹紧单元的结构示意图；

图13是本发明的实施例中晶圆料盒放置于晶圆检测装置上并处于放置工位的示意图；

图14是本发明的实施例中晶圆料盒放置于晶圆检测装置上并处于检测工位的示意图；

图15是本发明的实施例中晶圆检测装置的使用过程流程图；

图16是本发明的实施例中晶圆检测装置的放料过程流程图；

图17是本发明的实施例中晶圆料盒和晶圆的结构示意图；以及

图18是本发明的实施例中晶圆料盒的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明作具体阐述。

实施例

图1是本发明的实施例中晶圆检测装置的整体结构示意图。

如图1所示，本实施例提供了一种晶圆检测装置100，能够对晶圆进行检测。

图17是本发明的实施例中晶圆料盒和晶圆的结构示意图。

如图17所示，晶圆1呈圆形薄片状，待检测的晶圆1存放在晶圆料盒2中。晶圆料盒2具有多种尺寸规格，可分别对应放置多种不同尺寸的晶圆1。在本实施例中，晶圆1的尺寸为4寸、5寸、6寸或者8寸。

图18是本发明的实施例中晶圆料盒的结构示意图。

如图17、18所示，每个晶圆料盒2至少具有两个侧板201和连接在侧板201上方的顶板202，两个侧板201的一端与顶板202的一端形成用于取放晶圆的侧向开口端，两个侧板201内侧开设有用于放置晶圆的晶圆限位槽204，两个侧板201的一端上均设有沿开口端的端面向两个侧板201的外侧延伸的凸出板203。晶圆料盒2还包括连接在两个侧板201下方且与晶圆限位槽平行的下板208。

图2是本发明的实施例中晶圆检测装置的内部结构示意图，图3是本发明的实施例中晶圆检测装置去除顶部壳体后的俯视图。

如图1~3所示，晶圆检测装置100包括放料机构10、壳体20、机械手30、纠偏仪40、检测机构50以及控制器60。

图4是本发明的实施例中晶圆检测装置的结构框图。

如图4所示，控制器60与放料机构10、机械手30、纠偏仪40以及检测机构50电连接，控制器60能够控制放料机构10、机械手30、纠偏仪40以及检测机构50运行。

图5是本发明的实施例中放料窗口和放料机构的结构示意图。

如图1、5所示，壳体20整体呈矩形，一侧设置有放料窗口21。放料窗口21包括窗框211和窗板212。窗板212的底部连接在窗框211上，可绕水平方向的轴线转动开合。检测时，放料窗口21关闭，壳体20整体封闭，能够在防尘的同时提高装置的安全性。

图6是本发明的实施例中放料机构和晶圆料盒的结构示意图，图7是本发明的实施例中放料机构的第一视角结构示意图，图8是本发明的实施例中放料机构的第二视角结构示意图，图9是图8中的圆圈A内部分的局部放大图。

放料机构10设置在放料窗口21处，能够对不同尺寸的晶圆料盒2进行定位固定，并将晶圆料盒2内的晶圆排列整齐，如图5~9所示，放料机构10包括料盒固定座11、旋转组件12、夹紧单元13、限位组件14、基座15以及传感组件。

基座15包括支撑架151、设置在支撑架151顶部的挡板152以及设置在支撑架151上的两根支撑柱153。支撑架151固定安装在壳体20内侧，挡板152开设有可供支撑柱153穿过的支撑孔。支撑柱153沿竖直方向设置，支撑柱153的一端连接在支撑架151上，另一端穿过挡板152上的支撑孔，能够支撑料盒固定座11。

图10是本发明的实施例中料盒固定座和旋转组件的结构示意图，图11是图10中的圆圈B内部分的局部放大图。

料盒固定座11能够放置不同尺寸的晶圆料盒2，可绕水平方向的轴线转动。如图5~11所示，在本实施例中，料盒固定座11包括能够放置晶圆料盒2的底板111、垂直设置在底板111一端的端板113以及连接底板111与端板113的两个加强板114。底板111上开设有供夹紧单元13中部分零件移动的开口112。端板113与窗板212相互连接，能够同步转动。两个加强板114分别位于底板111的两侧，能够增加底板111与端板113的连接强度，提高料盒固定座11的结构稳定性。

旋转组件12能够带动料盒固定座11旋转，从而使料盒固定座11在放置工位和检测工位之间转换。当料盒固定座11处于放置工位时，料盒固定座11上的晶圆料盒2的开口端朝向斜上方，晶圆料盒2中的晶圆1由于倾斜角度以及重力的作用，统一向相对于晶圆料盒2开口端的一端滑动，晶圆1的边缘与晶圆料盒2的内壁抵接，使得晶圆料盒2中的晶圆排列整齐。当料盒固定座11转至检测工位时，料盒固定座11上的晶圆料盒2的开口端朝向水平方向且面向壳体20内部，底板111与地面平行，且底板111位于挡板152的上方，底板111的下表面与支撑柱153的上端抵接，可有效提高放料机构10的稳定性。

旋转组件12包括两个第一连接件121、第一驱动件122以及两个空气弹簧123。

两个第一连接件121的一端分别连接于料盒固定座11的两侧，另一端均与第一驱动件122的输出端连接，第一驱动件122设于料盒固定座11的下方，第一驱动件122通过两个第一连接件121驱动料盒固定座11进行转动。在本实施例中，第一驱动件122为双头双输出电机，设置在挡板152底部，与控制器60电连接。两个第一连接件121的一端连接于料盒固定座11的两侧，另一端分别与第一驱动件122的两个输出端连接。挡板152上还开设有与两个第一连接件121相适配的匚形孔，可供第一连接件121卡入，避免在料盒固定座11转动时第一连接件121与挡板152发生干涉。

空气弹簧123为杆形，一端连接在窗框211上，另一端连接在第一连接件121上。两个空气弹簧123分别位于料盒固定座11的两侧，能够在料盒固定座11向检测工位转动时提供助力，使底板111的下表面压向支撑柱153的上端，从而进一步使晶圆料盒2的开口端能够准确地朝向水平方向。

图12是本发明的实施例中夹紧单元的结构示意图。

如图5~12所示，夹紧单元13设于料盒固定座11上，能够对不同尺寸的晶圆料盒2的位置进行限位固定。夹紧单元13包括第一限位件131和夹紧组件132，第一限位件131呈板条状，第一限位件131设于料盒固定座11上，且位于开口端的前侧，第一限位件131的长度大于两个侧板201之间的距离，夹紧组件132能够与第一限位件131相配合从而在控制器60的控制下夹紧凸出板203。

在本实施例中，每个晶圆料盒2的两个侧板201的一端上均分别设有锁销205和锁孔206，第一限位件131朝向晶圆料盒2的外壁上设有多个凹槽1312和多个凸起1311，每个凹槽1312均会有一个凸起1311与之对应设置，每个凹槽1312均会与一晶圆料盒2上的锁销205卡合，每个凸起1311均会与一晶圆料盒2上的锁孔206卡合。其中，第一限位件131朝向晶圆料盒2的外壁上设有用于与锁销205卡合的凹槽1312，也可设置成孔的形式。

在本实施例中，夹紧组件132包括第二连接件1321、两个承托件1322、至少一对夹紧件1323以及第二驱动件1324。

两个承托件1322均设于第二连接件1321上，第二连接件1321设于料盒固定座11的下方，第二连接件1321与第二驱动件1324的输出端连接。两个承托件1322分别位于料盒固定座11上的两个开口112处，承托件1322的上表面均与料盒固定座11的上表面平齐。

在本实施例中，夹紧件1323的数量设置为4对，4对夹紧件1323分别与放置4寸、5寸、6寸以及8寸规格晶圆1 的晶圆料盒2相适配。同一对中的两个夹紧件1323分别对应设置在两个承托件1322上，且两个夹紧件1323分别与一晶圆料盒2的两个凸出板203相对应设置。两个承托件1322上相对应的两个夹紧件1323能够对一个尺寸规格的晶圆料盒2进行固定，从而本发明晶圆检测装置100能够对不同尺寸规格的晶圆料盒2进行固定。

第二驱动件1324设于料盒固定座11的下方，第二驱动件1324优选为电动推缸，与控制器60电连接。控制器60控制第二驱动件1324驱动第二连接件1321移动，带动承托件1322上的两个夹紧件1323靠近或远离第一限位件131，从而夹紧或松开对应的两个凸出板203。

在本实施例中，每个夹紧件1323均呈L型结构，具有横部和竖部，横部能够与第一限位件131相配合从而夹紧对应的凸出板203，一夹紧件1323的竖部能够与相对应的另一夹紧件1323的竖部相配合从而夹紧对应晶圆料盒2的两个侧板201。

两个侧板201靠近第一限位件131以及底板111的位置上均设有通孔207。当一个晶圆料盒2上的锁销205和锁孔206分别与第一限位件131上相对应设置的凹槽1312和凸起1311卡合之后，第二驱动件1324驱动第二连接件1321进行移动，使得第二连接件1321上的两个承托件1322分别在料盒固定座11上的两个开口112中进行移动，并使得两个承托件1322上相对应设置的两个夹紧件1323靠近第一限位件131，从而这两个夹紧件1323的横部能够配合第一限位件131对该晶圆料盒2的两个凸出板203进行夹紧，以及这两个夹紧件1323的竖部能够相互配合对该晶圆料盒2的两个侧板201进行夹紧。或是这两个夹紧件1323的竖部能够分别与该晶圆料盒2的两个侧板201上的通孔207卡合，从而来实现对该晶圆料盒2的两个侧板201进行夹紧的目的，进而加强了对该晶圆料盒2的定位固定，使得当该晶圆料盒2处于放置工位时，该晶圆料盒2不易晃动和移位，提高了对该晶圆料盒2内晶圆的防护。

在本实施例中，夹紧单元13还包括两个滑杆133和与滑杆133适配的两个滑块134。两个滑杆133设置在料盒固定座11的下表面上靠近两个开口112处，分别与两个承托件1322对应。两个滑块134均设于第二连接件1321上，并分别与两个滑杆133滑动连接。其中，两个滑杆133分别贯穿两个承托件1322。当第二驱动件1324驱动第二连接件1321进行移动时，第二连接件1321上的滑块134也会在对应的滑杆133上进行滑动，从而能够减小第二驱动件1324的驱动阻力，并增强承托件1322的承重能力，提高第二连接件1321移动过程中的稳定性，进而使夹紧组件132能够配合第一限位件131对晶圆料盒2达到更好的夹紧效果。

限位组件14设于料盒固定座11上，能够配合夹紧单元13对不同尺寸的晶圆料盒2进行限位固定。限位组件14包括多个呈两两对应的第二限位件141，相对应的两个第二限位件141之间的距离等于一晶圆料盒2的两个侧板201之间的距离。在本实施例中，第二限位件141能够为L型结构或块状结构。工作时，因为相对应设置的两个第二限位件141之间的距离等于一个晶圆料盒2的两个侧板201之间的距离，所以这两个第二限位件141能够防止该晶圆料盒2处于放置工位时，发生左右移动，从而进一步的提高了对该晶圆料盒2的定位固定，进而保证了本发明晶圆检测装置100工作时的稳定性。又因为限位组件14包括多个呈两两对应的第二限位件141，所以限位组件14能够配合夹紧单元13对不同尺寸的晶圆料盒2进行定位固定。

在本实施例中，放料机构10还包括传感组件，传感组件设置在料盒固定座11上，与控制器60电连接，能够检测晶圆料盒2和晶圆料盒2内的晶圆1是否放置到位。在本实施例中，传感组件包括第一传感器、第二传感器以及第三传感器。第一传感器设置在底板111上，能够检测下板208是否与底板111平行，便于操作人员判断晶圆料盒2是否放平。第二传感器的数量为两个，分别位于底板111两侧，能够测量底板111两侧与晶圆料盒2的侧板之间的距离，从而得到晶圆料盒的尺寸规格。第三传感器设置在底板111上，能够沿竖直方向上检测晶圆料盒中所有晶圆的边缘是否完全对齐，有助于提高后续检测的精度。

在本实施例中，放料机构还包括报警单元，报警单元与控制器60电连接，包括指示灯和蜂鸣器，可在传感组件检测到晶圆料盒2或晶圆料盒2内的晶圆1未放置到位时进行声光报警，便于操作人员及时发现并处理。当第一传感器检测到下板208与底板111不平行或第三传感器检测到晶圆料盒2内的所有晶圆1的边缘未完全对齐时，控制器60控制报警单元进行报警；当第一传感器检测到下板208与底板111平行且第三传感器检测到晶圆料盒2内的所有晶圆1的边缘完全对齐时，控制器60控制机械手30进行取件。

机械手30能够取放和移动晶圆1，包括多轴机械臂31和连接在多轴机械臂31上的末端执行器。多轴机械臂31能够带动末端执行器移动，末端执行器能够承托晶圆。在本实施例中，末端执行器为厚度2.5mm片状结构，可实现晶圆料盒2内各层间的任意取放。末端执行器采用高纯度陶瓷材质，且表面经过防静电涂层处理，可更好的保护晶圆1，降低损耗。

纠偏仪40能够在机械手30取件后对机械手30上的晶圆1进行纠偏。控制器60根据第二传感器的检测结果确定待检测的晶圆1的尺寸，根据晶圆的尺寸选择合适的程序控制纠偏仪40进行纠偏。在本实施例中，机械手的机械误差为0.1mm，纠偏仪40通过激光测距的方式得到晶圆竖直方向上高度位置的实测值，然后根据标准值与实测值的差距计算得到补偿值，控制器60根据补偿值控制机械手30调整高度，从而实现实时误差补偿，补偿后高度误差可达0.05mm。纠偏仪40的结构具体为现有技术，在此不再赘述。

检测机构50能够对晶圆1进行检测，包括大理石平台51和设置在大理石平台51上的膜厚测量仪52。大理石平台具有刚性且能够吸收振动，可增强检测机构50的结构稳定性，进一步提高检测精度。膜厚测量仪52与控制器60电连接，能够检测晶圆的厚度。控制器60根据晶圆1的尺寸选择合适的程序控制膜厚测量仪52进行检测。膜厚测量仪52具体为现有技术，在此不再赘述。

在本实施例中，放料机构10、纠偏仪40以及检测机构50绕机械手30依次间隔90°设置。检测时，控制器60先控制机械手30从放料机构10处拿取晶圆1，然后控制机械手30旋转90°至纠偏仪40处，再根据第二传感器检测到的晶圆料盒2的尺寸规格确定待检测的晶圆1的尺寸，根据晶圆1的尺寸选择合适的程序控制纠偏仪40对机械手30上的晶圆1的高度位置进行纠偏，最后控制器60控制机械手30再旋转90°将晶圆1放入检测机构50中，并根据晶圆1的尺寸选择合适的程序控制检测机构50对晶圆1进行检测。整个检测过程中，机械手30的旋转角度较少，能够有效缩短机械手30的移动路径和移动时间，提高检测效率。

图13是本发明的实施例中晶圆料盒放置于晶圆检测装置上并处于放置工位的示意图，图14是本发明的实施例中晶圆料盒放置于晶圆检测装置上并处于检测工位的示意图，图15是本发明的实施例中晶圆检测装置的使用过程流程图，

图16是本发明的实施例中晶圆检测装置的放料过程流程图。

以下结合附图1~18来说明本发明晶圆检测装置100的具体使用过程：

步骤S1，将晶圆料盒2固定放置在放料机构10上，完成放料；

步骤S2，控制器60控制机械手30从放料机构10处拿取晶圆1；

步骤S3，控制器60控制机械手30将晶圆1移动至纠偏仪40处，再控制纠偏仪40对晶圆1的高度位置进行纠偏；

步骤S4，控制器60控制机械手30将晶圆1放入检测机构50中，并控制检测机构50对晶圆1进行检测。

在步骤S1中，放料过程具体包括如下步骤：

步骤S1-1，控制器60控制旋转组件12中的第一驱动件122驱动两个第一连接件121带动料盒固定座11旋转至放置工位；

步骤S1-2，操作人员将晶圆料盒放置在料盒固定座11上，第一限位件131上相对应设置的凹槽1312和凸起1311与该晶圆料盒2上的锁销205和锁孔206卡合，对该晶圆料盒2进行初步的定位固定；

步骤S1-3，控制器60控制夹紧单元13中的第二驱动件1324驱动第二连接件1321移动，使两个承托件1322在相对应的开口112中移动，同时两个承托件1322上的夹紧件1323随承托件1322向第一限位件131移动，从而使相对应设置的两个夹紧件1323的横部配合第一限位件131分别对该晶圆料盒2的两个凸出板203进行夹紧，相对应设置的两个夹紧件1323的竖部相互配合对该晶圆料盒2的两个侧板201进行夹紧；

步骤S1-4，控制器60再次控制第一驱动件122驱动两个第一连接件121带动料盒固定座11旋转至检测工位，使该晶圆料盒2开口端水平朝向晶圆检测装置100内部；

步骤S1-5，控制器60控制传感组件检测晶圆料盒2和晶圆料盒2内的晶圆1是否均放置到位，确认全部放置到位后，即为放料完成，进入步骤S2；若未完全放置到位，则控制器60控制报警单元进行报警。

实施例的作用与效果

根据本发明所涉及的晶圆检测装置，放料机构能够固定晶圆料盒，机械手能够取放和移动晶圆，纠偏仪能够对机械手上的晶圆进行校准和纠偏，检测机构能够对晶圆进行检测，控制器能够控制放料机构、机械手、纠偏仪以及检测机构运行。

其中，放料机构包括料盒固定座、夹紧单元、限位组件以及旋转组件。旋转组件能够带动料盒固定座旋转，并使料盒固定座上的晶圆料盒能够在放置工位和检测工位间转换。

放料时，控制器控制旋转组件带动料盒固定座旋转至放置工位，操作人员人工将晶圆料盒放置在料盒固定座上并通过限位组件初步固定，然后控制器控制夹紧单元夹紧晶圆料盒，此时晶圆料盒的开口端朝向斜上方，晶圆料盒中的晶圆与水平面成一定的倾斜角度，在重力作用下，晶圆沿着晶圆限位槽统一向远离晶圆料盒开口端的方向滑动，晶圆的边缘与晶圆料盒的内壁抵接，使得晶圆料盒中的晶圆排列整齐。控制器再次控制旋转组件运作，带动料盒固定座旋转至检测工位，使晶圆料盒的开口端朝向水平方向。因为晶圆料盒中的晶圆已排列整齐，从而保证了晶圆检测装置中的机械手取用晶圆时的稳定性。并且，又因为料盒固定座上的夹紧单元和限位组件能够对晶圆料盒进行固定，所以能够避免晶圆料盒在旋转组件带动料盒固定座转动时发生移位，可有效提高晶圆检测装置工作时的稳定性，有助于减小检测误差。

进一步地，因为晶圆检测装置中第一驱动件为双头双输出电机，所以能够同时通过两个第一连接件使料盒固定座进行旋转，从而保证了料盒固定座两侧转动的角度相同，使得底板不会向两侧倾斜，进而保证了料盒固定座转动时的稳定性。挡板上开设有供两个第一连接件卡入的匚形孔，能在保护电机的同时避免结构上发生干涉，所以两个第一连接件能够顺畅地带动料盒固定座进行旋转。

进一步地，因为晶圆检测装置中第一限位件朝向晶圆料盒的外壁上多个设有用于与锁销卡合的凹槽和多个用于与锁孔卡合的凸起，所以能够对不同尺寸的晶圆料盒进行初步的定位固定，从而防止晶圆料盒发生位置移动的问题，进而当不同尺寸的晶圆料盒处于放置工位时，保证晶圆料盒中的晶圆会受倾斜角度以及重力的作用，统一向相对于晶圆料盒开口端的一端滑动，使得晶圆料盒中的晶圆能够排列整齐。

进一步地，因为第二驱动件通过第二连接件和承托件驱动多个夹紧件靠近或远离第一限位件，且多个夹紧件的横部用于与第一限位件相配合从而夹紧对应的凸出板，一夹紧件的竖部用于与相对应的另一夹紧件的竖部相配合从而夹紧对应晶圆料盒的两个侧板，所以加强了对不同尺寸的晶圆料盒的定位固定，使得当不同尺寸的晶圆料盒处于放置工位时，不同尺寸的晶圆料盒不会发生移动，提高了对晶圆料盒内晶圆的防护，并保证了使晶圆能够排列整齐的工作效果。

进一步地，因为夹紧单元还包括两个滑杆和两个滑块，所以当第二驱动件驱动第二连接件进行移动时，第二连接件上的滑块也会在对应的滑杆上进行滑动，从而能够减小第二驱动件的驱动力，并提高第二连接件的移动效果，进而能够提高第二连接件移动过程中的稳定性，并保证夹紧组件能够配合第一限位件对晶圆料盒的夹紧效果。

进一步地，因为相对应设置的两个第二限位件之间的距离等于一个晶圆料盒的两个侧板之间的距离，所以这两个第二限位件能够防止该晶圆料盒处于放置工位时，发生左右移动，从而进一步的提高了对该晶圆料盒的定位固定，进而保证了本发明晶圆检测装置工作时的稳定性。又因为限位组件包括多个呈两两对应的第二限位件，所以限位组件能够配合夹紧单元对不同尺寸的晶圆料盒进行定位固定。

进一步地，传感组件设置在料盒固定座上，能够检测晶圆料盒和晶圆料盒内的晶圆是否放置到位。第一传感器设置在底板上，能够检测下板是否与底板平行，便于操作人员判断晶圆料盒是否放平。第二传感器的数量为两个，分别位于底板两侧，能够测量底板两侧与晶圆料盒的侧板之间的距离，便于判断晶圆料盒的尺寸规格。第三传感器设置在底板上，能够沿竖直方向上检测晶圆料盒中所有晶圆的边缘是否完全对齐，有助于提高后续检测的精度。

进一步地，检测机构包括大理石平台和设置在大理石平台上的膜厚测量仪，大理石平台具有刚性且能够吸收振动，可增强检测机构的结构稳定性，进一步提高检测精度。

进一步地，控制器能够控制放料机构、机械手、纠偏仪以及检测机构运行，相互配合工作。放料机构、纠偏仪以及检测机构绕机械手间隔90°依次设置，整个检测过程中，机械手的旋转角度较少，能够有效缩短机械手的移动路径和移动时间，提高检测效率。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种晶圆检测装置，用于对晶圆进行检测，所述晶圆存放在晶圆料盒中，所述晶圆料盒至少具有两个侧板和连接在所述侧板上方的顶板，两个所述侧板的一端与所述顶板的一端形成用于取放晶圆的侧向开口端，两个所述侧板内侧开设有用于放置晶圆的晶圆限位槽，两个所述侧板的一端上均设有沿所述开口端的端面向两个所述侧板的外侧延伸的凸出板，其特征在于，包括：

壳体；

放料机构，用于固定所述晶圆料盒；

机械手，用于取放和移动所述晶圆；

纠偏仪，用于对机械手上的晶圆进行纠偏；

检测机构，用于对所述晶圆进行检测；以及

控制器，用于控制所述放料机构、所述机械手、所述纠偏仪以及所述检测机构运行，

其中，所述放料机构包括：

料盒固定座，连接在所述壳体上，用于放置所述晶圆料盒；

夹紧单元，设于所述料盒固定座上，用于对所述晶圆料盒的位置进行限位固定；

限位组件，设于所述料盒固定座上，用于配合所述夹紧单元对所述晶圆料盒进行限位固定；以及

旋转组件，用于带动所述料盒固定座旋转，从而使所述料盒固定座在放置工位和检测工位之间转换，

放料时，所述控制器控制所述旋转组件带动所述料盒固定座旋转至放置工位，人工将所述晶圆料盒放置在所述料盒固定座上并通过所述限位组件初步固定，使所述晶圆料盒的所述开口端朝向斜上方，然后所述控制器控制所述夹紧单元夹紧所述晶圆料盒，最后再次控制所述旋转组件带动所述料盒固定座旋转至检测工位，使所述晶圆料盒的所述开口端朝向水平方向，

所述夹紧单元包括第一限位件和夹紧组件，

所述第一限位件呈板条状，所述第一限位件设于所述料盒固定座上，且位于所述开口端的前侧，所述第一限位件的长度大于两个所述侧板之间的距离，

所述夹紧组件用于与所述第一限位件相配合从而在所述控制器的控制下夹紧所述凸出板，

所述夹紧组件包括第二连接件、两个承托件、四对夹紧件以及第二驱动件，

所述四对夹紧件分别与放置4寸、5寸、6寸、8寸规格晶圆的所述晶圆料盒相适配，

所述第二驱动件为电动推缸，

所述第二驱动件和所述第二连接件均设置在所述料盒固定座的下方，且所述第二连接件与所述第二驱动件的输出端连接，

所述料盒固定座上开设有供两个所述承托件移动的开口，

两个所述承托件均设于所述第二连接件上，且所述承托件的上表面均与所述料盒固定座的上表面平齐，

同一对中的两个所述夹紧件分别对应设置在两个所述承托件上，且两个所述夹紧件分别与相应尺寸的所述晶圆料盒的两个凸出板相对应设置，

所述控制器控制所述第二驱动件驱动所述第二连接件移动，带动所述承托件上的所述夹紧件靠近或远离所述第一限位件，从而夹紧或松开所述凸出板，

其中，每个所述夹紧件均呈L型结构，具有横部和竖部，所述横部用于与所述第一限位件相配合从而夹紧对应的所述凸出板，一个所述夹紧件的所述竖部用于与相对应的另一所述夹紧件的所述竖部相配合从而夹紧对应的所述晶圆料盒的两个所述侧板。

2.根据权利要求1所述的晶圆检测装置，其特征在于：

其中，每个所述晶圆料盒的两个侧板的一端上均分别设有锁销和锁孔，

所述第一限位件朝向所述晶圆料盒的外壁上设有多个凹槽和多个凸起，每个所述凹槽均会与一所述晶圆料盒上的所述锁销卡合，每个所述凸起均会与一所述晶圆料盒上的所述锁孔卡合，每个所述凹槽均会有一个所述凸起与之对应设置。

3.根据权利要求1所述的晶圆检测装置，其特征在于：

其中，所述放料机构还包括传感组件，

传感组件设置在所述料盒固定座上，与所述控制器电连接，用于检测所述晶圆料盒和所述晶圆料盒内的所述晶圆是否放置到位。

4.根据权利要求3所述的晶圆检测装置，其特征在于：

其中，所述料盒固定座具有用于放置所述晶圆料盒的底板，该底板在所述晶圆料盒处于所述检测工位时与地面平行，

所述晶圆料盒还包括连接在两个所述侧板下方且与所述晶圆限位槽平行的下板，

所述传感组件包括第一传感器、第二传感器以及第三传感器，

所述第一传感器用于检测所述下板是否与所述底板平行，

所述第二传感器用于检测所述晶圆料盒的尺寸规格，

所述第三传感器用于检测放置在所述晶圆料盒内的所有所述晶圆的边缘是否完全对齐，

所述放料机构还包括报警单元，

当所述第一传感器检测到所述下板与所述底板不平行或所述第三传感器检测到所述晶圆料盒内的所有所述晶圆的边缘未完全对齐时，所述控制器控制所述报警单元进行报警，

当所述第一传感器检测到所述下板与所述底板平行且所述第三传感器检测到所述晶圆料盒内的所有所述晶圆的边缘完全对齐时，所述控制器控制所述机械手进行取件。

5.根据权利要求4所述的晶圆检测装置，其特征在于：

其中，所述放料机构、所述纠偏仪以及所述检测机构绕所述机械手依次间隔90°设置，

检测时，所述控制器先控制所述机械手从所述放料机构处拿取所述晶圆，然后控制所述机械手转过90°至所述纠偏仪处，再根据所述第二传感器检测到的所述晶圆料盒的尺寸规格确定待检测的晶圆的尺寸，根据所述晶圆的尺寸选择合适的程序控制所述纠偏仪对所述机械手上的所述晶圆的位置进行纠偏，最后所述控制器控制所述机械手再次转过90°将所述晶圆放入所述检测机构中，并根据所述晶圆的尺寸选择合适的程序控制所述检测机构对所述晶圆进行检测。

6.根据权利要求1所述的晶圆检测装置，其特征在于：

其中，所述机械手包括多轴机械臂和末端执行器，

所述多轴机械臂用于在所述控制器的控制下带动所述末端执行器移动，

所述末端执行器用于承托所述晶圆。

7.根据权利要求1所述的晶圆检测装置，其特征在于：

其中，所述检测机构包括大理石平台和膜厚测量仪，

所述膜厚测量仪设置在所述大理石平台上，与所述控制器电连接，用于检测所述晶圆的厚度。