CN208028023U - 一种多尺寸兼容的led厚度检测的自动化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多尺寸兼容的LED厚度检测的自动化设备，包括晶圆盒库、机械手、预对准平台和大理石气浮台，所述机械手的一侧设置有晶圆盒库，所述机械手的另一侧且与晶圆盒库成九十度的位置设置有预对准平台；本实用新型由于采用了12个晶圆片库，以及通过机械手抓取和放置晶圆片的方法，比起之前的人工放置晶圆片，单片检测的方式，检测效率大大提高了；本实用新型由于在最终检测前，添加了预对准平台部分，使得晶圆的放置定位精度远高于手工放置，使得检测精度大大提高；本实用新型由于检测台采用了大理石气浮平台，相比较于传统的机械检测平台，更加优良的平台性能使得检测精度大大提高。

Description

一种多尺寸兼容的LED厚度检测的自动化设备

技术领域

本实用新型属于LED厚度检测设备技术领域，具体涉及一种多尺寸兼容的LED厚度检测的自动化设备。

背景技术

随着近年来国内半导体行业的迅猛发展，晶圆的需求量也大大提升了，晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，其尺寸按直径可分为2英寸，4英寸，6英寸，8英寸，12英寸等；在晶圆的生产过程中，会经过切割、研磨、抛光等一系列工序，晶圆片的厚度对其以后的加工和生产有着重要的影响，所以在生产的每一道工序之后对晶圆进行厚度检测是十分必要的。

在目前的行业中，检测设备均为人工上片，检测效率低下，已无法满足日益增长的晶圆产量，所以一种自动检测晶圆厚度的设备来满足产量已显得尤为必要。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种多尺寸兼容的LED厚度检测的自动化设备及其检测方法，具有可检测不同规格的晶圆片、检测精度高、检测效率大幅度提高的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多尺寸兼容的LED厚度检测的自动化设备，包括晶圆盒库、机械手、预对准平台和大理石气浮台，所述机械手的一侧设置有晶圆盒库，所述机械手的另一侧且与晶圆盒库成九十度的位置设置有预对准平台，所述机械手远离晶圆盒库的一侧设置有大理石气浮台；

所述晶圆盒库的内部设置有晶圆盒适配器，所述晶圆盒适配器共设置有十二个，十二个所述晶圆盒适配器共分为上下两层，所述晶圆盒适配器的一侧边设置有第二传感器，所述第二传感器靠近晶圆盒适配器的底部设置有第一传感器，所述晶圆盒适配器的上方设置有2英寸晶圆盒或者4英寸晶圆盒；

所述机械手的一侧设置有机械手L轴臂，且机械手的另一侧设置有机械手R轴臂，所述机械手R轴臂与L轴臂的一侧均设置有抓取手，且机械手R轴臂与L轴臂共同的另一侧设置有机械手Z轴臂，所述机械手L轴臂的尾端设置有第三传感器；

所述预对准平台的一侧设置有CCD检测仪，且预对准平台的另一侧设置有调整台；

所述大理石气浮台的中间位置设置有厚度检测传感器，上下共两个，同心设置，所述两个厚度检测传感器的中间位置设置有兼容2,4寸的检测载物运动台。

在本实用新型中进一步的，所述晶圆盒库、预对准平台和大理石气浮台均安装在以机械手Z轴臂为圆心的不同半径的圆上。

在本实用新型中进一步的，所述晶圆盒适配器兼容2英寸的晶圆盒和4英寸的晶圆盒。

在本实用新型中进一步的，所述调整台由三个运动轴组成，所述三个运动轴分别为水平方向的直线运动轴X、竖直方向的直线运动轴Z以及旋转轴组成R。

在本实用新型中进一步的，所述两个厚度检测传感器能够在竖直方向进行微调。

在本实用新型中进一步的，所述检测载物台能够在水平面上做X,Y两维运动。

在本实用新型中进一步的，所述的一种多尺寸兼容的LED厚度检测的自动化设备的检测方法，主要包括以下步骤：

(1)放置晶圆盒：由操作人员将2英寸晶圆盒或者4英寸晶圆盒放入晶圆盒库里的晶圆盒适配器中；

(2)有无晶圆盒检测：晶圆盒适配器中装有第一传感器，能够自动检测库中是否存在2英寸晶圆盒或者4英寸晶圆盒，并且能够自动识别区分操作人员放入的是2英寸晶圆盒还是4英寸晶圆盒，并且只有当第一传感器检测到2英寸晶圆盒或者4英寸晶圆盒时，该相对应的晶圆盒适配器才会投入工作；

(3)晶圆片凸片检测：第二传感器能够检测出晶圆盒中的晶圆片有无凸片现象，如发生凸片现象，则系统会发出警报，提醒操作人员正确安放2英寸晶圆盒或者4英寸晶圆盒中的晶圆，才能继续进行检测作业；

(4)晶圆片位置序号检测：在抓取晶圆片之前，机械手利用自身安装的第三传感器，对晶圆盒适配器中的晶圆盒进行扫描，记录当前2英寸晶圆盒或者4英寸晶圆盒中存在晶圆片的位置序号，如检测出缺片，则抓取时直接跳过，以节省时间；

(5)晶圆片第一次运输：扫描完成后，根据扫描结果，利用抓取手抓取晶圆片，并将其传输至预对准平台的调整台上，准备对晶圆片进行圆心和缺边的对齐工作；

(6)晶圆片对齐：首先调整台利用真空吸附住晶圆片，其旋转轴R进行转动，此时CCD检测仪对晶圆片的边缘进行扫描检测，判断该晶圆片的圆心和缺边的误差，得到误差数据后，利用调整台的X轴与Z轴相配合，将晶圆片的圆心调整至调整台的旋转圆心上，使其同心，并使其缺边旋转至同一个预设角度；

(7)晶圆片第二次运输：机械手利用抓取手取走完成圆心与缺边调整工作的晶圆片，将其送至大理石气浮台的检测载物台上，进行厚度检测；

(8)晶圆片厚度检测：检测载物运动台会根据操作人员预设的程序，载着晶圆片按照预定的运动轨迹进行X，Y两方向的二维运动，在此过程中厚度检测传感器会对检测载物台上的晶圆片进行阵列扫描，取得数据，最后通过分析得出TTV,BOW,WARP,LTV等一系列重要结果；

(9)晶圆片第三次运输：检测完成后，机械手利用抓取手将检测完的晶圆片送回晶圆盒库里面的2英寸晶圆盒或者4英寸晶圆盒中；

(10)重复步骤：重复上述四个步骤，直至整个晶圆盒库中的待检晶圆被全部检测完毕。

在本实用新型中进一步的，所述晶圆盒库、预对准平台和大理石气浮台均安装在以机械手Z轴臂为圆心的不同半径的圆上；所述晶圆盒适配器兼容2英寸的晶圆盒和4英寸的晶圆盒；所述调整台由三个运动轴组成，所述三个运动轴分别为水平方向的直线运动轴X、竖直方向的直线运动轴Z以及旋转轴组成R；两个所述检测载物台配套使用，两个所述检测载物台能够在竖直方向进行微调；所述检测载物台能够在水平面上做X,Y两维运动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型由于采用了12个晶圆片库，以及通过机械手抓取和放置晶圆片的方法，比起之前的人工放置晶圆片，单片检测的方式，检测效率大大提高了。

2、本实用新型由于在最终检测前，添加了预对准平台部分，使得晶圆的放置定位精度远高于手工放置，使得检测精度大大提高。

3、本实用新型由于检测台采用了大理石气浮平台，相比较于传统的机械检测平台，更加优良的平台性能使得检测精度大大提高。

4、本实用新型完美兼容2英寸与4英寸的晶圆片，在后期无需对设备本身进行任何改动的情况下，能够检测2种规格的晶圆片，大大节省了成本。

附图说明

图1为本实用新型设备整体构造的结构示意图；

图2为本实用新型晶圆盒库的结构示意图；

图3-1为本实用新型晶圆盒适配器(放置2英寸晶圆盒的状态)的结构示意图；

图3-2为本实用新型晶圆盒适配器(放置4英寸晶圆盒的状态)的结构示意图；

图4为本实用新型机械手的结构示意图；

图5为本实用新型预对准平台的结构示意图；

图6为本实用新型大理石气浮台的结构示意图；

图中：1、晶圆盒库；11、晶圆盒适配器；12、4英寸晶圆盒；13、第一传感器；14、第二传感器；15、2英寸晶圆盒2、机械手；21、抓取手；22、机械手L轴臂；23、第三传感器；24、机械手Z轴臂；25、机械手R轴臂；3、预对准平台；31、CCD检测仪；32、调整台；4、大理石气浮台；41、厚度检测传感器；42、检测载物台。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1-6，本实用新型提供以下技术方案：一种多尺寸兼容的LED厚度检测的自动化设备，包括晶圆盒库1、机械手2、预对准平台3和大理石气浮台4，机械手2的一侧设置有晶圆盒库1，机械手2的另一侧且与晶圆盒库1成九十度的位置设置有预对准平台3，机械手2远离晶圆盒库1的一侧设置有大理石气浮台4；

晶圆盒库1的内部设置有晶圆盒适配器11，晶圆盒适配器11共设置有十二个，十二个晶圆盒适配器11共分为上下两层，晶圆盒适配器11的一侧边设置有第二传感器14，第二传感器14靠近晶圆盒适配器11的一侧设置有第一传感器13，晶圆盒适配器11的上方设置有2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12；

机械手2的一侧设置有机械手L轴臂22，且机械手2的另一侧设置有机械手R轴臂25，机械手R轴臂25的一侧设置有抓取手21，且机械手R轴臂25的另一侧设置有机械手Z轴臂24，机械手L轴臂22的尾端设置有第三传感器23；

预对准平台3的一侧设置有CCD检测仪31，且预对准平台3的另一侧设置有调整台32；

大理石气浮台4的中间位置设置有厚度检测传感器41，厚度检测传感器41的上下两侧分别对称设置有检测载物台42。

本实施例中，晶圆盒库1、预对准平台3和大理石气浮台4均安装在以机械手Z轴臂24为圆心的不同半径的圆上。

本实施例中，晶圆盒适配器11兼容2英寸的晶圆盒15和4英寸的晶圆盒12。

本实施例中，调整台32由三个运动轴组成，三个运动轴分别为水平方向的直线运动轴X、竖直方向的直线运动轴Z以及旋转轴组成R。

本实施例中，所述两个厚度检测传感器能够在竖直方向进行微调。

本实施例中，检测载物台42能够在水平面上做X,Y两维运动。

本实施例中，所述的一种多尺寸兼容的LED厚度检测的自动化设备的检测方法，主要包括以下步骤：

(1)放置晶圆盒：由操作人员将2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12放入晶圆盒库1里的晶圆盒适配器11中；

(2)有无晶圆盒检测：晶圆盒适配器11中装有第一传感器13，能够自动检测库中是否存在2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12，并且能够自动识别区分操作人员放入的是2英寸晶圆盒15还是4英寸的晶圆盒12，并且只有当第一传感器13检测到2英寸的晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12时，该相对应的晶圆盒适配器11才会投入工作；

(3)晶圆片凸片检测：第二传感器14能够检测出晶圆盒12中的晶圆片有无凸片现象，如发生凸片现象，则系统会发出警报，提醒操作人员正确安放2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12中的晶圆，才能继续进行检测作业；

(4)晶圆片位置序号检测：在抓取晶圆片之前，机械手2利用自身安装的第三传感器23，对晶圆盒适配器11中的2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12进行扫描，记录当前2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12中存在晶圆片的位置序号，如检测出缺片，则抓取时直接跳过，以节省时间；

(5)晶圆片第一次运输：扫描完成后，根据扫描结果，利用抓取手21抓取晶圆片，并将其传输至预对准平台3的调整台32上，准备对晶圆片进行圆心和缺边的对齐工作；

(6)晶圆片对齐：首先调整台32利用真空吸附住晶圆片，其旋转轴R进行转动，此时CCD检测仪31对晶圆片的边缘进行扫描检测，判断该晶圆片的圆心和缺边的误差，得到误差数据后，利用调整台32的X轴与Z轴相配合，将晶圆片的圆心调整至调整台32的旋转圆心上，使其同心，并使其缺边旋转至同一个预设角度；

(7)晶圆片第二次运输：机械手2利用抓取手21取走完成圆心与缺边调整工作的晶圆片，将其送至大理石气浮台4的检测载物台42上，进行厚度检测；

(8)晶圆片厚度检测：检测载物运动台42会根据操作人员预设的程序，载着晶圆片按照预定的运动轨迹进行X，Y两方向的二维运动，在此过程中厚度检测传感器41会对检测载物台42上的晶圆片进行阵列扫描，取得数据，最后通过分析得出TTV,BOW,WARP,LTV等一系列重要结果；

(9)晶圆片第三次运输：检测完成后，机械手2利用抓取手21将检测完的晶圆片送回晶圆盒库1里面的2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12中；

(10)重复步骤：重复上述四个步骤，直至整个晶圆盒库1中的待检晶圆被全部检测完毕。

本实施例中，晶圆盒库1、预对准平台3和大理石气浮台4均安装在以机械手Z轴臂24为圆心的不同半径的圆上；晶圆盒适配器11兼容2英寸的晶圆盒15和4英寸的晶圆盒12；调整台32由三个运动轴组成，三个运动轴分别为水平方向的直线运动轴X、竖直方向的直线运动轴Z以及旋转轴组成R；所述两个厚度检测传感器能够在竖直方向进行微调；检测载物台42能够在水平面上做X,Y两维运动。

本实用新型中CCD检测仪31为已经公开的广泛运用与日常生活的已知技术，它的工作原理：电荷耦合器件存储由光或电激励产生的信号电荷，当对它施加特定时序的脉冲时，其存储的信号电荷便能在CCD内作定向传输，CCD工作过程的主要问题是信号电荷的产生，存储，传输，和检测。

本实用新型中厚度检测传感器41为已经公开的广泛运用与日常生活的已知技术，它的工作原理：采用了激光位移传感器，将激光束作为接触测量时的机械探针,利用电荷耦合器件实现光电转换。

本实施例的工作原理：由操作人员将2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12放入晶圆盒库1里的晶圆盒适配器11中，晶圆盒适配器11中装有第一传感器13，能够自动检测库中是否存在2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12，并且能够自动识别区分操作人员放入的是2英寸晶圆盒还是4英寸晶圆盒12，并且只有当第一传感器13检测到2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12时，该相对应的晶圆盒适配器11才会投入工作，第二传感器14能够检测出2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12中的晶圆片有无凸片现象，如发生凸片现象，则系统会发出警报，提醒操作人员正确安放2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12中的晶圆，才能继续进行检测作业；在抓取晶圆片之前，机械手2利用自身安装的第三传感器23，对晶圆盒适配器11中的2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12进行扫描，记录当前2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12中存在晶圆片的位置序号，如检测出缺片，则抓取时直接跳过，以节省时间，扫描完成后，根据扫描结果，利用抓取手21抓取晶圆片，并将其传输至预对准平台3的调整台32上，准备对晶圆片进行圆心和缺边的对齐工作；首先调整台32利用真空吸附住晶圆片，其旋转轴R进行转动，此时CCD检测仪31对晶圆片的边缘进行扫描检测，判断该晶圆片的圆心和缺边的误差，得到误差数据后，利用调整台32的X轴与Z轴相配合，将晶圆片的圆心调整至调整台32的旋转圆心上，使其同心，并使其缺边旋转至同一个预设角度，最后机械手2利用抓取手21取走完成圆心与缺边调整工作的晶圆片，将其送至大理石气浮台4的检测载物台42上，进行厚度检测；检测载物运动台42会根据操作人员预设的程序，载着晶圆片按照预定的运动轨迹进行X，Y两方向的二维运动，在此过程中厚度检测传感器41会对检测载物台42上的晶圆片进行阵列扫描，取得数据，最后通过分析得出TTV,BOW,WARP,LTV等一系列重要结果，检测完成后，机械手2利用抓取手21将检测完的晶圆片送回晶圆盒库1里面的2英寸晶圆盒15或者4英寸晶圆盒12中；重复上述四个步骤，直至整个晶圆盒库1中的待检晶圆被全部检测完毕。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种多尺寸兼容的LED厚度检测的自动化设备，包括晶圆盒库(1)、机械手(2)、预对准平台(3)和大理石气浮台(4)，其特征在于：所述机械手(2)的一侧设置有晶圆盒库(1)，所述机械手(2)的另一侧且与晶圆盒库(1)成九十度的位置设置有预对准平台(3)，所述机械手(2)远离晶圆盒库(1)的一侧设置有大理石气浮台(4)；

所述晶圆盒库(1)的内部设置有晶圆盒适配器(11)，所述晶圆盒适配器(11)设置有多个，多个所述晶圆盒适配器(11)共分为上下两层，所述晶圆盒适配器(11)的前端设置有第二传感器(14)，所述第二传感器(14)靠近晶圆盒适配器(11)的底部设置有第一传感器(13)，所述晶圆盒适配器(11)的上方设置有2英寸晶圆盒(15)或者4英寸晶圆盒(12)；

所述机械手(2)的一侧设置有机械手L轴臂(22)，且机械手(2)的另一侧设置有机械手R轴臂(25)，所述机械手R轴臂(25)与L轴臂(22)的一侧均设置有抓取手(21)，且机械手R轴臂(25)与L轴臂(22)共同的另一侧设置有机械手Z轴臂(24)，所述机械手L轴臂(22)的尾端设置有第三传感器(23)；

所述预对准平台(3)的一侧设置有CCD检测仪(31)，且预对准平台(3)的另一侧设置有调整台(32)；

所述大理石气浮台(4)的中间位置设置有厚度检测传感器(41)，上下共两个，同心设置，所述两个厚度检测传感器(41)的中间位置设置有兼容2,4寸的检测载物运动台(42)。

2.根据权利要求1所述的一种多尺寸兼容的LED厚度检测的自动化设备，其特征在于：所述晶圆盒库(1)、预对准平台(3)和大理石气浮台(4)均安装在以机械手Z轴臂(24)为圆心的不同半径的圆上。

3.根据权利要求1所述的一种多尺寸兼容的LED厚度检测的自动化设备，其特征在于：所述晶圆盒适配器(11)兼容2英寸的晶圆盒(15)和4英寸的晶圆盒(12)。

4.根据权利要求1所述的一种多尺寸兼容的LED厚度检测的自动化设备，其特征在于：所述调整台(32)由三个运动轴组成，所述三个运动轴分别为水平方向的直线运动轴X、竖直方向的直线运动轴Z以及旋转轴R组成。

5.根据权利要求1所述的一种多尺寸兼容的LED厚度检测的自动化设备，其特征在于：所述两个厚度检测传感器(41)能够在竖直方向进行微调。

6.根据权利要求1所述的一种多尺寸兼容的LED厚度检测的自动化设备，其特征在于：所述检测载物运动台(42)能够在水平面上做X,Y两维运动。