CN214152857U - 一种晶圆导片用的辅助系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种晶圆导片用的辅助系统，其包括：校准装置，其包括校准座、定位单元、及校准单元；取放装置，其包括取放臂、取放夹头、及动力取放器。本实用新型通过绕着晶圆定位区中心分布的多根夹臂，晶圆的放置中心和转动中心重合，校准的准确度高；在晶圆定位时，夹臂以点或线接触的方式夹持在晶圆边缘，大大减小了晶圆的接触面积，避免晶圆表面接触磨损；通过分别连接有取放夹头的两组取放臂，实现依次连续取放晶圆，提高检测效率；通过第一支撑座和第二支撑座，将晶圆与臂本体隔开，减少晶圆与臂本体的接触面积，避免晶圆摩擦损坏；通过活动设置在臂本体一端的活动夹臂，保证晶圆被夹紧，防止晃动或脱落，保证生产正常运行。

Description

一种晶圆导片用的辅助系统

技术领域

本实用新型属于晶圆校准设备领域，具体涉及一种晶圆导片用的辅助系统。

背景技术

众所周知，晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，是由硅晶棒在经过研磨、抛光、及切片后，形成的硅晶圆片。

然而，在实际导片过程中，难免会存在一些边缘损伤，因此，目前企业所使用的导片机中，取料装置将晶圆从取料台中取下后放置在边缘时校准器中，在对晶圆表面检测的同时，也需要进行边缘检测，检测完毕后再由取料装置将晶圆从寻边器中取下后送至取料台中并记录位置。

但是，在现有的工作过程中，会存在以下技术难题：

1）、晶圆放置中心和转动中心是否重合，一旦不重合，校准的准确度低；

2）、晶圆的定位，必然造成接触，因此如何实现晶圆接触面积的最小化就变得非常重要；

3）、取料装置结构单一，一个工作循环只能取送一张晶圆，这样一来运动幅度大，循环周期长，耗时久，导致检测效率低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的晶圆导片用的辅助系统。

为解决以上技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种晶圆导片用的辅助系统，其包括：

校准装置，其包括校准座、定位单元、及校准单元，其中定位单元包括能够上下升降的定位组件和能够沿着晶圆径向同时收拢或张开的夹持组件，其中定位组件形成有自上而下口径逐渐变小的晶圆定位区；夹持组件包括绕着晶圆定位区的中心分布的多根夹臂、用于驱动多根夹臂同步运动的驱动件，其中每根夹臂上形成有与晶圆边缘点或线接触的夹槽；校准单元包括能够对晶圆的边缘进行校准的校准组件、以及驱动夹持组件绕着晶圆定位区的中心转动的驱动组件；

取放装置，其包括取放臂、取放夹头、及驱动取放臂运动的动力取放器，取放臂有两组，每组取放臂一端部对应设有一个取放夹头，动力取放器分别驱动两组取放臂工作或复位；每个取放夹头包括固定夹臂和活动夹臂，固定夹臂包括臂本体、设置在臂本体两端的第一支撑座和第二支撑座，其中第一支撑座和所述第二支撑座形成晶圆放置区，且晶圆放置区位于臂本体的上方；活动夹臂相对第一支撑座或第二支撑座运动，放置在晶圆放置区的晶圆随着活动夹臂的运动，自侧边夹持在活动夹臂与第一支撑座之间或活动夹臂与第二支撑座之间。

优选地，定位组件包括定位平台、设置在定位平台上且形成晶圆定位区的多个定位支撑座。

具体的，多个定位支撑座绕着定位平台的中心均匀分布，且每一个定位支撑座上形成有第一支撑面和第二支撑面，其中第一支撑面自定位支撑座的上端面自上而下向外倾斜设置，第二支撑面自第一支撑面的底部向外延伸并自上而下向外或内倾斜设置。这样设置，将晶圆放置在定位支撑座上时，便于将晶圆定位在晶圆定位区的中心，同时，当晶圆自边缘抵触在定位支撑座的第二支撑面时，减少晶圆与第二支撑面的接触面积。

优选地，驱动件包括中心线与晶圆定位区的中心线重合的架盘，其中每根夹臂自下端部活动连接在架盘上，且每个夹臂上端部形成夹槽。

优选地，校准组件包括设置在定位组件上的第一校准头、固定在校准座且位于第一校准头正上方的第二校准头，其中第一校准头和第二校准头之间形成光束校准区域，夹持在夹臂上的晶圆自边缘位于光束校准区域中。

具体的，校准组件所形成的光束校准区域至少有两个，且两个或多个光束校准区域绕着晶圆定位区的中心均匀间隔分布。这样设置，校准更加精准。

优选地，分别位于两组取放臂一端部上的取放夹头上下隔开设置，且一组取放臂驱动其一端的取放夹头工作并复位后，另一组取放臂驱动其一端的取放夹头工作并复位。这样设置，依次连续取放，有序且效率高。

具体的，每组取放臂包括绕一端可转动设置的主动臂、转动连接在主动臂另一端的从动臂，其中取放夹头转动连接在从动臂上远离主动臂一端。这样设置，连杆结构简单可靠，灵活度高。

优选地，第一支撑座上形成有向第二支撑座方向向下倾斜的第一斜面；第二支撑座上形成有向第一支撑座方向向下倾斜的第二斜面，其中，第一斜面与臂本体的夹角为A1，第二斜面与臂本体的夹角为A2，A1=A2。这样设置，取晶圆时，减少晶圆下底面与第一支撑座和第二支撑座的接触面积，避免磨损，同时能够保证晶圆放置水平。

具体的，第一支撑座自第一斜面的顶端形成有竖直向上延伸的定挡块，且定挡块靠近第二支撑座一侧形成有与晶圆侧边相切的圆弧面。这样设置，夹紧时，减少晶圆侧边与定挡块的接触面积。

由于以上技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型通过绕着晶圆定位区中心分布的多根夹臂，使得在校准时，晶圆的放置中心和转动中心重合，校准的准确度高；在晶圆定位时，夹臂以点或线接触的方式夹持在晶圆边缘，大大减小了晶圆的接触面积，避免晶圆表面接触磨损；通过分别连接有取放夹头的两组取放臂，实现依次连续取放晶圆，提高检测效率；通过第一支撑座和第二支撑座，将晶圆与臂本体隔开，减少晶圆与臂本体的接触面积，避免晶圆摩擦损坏；通过活动设置在臂本体一端的活动夹臂，保证晶圆被夹紧，防止晃动或脱落，保证生产正常运行。

附图说明

图1为本实用新型晶圆导片用的辅助系统结构示意图；

图2为图1中校准装置的放大结构示意图；

图3为图2的左视示意图；

图4为图1中取放装置的放大结构示意图；

图5为图4中取放夹头的主视示意图；

图6为图4的俯视示意图；

其中：1、校准装置；10、校准座；11、定位单元；110、定位组件；1100、定位平台；1101、定位支撑座；a1、第一支撑面；a2、第二支撑面；q1、晶圆定位区；b、连接部；111、夹持组件；1110、架盘；1111、夹臂；g0、下臂杆；g1、延伸臂杆；g2、上臂杆；c、夹槽；q2、活动区；12、校准单元；120、第一校准头；121、第二校准头；q3、光束校准区域；d、支架；d0、第一支杆；d1、第二支杆；d2、第三支杆；q4、避让区域；

2、取放装置；20、取放臂；200、主动臂；201、从动臂；21、取放夹头；210、固定夹臂；2100、臂本体；2101、第一支撑座；e1、第一斜面；2102、第二支撑座；e2、第二斜面；2103、定挡块；2104、延伸臂；211、活动夹臂；2110、移动臂；f、延伸部；2111、动挡块；212、驱动单元；2120、机座；2121、传感器；2122、驱动臂；22、动力取放器。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1所示，本实施例的晶圆导片用的辅助系统，其包括校准装置1、取放装置2。

结合图2所示，校准装置1包括校准座10、定位单元11、及校准单元12，其中定位单元11和校准单元12均设置在校准座10上并在校准座10上完成校准工作。

定位单元11包括定位组件110、夹持组件111。

定位组件110包括定位平台1100、及竖直设置在定位平台1100上的定位支撑座1101。

定位平台1100沿竖直方向可升降设置。

本例中，定位支撑座1101有四个，且四个定位支撑座1101绕着定位平台1100的中心均匀分布并形成晶圆边缘相匹配的晶圆定位区q1，其中晶圆定位区q1自上而下口径逐渐变小设置。

每个定位支撑座1101上形成有第一支撑面a1和第二支撑面a2，其中第一支撑面a1自定位支撑座1101的上端面自上而下向外倾斜设置，第二支撑面a2自第一支撑面a1的底部向外延伸并自上而下向外倾斜设置。这样设置，将晶圆放置在定位支撑座上时，便于将晶圆定位在晶圆定位区的中心，同时，当晶圆自边缘抵触在定位支撑座的第二支撑面时，减少晶圆与第二支撑面的接触面积。

同时，自每个定位支撑座1101一侧向外延伸并形成有连接部b，每个定位支撑座1101通过连接部b固定连接在定位平台1100上，其中连接部b顶端距定位平台1100的高度为h1，第二支撑面a2底部距定位平台1100的高度h2，h1＜h2。这样设置，避免连接部干涉到位于晶圆定位区内的晶圆。

夹持组件111包括架盘1110、及夹臂1111。

架盘1110成圆柱状并自底端连接在校准座10上端面，且架盘1110中心线与晶圆定位区q1的中心线重合。

本例中，夹臂1111有六个，六个夹臂1111连接在架盘1110侧壁并绕着晶圆定位区q1的中心分布，架盘1110驱动六个夹臂1111同时沿着晶圆径向收拢或张开。

每个夹臂1111包括下臂杆g0、延伸臂杆g1、及上臂杆g2。

下臂杆g0自内端部与架盘1110侧壁相连接、自外端部冒出定位平台1100周边。

延伸臂杆g1自下臂杆g0的外端部向上延伸设置。

上臂杆g2自延伸臂杆g1的上端部向内延伸设置，且上臂杆g2上原理延伸臂杆g1的端面上形成有与晶圆边缘线接触的夹槽c。

结合图3所示，下臂杆g0、延伸臂杆g1、及上臂杆g2一体成型设置，且下臂杆g0、延伸臂杆g1、及上臂杆g2形成避让定位平台1100的活动区q2。这样设置，便于加工和实施，且避免夹臂干涉定位单元，保证校准的精准度。

具体的，校准单元12包括第一校准头120、位于第一校准头120正上方的第二校准头121，其中第一校准头120为光束发射器，第二校准头121为光束接收器，第一校准头120和第二校准头121之间形成光束校准区域q3，夹持在夹臂1111上的晶圆自边缘位于光束校准区域q3中。

本例中，第一校准头120有两个，其中每个第一校准头120分别固定设置在定位平台1100上，且两个第一校准头120绕晶圆定位区q1的中心均匀间隔分布。这样设置，校准更加精准。

第二校准头121也有两个，且每个第二校准头121通过支架d设置在对应的第一校准头120正上方，其中支架d包括自校准座10向外延伸的第一支杆d0、自第一支杆d0的外端部向上延伸的第二支杆d1、自第二支杆d1的上端部向内延伸的第三支杆d2，其中第一支杆d0、第二支杆d1、第三支杆d2之间形成避让区域q4，第二校准头121设置在第三支杆d2远离第二支杆d1的端部。

同时，校准单元12还包括设置在校准座10内的动力器，校准时，动力器用于驱动夹持组件111绕着晶圆定位区q1的中心转动。

具体的，取放装置2设置在校准装置1一侧，结合图4所示，取放装置2包括取放臂20、取放夹头21、及动力取放器22。

取放臂20有两组，且两组取放臂20沿水平方向齐平设置。便于安装和实施。

每组取放臂20包括主动臂200、及从动臂201，其中，主动臂200绕一端可转动设置，从动臂201转动连接在主动臂200另一端部。

具体的，取放夹头21有两个，分别设置在两组取放臂20上，且两个取放夹头21上下隔开设置。

需要特别说明的是，两组取放臂20各自独立运动，一组取放臂20驱动其一端的取放夹头21将校准装置1上的检测后的晶圆取下并复位后，另一组取放臂20驱动其一端的取放夹头21将待检测的晶圆放置在校准装置1中后复位。这样设置，依次连续取放，有序且效率高。

每个取放夹头21包括固定夹臂210、活动夹臂211、及驱动单元212。

具体的，固定夹臂210包括臂本体2100、第一支撑座2101、第二支撑座2102、定挡块2103、及设置在臂本体2100一端的延伸臂2104，其中第一支撑座2101和第二支撑座2102形成晶圆放置区，且晶圆放置区位于臂本体2100的上方。

臂本体2100呈水平设置的叉形，且一端封闭、另一端形成开口，其中第一支撑座2101有两个，且分别设置在叉形开口的两端部上；第二支撑座2102有两个，且并排设置在叉形封闭端部的两侧。多点夹持，保证夹持稳定，防止晶圆晃动。

结合图5所示，第一支撑座2101上形成有向第二支撑座2102方向向下倾斜的第一斜面e1，第二支撑座2102上形成有向第一支撑座2101方向向下倾斜的第二斜面e2，放置晶圆时，晶圆自相对侧边分别顶触在第一斜面e1和第二斜面e2上。这样设置，减少晶圆与第一支撑座和第二支撑座接触面积。

同时，第一斜面e1与臂本体2100的夹角为A1，第二斜面e2与臂本体2100的夹角为A2，A1=A2。保证晶圆能够水平放置在第一支撑座和第二支撑座上。

结合图6所示，第一斜面e1和第二斜面e2分别自下端竖直向下延伸，并形成与晶圆侧边相切的圆弧面。这样设置，在晶圆放置在放置区时，便于晶圆的定位。

定挡块2103有四个，并分别固定设置在两个第一支撑座2101和两个第二支撑座2102顶端，定挡块2103位于晶圆放置区内的一侧形成有与晶圆侧边相切的圆弧面，且圆弧面分别与第一斜面e1和第二斜面e2相交设置。这样设置，当晶圆取料夹头夹持晶圆时，减少晶圆侧边与定挡块的接触面积。

延伸臂2104自臂本体2100中叉形的封闭端水平向外延伸。

具体的，活动夹臂211包括移动臂2110、动挡块2111。

移动臂2110呈长条状，并沿两个第二支撑座2102排列方向水平设置，且移动臂2110自两端部分别形成有向第一支撑座2101方向水平延伸的延伸部f。

动挡块2111有两个并分别连接在两个延伸部f上，两个动挡块2111分别位于两个第二支撑座2102的外侧，且动挡块2111与第二支撑座2102沿水平方向的投影相交设置。这样设置，保证晶圆自侧边放置在第二支撑座上时，挡块能顶触到晶圆侧边。

本例中，动挡块2111靠近第一支撑座2101一侧形成有与晶圆侧边相切的圆弧面。夹紧时，减少晶圆侧边与动挡块的接触面积。

具体的，驱动单元212包括机座2120、传感器2121、及穿过机座2120并连接在移动臂2110上的驱动臂2122。

机座2120自下端转动连接在从动臂201上，且延伸臂2104固定连接在机座2120上。

传感器2121实时记录晶圆的位置信息。

驱动臂2121驱动移动臂2110沿靠近或远离第一支撑座2101方向移动设置。

具体的，动力取放器22呈柱状，并自顶端连接在主动臂200上远离从动臂201一端，并驱动主动臂200转动设置，同时，动力取放器3沿竖直方向升降设置，且绕自身竖直方向的中心线转动设置。

因此，本实施例具有以下优势：

1、通过绕着晶圆定位区中心分布的多根夹臂，使得在校准时，晶圆的放置中心和转动中心重合，这样一来，校准的准确度高；

2、在晶圆定位时，夹臂以点或线接触的方式夹持在晶圆边缘，大大减小了晶圆的接触面积，避免晶圆表面接触磨损，提高校准准确度；

3、通过分别连接有取放夹头的两组取放臂，实现依次连续取放晶圆，这样一来，夹头运动幅度小，一个工作循环周期短，提高生产效率；

4、通过设置在臂本体两端的第一支撑座和第二支撑座，将晶圆与臂本体隔开，减少晶圆与臂本体的接触面积，避免晶圆摩擦损坏；

5、通过活动设置在臂本体一端的活动夹臂，保证晶圆被夹紧，防止晃动或脱落，保证生产正常运行；

6、结构简单可靠，加工制作成本低，使用方便。

以上对本实用新型做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种晶圆导片用的辅助系统，其特征在于：其包括：

校准装置，其包括校准座、定位单元、及校准单元，其中定位单元包括能够上下升降的定位组件和能够沿着晶圆径向同时收拢或张开的夹持组件，其中所述定位组件形成有自上而下口径逐渐变小的晶圆定位区；所述夹持组件包括绕着所述晶圆定位区的中心分布的多根夹臂、用于驱动多根所述夹臂同步运动的驱动件，其中每根所述夹臂上形成有与晶圆边缘点或线接触的夹槽；校准单元包括能够对晶圆的边缘进行校准的校准组件、以及驱动所述的夹持组件绕着所述晶圆定位区的中心转动的驱动组件；

取放装置，其包括取放臂、取放夹头、及驱动所述取放臂运动的动力取放器，所述的取放臂有两组，每组所述取放臂一端部对应设有一个所述取放夹头，所述的动力取放器分别驱动两组所述取放臂工作或复位；每个所述取放夹头包括固定夹臂和活动夹臂，所述固定夹臂包括臂本体、设置在所述臂本体两端的第一支撑座和第二支撑座，其中所述第一支撑座和所述第二支撑座形成晶圆放置区，且所述晶圆放置区位于所述臂本体的上方；所述的活动夹臂相对所述第一支撑座或第二支撑座运动，放置在所述晶圆放置区的晶圆随着所述活动夹臂的运动，自侧边夹持在所述活动夹臂与所述第一支撑座之间或所述活动夹臂与所述第二支撑座之间。

2.根据权利要求1所述的晶圆导片用的辅助系统，其特征在于：所述定位组件包括定位平台、设置在所述定位平台上且形成所述晶圆定位区的多个定位支撑座。

3.根据权利要求2所述的晶圆导片用的辅助系统，其特征在于：多个所述定位支撑座绕着定位平台的中心均匀分布，且每一个所述定位支撑座上形成有第一支撑面和第二支撑面，其中所述的第一支撑面自所述定位支撑座的上端面自上而下向外倾斜设置，所述第二支撑面自所述第一支撑面的底部向外延伸并自上而下向外或内倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的晶圆导片用的辅助系统，其特征在于：所述的驱动件包括中心线与所述晶圆定位区的中心线重合的架盘，其中每根所述夹臂自下端部活动连接在所述的架盘上，且每个所述夹臂上端部形成所述的夹槽。

5.根据权利要求1所述的晶圆导片用的辅助系统，其特征在于：所述校准组件包括设置在所述的定位组件上的第一校准头、固定在所述的校准座且位于所述的第一校准头正上方的第二校准头，其中所述第一校准头和所述第二校准头之间形成光束校准区域，夹持在所述夹臂上的晶圆自边缘位于所述光束校准区域中。

6.根据权利要求5所述的晶圆导片用的辅助系统，其特征在于：所述校准组件所形成的光束校准区域至少有两个，且两个或多个所述光束校准区域绕着所述晶圆定位区的中心均匀间隔分布。

7.根据权利要求1所述的晶圆导片用的辅助系统，其特征在于：分别位于两组所述取放臂一端部上的所述取放夹头上下隔开设置，且一组所述取放臂驱动其一端的所述取放夹头工作并复位后，另一组所述取放臂驱动其一端的所述取放夹头工作并复位。

8.根据权利要求7所述的晶圆导片用的辅助系统，其特征在于：每组所述取放臂包括绕一端可转动设置的主动臂、转动连接在所述主动臂另一端的从动臂，其中所述取放夹头转动连接在所述从动臂上远离所述主动臂一端。

9.根据权利要求1所述的晶圆导片用的辅助系统，其特征在于：所述的第一支撑座上形成有向所述第二支撑座方向向下倾斜的第一斜面；所述第二支撑座上形成有向所述第一支撑座方向向下倾斜的第二斜面，其中，所述第一斜面与所述臂本体的夹角为A1，所述第二斜面与所述臂本体的夹角为A2，A1=A2。

10.根据权利要求9所述的晶圆导片用的辅助系统，其特征在于：所述第一支撑座自所述第一斜面的顶端形成有竖直向上延伸的定挡块，且所述定挡块靠近所述第二支撑座一侧形成有与所述晶圆侧边相切的圆弧面。

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