CN117012695B - 一种晶圆交接结构及交接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆交接结构及交接方法，涉及晶圆交接相关领域，包括吸盘底座、PIN驱动机构、承片台、PIN机构、晶圆和检测机构，所述吸盘底座顶部固定连接有PIN驱动机构，所述PIN驱动机构顶部设有连接盘，且该连接盘顶部通过连接杆固定连接有承片台，设置PIN机构，通过风琴型吸盘来降低晶圆翘曲度，与承片台交接后通过承片台的真空吸附力将晶圆吸附平整，帮助晶圆进一步降低翘曲度，设置控制机构，通过继电器唤醒单控板和微型电控阀，使得外界气体通过气管和软管进入到风琴型吸盘内，从而使风琴型吸盘内气压发生变化，防止在分离过程中对晶圆造成损坏。

Description

一种晶圆交接结构及交接方法

技术领域

本发明涉及晶圆交接相关领域，具体是一种晶圆交接结构及交接方法。

背景技术

半导体设备中，需要运动平台能应对大翘曲量晶圆的交接与吸附，及在吸盘上吸附平整的功能，随着对产率要求的不断提高，晶圆交接的速度要求越来越高，交接的效率随之提高，这就要求晶圆交接装置具有高效的交接效率，为此，设置一种晶圆交接结构及交接方法。

现有一种晶圆交接结构在使用时，刚性PIN对翘曲片适应能力不足，容易导致晶圆无法密封PIN，真空无法建立，最终影响PIN运动时物料的位置稳定性，同时刚性PIN无法帮助承片台降低晶圆翘曲度，可能导致晶圆在承片台上处于大翘曲状态，无法建立真空，吸附失败，且部分设备较难控制风琴型吸盘与晶圆快速分离，若通过风琴型吸盘下移进行分离，可能导致晶圆损坏；

现有一种晶圆交接结构在使用时较难对翘曲度进行全方位检测，进而导致晶圆翘曲度较难全方位吸附平整，且部分设备较难对损坏的工业相机进行拆卸更换或维修。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种晶圆交接结构及交接方法。

本发明是这样实现的，构造一种晶圆交接结构及交接方法，该装置包括吸盘底座，所述吸盘底座顶部固定连接有PIN驱动机构，所述PIN驱动机构顶部设有连接盘，且该连接盘顶部通过连接杆固定连接有承片台，所述PIN驱动机构顶部连接盘的顶部固定连接有PIN机构，所述PIN机构顶部可拆卸连接有晶圆，所述承片台顶部四周均滑动连接有检测机构；

所述PIN机构包括PIN硬触头，所述承片台内滑动连接有PIN硬触头；PIN杆，所述PIN硬触头内固定连接有PIN杆；风琴型吸盘，所述PIN杆顶部固定连接有风琴型吸盘；控制机构，所述PIN杆内固定连接有控制机构。

优选的，所述控制机构包括软管，所述PIN杆内固定连接有软管；转接头，所述软管右端出气孔处固定连接有转接头；微型电控阀，所述转接头右端通过气管固定连接有微型电控阀；防护箱，所述PIN驱动机构左右两端以及背部均固定连接有防护箱。

优选的，所述控制机构还包括单控板，所述防护箱内左端固定连接有单控板；继电器，所述单控板右端固定连接有继电器。

优选的，所述检测机构包括安装架，所述承片台顶部四周均滑动连接有安装架；第一安装箱，所述安装架顶部横板的底部固定连接有第一安装箱；伸缩件，所述第一安装箱左端固定连接有伸缩件；夹持件，所述第一安装箱底部通过连接杆固定连接有夹持件，且该连接杆与第一安装箱底部滑动连接；工业相机，所述夹持件内设有工业相机；调节机构，所述承片台四周均固定连接有调节机构；移动壳，所述第一安装箱内滑动连接有移动壳，且移动壳左端与伸缩件固定连接；转动轮，所述移动壳内转动连接有转动轮。

优选的，所述检测机构还包括移动板，所述第一安装箱内通过固定杆滑动连接有移动板，且移动板顶部呈四十五度倾斜设置；强力弹簧，所述移动板底部右端固定连接有强力弹簧；其中，所述移动板底部通过连接杆固定连接有夹持件，所述移动板顶部与转动轮相接触。

优选的，所述调节机构包括第二安装箱，所述承片台四周均固定连接有第二安装箱；U型板，所述第二安装箱内底部固定连接有U型板，且U型板后端挡板设有卡槽；电磁块，所述U型板底部中心处设有滑槽，且该滑槽内设有十一组电磁块；滑动板，所述滑动板底部通过金属块与U型板底部滑槽滑动连接；阻尼杆，所述滑动板左端固定连接有阻尼杆，且阻尼杆内弹簧左右两端连接板均固定连接有电磁块；U型块，所述阻尼杆右端固定连接有U型块；其中，所述滑动板前端通过连接板与安装架底部滑动块固定连接。

优选的，所述调节机构还包括滑槽板，所述U型块底部通过凸起块与滑槽板滑动连接；卡块，所述滑槽板背部固定连接有卡块。

优选的，所述伸缩件由安装杆、金属伸缩杆和电磁块组成，所述夹持件由气缸、安装座、移动块、转动杆和夹爪组成。

优选的，所述PIN机构设有三组，且三组PIN机构呈对称设置，所述风琴型吸盘设于PIN硬触头内部。

优选的，所述一种晶圆交接方案，包括以下步骤：

步骤一：当多组PIN机构在与传输交接晶圆时，通过风琴型吸盘来降低晶圆翘曲度，与承片台交接后通过承片台的真空吸附力将晶圆吸附平整，帮助晶圆进一步降低翘曲度；

步骤二：当需将风琴型吸盘与晶圆分离时，通过继电器唤醒单控板和微型电控阀，使得外界气体通过气管和软管进入到风琴型吸盘内，从而使风琴型吸盘内气压发生变化，防止在分离过程中对晶圆造成损坏；

步骤三：当需对晶圆翘曲度进行检测时，通过移动板和转动轮的配合带动工业相机向下移动，使得工业相机对晶圆翘曲度进行检测，再通过夹持件对工业相机进行维修更换；

步骤四：当需对晶圆进行全方位检测时，通过滑槽板带动卡块移动，使得卡块与U型板上卡槽分离，再通过电磁块带动工业相机向左移动，实现对晶圆的全方位翘曲度检测。

本发明具有如下优点：本发明通过改进在此提供一种晶圆交接结构及交接方法，与同类型设备相比，具有如下改进：

本发明所述一种晶圆交接结构及交接方法，通过设置PIN机构，通过风琴型吸盘来降低晶圆翘曲度，与承片台交接后通过承片台的真空吸附力将晶圆吸附平整，帮助晶圆进一步降低翘曲度。

本发明所述一种晶圆交接结构及交接方法，通过设置控制机构，通过继电器唤醒单控板和微型电控阀，使得外界气体通过气管和软管进入到风琴型吸盘内，从而使风琴型吸盘内气压发生变化，防止在分离过程中对晶圆造成损坏。

本发明所述一种晶圆交接结构及交接方法，通过设置检测机构，通过移动板和转动轮的配合带动工业相机向下移动，使得工业相机对晶圆翘曲度进行检测，再通过夹持件对工业相机进行维修更换。

本发明所述一种晶圆交接结构及交接方法，通过设置调节机构，通过滑槽板带动卡块移动，使得卡块与U型板上卡槽分离，再通过电磁块带动工业相机向左移动，实现对晶圆的全方位翘曲度检测。

附图说明

图1是本发明步骤流程结构示意图；

图2是本发明承片台立体结构示意图；

图3是本发明PIN机构和晶圆正视的结构示意图；

图4是本发明PIN机构正视的结构示意图；

图5是本发明图4中A放大结构示意图；

图6是本发明检测机构立体结构示意图；

图7是本发明检测机构正视的结构示意图；

图8是本发明调节机构立体分解结构示意图。

其中：吸盘底座-1、PIN驱动机构-2、承片台-3、PIN机构-4、PIN硬触头-41、PIN杆-42、风琴型吸盘-43、控制机构-44、软管-441、转接头-442、微型电控阀-443、防护箱-444、单控板-445、继电器-446、晶圆-5、检测机构-6、安装架-61、第一安装箱-62、伸缩件-63、夹持件-64、工业相机-65、调节机构-66、第二安装箱-661、U型板-662、电磁块-663、滑动板-664、阻尼杆-665、U型块-666、滑槽板-667、卡块-668、移动壳-67、转动轮-68、移动板-69、强力弹簧-610。

具体实施方式

以下结合附图1～图8对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一：

请参阅图1～图4，本发明的一种晶圆交接结构及交接方法可调节式精密模具，包括吸盘底座1，吸盘底座1顶部固定连接有PIN驱动机构2，PIN驱动机构2顶部设有连接盘，且该连接盘顶部通过连接杆固定连接有承片台3，PIN驱动机构2顶部连接盘的顶部固定连接有PIN机构4，PIN机构4顶部可拆卸连接有晶圆5，承片台3顶部四周均滑动连接有检测机构6；

PIN机构4包括PIN硬触头41，承片台3内滑动连接有PIN硬触头41，PIN硬触头41内固定连接有PIN杆42，PIN硬触头41便于带动风琴型吸盘43移动；

PIN杆42顶部固定连接有风琴型吸盘43，PIN杆42内固定连接有控制机构44，风琴型吸盘43便于对晶圆5进行吸附。

基于实施例1的一种晶圆交接结构及交接方法可调节式精密模具的工作原理是：

第一、使用本设备时，首先将本设备放置在工作区域中，然后将装置与外部电源相连接，即可为本设备提供工作所需的电源。

第二、当多组PIN机构4在与传输交接晶圆5时，风琴型吸盘43柔性段外露与翘曲晶圆5接触，其垂向及俯仰的柔性特性能适应翘曲片不平整表面，风琴型吸盘43吸附后风琴段收缩，晶圆5落于PIN硬触头41上停止，利用多组PIN机构4的硬触头的等高特性降低了晶圆的翘曲度；

第三、PIN机构4下降至PIN硬触头41低于承片台3上表面，此时PIN机构4内风琴型吸盘43处于拉伸状态，给晶圆5额外的下拉力，帮助晶圆5进一步降低翘曲度；

第四、承片台3通真空将晶圆5其余处于翘曲状态的区域吸附平整。

实施例二：

请参阅图5，本发明的一种晶圆交接结构及交接方法可调节式精密模具，相较于实施例一，本实施例还包括：控制机构44，控制机构44包括软管441，PIN杆42内固定连接有软管441，软管441右端出气孔处固定连接有转接头442，转接头442便于改变气体流量；

转接头442右端通过气管固定连接有微型电控阀443，PIN驱动机构2左右两端以及背部均固定连接有防护箱444，防护箱444便于对单控板445和继电器446进行防护；

防护箱444内左端固定连接有单控板445，单控板445右端固定连接有继电器446，继电器446便于唤醒单控板445和微型电控阀443。

本实施例中：

当需将风琴型吸盘43与晶圆5分离时，工作人员控制继电器446工作，再通过继电器446唤醒单控板445和微型电控阀443，然后通过转接头442、软管441和气管的配合，使得外界气体通过气管和软管441进入到风琴型吸盘43内，从而使风琴型吸盘43内气压发生变化，防止在分离过程中对晶圆5造成损坏。

实施例三：

请参阅图6～图7，本发明的一种晶圆交接结构及交接方法可调节式精密模具，相较于实施例一，本实施例还包括：检测机构6，检测机构6包括安装架61，承片台3顶部四周均滑动连接有安装架61，安装架61顶部横板的底部固定连接有第一安装箱62，第一安装箱62左端固定连接有伸缩件63，伸缩件63便于带动移动壳67移动；

第一安装箱62底部通过连接杆固定连接有夹持件64，且该连接杆与第一安装箱62底部滑动连接，夹持件64内设有工业相机65，承片台3四周均固定连接有调节机构66，第一安装箱62内滑动连接有移动壳67，且移动壳67左端与伸缩件63固定连接，夹持件64便于对工业相机65进行夹持固定；

移动壳67内转动连接有转动轮68，第一安装箱62内通过固定杆滑动连接有移动板69，且移动板69顶部呈四十五度倾斜设置，移动板69底部右端固定连接有强力弹簧610，强力弹簧610便于带动移动板69移动；

移动板69底部通过连接杆固定连接有夹持件64，移动板69顶部与转动轮68相接触，伸缩件63由安装杆、金属伸缩杆和电磁块组成，夹持件64由气缸、安装座、移动块、转动杆和夹爪组成。

本实施例中：

第一、当需对晶圆5翘曲度进行检测时，通过外部电流输出器逐级启动伸缩件63内电磁块，使得金属伸缩杆受磁力影响向左移动，金属伸缩杆带动移动壳67向左移动，移动壳67带动转动轮68向左移动并转动，进而使移动板69受转动轮68影响向下移动，转动轮68通过连接杆带动夹持件64向下移动，夹持件64带动工业相机65向下移动，使得工业相机65对晶圆5翘曲度进行检测；

第二、当需对工业相机65进行拆卸时，启动夹持件64内气缸，气缸带动移动块移动，移动块通过两组转动杆带动两组夹爪做相对运动，进而使两组夹爪与工业相机65分离，便于对工业相机65进行维修更换。

实施例四：

请参阅图8，本发明的一种晶圆交接结构及交接方法可调节式精密模具，相较于实施例一，本实施例还包括：调节机构66，调节机构66包括第二安装箱661，承片台3四周均固定连接有第二安装箱661，第二安装箱661内底部固定连接有U型板662，且U型板662后端挡板设有卡槽，第二安装箱661便于对U型板662进行安装；

U型板662底部中心处设有滑槽，且该滑槽内设有十一组电磁块663，滑动板664底部通过金属块与U型板662底部滑槽滑动连接，电磁块663与外界电流输出器电性相连；

滑动板664左端固定连接有阻尼杆665，且阻尼杆665内弹簧左右两端连接板均固定连接有电磁块，电磁块与外界电流输出器电性相连；

阻尼杆665右端固定连接有U型块666，滑动板664前端通过连接板与安装架61底部滑动块固定连接，U型块666底部通过凸起块与滑槽板667滑动连接，滑槽板667背部固定连接有卡块668，卡块668与U型板662后端挡板卡槽卡合。

本实施例中：

当需对晶圆5进行全方位检测时，通过外部电流输出器带动阻尼杆665内电磁块工作，使得阻尼杆665带动U型块666向左移动，U型块666通过内部凸起块带动滑槽板667向前移动，滑槽板667带动卡块668向前移动，使得卡块668与U型板662上卡槽分离，然后通过外部电流输出器对电磁块663进行逐级通电，使得滑动板664受磁力影响向左移动，滑动板664带动滑槽板667和卡块668向左移动，且滑动板664在移动过程中通过连接板带动安装架61向左移动，进而通过安装架61带动工业相机65向左移动，实现对晶圆5的全方位翘曲度检测。

本发明通过改进提供一种晶圆交接结构及交接方法，设置PIN机构4，通过风琴型吸盘43来降低晶圆翘曲度，与承片台3交接后通过承片台3的真空吸附力将晶圆5吸附平整，帮助晶圆5进一步降低翘曲度；设置控制机构44，通过继电器446唤醒单控板445和微型电控阀443，使得外界气体通过气管和软管441进入到风琴型吸盘43内，从而使风琴型吸盘43内气压发生变化，防止在分离过程中对晶圆5造成损坏；设置检测机构6，通过移动板69和转动轮68的配合带动工业相机65向下移动，使得工业相机65对晶圆5翘曲度进行检测，再通过夹持件64对工业相机65进行维修更换；设置调节机构66，通过滑槽板667带动卡块668移动，使得卡块668与U型板662上卡槽分离，再通过电磁块663带动工业相机65向左移动，实现对晶圆5的全方位翘曲度检测。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,并且本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中,常规的型号,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种晶圆交接结构，包括吸盘底座（1），所述吸盘底座（1）顶部固定连接有PIN驱动机构（2），所述PIN驱动机构（2）顶部设有连接盘，且该连接盘顶部通过连接杆固定连接有承片台（3），所述PIN驱动机构（2）顶部连接盘的顶部固定连接有PIN机构（4），所述PIN机构（4）顶部可拆卸连接有晶圆（5），所述承片台（3）顶部四周均滑动连接有检测机构（6）；

其特征在于：所述PIN机构（4）包括：PIN硬触头（41），所述承片台（3）内滑动连接有PIN硬触头（41）；PIN杆（42），所述PIN硬触头（41）内固定连接有PIN杆（42）；风琴型吸盘（43），所述PIN杆（42）顶部固定连接有风琴型吸盘（43）；控制机构（44），所述PIN杆（42）内固定连接有控制机构（44）；

所述控制机构（44）包括：软管（441），所述PIN杆（42）内固定连接有软管（441）；转接头（442），所述软管（441）右端出气孔处固定连接有转接头（442）；微型电控阀（443），所述转接头（442）右端通过气管固定连接有微型电控阀（443）；防护箱（444），所述PIN驱动机构（2）左右两端以及背部均固定连接有防护箱（444）；单控板（445），所述防护箱（444）内左端固定连接有单控板（445）；继电器（446），所述单控板（445）右端固定连接有继电器（446）；

所述检测机构（6）包括：安装架（61），所述承片台（3）顶部四周均滑动连接有安装架（61）；第一安装箱（62），所述安装架（61）顶部横板的底部固定连接有第一安装箱（62）；伸缩件（63），所述第一安装箱（62）左端固定连接有伸缩件（63）；夹持件（64），所述第一安装箱（62）底部通过连接杆固定连接有夹持件（64），且该连接杆与第一安装箱（62）底部滑动连接；工业相机（65），所述夹持件（64）内设有工业相机（65）；调节机构（66），所述承片台（3）四周均固定连接有调节机构（66）；移动壳（67），所述第一安装箱（62）内滑动连接有移动壳（67），且移动壳（67）左端与伸缩件（63）固定连接；转动轮（68），所述移动壳（67）内转动连接有转动轮（68）；移动板（69），所述第一安装箱（62）内通过固定杆滑动连接有移动板（69），且移动板（69）顶部呈四十五度倾斜设置；强力弹簧（610），所述移动板（69）底部右端固定连接有强力弹簧（610）；其中，所述移动板（69）底部通过连接杆固定连接有夹持件（64），所述移动板（69）顶部与转动轮（68）相接触。

2.根据权利要求1所述一种晶圆交接结构，其特征在于：所述调节机构（66）包括：第二安装箱（661），所述承片台（3）四周均固定连接有第二安装箱（661）；U型板（662），所述第二安装箱（661）内底部固定连接有U型板（662），且U型板（662）后端挡板设有卡槽；电磁块（663），所述U型板（662）底部中心处设有滑槽，且该滑槽内设有十一组电磁块（663）；滑动板（664），所述滑动板（664）底部通过金属块与U型板（662）底部滑槽滑动连接；阻尼杆（665），所述滑动板（664）左端固定连接有阻尼杆（665），且阻尼杆（665）内弹簧左右两端连接板均固定连接有电磁块；U型块（666），所述阻尼杆（665）右端固定连接有U型块（666）；其中，所述滑动板（664）前端通过连接板与安装架（61）底部滑动块固定连接。

3.根据权利要求2所述一种晶圆交接结构，其特征在于：所述调节机构（66）还包括：滑槽板（667），所述U型块（666）底部通过凸起块与滑槽板（667）滑动连接；卡块（668），所述滑槽板（667）背部固定连接有卡块（668）。

4.根据权利要求3所述一种晶圆交接结构，其特征在于：所述伸缩件（63）由安装杆、金属伸缩杆和电磁块组成，所述夹持件（64）由气缸、安装座、移动块、转动杆和夹爪组成。

5.根据权利要求4所述一种晶圆交接结构，其特征在于：所述PIN机构（4）设有三组，且三组PIN机构（4）呈对称设置，所述风琴型吸盘（43）设于PIN硬触头（41）内部。

6.根据权利要求5所述一种晶圆交接结构的交接方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：当多组PIN机构（4）在与传输交接晶圆（5）时，通过风琴型吸盘（43）来降低晶圆翘曲度，与承片台（3）交接后通过承片台（3）的真空吸附力将晶圆（5）吸附平整，帮助晶圆（5）进一步降低翘曲度；

步骤二：当需将风琴型吸盘（43）与晶圆（5）分离时，通过继电器（446）唤醒单控板（445）和微型电控阀（443），使得外界气体通过气管和软管（441）进入到风琴型吸盘（43）内，从而使风琴型吸盘（43）内气压发生变化，防止在分离过程中对晶圆（5）造成损坏；

步骤三：当需对晶圆（5）翘曲度进行检测时，通过移动板（69）和转动轮（68）的配合带动工业相机（65）向下移动，使得工业相机（65）对晶圆（5）翘曲度进行检测，再通过夹持件（64）对工业相机（65）进行维修更换；

步骤四：当需对晶圆（5）进行全方位检测时，通过滑槽板（667）带动卡块（668）移动，使得卡块（668）与U型板（662）上卡槽分离，再通过电磁块（663）带动工业相机（65）向左移动，实现对晶圆（5）的全方位翘曲度检测。