CN116453999B - 一种用于半导体晶圆传输系统的自动翻转校正装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于半导体晶圆传输系统的自动翻转校正装置，包括设置在支撑板一个侧面上的识别模块、调整机构，所述调整机构与吸附机构相连，所述支撑板的另一个侧面与翻转机构相连，所述吸附机构用于吸附承载晶圆，所述调整机构用于调整吸附机构上晶圆的ID标识与识别模块之间的相对位置，以使不同尺寸晶圆的ID能够被识别模块识别，以实现晶圆的位置校正；所述翻转机构用于带动支撑板连同调整机构、吸附机构、识别模块在0度到180度之间转动，以实现晶圆正反面的外观检测。整个装置的结构简单，调整操作方便，便于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及半导体设备的技术领域，具体涉及一种用于半导体晶圆传输系统的自动翻转校正装置。
背景技术
随着半导体行业的迅猛发展，对设备的产能和性能提出了更高的要求。在半导体晶圆生产制作及传输过程中，需要对半导体晶圆的正反两面以及晶圆的位置进行检测观察，保证后续工艺的要求和品质，而针对晶圆的多种处理需求增加了工艺处理时间，对设备提高产能带来了严峻考验，此外，半导体晶圆的厚度、尺寸和校正标记不同，这就对半导体晶圆的翻转和校正提出了更高的要求。
目前行业内使用的翻转机构和晶圆校正机构为两个独立的单元，且不能同时满足对应多种尺寸的晶圆处理需求，这大大降低了检测后晶圆搬运的工作效率。
发明内容
本发明提供了一种用于半导体晶圆传输系统的自动翻转校正装置，将晶圆的自动翻转和校正功能集成于一个设备上，减少运作流程，提高工作效率，同时借助调整机构能够调整晶圆和识别模块之间的相对位置，从而能够快速完成对可实现多种规格半导体晶圆自动校正和翻转，既减少机器人取放晶圆至不同工位完成需求的时间，又减少了取放搬运过程中可能造成的失误损失，提高了设备的实用性。
本发明可通过以下技术方案实现：
一种用于半导体晶圆传输系统的自动翻转校正装置，包括设置在支撑板一个侧面上的识别模块、调整机构，所述调整机构与吸附机构相连，所述支撑板的另一个侧面与翻转机构相连，
所述吸附机构用于吸附承载晶圆，所述调整机构用于调整吸附机构上晶圆的ID标识与识别模块之间的相对位置，以使不同尺寸晶圆的ID能够被识别模块识别，以实现晶圆的位置校正；
所述翻转机构用于带动支撑板连同调整机构、吸附机构、识别模块在0度到180度之间转动，以实现晶圆正反面的外观检测。
进一步，所述调整机构包括设置在支撑板一个侧面上的传送气缸，识别模块在上，传送气缸在下，所述传送气缸的活塞杆沿Y轴方向延伸，其自由端通过旋转滑台与吸附机构相连，吸附机构在上，旋转滑台在下，
所述传送气缸用于带动旋转滑台连同吸附机构沿Y轴方向运动，以使吸附机构和识别模块之间的空当能够容纳不同尺寸的晶圆，
所述旋转滑台的转动中心设置为Z轴方向，用于带动吸附机构连同晶圆绕Z轴方向转动，以使不同尺寸晶圆的ID能够被识别模块识别。
进一步，所述支撑板成L型结构，横向部沿Y轴方向延伸，所述识别模块、传送气缸设置在竖直部的一个侧面上，所述竖直部的另一个侧面与翻转机构相连，所述传送气缸的活塞杆沿横向部延伸。
进一步，所述识别模块包括正对间隔设置的激光发射端和激光接收端，其间隔处供晶圆通过。
进一步，所述翻转机构设置在方形壳体的内部，所述支撑板的竖直部与壳体的一个侧面重合，所述翻转机构包括电动机，所述电动机的输出轴与支撑板连接，在其两侧、对应壳体的内壳壁上各设置一个限位机构，两个所述限位机构分别用于限定电动机转动时的0度位置、180度位置。
进一步，所述限位机构包括相互配合的光电传感器和限位块，所述光电传感器设置壳体的内壳壁上、对应电动机转动时的0度位置或者180度位置，其检测端设置有U形开口，所述限位块呈Z形结构，其一端设置在电动机的输出轴上，另一端与U型开口配合，
在所述光电传感器的正上方设置有带聚氨酯止动螺栓，所述带聚氨酯止动螺栓用于阻挡电动机转动到0度位置或者180度位置时限位块的继续转动。
本发明有益的技术效果在于：
1、利用将本发明的自动翻转校正装置，可以在一台设备上同时实现翻转和校正两种功能，节省了工艺流程，提升了生产效率；
2、借助调整机构能够调整晶圆和识别模块之间的相对位置，以适用不同尺寸的晶圆的翻转检测和位置校正，扩大了本申请的自动翻转校正装置的使用范围，极具应用前景；
3、通过对识别模块、调整机构和吸附机构之间相对位置的合理设定，使其能够集成于一体，减少设备的占用体积，提升设备的智能化水平；
4、整个装置的结构简单，调整操作方便，便于推广应用。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图；
图3为本发明的支撑板上对应不同尺寸晶圆的位置标识示意图；
图4为本发明的光电传感器、限位块和带聚氨酯止动螺栓的配合结构示意图；
其中，1-支撑板，2-调整机构，201-传送气缸，202-旋转滑台，3-吸附机构，4-壳体，5-基板，6-调平螺栓，7-电动机，8-光电传感器，9-限位块，10-带聚氨酯止动螺栓，11-激光发射端，12-激光接收端，。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-4所示，本发明提供了一种用于半导体晶圆传输系统的自动翻转校正装置，包括设置在支撑板1一个侧面上的识别模块、调整机构2，该调整机构2与吸附机构3相连，该支撑板1的另一个侧面与翻转机构相连，该吸附机构3用于吸附承载晶圆，该调整机构2用于调整吸附机构3上晶圆的ID标识与识别模块之间的相对位置，以使不同尺寸晶圆的ID能够被识别模块识别，以实现晶圆的位置校正；该翻转机构用于带动支撑板1连同调整机构2、吸附机构3、识别模块在0度到180度之间转动，以实现晶圆正反面的外观检测。这样，通过将翻转机构和识别模块集成于同一设备上，使其能够完成晶圆翻转检测和晶圆位置校正两种功能，节省了操作流程，提升生产效率，同时利用调整机构能够根据晶圆的尺寸大小，调整吸附机构上晶圆的ID标识与识别模块之间的相对位置，使晶圆上的ID能够被识别，扩大设备的应用范围，提升了设备的智能化水平，实用性更强。
具体如下：
我们可以将翻转机构设置在壳体4的内部，该壳体4可采用方体式结构，支撑板1为壳体4的部分侧面，相当于将调整机构2、识别模块、吸附机构3设置在壳体的一个侧面上，该吸附机构3可采用气动驱动式结构，这样，各个机构之间的连接线包括电路连接线、气路连接线以及控制模块可以集成于壳体内部，便于理线，同时方便翻转机构执行翻转操作。另外，在壳体4的下面可以设置基板5，在基板5的周边设置多个调平螺栓6，利用调平螺栓6调整基板5的平行度，从而确保其上各个机构特别是吸附机构3的平行度，以便后续晶圆检测的顺利进行。
该调整机构2包括设置在支撑板1一个侧面上的传送气缸201，识别模块在上，传送气缸201在下，该传送气缸201的活塞杆沿Y轴方向延伸，其自由端通过旋转滑台202与吸附机构3相连，吸附机构3在上，旋转滑台022在下，该传送气缸201用于带动旋转滑台202连同吸附机构3沿Y轴方向运动，以使吸附机构3和识别模块之间的空当能够容纳不同尺寸的晶圆，该旋转滑台202的转动中心设置为Z轴方向，用于带动吸附机构3连同晶圆绕Z轴方向转动，以使不同尺寸晶圆的ID标识能够被识别模块识别。我们可以将支撑板1可设计成L型结构，其竖直部与壳体4的一个侧面重合，其横向部沿Y轴方向延伸，该竖直部的一面与翻转机构相连，另一面上间隔设置有识别模块和传送气缸201，其中识别模块在上，传送气缸201在下，该传送气缸201的活塞杆沿Y轴方向延伸，可以设置在支撑板的横向部，这样，利用传送气缸201带动旋转滑台202连同吸附机构3沿Y轴方向运动，以调整旋转滑台202连同吸附机构3与识别模块之间的间距，从而使两者之间可以容纳不同尺寸的晶圆，可以在支撑板1的横向部作位置标志，以便调整传送气缸201的气量控制，如图3所示，而利用旋转滑台202可以带动吸附机构3上晶圆绕Z轴方向转动，从而将晶圆上的ID标识转动到识别模块的正下方，使其都能够被识别模块识别，实现晶圆的位置校正。
同时，由于翻转机构与支撑板1的竖直部连接，能够带动支撑板1上的调整机构2、识别模块、吸附机构3共同绕Y轴方向在0度到180度之间转动，从而实现对晶圆的翻转，以完成晶圆的双面检测。
该翻转机构包括电动机7，该电动机7的输出轴与支撑板1连接，可以采用中空电动机，将其输出轴的端部连接在支撑板1的竖直部，在其输出轴两侧、对应壳体4的内壳壁上各设置一个限位机构，这两个限位机构分别用于限定电动机转动时的0度位置、180度位置，包括相互配合的光电传感器8和限位块9，该光电传感器8的检测端设置有U形开口，安装在壳体4的内壁上，对应电动机7转动时的0度位置或者180度位置，而限位块9呈Z字形结构，其一端安装在电动机7的输出轴上，且与电动机7的输出轴同步转动，其另一端与光电传感器8的U形结构的检测端配合，这样在电动机7的带动下，限位块9开始转动，转动至0度位置或者180度位置时，限位块9的另一端插到U形结构的空当处，产生反馈信号，从而实现位置限定，更进一步，该限位机构还包括设置在光电传感器正上方的带聚氨酯止动螺栓10，当限位块转动至0度或者180度位置时，其顶部正好抵住带聚氨酯止动螺栓10，以强制阻挡限位块继续转动，从而起到硬性限位的功能，避免电动机过转造成晶圆传送不到位，为后续的两面检测提供良好的物理基础。
该识别模块包括正对间隔设置的激光发射端11和激光接收端12，其间隔处供晶圆通过，可以将激光接收端11和吸附机构3设置在同一平面上，以方便晶圆可以通过激光发射端11和激光接收端12之间的间隙，以便对晶圆上的ID标识进行识别检测。
在使用本发明的自动翻转校正装置时，根据晶圆的尺寸，先利用调整机构中传送气缸调整旋转滑台、吸附机构和识别模块之间的间距，以便它们之间的空当能够容纳对应尺寸的晶圆，再利用机器人将待检晶圆运输至吸附机构上，由吸附机构完成吸附承载，然后由旋转滑台带动吸附机构连同晶圆绕Z轴方向转动，直至晶圆上的ID能够被识别模块识别，最后利用翻转机构带动晶圆翻转，以便完成晶圆正反面的外观检测。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
Claims (5)
1.一种用于半导体晶圆传输系统的自动翻转校正装置，其特征在于：包括设置在支撑板一个侧面上的识别模块、调整机构，所述调整机构与吸附机构相连，所述支撑板的另一个侧面与翻转机构相连，
所述吸附机构用于吸附承载晶圆，所述调整机构用于调整吸附机构上晶圆的ID标识与识别模块之间的相对位置，以使不同尺寸晶圆的ID能够被识别模块识别，以实现晶圆的位置校正；
所述翻转机构用于带动支撑板连同调整机构、吸附机构、识别模块在0度到180度之间转动，以实现晶圆正反面的外观检测；
所述调整机构包括设置在支撑板一个侧面上的传送气缸，识别模块在上，传送气缸在下，所述传送气缸的活塞杆沿Y轴方向延伸，其自由端通过旋转滑台与吸附机构相连，吸附机构在上，旋转滑台在下，
所述传送气缸用于带动旋转滑台连同吸附机构沿Y轴方向运动，以使吸附机构和识别模块之间的空当能够容纳不同尺寸的晶圆，
所述旋转滑台的转动中心设置为Z轴方向，用于带动吸附机构连同晶圆绕Z轴方向转动，以使不同尺寸晶圆的ID能够被识别模块识别。
2.根据权利要求1所述的用于半导体晶圆传输系统的自动翻转校正装置，其特征在于：所述支撑板成L型结构，横向部沿Y轴方向延伸，所述识别模块、传送气缸设置在竖直部的一个侧面上，所述竖直部的另一个侧面与翻转机构相连，所述传送气缸的活塞杆沿横向部延伸。
3.根据权利要求1所述的用于半导体晶圆传输系统的自动翻转校正装置，其特征在于：所述识别模块包括正对间隔设置的激光发射端和激光接收端，其间隔处供晶圆通过。
4.根据权利要求2所述的用于半导体晶圆传输系统的自动翻转校正装置，其特征在于：所述翻转机构设置在方形壳体的内部，所述支撑板的竖直部与壳体的一个侧面重合，所述翻转机构包括电动机，所述电动机的输出轴与支撑板连接，在其两侧、对应壳体的内壳壁上各设置一个限位机构，两个所述限位机构分别用于限定电动机转动时的0度位置、180度位置。
5.根据权利要求4所述的用于半导体晶圆传输系统的自动翻转校正装置，其特征在于：所述限位机构包括相互配合的光电传感器和限位块，所述光电传感器设置壳体的内壳壁上、对应电动机转动时的0度位置或者180度位置，其检测端设置有U形开口，所述限位块呈Z形结构，其一端设置在电动机的输出轴上，另一端与U型开口配合，
在所述光电传感器的正上方设置有带聚氨酯止动螺栓，所述带聚氨酯止动螺栓用于阻挡电动机转动到0度位置或者180度位置时限位块的继续转动。
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