CN208922061U - 晶圆上下料装置及应用其的光刻机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及晶圆上下料技术领域，更具体地说，它涉及一种晶圆上下料装置及应用其的光刻机，其技术方案要点是：一种晶圆上下料装置，其包括机架,所述机架上设有转盘和第一驱动机构;所述转盘上设有料盒安装位，所述料盒安装位的数量为两个以上、且绕所述转盘的中心线依次排布，所述转盘用于在转动时带动料盒安装位上的料盒依次运动至可供第一驱动机构驱动的位置;所述第一驱动机构用于驱动料盒运动，以在上料时使料盒内的晶圆依次位于上料工位，或在下料时使料盒内的晶圆收纳位依次位于下料工位。根据本实用新型提供的技术方案，其可以减少料盒的更换频率，提高工作效率，实现自动化生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及晶圆上下料技术领域，特别涉及一种晶圆上下料装置及应用其的光刻机。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，在晶圆上可加工制作各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC芯片。其中，在芯片的制造过程中，需要使用到光刻机。为了提高光刻机的光刻效率，一般使用上下料装置对晶圆进行上料和下料。晶圆一般是装在专门的料盒内，料盒内部具有多个晶圆收纳位，每个晶圆收纳位为一个插槽。该多个插槽依次沿料盒的长度方向排布，每一个插槽内可插入一个晶圆，使晶圆在料盒内呈层状摆放。现有上下料装置上只有一个料盒，当在上完料或下完料时需要频繁更换料盒，如此导致上下料装置的工作效率较低。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种晶圆上下料装置及应用其的光刻机，主要目的在于解决现有上下料装置需要频繁更换料盒，导致工作效率较低的技术问题。
为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
一方面，本实用新型的实施例提供一种晶圆上下料装置，包括机架,所述机架上设有转盘和第一驱动机构;
所述转盘上设有料盒安装位，所述料盒安装位的数量为两个以上、且绕所述转盘的中心线依次排布，所述转盘用于在转动时带动料盒安装位上的料盒依次运动至可供第一驱动机构驱动的位置;
所述第一驱动机构，用于驱动料盒运动，以在上料时使料盒内的晶圆依次位于上料工位，或在下料时使料盒内的晶圆收纳位依次位于下料工位。
相对于现有技术中的单个料盒，本实用新型技术方案中由于在转盘上设置有两个以上的料盒安装位，转盘在转动时可以带动料盒安装位上的料盒依次运动至供第一驱动机构驱动的位置，使第一驱动机构驱动料盒上料或下料，如此可以减少料盒的更换频率，提高本实用新型晶圆上下料装置的工作效率。
本实用新型进一步设置为：晶圆上下料装置，还包括检测机构；
所述检测机构用于对料盒内晶圆的上料或下料情况进行检测,以在上料时检测到料盒内位于上料工位的晶圆被取走或在下料时检测到料盒内位于下料工位的晶圆收纳位新装入晶圆时生成驱动信号;
所述第一驱动机构用于根据所述驱动信号驱动料盒沿第一方向运动设定距离，所述第一方向为料盒内晶圆收纳位的排布方向，所述设定距离为料盒内相邻两晶圆收纳位之间的距离，以在上料时使所述料盒内的晶圆依次位于上料工位，或在下料时使所述料盒内的晶圆收纳位依次位于下料工位。
通过采用上述技术方案，检测机构与第一驱动机构配合，可以实现对料盒内晶圆的自动上料和下料操作，实现自动化上下料，进一步提高了本实用新型晶圆上下料装置的工作效率。
本实用新型进一步设置为：所述检测机构包括传感器和处理单元；
所述传感器用于对料盒内晶圆的上料或下料情况进行检测；
所述处理单元用于根据所述传感器的检测结果，当在上料时判定料盒内位于上料工位的晶圆被取走或在下料时判定料盒内位于下料工位的晶圆收纳位新装入晶圆时生成驱动信号。
通过采用上述技术方案，传感器与处理单元配合即可实现前述检测机构的功能，由于传感器与处理单元均为市购件，获取较方便，从而实施起来也较方便。
本实用新型进一步设置为：所述传感器为接近传感器，且在检测时位于料盒内最外层晶圆的一侧。
通过采用上述技术方案，由于接近传感器为非接触式检测部件，从而不会对被测晶圆造成损伤。
本实用新型进一步设置为：所述传感器可相对所述机架活动，以运动至第一活动位置时对料盒内晶圆的上料或下料情况进行检测；和运动至第二活动位置时退出检测位置。
通过采用上述技术方案，当传感器在闲置状态时退出检测位置，可以避免对料盒的运动造成干扰。当第一驱动机构驱动料盒运动至上料或下料的工作位置时，传感器再运动至第一活动位置以对料盒内晶圆的上料或下料情况进行检测。
本实用新型进一步设置为：晶圆上下料装置，其还包括用于驱动所述传感器运动至所述第一活动位置和第二活动位置的第二驱动机构。
通过采用上述技术方案，其具有节省人力的技术效果。
本实用新型进一步设置为：所述第二驱动机构包括驱动缸，以通过所述驱动缸驱动所述传感器运动至所述第一活动位置和第二活动位置。
上述的驱动缸可以为气缸或液压缸等，优选的，驱动缸为气缸，以防止油液对晶圆造成损坏。
本实用新型进一步设置为：晶圆上下料装置，还包括用于驱动所述转盘转动的第三驱动机构
通过采用上述技术方案，具有节省人力的技术效果。
本实用新型进一步设置为：所述第一驱动机构包括电机、丝杆、套设在所述丝杆上的螺母座、以及用于对所述螺母座限位和导向的直线导轨；
所述电机用于驱动所述丝杆转动；
所述螺母座上设有顶杆，所述螺母座用于受驱动通过所述顶杆带动料盒运动。
通过上述的设置，丝杆与螺母座配合形成丝杆螺母机构，其传动精度较高，能驱动料盒平稳地运动。
另一方面，本实用新型还提供一种光刻机，其包括上述任一种所述的晶圆上下料装置。
在上述实施例中，本实用新型提供的光刻机由于设置上述晶圆上下料装置的缘故，因此可以减少料盒的更换频率，提高上下料的工作效率。
借由上述技术方案，本实用新型晶圆上下料装置及应用其的光刻机至少具有以下有益效果：
相对于现有技术中的单个料盒，本实用新型技术方案中由于在转盘上设置有两个以上的料盒安装位，转盘在转动时可以带动料盒安装位上的料盒依次运动至供第一驱动机构驱动的位置，使第一驱动机构驱动料盒上料或下料，如此可以减少料盒的更换频率，提高本实用新型晶圆上下料装置的工作效率。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本实用新型的一实施例提供的一种晶圆上下料装置的结构示意图；
图2是本实用新型的一实施例提供的一种晶圆上下料装置在上料时的结构示意图。
附图标记：1、机架；10、晶圆上下料装置；101、转盘；102、第一驱动机构；1011、料盒安装位；103、检测机构；104、第二驱动机构；1021、第一电机；1022、丝杆；1023、螺母座；1024、直线导轨；1025、顶杆；1012、过孔；105、第三驱动机构。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
如图1和图2所示，本实用新型的一个实施例提出的一种晶圆上下料装置10，其包括机架1。机架1上设有转盘101和第一驱动机构102。
转盘101上设有料盒安装位1011。料盒安装位1011的数量为两个以上、且绕转盘101的中心线依次排布。转盘101用于在转动时带动料盒安装位1011上的料盒依次运动至第一位置，该第一位置为料盒可供第一驱动机构102驱动的位置，换句话说：第一驱动机构102只能驱动第一位置的料盒运动，而不能驱动转盘101上其他位置的料盒运动。当位于第一位置的料盒上完料或下完料时，转盘101转动，以将另一料盒切换至第一位置。
第一驱动机构102用于驱动料盒运动，以在上料时使料盒内的晶圆依次位于上料工位，或在下料时使料盒内的晶圆收纳位依次位于下料工位。
为了方便第一驱动机构102驱动料盒运动,优选的,如图2所示，料盒是通过插接的方式安装在料盒安装位1011上。料盒安装位1011上具有导向限位柱，料盒上具有限位槽。料盒在安装时，导向限位柱插入料盒上的限位槽内。为了加强限位效果，导向限位柱的数量可以为两个以上。当然，在一个替代的示例中，上述导向限位柱与限位槽两者的位置可以调换，即料盒安装位1011上设有限位槽，料盒上设有导向限位柱，如此同样可以达到对料盒的安装进行导向和限位的技术效果。
在上述提供的技术方案中，由于在转盘101上设置有两个以上的料盒安装位1011，可以通过转盘101的转动依次对各料盒安装位1011上的料盒进行上料或下料操作，当转盘101上所有的料盒均上完料或下完料时，即可对转盘101上的料盒统一进行更换。相对于现有技术中的单个料盒，本实用新型技术方案中转盘101上多个料盒安装位1011的方案可以减少转盘101上料盒的更换频率，提高本实用新型晶圆上下料装置10的工作效率。
进一步的，如图1和图2所示，本实用新型的晶圆上下料装置10还可以包括检测机构103。检测机构103用于对料盒内晶圆的上料或下料情况进行检测,以在上料时检测到料盒内位于上料工位的晶圆被取走或在下料时检测到料盒内位于下料工位的晶圆收纳位新装入晶圆时生成驱动信号。第一驱动机构102用于根据驱动信号驱动料盒沿第一方向运动设定距离，以在上料时使料盒内的晶圆依次位于上料工位，或在下料时使料盒内的晶圆收纳位依次位于下料工位。其中，第一方向为料盒内晶圆收纳位的排布方向。设定距离为料盒内相邻两晶圆收纳位之间的距离，换句话说：当相邻的两晶圆收纳位均装入晶圆时，该相邻的两片晶圆之间的距离即为上述的设定距离。
通过上述的设置，检测机构103与第一驱动机构102配合，可以实现对料盒内晶圆的自动上料和下料操作，实现自动化上下料，进一步提高了本实用新型晶圆上下料装置10的工作效率。
这里需要说明的是：在一个具体的应用示例中，上述的第一方向可以为竖向方向，相应的，前述的第一驱动机构102为升降机构，使料盒通过在竖向上的上升或下降实现上料或下料的操作。
为了实现前述检测机构103的功能，本实用新型还提供如下的技术方案：前述的检测机构103可以包括传感器和处理单元。传感器用于对料盒内晶圆的上料或下料情况进行检测。处理单元用于根据传感器的检测结果，当在上料时判定料盒内位于上料工位的晶圆被取走或在下料时判定料盒内位于下料工位的晶圆收纳位新装入晶圆时生成驱动信号。
通过上述的设置，传感器与处理单元配合即可实现前述检测机构103的功能，由于传感器与处理单元均为市购件，获取较方便，从而实施起来也较方便。
这里需要说明的是：上述的处理单元可以为单片机或处理器等，具体可以根据实际情况进行选取。
在一个具体的应用示例中，前述的传感器为接近传感器，且在检测时位于料盒内最外层晶圆的一侧。
接近传感器是一种具有感知物体接近能力的器件，它利用传感器对接近物体具有的敏感特性来识别物体的接近，并输出相应开关信号，因此，通常又把接近传感器称为接近开关。它可以代替开关等接触检测式的检测方式，以无需接触被检测对象为目的的传感器的总称，它能检测对象的移动和存在信息，并将相应信息转化成电信号。
在上述示例中，由于接近传感器为非接触式检测部件，从而不会对被测晶圆造成损伤。
进一步的，前述的传感器可相对机架1活动，以运动至第一活动位置时对料盒内晶圆的上料或下料情况进行检测（如图2所示）；和运动至第二活动位置时退出检测位置（如图1所示）。在本示例中，当传感器在闲置状态时退出检测位置，可以避免对料盒的运动造成干扰。当第一驱动机构102驱动料盒运动至上料或下料的工作位置时，传感器再运动至第一活动位置以对料盒内晶圆的上料或下料情况进行检测。
进一步的，如图1和图2所示，本实用新型晶圆上下料装置10还可以包括第二驱动机构104。第二驱动机构104用于驱动传感器运动至前述的第一活动位置和第二活动位置。在本示例中，通过设置的第二驱动机构104，具有节省人力的技术效果。
在一个具体的应用示例中，前述的第二驱动机构104可以包括驱动缸，以通过驱动缸驱动传感器运动至前述的第一活动位置和第二活动位置。
上述的驱动缸可以为气缸或液压缸等，优选的，驱动缸为气缸，以防止油液对晶圆造成损坏。
上述驱动缸的收缩方向可以根据实际情况进行调整，比如在一个具体的应用示例中，可以相对第一驱动机构102的驱动方向斜向驱动传感器运动。
进一步的，为了实现前述第一驱动机构102的功能，本实用新型还提供如下的技术方案：如图1和图2所示，第一驱动机构102可以包括第一电机1021、丝杆1022、螺母座1023以及直线导轨1024。螺母座1023套设在丝杆1022上。直线导轨1024用于对螺母座1023限位和导向。第一电机1021用于驱动丝杆1022转动。螺母座1023上设有顶杆1025，螺母座1023用于受驱动通过顶杆1025带动料盒运动。
通过上述的设置，丝杆1022与螺母座1023配合形成丝杆螺母机构，其传动精度较高，能驱动料盒平稳地运动。
进一步的，如图2所示，前述的转盘101上可以设有供顶杆1025穿过的过孔1012，顶杆1025经由该过孔1012对料盒安装位1011上的料盒施加力，以驱动料盒运动。
进一步的，如图1所示，本实用新型晶圆上下料装置10还可以包括第三驱动机构105。第三驱动机构105用于驱动转盘101转动，以达到节省人力的技术效果。
优选的，上述的第三驱动机构105可以包括第二电机，以通过第二电机驱动转盘101转动。该第二电机优选的为步进电机。
本实用新型的实施例还提供一种光刻机，其可以包括上述任一示例中的晶圆上下料装置10。
在上述实施例中，本实用新型提供的光刻机由于设置上述晶圆上下料装置10的缘故，因此可以减少料盒的更换频率，提高上下料的工作效率。
下面以第一驱动机构102为升降机构、传感器为接近传感器、处理单元为处理器具体说明本实用新型晶圆上下料装置10的工作过程：
如图2所示，在上料时，第一驱动机构102先驱动料盒上升至设定位置，在该设定位置时，料盒内最下层的晶圆处于上料位置（即取片机械手的取片位置），驱动缸驱动接近传感器位于料盒内最下层晶圆的下方，此时处于上料位置的晶圆位于接近传感器的检测范围内，接近传感器输出高电平信号，处理器根据该高电平信号控制第一驱动机构102保持关闭，即第一驱动机构102不工作。当取片机械手将上料位置的晶圆取走时，接近传感器由于没有检测到晶圆，接近传感器输出低电平信号，处理器根据该低电平信号判定料盒内位于上料工位的晶圆被取走，处理器向第一驱动机构102发送驱动信号，第一驱动机构102收到该驱动信号后驱动料盒向下运动设定距离，使上一层的晶圆运动至上料位置，接近传感器检测到晶圆的靠近，又向处理器输出高电平信号，如此反复，直至料盒内的晶圆全部被取走，然后驱动缸驱动接近传感器退出检测位置，转盘101旋转，以将另一满盒的料盒旋转至可被第一驱动机构102驱动的位置。然后重复以上过程，以对该另一满盒的料盒上料。
在下料时，料盒的最上一层的晶圆收纳位位于下料位置（即下片机械手的下片位置），驱动缸驱动接近传感器伸入到料盒内部，当处于下料位置的晶圆收纳位新装入晶圆时，接近传感器检测到有物体靠近输出高电平信号，处理器根据该高电平信号判定料盒内位于下料工位的晶圆收纳位新装入晶圆，处理器向第一驱动机构102发送驱动信号，第一驱动机构102收到该驱动信号后驱动料盒向上运动设定距离，使下一层的晶圆收纳位运动至下料位置，由于晶圆离开接近传感器的检测位置，接近传感器输出低电平信号，处理器根据该低电平信号控制第一驱动机构102保持关闭，即第一驱动机构102不工作。当新处于下料位置的晶圆收纳位新装入晶圆时，接近传感器又向处理器发送高电平信号，如此反复，直至料盒内装满晶圆，然后驱动缸驱动接近传感器退出检测位置，第一驱动机构102驱动料盒下降以重新装入转盘101，转盘101转动，以将另一空盒旋转至可被第一驱动机构102驱动的位置。然后重复以上过程，以对该另一空的料盒下料。
这里需要说明的是：在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种晶圆上下料装置，其特征在于,包括机架(1),所述机架(1)上设有转盘(101)和第一驱动机构(102);
所述转盘(101)上设有料盒安装位(1011)，所述料盒安装位(1011)的数量为两个以上、且绕所述转盘(101)的中心线依次排布，所述转盘(101)用于在转动时带动料盒安装位(1011)上的料盒依次运动至可供第一驱动机构(102)驱动的位置;
所述第一驱动机构(102)，用于驱动料盒运动，以在上料时使料盒内的晶圆依次位于上料工位，或在下料时使料盒内的晶圆收纳位依次位于下料工位。
2.根据权利要求1所述的晶圆上下料装置，其特征在于，还包括检测机构(103)；
所述检测机构(103)用于对料盒内晶圆的上料或下料情况进行检测,以在上料时检测到料盒内位于上料工位的晶圆被取走或在下料时检测到料盒内位于下料工位的晶圆收纳位新装入晶圆时生成驱动信号;
所述第一驱动机构(102)用于根据所述驱动信号驱动料盒沿第一方向运动设定距离，所述第一方向为料盒内晶圆收纳位的排布方向，所述设定距离为料盒内相邻两晶圆收纳位之间的距离，以在上料时使所述料盒内的晶圆依次位于上料工位，或在下料时使所述料盒内的晶圆收纳位依次位于下料工位。
3.根据权利要求2所述的晶圆上下料装置，其特征在于，
所述检测机构(103)包括传感器和处理单元；
所述传感器用于对料盒内晶圆的上料或下料情况进行检测；
所述处理单元用于根据所述传感器的检测结果，当在上料时判定料盒内位于上料工位的晶圆被取走或在下料时判定料盒内位于下料工位的晶圆收纳位新装入晶圆时生成驱动信号。
4.根据权利要求3所述的晶圆上下料装置，其特征在于，
所述传感器为接近传感器，且在检测时位于料盒内最外层晶圆的一侧。
5.根据权利要求3或4所述的晶圆上下料装置，其特征在于，
所述传感器可相对所述机架(1)活动，以运动至第一活动位置时对料盒内晶圆的上料或下料情况进行检测；和运动至第二活动位置时退出检测位置。
6.根据权利要求5所述的晶圆上下料装置，其特征在于，还包括用于驱动所述传感器运动至所述第一活动位置和第二活动位置的第二驱动机构(104)。
7.根据权利要求6所述的晶圆上下料装置，其特征在于，
所述第二驱动机构(104)包括驱动缸，以通过所述驱动缸驱动所述传感器运动至所述第一活动位置和第二活动位置。
8.根据权利要求1至4、6、7中任一项所述的晶圆上下料装置，其特征在于，还包括用于驱动所述转盘(101)转动的第三驱动机构(105)。
9.根据权利要求1至4、6、7中任一项所述的晶圆上下料装置，其特征在于，
所述第一驱动机构(102)包括第一电机（1021）、丝杆(1022)、套设在所述丝杆(1022)上的螺母座(1023)、以及用于对所述螺母座(1023)限位和导向的直线导轨(1024)；
所述第一电机（1021）用于驱动所述丝杆(1022)转动；
所述螺母座(1023)上设有顶杆(1025)，所述螺母座(1023)用于受驱动通过所述顶杆(1025)带动料盒运动。
10.一种光刻机，其特征在于,包括权利要求1至9中任一项所述的晶圆上下料装置。
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| CN109188868A (zh) * | 2018-09-20 | 2019-01-11 | 深圳市矽电半导体设备有限公司 | 晶圆上下料装置及应用其的光刻机 |
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