CN1956161A - 晶片排列装置及排列方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种晶片排列装置，该晶片排列装置通过排列晶片在一次清洗众多晶片的过程中使相邻一对晶片相对的表面具有相同性质。依据本发明所提供的晶片排列装置，包含以水平状态接收分别由至少一个晶片所构成的第一晶片组及第二晶片组并将其排列成垂直状态的晶片接收单元和依次接收所述垂直状态的第一晶片组及第二晶片组并加以排列的推送单元，并具有通过所述晶片接收单元或推送单元中某一个单元的旋转使第一晶片组的晶片和第二晶片组的晶片以相反方向交替排列的结构。

Description

晶片排列装置及排列方法
                         技术领域
本发明涉及一种晶片排列装置，尤其涉及通过排列晶片在一次清洗众多晶片的过程中使相邻一对晶片相对的表面具有相同性质的晶片排列装置。
                         背景技术
通常，半导体制造工艺中所使用的晶片清洗方法中，利用清洗液及去离子水除去晶片表面污染物质的湿式清洗法由于产量(throughput)较高、且能同时除去各种污染物质、并可以进行批量(batch)清洗，因此成为目前在半导体制造工艺中使用最多的清洗方法。
通常，湿式清洗法所使用的清洗装置主要由搬入部、清洗处理部、搬出部组成。所述搬入部包含用于从收纳预定数量(例如25个)晶片的晶片搬运器(carrier)接收晶片的放置台、以晶片搬运器为单位装载晶片的装载机构以及接收由所述装载机构所装载的相当于2个晶片搬运器的50个晶片而加以排列的排列单元。由所述排列单元加以排列的50个晶片通过晶片夹(waferchuck)被搬运到清洗处理部浸入多个清洗槽及/或漂洗(rinse)槽中进行清洗处理。在清洗处理部经过多次清洗及漂洗过程的晶片被搬运到搬出部，在所述搬出部被晶片搬运器收纳之后被移送到清洗装置外部。
被收纳在各个晶片搬运器中的晶片之间隔着预定间距，其表面全部面向同一方向。即，多个晶片中每一个晶片的表面均与相邻晶片的背面相对，晶片以这种排列状态被搬运到清洗装置。
另外，晶片的一个表面为了形成器件必须得是去除了颗粒(particle)等的镜面，而所述一个表面的反面即晶片的背面与镜面相比即使存在一定程度的颗粒也无妨。
因此，如果以晶片被晶片搬运器收纳时的状态进行清洗，则由于在相邻晶片的镜面与背面相对的排列状态下进行清洗，因此晶片清洗过程中会发生从晶片背面脱落的颗粒附着到相邻晶片镜面上的情况。如上所述，从晶片背面被去除的颗粒重新附着到晶片镜面而污染晶片镜面时，缺陷率相应上升，从而导致产量下降。
为了防止这种问题出现，在将两个晶片搬运器中所收纳的多个晶片排列在一起进行清洗时，通过排列使相邻晶片的镜面与镜面或背面与背面相对，这个过程称为镜面翻转。如此，通过镜面翻转使相邻晶片的相同表面相对，从而避免清洗过程中从晶片背面脱落的颗粒附着到相邻晶片的镜面上。由此，防止了因被去除的颗粒重新附着而引起的晶片污染。
图1至图3为表示现有技术所提供的晶片排列装置镜面翻转过程的工艺图。下面参照附图说明镜面翻转过程。
如图1(a)所示，接收单元10接收由图中没有示出的自动机械供应的由多个(25个)晶片所组成的第一晶片组W1。此时，所述第一晶片组W1以水平状态被供应，被安放到接收单元10，并如图1(b)所示通过接收单元10的旋转而呈垂直状态。此后，位于所述接收单元下方的升降单元20上升使所述第一晶片组上升至预定高度，如图1(c)所示。上升之后的第一晶片组W1通过移动单元30移动到中转(buffer)单元40的上方，在所述第一晶片组W1移动的同时，所述升降单元20下降返回最初位置，如图1(d)所示。
然后，如图2(e)所示，所述中转单元40将第一晶片组W1提升至预定高度，使其从接收单元10分离，中转单元40在上升状态下以垂直轴为中心旋转180度从而翻转第一晶片组W1的镜面。此时，所述接收单元10为了接收第二晶片组返回最初位置。
返回最初位置的所述接收单元10通过旋转回到最初状态即垂直竖立状态，以接收由自动机械水平供应的第二晶片组，而在所述中转单元40的下方用于接收所翻转的第一晶片组W1的推送(pusher)单元50上升，如图2(f)所示。
如图2(g)所示，当所述推送单元50上升而接收第一晶片组W1时，所述中转单元40开始向最初位置下降，与此同时所述接收单元10接收由25个晶片组成的第二晶片组W2。
此后，如图2(h)所示，安放到所述接收单元10的第二晶片组W2与接收单元10一同旋转90度呈垂直状态，而所述中转单元40下降到最初位置。
旋转成垂直状态的第二晶片组W2如图3(i)所示，与接收单元10一起依靠移动单元30移动到所述中转单元40的上方，所述接收单元10在将第二晶片组W2安放到中转单元40之后，如图3(j)所示返回最初位置。
在如上所述的状态下，如图3(k)所示，安放第一晶片组W1的推送单元50朝安放第二晶片组W2的中转单元40方向下降，而接收单元10进行旋转回到最初状态即垂直竖立状态，以从自动机械接收另一个第一晶片组。
此时，与所述推送单元50一起下降的第一晶片组W1被安放到中转单元40，并使第一晶片组W1的晶片位于第二晶片组W2的晶片之间，最终第一晶片组W1与第二晶片组W2排列成镜面与镜面或背面与背面相对的状态。通过上述过程进行排列的50个晶片W由晶片搬运器60搬运到清洗装置进行清洗，如图3(1)所示。
如上所述，用于进行镜面翻转的现有的晶片排列装置其结构非常复杂，而且由于经过多个步骤进行镜面翻转，因此产量较低。尤其，由于要多次抓持及安放晶片，因此增加了装置所占据的移动(Foot Print)区域。
                         发明内容
本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种结构简单、并且能够最大限度地简化镜面翻转工艺而增大产量及最大限度地减小移动路径(Foot Print)的晶片排列装置。
本发明的另一目的在于提供一种能够在晶片排列过程中防止晶片受损的晶片排列装置。
为了实现上述目的，依据本发明所提供的晶片排列装置，包含以水平状态接收分别由至少一个晶片所构成的第一晶片组及第二晶片组并将其排列成垂直状态的晶片接收单元和依次接收所述垂直状态的第一晶片组及第二晶片组并加以排列的推送单元，并具有通过所述晶片接收单元或推送单元中某一个单元的旋转使第一晶片组的晶片和第二晶片组的晶片以相反方向交替排列的结构。
并且，所述晶片接收单元和推送单元沿呈垂直状态的晶片排列方向相对移动，而所述推送单元设置成以垂直轴为中心可旋转180度。与此不同，可以使所述晶片接收单元和推送单元在晶片的垂直状态下沿晶片排列方向相对移动，而所述晶片接收单元设置成沿某一方向及其反方向旋转90度。
尤其，还可以包含当被装载到所述推送单元的晶片进入可能破损区域时予以监测的传感器和根据所述传感器的信号限制所述推送单元动作的控制部。
依据本发明所提供的晶片清洗装置，包含：用于装载基片的装载部及用于卸载基片的卸载部；处理室，该处理室包含用于进行清洗处理的清洗槽；以及用于移送基片的基片移送部；并且，所述装载部包含上述晶片排列装置。
依据本发明所提供的晶片排列方法，包含步骤：通过晶片接收单元将以水平状态供应的由至少一个晶片所构成的第一晶片组旋转成垂直状态；将垂直状态的第一晶片组交接到推送单元；通过所述晶片接收单元将以水平状态供应的由至少一个晶片所构成的第二晶片组旋转成垂直状态；及将垂直状态的第二晶片组交接到所述推送单元；并且，当交接所述第二晶片组时，使第一晶片组的晶片和第二晶片组的晶片以相反方向交替排列。
此时，交接所述第二晶片组之前最好还包含步骤：将所交接的第一晶片组以垂直轴为中心旋转180度；使所述第一晶片组和第二晶片组沿所述第一晶片组的晶片排列方向相对移动。
与此不同，将所述第二晶片组旋转成垂直状态的步骤可以包含沿与所述第一晶片组相反的方向进行旋转的步骤，并且本发明所提供的晶片排列方法还可以包含使所述第一晶片组和第二晶片组沿所述第一晶片组的晶片排列方向相对移动的步骤。
                       附图说明
图1至图3为表示现有技术所提供的晶片排列装置镜面翻转过程的工艺图；
图4为整体表示本发明所提供的晶片排列装置第一实施例的侧面图；
图5及图6为图4中示出的晶片排列装置的晶片接收单元的剖面图及侧面图；
图7为图4中示出的晶片排列装置的推送单元的侧面图；
图8为具有图4中示出的晶片排列装置的晶片清洗装置的概要图；
图9a至图9d为表示图4中示出的晶片排列装置镜面翻转过程的工艺图；
图10为整体表示本发明所提供的晶片排列装置第二实施例的侧面图；
图11为图10中示出的晶片排列装置的晶片接收单元的正面图；
图12为图11中示出的晶片接收单元当旋转体处于水平状态时的正面图；
图13为图10中示出的晶片排列装置的推送单元的侧面图；
图14a至图14d为表示图10中示出的晶片排列装置镜面翻转过程的工艺图；
图15为整体表示本发明所提供的晶片排列装置第三实施例的侧面图；
图16及图17为用于说明图15中示出的晶片排列装置的推送单元控制过程的工艺图。
                       具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明实施例。
图4为整体表示本发明所提供的晶片排列装置第一实施例的侧面图。
如图4所示，依据本发明所提供的晶片排列装置包含使晶片以水平轴为中心旋转90度的晶片接收单元200和使晶片以垂直轴为中心旋转180度的推送单元300。此时，晶片由自动机械100供应到所述晶片接收单元。
所述自动机械100将分别由多个晶片组成的第一晶片组和第二晶片组分别供应到所述晶片接收单元200。此时，第一晶片组及第二晶片组的晶片以水平状态被供应到所述晶片接收单元200。
下面，以各晶片组的晶片数量为25个的情况为例进行说明。
所述自动机械100包含：晶片以水平状态被安放的晶片导架110、按前后方向延伸的较长的导轨120以及与所述晶片导架110结合并沿所述导轨120移动的滑块130。
此时，在所述晶片导架110的前表面形成50个插槽112，以引入晶片的末端而加以安放。相邻的一对插槽112之间形成安放凸起114，所述安放凸起114越靠近端部其截面积越小。即，相邻的一对安放凸起114之间的插槽112越往前其宽度越大。这是为了在引导被引入到所述插槽112中的晶片的同时防止在晶片被引入插槽112时因安放凸起114边缘和晶片末端相接触而损伤晶片。
所述导轨120与在所述导轨120上前进及后退的滑块130由电机(未图示)驱动，用于将所述晶片导架110移动到前方或后方。所述导轨120和滑块130为通常使用的设备，在此省略其说明。
下面说明所述晶片导架110上安放的晶片的排列状态。如上所述，晶片导架110上形成50个插槽112，本实施例中晶片导架110上一次安放25个晶片进行移送。随之，在所述晶片导架110的插槽112中隔一个插槽安放一个晶片，以使每个晶片之间都能放置另外的晶片。这是为了进行晶片镜面翻转，对此将在后面进行详细说明。
图5及图6为图4中示出的晶片排列装置的晶片接收单元的剖面图及侧面图。
晶片接收单元200用于将由自动机械(图4中100)供应的第一晶片组及第二晶片组相对于水平轴旋转90度，即用于将所述晶片组由水平状态旋转成垂直状态。如图5及图6所示，所述晶片接收单元200包含：框架210、可旋转地结合于所述框架210上的旋转体220、设置在所述旋转体220上部并装载由所述自动机械100供应的晶片的晶片导架230、用于旋转所述旋转体220的电机240。
并且，所述晶片接收单元200还可以包含限制所述旋转体220的旋转使所述晶片导架230只能旋转90度的制动器250(stopper)以及监测旋转体220位置的传感器260。
下面进一步说明所述晶片接收单元200。
所述晶片接收单元200设在所述自动机械100前方并与自动机械100间隔预定间距，同时位于晶片排列装置主体400的上方并与晶片排列装置主体400间隔预定间距。
如上所述，所述晶片接收单元200包含框架210，所述框架210包含固定水平部件212、在所述固定水平部件212两侧端向上竖立的一对固定垂直部件214及连接所述一对固定垂直部件214的固定连接部件216。并且，位于所述框架210上部并可旋转地结合于框架210的旋转体220与框架210类似，包含旋转水平部件222、在所述旋转水平部件222两侧端向下方垂直延伸的一对旋转垂直部件224及连接所述一对旋转垂直部件224的旋转连接部件226。
如上所述形成的框架210的固定垂直部件214和旋转体220的旋转垂直部件224互相重叠，一对固定垂直部件214上分别形成贯穿孔218，一对旋转垂直部件224上分别形成插入到所述贯穿孔218的凸起228，所述凸起228插入到所述贯穿孔218中，从而结合所述框架210与旋转体220。此时，在所述贯穿孔218与凸起228之间设置轴承270，使旋转体220可以相对于框架210进行旋转。
并且，所述固定垂直部件214中位于一侧的固定垂直部件214a上设有电机240。所述电机240旋转轴242与通过所述固定垂直部件214a上的贯穿孔218a插入的旋转垂直部件224a凸起228a相结合，从而当电机240被驱动时使所述旋转体220旋转。并且，在固定水平部件212前方上表面与固定连接部件216上部分别设有制动器250，以精确限制所述旋转体220只能旋转90度，而在所述固定水平部件212的另一侧上表面设有传感器260以监测所述旋转体220的旋转位置。
另外，在所述旋转体220的上面，即旋转水平部件222的上面设有按预定间距向两侧分离的一对晶片导架230。所述晶片导架230用于从自动机械100接收晶片并加以安放，在其互相相对的一面形成插槽232。所述插槽232与形成在所述自动机械100的晶片导架110上的插槽112具有相同的形状和数量，在此省略其说明。所述插槽232分别形成在一对晶片导架230上，所述一对晶片导架230所具有的间隔距离应保证晶片不沿供应方向脱离。
在此，所述框架210通过螺栓(图4中280)联结到所述晶片排列装置主体(图4中400)，这是为了调节框架210的高度，螺栓280旋转时可以使框架210上升或下降。把框架设置成可以上下移动的原因在于使所述自动机械100的晶片导架110和所述晶片接收单元200的晶片导架230位于相同高度，通过使两者具有相同的高度，可以顺利进行晶片的交接动作。
图7为本发明所提供的晶片排列装置中推送单元的侧面图。
如图7所示，推送单元300包含：可以安放由晶片接收单元200供应的晶片的安放部件310、使安放部件310以垂直轴为中心旋转180度的旋转单元320、使安放部件310升降(上升或下降)的升降单元330及沿水平前后方向移动安放部件310的移动单元340。
如上所述，所述安放部件310用于安放从晶片接收单元200供应的第一晶片组及第二晶片组并加以排列，在其上面设有50个插槽312，总共可以安放50个晶片。
所述安放部件310下部设有旋转单元320，所述旋转单元320是在晶片镜面翻转中发挥重要作用的构成要素，用于使安放部件310以垂直轴为中心旋转180度。此时，所述旋转单元320由通常的电机322和没有在图中示出的一对制动器加以实现。所述电机322设在所述安放部件310下部并进行顺时针/逆时针旋转，沿水平方向相对设置的制动器限制其旋转。这种旋转单元320不限定于电机322和制动器，通过其它机械要素也可以实现。
所述升降单元330用于升降所述安放部件310，包含沿垂直方向延伸的较长的导轨332、沿所述导轨332移动的滑块334及使所述滑块移动的电机(未图示)。并且，所述移动单元340包含沿前后方向延伸的较长的导轨342、沿所述导轨342移动的滑块344及使所述滑块344移动的电机(未图示)。此时，所述升降单元330的导轨332位于所述移动单元340的滑块344上面。即，所述安放部件310通过所述升降单元330及移动单元340实现前后方向和上下方向上的移动。
在此，没有在图中示出的用于移动所述升降单元330及移动单元340的滑块334、344的电机设置在滑块334、344内部，当电机驱动时移动所述滑块334、344。为了实现这种功能，在所述导轨332、342上沿其长度方向形成齿条，而在所述电机的旋转轴上设置可以与所述齿条啮合的小齿轮。此时，为了控制所述安放部件310在前后方向和上下方向上的移动，最好采用步进电机(Stepping Motor)。
图8为具有本发明所提供的晶片排列装置的晶片清洗装置的概要图。
参照附图，晶片清洗装置包含装载部1000及卸载部2000以及处理室3000和干燥室4000。所述装载部1000及卸载部2000设在晶片清洗装置两侧的端部，在它们中间布置处理室3000和干燥室4000，所述处理室3000由多个清洗槽3100构成。
下面进一步说明使用具有上述结构的晶片清洗装置进行清洗的过程。
被收纳在用于保管清洗前后的晶片的晶片盒5000(Wafer Cassette)内部的晶片与晶片盒5000一起被搬入装载部1000，并由晶片搬运器移动到处理室3000，经过处理室3000内设置的多个清洗槽3100进行清洗，在干燥室4000进行干燥之后，由晶片搬运器移动到卸载部2000重新被收纳在晶片盒5000中。
此时，所述装载部1000中设有依次以水平状态供应第一晶片组及第二晶片组的自动机械(图4中100)和本发明所提供的晶片排列装置。由此，通过所述装载部1000搬入的晶片在所述晶片排列装置上实现镜面翻转之后移动到处理室3000，由所述晶片排列装置进行镜面翻转的过程将在后面进行详细说明。所述装载部1000中不仅可以适用前述第一实施例所提供的晶片排列装置，还可以适用后面其它实施例所提供的晶片排列装置。
图9a至图9d为表示所述本发明所提供的晶片排列装置镜面翻转过程的工艺图，下面据此说明镜面翻转过程。
利用本发明所提供的晶片排列装置的镜面翻转过程如下。首先，如图9a所示，自动机械100的晶片导架110上安放着由25个晶片构成的第一晶片组W1，所述第一晶片组W1通过导轨120和滑块130向前方即晶片接收单元200方向移动。此时，如前所述在所述晶片导架110上安放由25个晶片构成的第一晶片组W1，所述第一晶片组W1的晶片被安放在插槽中且相互之间间隔预定间距，以在第一晶片组W1的晶片之间放入将在后面进行描述的第二晶片组的晶片。
另外，所述晶片接收单元200的晶片导架230垂直竖立，以从所述自动机械100接收水平状态的第一晶片组W1，推送单元300的安放部件310与晶片接收单元200间隔一定距离。
在如上所述的状态下，当所述自动机械100的晶片导架110向前方水平移动时，在移动结束的时刻，第一晶片组W1如图9b所示被安放在所述晶片接收单元200的晶片导架230上，使第一晶片组W1交接到晶片接收单元200，而所述自动机械100的晶片导架110向后方移动以接收第二晶片组W2。
如上所述，当晶片接收单元200的晶片导架230上安放第一晶片组W1时，驱动所述电机(图5中240)，使第一晶片组W1以水平轴为中心旋转90度，从而使所述第一晶片组W1处于垂直状态。
此时，所述安放部件310通过移动单元340向晶片接收单元200一侧移动，并在可以接收旋转90度的第一晶片组W1的位置结束移动。随之，当第一晶片组W1旋转90度时，升降单元330提升安放部件310，第一晶片组W1被安放到上升的安放部件310上。
经过上述过程，当第一晶片组W1被安放到所述安放部件310上时，如图9c所示，所述晶片接收单元200的晶片导架230再次旋转90度返回最初位置，与此同时所述安放部件310通过升降单元330下降，在该状态下安放部件310通过旋转单元320以垂直轴为中心旋转180度。
与此同时，所述晶片接收单元200如图9d所示，从自动机械100接收由25个晶片构成的第二晶片组W2，并驱动电机240使第二晶片组W2以水平轴为中心旋转90度。此后，所述安放部件310通过升降单元330上升从而接收第二晶片组W2并加以排列，此时安放部件310在上升之前通过移动单元340向前方或后方移动预定距离以使第二晶片组W2的晶片能被安放到先前安放的第一晶片组W1的晶片之间。在此，所述移动距离为预先设定的间距大小，所述间距大小一般采用第一晶片组W1及第二晶片组W2的间隔距离的1/2，即0.5mm半间距(Half-Pitch)。
另外，虽然所述实施例中只有推送单元300沿晶片排列方向移动，但也可以设置成晶片接收单元200或两个单元200、300同时沿晶片排列方向移动。举例来说，可以在固定推送单元300的状态下，由晶片接收单元200沿晶片排列方向前进及后退而对准间距大小。并且，也可以由晶片接收单元200和推送单元300同时向相反方向移动而对准间距大小。
在前述实施例中，为了对第一晶片组和第二晶片组进行镜面翻转，从晶片接收单元200接收第一晶片组的推送单元300在从晶片接收单元200接收第二晶片组之前，以垂直轴为中心旋转180度，但也可以由晶片接收单元200以垂直轴为中心旋转180度。即，从自动机械100接收第二晶片组之后，先以水平轴为中心旋转90度，然后所述晶片接收单元200以垂直轴为中心旋转180度，接着将第二晶片组交接到推送单元300。此时，推送单元300必须移动到可以接收第二晶片组的位置。
如此，晶片接收单元200在接收第二晶片组之后，先以水平轴为中心旋转90度，再以垂直轴为中心旋转180度的结构可以替换为晶片接收单元200在接收第二晶片组之后，按照与第一晶片组旋转90度的方向相反的方向旋转90度的结构。这种结构与前述的第一实施例相比，具有减少电机数量、简化结构的优点，对此将在下面的第二实施例中加以说明。
图10为整体表示本发明所提供的晶片排列装置第二实施例的侧面图，图11为图10中示出的晶片排列装置的晶片接收单元的正面图，图12为图11中示出的晶片接收单元当旋转体处于水平状态时的正面图，图13为图10中示出的晶片排列装置的推送单元的侧面图。
如图10所示，本发明所提供的晶片排列装置包含以水平轴为中心旋转晶片的晶片接收单元600以及对由所述晶片接收单元600进行旋转的晶片进行排列的推送单元700。此时，由所述晶片接收单元600进行旋转的晶片由设置在晶片接收单元600一侧的自动机械100移送而供应给晶片接收单元600。所述自动机械100与前述的第一实施例中的自动机械相同，在此省略其说明。
如图11和图12所示，晶片接收单元600用于旋转从图10中示出的自动机械100接收的第一晶片组及第二晶片组，该晶片接收单元600位于晶片排列装置(图10中800)的上面，同时位于在所述自动机械100前方与自动机械100间隔预定间距的位置。
所述晶片接收单元600包含：安放从所述自动机械100接收的第一晶片组及第二晶片组的旋转体610、分别设在所述旋转体610两侧的一对框架620。
所述旋转体610呈四角圈形状，在其内部设有可以安放第一晶片组及第二晶片组的空间，在其两侧面分别形成向外侧突出的旋转轴612，在所述旋转体610的前后设有当旋转体610旋转时用于防止安放在旋转体610上的晶片脱离旋转体610的限定装置(Locker)630。并且，所述旋转体610的两侧内壁面上形成插槽614，所述插槽614与所述自动机械100的晶片导架110上形成的插槽112具有相同的形状和数量，在此省略其说明。
所述框架620包含与所述晶片排列装置800接触的水平部件622和在所述水平部件622的上面垂直向上突出的垂直部件624。并且，包含形成在所述垂直部件624上端部并用于插入所述旋转轴612的插入孔626。
观察所述旋转体610和框架620的结合构造，旋转体610通过其旋转轴612插入到所述框架620的插入孔626而结合到框架620并可以以旋转轴612为中心进行旋转，所述旋转体610的旋转通过气缸(cylinder)或电机来实现。
所述限定装置630分别设置在旋转体610的前后，可以向互相相对的方向外侧滑动而结合到旋转体610。也就是说，设置在所述旋转体610前后的所述限定装置630可以向相互远离及接近的方向滑动而结合到旋转体610。如此，设置所述限定装置630的原因在于当所述旋转体610旋转时防止安放在旋转体610上的晶片随意脱离旋转体610。但是，当向所述旋转体610交接晶片或从旋转体610交接晶片时，所述限定装置630向相互分离的方向滑动以使晶片可以移动，而在旋转体610旋转时向相互接近的方向滑动。
另外，推送单元700如图13所示，包含可以安放由晶片接收单元600供应的晶片的安放部件710、使所述安放部件710升降(上升或下降)的升降单元720及沿水平前后方向移动安放部件710的移动单元730。
即，本实施例的所述推送单元700除了安放部件不以垂直轴为中心进行旋转而是加以固定之外，与安放部件以垂直轴为中心旋转180度的第一实施例的推送单元300相同。随之，所述推送单元700不包含用于旋转安放部件710的旋转单元320，安放部件710直接连接到升降单元720。除此之外，所述推送单元700的其余构成与第一实施例的推送单元300相同。
即，所述安放部件710在上面设置插槽712，总共可以安放50个晶片。所述升降单元720用于升降所述安放部件710，包含导轨722、沿所述导轨722移动的滑块724及移动所述滑块的电机(未图示)。并且，所述移动单元730包含导轨732、沿所述导轨732移动的滑块734及使所述滑块734移动的电机(未图示)。此时，所述升降单元720的导轨722位于所述移动单元730的滑块734上面。即，所述安放部件710通过所述升降单元720及移动单元730实现前后方向和上下方向上的移动。
下面，参照图14a至图14d说明本实施例所提供的晶片排列装置的镜面翻转过程。
利用本实施例所提供的晶片排列装置的镜面翻转过程如下。首先，如图14a所示，自动机械100的晶片导架110上安放着由25个晶片构成的第一晶片组W1，所述第一晶片组W1通过导轨120和滑块130向前方即晶片接收单元600方向移动。此时，如前所述在所述晶片导架110上安放由25个晶片构成的第一晶片组W1，所述第一晶片组W1的晶片被安放在插槽(图10中112)中且相互之间间隔预定间距，以在第一晶片组W1的晶片之间放入将在后面进行描述的第二晶片组(图14c中W2)的晶片。
另外，所述晶片接收单元600的旋转体610垂直竖立，以从所述自动机械100接收水平状态的第一晶片组W1，推送单元700的安放部件710与晶片接收单元600间隔一定距离。
在如上所述的状态下，当所述自动机械100的晶片导架110向前方水平移动时，在移动结束的时刻，第一晶片组W1如图14b所示被安放到所述晶片接收单元600的旋转体610内部，使第一晶片组W1交接到晶片接收单元600，而所述自动机械100的晶片导架110向后方移动以接收第二晶片组W2。
如上所述，当在晶片接收单元600的旋转体610内部安放第一晶片组W1时，旋转所述旋转体610，使第一晶片组W1沿垂直方向旋转90度，从而使所述第一晶片组W1处于垂直状态。
此时，所述推送单元700的安放部件710通过移动单元730向晶片接收单元600一侧移动，并在可以接收旋转90度的第一晶片组W1的位置结束移动。随之，当第一晶片组W1旋转90度时，升降单元720提升安放部件710，第一晶片组W1被安放到上升的安放部件710上。
经过上述过程，当第一晶片组W1被安放到所述安放部件710上时，如图14c所示，所述晶片接收单元600的旋转体610再次旋转90度返回最初位置，与此同时所述安放部件710通过升降单元720下降。
返回最初位置的所述晶片接收单元600的旋转体610如图14d所示，从自动机械100接收由25个晶片构成的第二晶片组W2，并将接收的第二晶片组W2旋转90度。
此后，所述安放部件710通过升降单元720上升从而接收第二晶片组W2并加以排列，安放部件710在上升之前通过移动单元730向前方或后方移动预定距离以使第二晶片组W2的晶片能被安放到先前安放的第一晶片组W1的晶片之间。
此时，安放到所述安放部件710的第一晶片组W1及第二晶片组W2通过所述晶片接收单元600的旋转体610的旋转以相反方向旋转之后进行安放，从而以镜面互相翻转的状态进行安放。并且，所述移动距离为预先设定的间距大小，所述间距大小一般采用第一晶片组W1及第二晶片组W2的间隔距离的1/2，即0.5mm半间距(Half-Pitch)。
并且，返回最初位置的所述晶片接收单元600的旋转体610使从自动机械100接收的第二晶片组W2旋转90度的动作与安放部件710通过移动单元730向前方或后方移动预定距离以使第二晶片组W2的晶片被安放到第一晶片组W1的晶片之间的动作可以同时进行。
另外，虽然所述实施例中只有推送单元700沿水平方向移动，但也可以设置成晶片接收单元600或两个单元600、700同时沿水平方向移动。举例来说，可以在推送单元700固定的状态下，由晶片接收单元600沿水平方向前进及后退而对准间距大小。并且，也可以由晶片接收单元600和推送单元700同时向相反方向移动而对准间距大小。
另外，如果在镜面翻转过程中因为停电或非常按钮动作等原因导致系统复位(reset)而进行手动操作，则前述的第一及第二实施例所提供的晶片排列装置的所有装置都会被初始化而返回最初位置。例如，如果在其上部已安放第一晶片组W1的状态下推送单元300、700为了接收第二晶片组W2而上升的过程中系统重新起动，则所述推送单元300、700会继续沿其行进方向上升之后返回最初位置。此时，由于安放到所述推送单元300、700上部的第一晶片组W1与安放到所述晶片导架230(或限定装置630)的第二晶片组位于同一垂直线上，因此上升时会互相碰撞，而且在这个过程中会发生晶片脱离或破损的问题。并且，在所述推送单元300、700上升至最高点接收完第一晶片组W1及第二晶片组W2中的某一个晶片组的状态下因系统停止运行而进行手动操作时，如果因操作者操作失误使推送单元300、700发生旋转，则会发生第一晶片组W1及第二晶片组W2与位于其周边的晶片排列装置主体及其它部件相碰撞而受损的问题。
下面将要说明的第三实施例就是为了解决这种问题而提出的，它可以看作是第一及第二实施例的变形例。以下，将以对第一实施例进行变形的情况为例说明第三实施例，但第三实施例的主要构成对第二实施例也同样适用。另外，为便于说明省略与第一实施例相重复部分的说明。
图15为整体表示本发明所提供的晶片排列装置第三实施例的侧面图，图16及图17为用于说明图15中示出的晶片排列装置的推送单元控制过程的工艺图。
如图15所示，本发明所提供的晶片排列装置的第三实施例包含将通过自动机械100以水平状态供应的晶片排列成垂直状态的晶片接收单元200、对从所述晶片接收单元200接收的垂直状态的晶片进行旋转的推送单元300、监测所述推送单元300是否安放有晶片的传感器900、当所述传感器900监测到晶片时限制推送单元300移动的控制部(未图示)。
所述自动机械100、晶片接收单元200及推送单元300与前述的第一实施例相同。
所述传感器用于在晶片排列装置主体400的一定区域监测是否存在晶片。即，所述传感器900为包含发光部910和受光部920的光传感器，用于监测安放在所述推送单元300上进行移动的晶片是否进入可能破损区域(即，推送单元动作时晶片与晶片排列装置之间发生干涉的区域)。此时，所述发光部910和受光部920设置在晶片排列装置主体下部，且分别设置在为了接收晶片而上升的安放部件310的前后方并与安放部件310间隔预定间距。
在此，本实施例中所述传感器采用了光传感器，但并非限定于此，可以采用用于监测晶片位置的各种传感器。
当上述传感器900监测到晶片时，其信号传送到控制部(未图示)，收到信号的控制部限制所述推送单元300的移动。通过所述传感器900和控制部对推送单元300的移动进行限制的情况将结合图16及图17进行详细说明。
本发明所提供的晶片排列装置如前所述，当在镜面翻转过程中因为停电或非常按钮动作等原因导致系统复位(reset)而进行手动操作时，通过程序控制使所有装置都被初始化而返回最初位置。
作为一例，如图16所示，如果在推送单元300在其上部安放第一晶片组W1并在该状态下为了接收第二晶片组W2而上升的过程中系统重新动作，则控制部首先通过所述传感器900监测晶片的位置和所述推送单元300上是否安放有晶片。
此时，如果所述传感器900监测到晶片，其信号将传送到所述控制部，收到信号的控制部将限制推送单元300上升。与此同时，被限制上升的所述推送单元300为了返回最初位置，先下降到最低点之后水平移动到最初位置。
由此，安放在所述推送单元300上部即安放部件310上的第一晶片组W1即使在与第二晶片组位于同一垂直线上的状态下也不用担心发生碰撞，从而可以防止晶片脱离或受损。
作为另一例，如图17所示，如果在所述推送单元300上升至最高点接收完第一晶片组W1及第二晶片组W2中的某一个晶片组的状态下因操作者操作失误使推送单元300发生旋转，则控制部首先通过所述传感器900监测所述推送单元300上是否安放有晶片，当监测到晶片时，将其信号传送到控制部，收到信号的控制部将限制推送单元300旋转。
由此，可以防止发生安放在所述推送单元300上部的第一晶片组W1及第二晶片组W2中的某一个晶片组与晶片排列装置主体400及其它部件相碰撞而受损的问题。
另外，在限制所述推送单元300动作时，除了利用传感器(光传感器)900监测晶片位置的方法之外，还可以在推送单元300设置用于监测是否安放有晶片的传感器而限制推送单元300动作。
例如，当在镜面翻转过程中因为停电或非常按钮动作等原因导致系统复位(reset)而进行手动操作时，控制部将通过设置在推送单元300上的传感器(例如，测压元件(Load Cell))来监测是否安放有晶片。此时，如果通过所述传感器监测到晶片，则可以将其信号传送到控制部限制推送单元300的动作。
以上，结合附图说明了本发明的优选实施例所提供的晶片排列装置的结构及其镜面翻转过程，但这仅是举例说明，本领域的一般技术工作者应该能理解在不脱离本发明技术思想的范围内可以进行各种改变及变更。
综上所述，本发明所提供的晶片排列装置与主要由接收单元、升降单元、移动单元、中转单元及推送单元组成的现有的晶片排列装置相比，具有结构简单、制作容易、使用简便的优点。
并且，利用所述晶片排列装置的镜面翻转工艺比以往显著缩短，从而具有可以提高产量及最大限度地减小移动路径(Foot Print)的优点。
尤其，设置了当装载到推送单元的晶片进入可能破损区域时予以监测的传感器，从而可以防止手动操作或复位(reset)情况发生时因推送单元在所述可能破损区域旋转或上升而使晶片受损的问题。即，如上所述通过限制推送单元的旋转及移动防止晶片受损，从而可以提高装置可靠性。

Claims (22)

1、一种晶片排列装置，其特征在于，包含：
晶片接收单元，以用于以水平状态接收分别由至少一个晶片所构成的第一晶片组及第二晶片组并将其排列成垂直状态；和
推送单元，以用于依次接收所述垂直状态的第一晶片组及第二晶片组并加以排列；而且，
通过所述晶片接收单元或推送单元中某一个单元的旋转使第一晶片组的晶片和第二晶片组的晶片以相反方向交替排列。
2、根据权利要求1所述的晶片排列装置，其特征在于所述晶片接收单元和推送单元沿呈垂直状态的晶片排列方向相对移动，所述推送单元设置成以垂直轴为中心可旋转180度。
3、根据权利要求2所述的晶片排列装置，其特征在于所述晶片接收单元包含框架、可旋转地结合于所述框架的旋转体、设置在所述旋转体上用于接收晶片组的晶片导架以及用于旋转所述旋转体的驱动部。
4、根据权利要求3所述的晶片排列装置，其特征在于所述晶片接收单元还包含：限制所述旋转体旋转以使所述晶片导架只能旋转90度的制动器；以及用于监测旋转体位置的传感器。
5、根据权利要求2所述的晶片排列装置，其特征在于所述推送单元包含用于安放晶片的安放部件、以垂直轴为中心旋转所述安放部件的旋转单元、用于升降所述安放部件的升降单元以及沿呈垂直状态的晶片排列方向移动所述安放部件的移动单元。
6、根据权利要求1所述的晶片排列装置，其特征在于所述晶片接收单元和推送单元在晶片的垂直状态下沿晶片排列方向相对移动，所述晶片接收单元设置成沿某一方向及其反方向旋转90度。
7、根据权利要求6所述的晶片排列装置，其特征在于所述晶片接收单元包含沿水平方向间隔预定间距的一对框架以及可旋转地结合于所述一对框架之间用于接收晶片组的旋转体。
8、根据权利要求7所述的晶片排列装置，其特征在于所述旋转体在内部形成用于安放晶片组的槽，并具有当所述旋转体旋转时用于防止所安放的晶片组脱离的限定装置。
9、根据权利要求6所述的晶片排列装置，其特征在于所述推送单元包含用于安放晶片的安放部件、用于升降所述安放部件的升降单元以及沿呈垂直状态的晶片排列方向移动所述安放部件的移动单元。
10、根据权利要求5或9所述的晶片排列装置，其特征在于所述移动单元包含沿呈垂直状态的晶片排列方向形成的较长的导轨、沿所述导轨移动的滑块以及用于移动所述滑块的驱动部。
11、根据权利要求2、5、6、9中任意一项所述的晶片排列装置，其特征在于还包含当装载到所述推送单元的晶片进入可能破损区域时予以监测的传感器以及根据所述传感器的信号限制所述推送单元动作的控制部。
12、根据权利要求11所述的晶片排列装置，其特征在于所述控制部为限制所述推送单元的旋转。
13、根据权利要求11所述的晶片排列装置，其特征在于所述传感器包含具有发光部和受光部的光传感器。
14、一种晶片清洗装置，其特征在于，包含：
用于装载基片的装载部及用于卸载基片的卸载部；
处理室，该处理室包含用于进行清洗处理的清洗槽；以及
用于移送基片的基片移送部；并且，
所述装载部包含权利要求1至权利要求5中任意一项所述的晶片排列装置。
15、一种晶片排列方法，其特征在于，包含步骤：
将以水平状态供应的由至少一个晶片所构成的第一晶片组通过晶片接收单元旋转成垂直状态；
将垂直状态的第一晶片组交接到推送单元；
将以水平状态供应的由至少一个晶片所构成的第二晶片组通过所述晶片接收单元旋转成垂直状态；及
将垂直状态的第二晶片组交接到所述推送单元；并且，
当交接所述第二晶片组时，使第一晶片组的晶片和第二晶片组的晶片以相反方向交替排列。
16、根据权利要求15所述的晶片排列方法，其特征在于交接所述第二晶片组之前还包含步骤：将所交接的第一晶片组以垂直轴为中心旋转180度；使所述第一晶片组和第二晶片组沿所述第一晶片组的晶片排列方向相对移动。
17、根据权利要求15所述的晶片排列方法，其特征在于将所述第二晶片组旋转成垂直状态的步骤包含沿与所述第一晶片组相反的方向进行旋转的步骤，并且该晶片排列方法还包含使所述第一晶片组和第二晶片组沿所述第一晶片组的晶片排列方向相对移动的步骤。
18、根据权利要求15至17中任意一项所述的晶片排列方法，其特征在于将所述第二晶片组旋转成垂直状态之前包含使所交接的第一晶片组下降的步骤，而在交接所述垂直状态的第二晶片组之前包含使所下降的第一晶片组上升的步骤。
19、根据权利要求16或17所述的晶片排列方法，其特征在于所述相对移动的步骤包含移动所述第一晶片组的步骤。
20、根据权利要求15至17中任意一项所述的晶片排列方法，其特征在于还包含当装载到所述推送单元的晶片进入可能破损区域时予以监测的步骤以及当监测到晶片或推送单元时限制所述推送单元动作的步骤。
21、根据权利要求20所述的晶片排列方法，其特征在于限制所述推送单元动作的步骤包含当手动操作或复位时限制推送单元上升的步骤。
22、根据权利要求20所述的晶片排列方法，其特征在于限制所述推送单元动作的步骤包含当下达旋转指令时限制推送单元旋转的步骤。
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