CN116666301B - 一种基片传送测试平台及测试方法 - Google Patents
一种基片传送测试平台及测试方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116666301B CN116666301B CN202310935840.6A CN202310935840A CN116666301B CN 116666301 B CN116666301 B CN 116666301B CN 202310935840 A CN202310935840 A CN 202310935840A CN 116666301 B CN116666301 B CN 116666301B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wafer
- manipulator
- lifting
- supporting component
- top plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000010998 test method Methods 0.000 title claims description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 61
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 32
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 abstract description 123
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
- H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
- H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
- H01L21/68742—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
- H01L21/67703—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations between different workstations
- H01L21/67706—Mechanical details, e.g. roller, belt
Abstract
本发明属于晶圆传送测试技术领域,特别涉及一种基片传送测试平台及测试方法。包括固定框架、升降机构、晶圆位置检测机构、机械手及控制系统,其中固定框架的顶部设有机械手及环绕机械手布置的多个升降机构,各升降机构与机械手之间均设有晶圆位置检测机构,机械手用于晶圆的传送,升降机构用于晶圆取放工位的升降;晶圆位置检测机构用于检测放置于机械手上的晶圆位置信息且发送给机械手,机械手根据接收到的晶圆位置信息对晶圆进行位置纠偏;控制系统用于控制机械手的传输动作和各升降机构的升降动作。本发明具有晶圆取放工位升降功能,能够高效完成机械手传送晶圆的检测,方便快捷,极大地提高了测试效率。
Description
技术领域
本发明属于晶圆传送测试技术领域,特别涉及一种基片传送测试平台及测试方法。
背景技术
芯片加工行业在近年来国内发展迅速,在芯片生产过程中,进行不同的工艺处理时,晶圆会在各种工艺腔体中进行传送。晶圆传送作为芯片加工中的一个重要环节,也备受重视,晶圆传送目前在行业内普遍采用机械手来搭载晶圆。晶圆加工普遍处于真空环境下,为防止产生微粒,手指和晶圆之间仅靠静摩擦来保持相对静止,对机械手的控制精度有较高要求,需要进行多次调试。目前行业内,厂商将机械手送至芯片制造工厂调试,这样出现较大问题还需要将机械手返回设备厂商进行解决,拉长项目周期。同时机械手需要在真空腔室中进行测试,安装和拆卸比较麻烦。如果是无Z轴机械手(即不具备升降功能的机械手),还需要专门选择高度相匹配的真空腔室,耗时耗力。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种基片传送测试平台及测试方法,以解决现有机械手测试需要送至晶圆厂进行测试,浪费时间成本,不方便对于无Z轴机械手进行测试,需要在真空腔室中进行测试,安装和拆卸比较麻烦,耗时耗力的问题。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明一实施例提供一种基片传送测试平台,包括固定框架、升降机构、晶圆位置检测机构、机械手及控制系统,其中固定框架的顶部设有机械手及环绕机械手布置的多个升降机构,各升降机构与机械手之间均设有晶圆位置检测机构,机械手用于晶圆的传送,升降机构用于晶圆取放工位的升降;晶圆位置检测机构用于检测放置于机械手上的晶圆位置信息且发送给机械手,机械手根据接收到的晶圆位置信息对晶圆进行位置纠偏;控制系统用于控制机械手的传输动作和各升降机构的升降动作。
所述升降机构包括升降台底板、升降台顶板、固定支撑组件、活动支撑组件及气缸,其中升降台底板与所述固定框架连接,固定支撑组件和气缸均设置于升降台底板上,且气缸沿竖直方向输出动力;升降台顶板设置于升降台底板的上方,且与气缸的输出端连接,活动支撑组件设置于升降台顶板上;气缸驱动升降台顶板和活动支撑组件进行升降,使活动支撑组件高于或低于固定支撑组件,从而实现晶圆通过活动支撑组件和固定支撑组件的交替支撑。
所述固定支撑组件包括沿周向设置于所述升降台底板外圆周上的多个长支柱;所述活动支撑组件包括沿周向设置于所述升降台顶板上的多个短支柱。
所述升降台底板和所述升降台顶板均为圆形结构,所述升降台顶板的直径小于所述升降台底板的直径,且所述升降台顶板位于多个所述长支柱的内侧。
所述升降机构为四组,每组所述升降机构中的所述气缸均与气路控制系统连接;
气路控制系统包括总气源、气压调节计、Y型快接头Ⅰ、Y型快接头Ⅱ及Y型快接头Ⅲ,其中总气源依次与气压调节计和Y型快接头Ⅰ连接,Y型快接头Ⅰ与Y型快接头Ⅱ和Y型快接头Ⅲ连接,Y型快接头Ⅱ和Y型快接头Ⅲ均连接两个所述气缸,四个所述气缸分别通过四个电磁阀完成气压调节。
所述晶圆位置检测机构包括激光传感器、激光反射板、传感器安装架短支柱、传感器安装架长支柱及传感器安装板,其中激光反射板通过两个传感器安装架短支柱安装在所述固定框架上,传感器安装板平行设置于激光反射板的上方,且通过两个传感器安装架长支柱与激光反射板连接,传感器安装板的底部间隔设有两个激光传感器,两个激光传感器通过导线与所述机械手连接。
本发明另一实施例提供一种利用如上所述基片传送测试平台的测试方法,所述测试方法包括以下步骤:
通过气缸驱动升降台顶板下降至最低位置,使活动支撑组件低于固定支撑组件,将晶圆放置于固定支撑组件上;
通过气缸驱动升降台顶板上升至最高位置,活动支撑组件将晶圆顶起且脱离固定支撑组件;
机械手伸入晶圆的下方;
通过气缸驱动升降台顶板下降,使晶圆落在机械手上,活动支撑组件继续下降脱离晶圆,直至下降至低于固定支撑组件;
机械手缩回,且通过晶圆位置检测机构检测机械手上的晶圆位置信息;
机械手进行晶圆位置的纠偏。
所述晶圆位置检测机构检测晶圆位置的过程,包括以下步骤:
将激光反射板安装在两个激光传感器的正下方;
机械手搭载晶圆运动时,当晶圆边沿达到两个激光传感器的对射光线处时,两个激光传感器被触发,两个激光传感器将检测到的晶圆位置信息发送给机械手;
当晶圆在机械手上的位置发生偏移时,机械手根据两个激光传感器被晶圆遮挡时的位置信息自动计算偏移量,并重新完成放片、取片动作对晶圆的放置位置进行纠正。
所述气缸的伸缩最高位置和最低位置分别通过上下位传感器检测。
所述气缸和机械手通过所述控制系统控制;
所述控制系统包括上位机、交换机及PLC,其中上位机与交换机连接,交换机与所述机械手交互,以控制所述机械手完成晶圆传输动作;交换机同时又通过传输线与PLC的控制器连接,PLC分别传递IO信号给磁性开关和继电器,磁性开关连接上下位传感器,实现所述气缸运动到位信号反馈;继电器控制电磁阀的开合,电磁阀通过改变所述气缸的推杆运动方向,来控制升降台顶板的上下移动。
本发明的优点及有益效果是:本发明提供的一种基片传送测试平台,具有晶圆取放工位升降功能,能够高效完成机械手传送晶圆的检测,避免了将机械手送至晶圆厂进行测试,节约了时间成本,也便于对无Z轴机械手进行测试,方便快捷,极大地提高了测试效率。
附图说明
图1为本发明一种基片传送测试平台的结构示意图;
图2为本发明中升降机构的结构示意图;
图3为本发明中气路控制系统的气路框图;
图4为本发明中晶圆位置检测机构的结构示意图;
图5为本发明一种基片传送测试平台的控制流程框图;
图6-图12为本发明中升降机构的工作流程示意图。
图中:1.固定框架,2.台面,3.升降台底板,4.升降台顶板,5.气缸,6.长支柱,7.短支柱,8.机械手,9.激光传感器,10.激光反射板,11.传感器安装架短支柱,12.传感器安装架长支柱,13.传感器安装板,14.晶圆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示,本发明一实施例提供一种基片传送测试平台,包括固定框架1、升降机构、晶圆位置检测机构、机械手8及控制系统,其中固定框架1的顶部设有机械手8及环绕机械手8布置的多个升降机构,各升降机构与机械手8之间均设有晶圆位置检测机构,机械手8用于晶圆的传送,升降机构用于晶圆取放工位的升降;晶圆位置检测机构用于检测放置于机械手8上的晶圆位置信息且发送给机械手8,机械手8本体内的控制器根据接收到的晶圆位置信息调整机械手8,对晶圆进行位置纠偏;控制系统用于控制机械手8的传输动作和各升降机构的升降动作。本发明提供的一种基片传送测试平台,具有晶圆取放工位升降功能,能够高效完成机械手传送晶圆的检测。
如图2所示,本发明的实施例中,升降机构包括升降台底板3、升降台顶板4、固定支撑组件、活动支撑组件及气缸5,其中升降台底板3与固定框架1连接,固定支撑组件和气缸5均设置于升降台底板3上,且气缸5沿竖直方向输出动力;升降台顶板4设置于升降台底板3的上方,且与气缸5的输出端连接,活动支撑组件设置于升降台顶板4上;气缸5驱动升降台顶板4和活动支撑组件进行升降,使活动支撑组件高于或低于固定支撑组件,从而实现晶圆通过活动支撑组件和固定支撑组件的交替支撑。升降机构实现了上升、下降晶圆的功能,便于无Z轴(即不具备升降功能)机械手取放晶圆。
本发明的实施例中,固定支撑组件包括沿周向设置于升降台底板3外圆周上的多个长支柱6;活动支撑组件包括沿周向设置于升降台顶板4上的多个短支柱7。本实施例中,长支柱6和短支柱7均为三个,且沿周向呈120°分布。
具体地,升降台底板3和升降台顶板4均为圆形结构,升降台顶板4的直径小于升降台底板3的直径,且升降台顶板4位于三个长支柱6的内侧。在本工位升降过程中,长、短支柱交替接触晶圆,使得晶圆先后与两个平面接触,在气缸运动行程不变的情况下,缩短了抬升距离,使得运动更具有稳定性。
如图1所示,本发明的实施例中,固定框架1为四方体框架,且顶部设有台面2。具体地,固定框架1起到了支撑作用,由多根金属型材固定连接组成,固定框架1的上面安装了合金台面,可以固定机械手8。升降机构为四组,且分别设置于固定框架1的四个边上,每组升降机构中的气缸5均与气路控制系统连接。
如图3所示,本发明的实施例中,气路控制系统包括总气源、气压调节计、Y型快接头Ⅰ、Y型快接头Ⅱ及Y型快接头Ⅲ,其中总气源与气压调节计连接,然后通过Y型快接头Ⅰ进行一次分流,被分流的两支路分别与Y型快接头Ⅱ和Y型快接头Ⅲ连接,Y型快接头Ⅱ和Y型快接头Ⅲ进行二次分流,被Y型快接头Ⅱ分流的两个支路分别与第一、二组升降机构中的气缸Ⅰ和气缸Ⅱ连接,被Y型快接头Ⅲ分流的两个支路分别与第三、四组中的气缸Ⅲ和气缸Ⅳ连接,气缸Ⅰ、气缸Ⅱ、气缸Ⅲ和气缸Ⅳ分别通过四个电磁阀完成气压调节。使用这种单一的气源,便于调节各升降工位的气压一致,从而保证了各升降工位的升降速度一致。
如图4所示,本发明的实施例中,晶圆位置检测机构包括激光传感器9、激光反射板10、传感器安装架短支柱11、传感器安装架长支柱12及传感器安装板13,其中激光反射板10通过两个传感器安装架短支柱11安装在固定框架1上,传感器安装板13平行设置于激光反射板10的上方,且通过两个传感器安装架长支柱12与激光反射板10连接,传感器安装板13的底部间隔设有两个激光传感器9,两个激光传感器9通过导线与机械手8连接。晶圆位置检测机构实现了晶圆位置纠偏功能,确保了晶圆可以位于机械手8的手指正中心。
参见图5所示,本发明的实施例中,控制系统分为两部分,第一部分,上位机可以适配不同协议的机械手8,通过交换机与机械手8交互,可以控制机械手8完成基片传输动作;第二部分,上位机使用modbus tcp协议通过交换机与PLC交互,通过PLC IO点位控制气缸5伸缩与磁性开关反馈。PLC通过远程IO模块使用EtherNet协议扩展更多的测试平台。控制系统同时控制机械手8和升降机构,便于控制二者同步运动,运动节拍保持一致。同时本控制系统的PLC可以通过远程IO模块与其它测试平台相连,便于控制多个测试台的同步运动,也能更好地比较不同机械手之间可能存在的差异。
具体地,由上位机通过软件程序控制交换机,交换机利用信号线与机械手8相连,驱动机械手8运动。激光传感器9也与机械手8相连接,在机械手8运动时,激光传感器9开始工作。交换机同时又通过传输线与PLC控制器连接,PLC分别传递IO信号给磁性开关和继电器,磁性开关连接上下位传感器,实现气缸运动到位信号反馈;继电器控制电磁阀的开合,电磁阀通过改变气缸推杆的运动方向,来控制升降工位的上下移动。四个升降工位分别装有一个气缸5,每个气缸5都单独对应一个电磁阀,受其独立控制。本发明的总气源连接一个气压调节计,然后通过Y型快接头实现两次分流,再借助电磁阀完成了对四个气缸5的气压调节,实现了对四个升降工位的独立控制。
本发明的实施例中,上位机控制机械手8,分析和保存定位数据并实现与PLC的交互功能;交换机起连接作用,完成了上位机与PLC之间的通讯交互;PLC控制器读取气压阀的状态并输出气压阀的执行指令。继电器控制电磁阀的开合。电磁阀控制气缸推杆的上下运动,实现升降台的上升和下降。磁性开关控制上下位传感器的开合,上下位传感器由一对传感器探头组成,分别检测气缸推杆在最低点和最高点的位置信号,完成了气缸运动到位信号反馈,可以计算出气缸推杆上升和下降的运动时间。
本发明一实施例提供一种基片传送测试平台,其工作原理是:
打开总气源开关,上位机发送指令给交换机,交换机向PLC传递信号,PLC控制电磁阀启动,电磁阀里有密闭的腔,其开有一个进气口和两个出气口。电磁阀在工作时,通过控制内部阀体的移动来开启或关闭不同的出气口,而进气口是常开的,气体此时就会从进气口进入到不同的排气管中,然后通过气体的压力来推动气缸5的活塞,活塞又带动活塞杆,活塞杆带动与其相连的升降台顶板4,从而实现了升降工位的上下移动功能。本实施例中,升降工位有三个长度相等的长支柱6固定在升降台底板3上,呈等边三角形排布。三个长支柱6的位置不变,机械手8在取片前,晶圆14就放置在这三个长支柱6上,如图6所示。机械手8准备取片时,固定在升降台底板3上的气缸5通气将升降台顶板4抬高,固定在升降台顶板4上三个长度相等的短支柱7将晶圆14顶起,晶圆14便落在三个呈等边三角形排列的短支柱7上,并运动至最大行程,如图7所示。机械手8伸至晶圆14的下方,如图8所示,气缸5驱动升降台顶板4下降,晶圆14落在机械手8的手指上,如图9所示。机械手8取走晶圆14后,待气缸5驱动升降台顶板4下降至最低点后,如图10所示,此时再放上新的晶圆14。机械手8将取走的晶圆14放置另一升降工位,如图11-图12所示,四个升降工位在上下往复运动时,设置一定的时间差,便于机械手8可以连续完成取片、放片动作。
本实施例中,升降工位采用的是气压传动,动作迅速、反应快、调节方便。相比于其它测试平台普遍采用的电气传动,对工作环境的适应性更好,特别是在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境工作时,安全可靠性优于电子电气系统。本发明使用单一的总气源来控制气压开关和气压大小,相比于其他测试平台采用的多气源开关,使用单一气源保证了四个升降工位的气压一致,也便于调节四个升降工位的运行速度保持一致。
本实施例中,本测试平台还配有晶圆位置检测机构。每个工位相对于机械手8非对称安装两个激光传感器9,激光反射板10安装在激光传感器9的正下方,为机械手8对晶圆中心自动对准功能提供触发信号。机械手8搭载晶圆14运动,当晶圆14边沿达到对射光线处时,激光传感器9被触发。晶圆14在机械手8的手指位置发生偏移时,机械手8的控制器根据两个激光传感器9传送的被晶圆14遮挡时的手指位置信息来自动计算偏移量,并控制机械手8重新进行放片、取片动作,对晶圆14的放置位置进行纠正。
本发明的另一实施例中,提供一种利用上述实施例中的基片传送测试平台的测试方法,参见图6-图12所示,该测试方法包括以下步骤:
通过气缸5驱动升降台顶板4下降至最低位置,使活动支撑组件中的三个短支柱7低于固定支撑组件中的三个长支柱6的高度,将晶圆14放置于三个长支柱6上,如图6所示。
通过气缸5驱动升降台顶板4上升,三个短支柱7将晶圆14顶起,使晶圆14脱离三个长支柱6,直至气缸5伸长至最高点,升降台顶板4位于最高位置,如图7所示。
机械手8伸入晶圆14的下方,如图8所示。
通过气缸5驱动升降台顶板4及三个短支柱7下降,使晶圆14落在机械手8上,三个短支柱7继续下降脱离晶圆14,直至下降至低于三个长支柱6的高度,如图9所示。
机械手8缩回,通过晶圆位置检测机构中的两个激光传感器9检测机械手8上的晶圆位置信息,机械手8自动重新放片、取片,完成纠偏。
机械手8取走晶圆,如图10所示。
机械手8取走晶圆后,将晶圆送至另一升降工位,如图11所示,该升降工位通过气缸5驱动升降台顶板4上升,三个短支柱7将晶圆14顶起,晶圆14脱离机械手8,如图12所示,机械手8缩回,完成放片动作。
机械手8从一个升降工位取片,再传递至另一升降工位放片。机械手8在四个升降工位之间,如此循环往复运动,以模拟实际应用场景,验证机械手8运行的稳定性。
本发明的实施例中,晶圆位置检测机构检测晶圆位置的过程,包括以下步骤:
将激光反射板10安装在两个激光传感器9的正下方;
机械手8搭载晶圆14运动时,当晶圆14边沿达到两个激光传感器9的对射光线处时,两个激光传感器9被触发,两个激光传感器9将检测到的晶圆位置信息发送给机械手8本体内的控制器;
当晶圆14在机械手8上的位置发生偏移时,机械手8的控制器根据两个激光传感器9发送的被晶圆14遮挡时的位置信息自动计算偏移量,并控制机械手8重新放片、取片,对晶圆14的放置位置进行纠正。
进一步地,气缸5的伸缩极限位置通过上下位传感器检测,气缸5和机械手8通过控制系统控制。
如图5所示,本发明的实施例中,控制系统包括上位机、交换机及PLC,其中上位机与交换机连接,交换机与机械手8交互,以控制机械手8完成晶圆传输动作;机械手8在四个升降工位处进行晶圆传送过程中,分别通过激光传感器Ⅰ、激光传感器Ⅱ、激光传感器Ⅲ、激光传感器Ⅳ进行晶圆位置纠偏检测。根据实际需要机械手8可设置多组,本实施例中交换机与机械手Ⅰ和机械手Ⅱ进行互交。交换机同时又通过传输线与PLC的控制器连接,PLC分别传递IO信号给磁性开关和继电器,磁性开关连接上下位传感器,实现气缸5运动到位信号反馈;继电器控制电磁阀的开合,电磁阀通过改变气缸5的推杆运动方向,来控制升降台顶板4的上下移动。本实施例中,四组升降机构中的气缸5分别为气缸Ⅰ、气缸Ⅱ、气缸Ⅲ、气缸Ⅳ,四个气缸分别通过电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ、电磁阀Ⅲ、电磁阀Ⅳ控制运动方向,且四个气缸分别通过上下位传感器Ⅰ、上下位传感器Ⅱ、上下位传感器Ⅲ、上下位传感器Ⅳ进行到位信号反馈。
进一步地,PLC控制器通过远程IO模块控制其它测试平台,远程IO模块成本更低,并且使用EtherNet协议与增加的平台进行交互,EtherNet协议冗余更高,交互速度更快,可以级联更多的测试平台。
本发明的升降工位降至最低点时,将晶圆14放在三个长支柱6上,然后升降工位上升至一定高度,晶圆14脱离长支柱6且与三个短支柱7接触;当升降工位升至最高点时,由机械手8将晶圆14取走。本测试平台实现了对晶圆的升降功能,即可用于测试有Z轴机械手(具有升降功能),也能用于测试无Z轴机械手(无升降功能),且相比于传统升降台的单一接触面,该升降工位在升降过程中,晶圆先后与两个面接触,缩短了气缸所需的运动行程,同时因为缩短了抬升距离。减少了运动时间,也使得运动更有稳定性。
本测试平台软件可以适配不同协议的设备,对不同厂家与系列的设备不需要重新开发控制软件。机械手与PLC不进行直接交互,通过上位机软件进行交互,对测试平台气缸数量加减更易操作,根据实际情况加减工位不需要更改机械手的配置,只需断开或接到PLC预留接口即可。机械手与工位控制分开可以实现多个机械手共用一个工位。相比于以往测试台对测试装置和被测设备采用了不同电气控制源,本测试平台和被测机械手使用同一电气控制源,有效节省了空间,也便于控制二者同步运动,运动节拍保持一致。
相比于过往的PLC,本发明连接了一个测试平台,其实现了远程控制;也便于完成多个测试台的同步运动,更好地比较每个机械手之间可能存在的差异。本发明可以对晶圆传送机械手进行一些性能测试,设备厂商可以利用该测试平台对自己设计的晶圆搬运机械手进行简单测试,发现问题后,可以及时解决。目前,厂商将设计、装配完成的真空机械手,送到晶圆代工厂试运行,时间成本较高。本发明避免了将机械手送至晶圆厂进行测试,节约了时间成本。也不需要把机械手拿到真空腔室中去测试,方便快捷。本测试平台具有升降功能,既能用于测试有Z轴机械手(具有升降功能),也可以用于测试无Z轴机械手(无升降功能)。
以上所述仅为本发明的实施方式,并非用于限定本发明的保护范围。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、扩展等,均包含在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基片传送测试平台,其特征在于,包括固定框架(1)、升降机构、晶圆位置检测机构、机械手(8)及控制系统,其中固定框架(1)的顶部设有机械手(8)及环绕机械手(8)布置的多个升降机构,各升降机构与机械手(8)之间均设有晶圆位置检测机构,机械手(8)用于晶圆的传送,升降机构用于晶圆取放工位的升降;晶圆位置检测机构用于检测放置于机械手(8)上的晶圆位置信息且发送给机械手(8),机械手(8)根据接收到的晶圆位置信息对晶圆进行位置纠偏;控制系统用于控制机械手(8)的传输动作和各升降机构的升降动作;
所述升降机构包括升降台底板(3)、升降台顶板(4)、固定支撑组件、活动支撑组件及气缸(5),其中升降台底板(3)与所述固定框架(1)连接,固定支撑组件和气缸(5)均设置于升降台底板(3)上,且气缸(5)沿竖直方向输出动力;升降台顶板(4)设置于升降台底板(3)的上方,且与气缸(5)的输出端连接,活动支撑组件设置于升降台顶板(4)上;气缸(5)驱动升降台顶板(4)和活动支撑组件进行升降,使活动支撑组件高于或低于固定支撑组件,从而实现晶圆通过活动支撑组件和固定支撑组件的交替支撑;
所述晶圆位置检测机构包括激光传感器(9)、激光反射板(10)、传感器安装架短支柱(11)、传感器安装架长支柱(12)及传感器安装板(13),其中激光反射板(10)通过两个传感器安装架短支柱(11)安装在所述固定框架(1)上,传感器安装板(13)平行设置于激光反射板(10)的上方,且通过两个传感器安装架长支柱(12)与激光反射板(10)连接,传感器安装板(13)的底部间隔设有两个激光传感器(9),两个激光传感器(9)通过导线与所述机械手(8)连接;当晶圆在机械手(8)上的位置发生偏移时,机械手(8)根据两个激光传感器(9)被晶圆遮挡时的位置信息自动计算偏移量,并重新完成放片、取片动作对晶圆的放置位置进行纠正;
所述气缸(5)的伸缩最高位置和最低位置通过上下位传感器检测;所述气缸(5)和机械手(8)通过所述控制系统控制;
所述控制系统包括上位机、交换机及PLC,其中上位机与交换机连接,交换机与所述机械手(8)交互,以控制所述机械手(8)完成晶圆传输动作;交换机同时又通过传输线与PLC的控制器连接,PLC分别传递IO信号给磁性开关和继电器,磁性开关连接上下位传感器,实现所述气缸(5)运动到位信号反馈;继电器控制电磁阀的开合,电磁阀通过改变所述气缸(5)的推杆运动方向,来控制升降台顶板(4)的上下移动。
2.根据权利要求1所述的基片传送测试平台,其特征在于,所述固定支撑组件包括沿周向设置于所述升降台底板(3)外圆周上的多个长支柱(6);
所述活动支撑组件包括沿周向设置于所述升降台顶板(4)上的多个短支柱(7)。
3.根据权利要求2所述的基片传送测试平台,其特征在于,所述升降台底板(3)和所述升降台顶板(4)均为圆形结构,所述升降台顶板(4)的直径小于所述升降台底板(3)的直径,且所述升降台顶板(4)位于多个所述长支柱(6)的内侧。
4.根据权利要求1所述的基片传送测试平台,其特征在于,所述升降机构为四组,每组所述升降机构中的所述气缸(5)均与气路控制系统连接;
气路控制系统包括总气源、气压调节计、Y型快接头Ⅰ、Y型快接头Ⅱ及Y型快接头Ⅲ,其中总气源依次与气压调节计和Y型快接头Ⅰ连接,Y型快接头Ⅰ与Y型快接头Ⅱ和Y型快接头Ⅲ连接,Y型快接头Ⅱ和Y型快接头Ⅲ均连接两个所述气缸(5),四个所述气缸(5)分别通过四个电磁阀完成气压调节。
5.一种利用权利要求1-4任一项所述基片传送测试平台的测试方法,其特征在于,所述测试方法包括以下步骤:
通过气缸(5)驱动升降台顶板(4)下降至最低位置,使活动支撑组件低于固定支撑组件,将晶圆放置于固定支撑组件上;
通过气缸(5)驱动升降台顶板(4)上升至最高位置,活动支撑组件将晶圆顶起且脱离固定支撑组件;
机械手(8)伸入晶圆的下方;
通过气缸(5)驱动升降台顶板(4)下降,使晶圆落在机械手(8)上,活动支撑组件继续下降脱离晶圆,直至下降至低于固定支撑组件;
机械手(8)缩回,且通过晶圆位置检测机构检测机械手(8)上的晶圆位置信息;
机械手(8)进行晶圆位置的纠偏;
所述晶圆位置检测机构检测晶圆位置的过程,包括以下步骤:
将激光反射板(10)安装在两个激光传感器(9)的正下方;
机械手(8)搭载晶圆运动时,当晶圆边沿达到两个激光传感器(9)的对射光线处时,两个激光传感器(9)被触发,两个激光传感器(9)将检测到的晶圆位置信息发送给机械手(8);
当晶圆在机械手(8)上的位置发生偏移时,机械手(8)根据两个激光传感器(9)被晶圆遮挡时的位置信息自动计算偏移量,并重新完成放片、取片动作对晶圆的放置位置进行纠正;
所述气缸(5)的伸缩最高位置和最低位置通过上下位传感器检测;所述气缸(5)和机械手(8)通过所述控制系统控制;
所述控制系统包括上位机、交换机及PLC,其中上位机与交换机连接,交换机与所述机械手(8)交互,以控制所述机械手(8)完成晶圆传输动作;
交换机同时又通过传输线与PLC的控制器连接,PLC分别传递IO信号给磁性开关和继电器,磁性开关连接上下位传感器,实现所述气缸(5)运动到位信号反馈;继电器控制电磁阀的开合,电磁阀通过改变所述气缸(5)的推杆运动方向,来控制升降台顶板(4)的上下移动。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310935840.6A CN116666301B (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种基片传送测试平台及测试方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310935840.6A CN116666301B (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种基片传送测试平台及测试方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116666301A CN116666301A (zh) | 2023-08-29 |
CN116666301B true CN116666301B (zh) | 2023-11-21 |
Family
ID=87720949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310935840.6A Active CN116666301B (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种基片传送测试平台及测试方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116666301B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117182942B (zh) * | 2023-11-07 | 2024-01-12 | 沈阳元创半导体有限公司 | 一种蛙手机器人 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100676826B1 (ko) * | 2005-10-31 | 2007-02-01 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼이송장치 및 그 이송방법 |
KR20070115367A (ko) * | 2006-06-02 | 2007-12-06 | 삼성전자주식회사 | 반도체 제조설비의 웨이퍼 언로딩 위치 검출시스템 |
CN103033381A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-04-10 | 北京自动化技术研究院 | 一种晶圆传输机械手测试装置 |
CN103219267A (zh) * | 2013-04-10 | 2013-07-24 | 南京农业大学 | 一种晶圆测试自动传输系统 |
CN211578720U (zh) * | 2019-12-26 | 2020-09-25 | 中芯集成电路(宁波)有限公司 | 一种承载晶圆的升降装置 |
CN114923416A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-08-19 | 上海果纳半导体技术有限公司武汉分公司 | 机械手测试方法及测试装置 |
CN217920326U (zh) * | 2022-04-29 | 2022-11-29 | 江苏鲁汶仪器有限公司 | 一种通用型机械手的传片测试装置 |
CN218274546U (zh) * | 2022-06-21 | 2023-01-10 | 厦门微亚智能科技有限公司 | 一种晶圆校准搬运机械手 |
-
2023
- 2023-07-28 CN CN202310935840.6A patent/CN116666301B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100676826B1 (ko) * | 2005-10-31 | 2007-02-01 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼이송장치 및 그 이송방법 |
KR20070115367A (ko) * | 2006-06-02 | 2007-12-06 | 삼성전자주식회사 | 반도체 제조설비의 웨이퍼 언로딩 위치 검출시스템 |
CN103033381A (zh) * | 2012-12-13 | 2013-04-10 | 北京自动化技术研究院 | 一种晶圆传输机械手测试装置 |
CN103219267A (zh) * | 2013-04-10 | 2013-07-24 | 南京农业大学 | 一种晶圆测试自动传输系统 |
CN211578720U (zh) * | 2019-12-26 | 2020-09-25 | 中芯集成电路(宁波)有限公司 | 一种承载晶圆的升降装置 |
CN217920326U (zh) * | 2022-04-29 | 2022-11-29 | 江苏鲁汶仪器有限公司 | 一种通用型机械手的传片测试装置 |
CN218274546U (zh) * | 2022-06-21 | 2023-01-10 | 厦门微亚智能科技有限公司 | 一种晶圆校准搬运机械手 |
CN114923416A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-08-19 | 上海果纳半导体技术有限公司武汉分公司 | 机械手测试方法及测试装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116666301A (zh) | 2023-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN116666301B (zh) | 一种基片传送测试平台及测试方法 | |
US20230003794A1 (en) | Chip detection device, chip detection system, and control method | |
CN210379004U (zh) | 一种双动力自动化晶圆搬运机构 | |
CN217361537U (zh) | 一种晶圆用定位装置 | |
US6437296B1 (en) | Alignment apparatus of the substrate for LCD | |
CN111308325A (zh) | 一种芯片检测系统及方法 | |
CN210435681U (zh) | 一种节流阀装配生产线的阀体密封圈自动安装装置 | |
CN110369986A (zh) | 一种用于微小螺纹副自动装配装置 | |
WO2024093201A1 (zh) | 一种串联插拔的自动化测试设备及其工作方法 | |
CN216613083U (zh) | 多轴机械手上料机构 | |
CN110773658A (zh) | 一种适用于端拾器离线搭建的通用平台 | |
CN108142973B (zh) | 一种槟榔视觉定位装配机构和方法 | |
CN216296923U (zh) | 视觉定位及检测式涂胶装置 | |
CN210704820U (zh) | 一种模块化机械手臂 | |
CN214060373U (zh) | 雷管自动化装配生产线 | |
TW202228948A (zh) | 晶圓治具、機器人系統、通信方法及機器人教示方法 | |
CN114035246B (zh) | 气象检定用转接模块、环形传送装置及其使用方法 | |
CN117080156B (zh) | 一种用于晶圆检测的载台装置 | |
CN215701661U (zh) | 一种z轴大行程scara机器人 | |
CN213293990U (zh) | 一种伺服模组移载定位机构 | |
CN218087823U (zh) | 物料移载装置 | |
CN116461964B (zh) | 一种压缩机阀组气密性检测设备 | |
CN216928535U (zh) | 密封顶升装置 | |
CN219652166U (zh) | 一种吸嘴及焊料切片自动供料装置 | |
CN109047044A (zh) | Sfp封装电口模块测试装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |