SU1732399A1 - Автомат дл контрол и разбраковки полупроводниковых пластин - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к полупроводниковой измерительной технике и предназначено дл  использовани  при контроле толщины пластин и покрыти , квадрата сопротивлени  и т.д. Цель изобретени  - упрощение конструкции. Автомат содержит направл ющие 2, толкатели 3, 4 пластины 1, кассеты подачи и приема пластин, контейнер брака, ролики 18, 19, дополнительные ролики 20, линейный шаговый двигатель 23 с плунжером 24 и упругими элементами 25, эталонные пластины 27. 3 з.п. ф-лы 1 табл., 8 ил.

Description

(Л

С

/J-xj

СА) К) Ы

О

ю

Изобретение относитс  к полупроводниковой измерительной технике и предназначено дл  использовани  при контроле таких параметров, как толщина пластин, толщина тонких слоев на их поверхности, квадрат сопротивлени  и т.д. с применением контактных и бесконтактных методов измерений .

Известен автомат дл  контрол  и разбраковки полупроводниковых пластин, со- держащий корпус, измеритель, ось которого вертикальна, держатель пластин, имеющий поддерживающие опоры и ограничитель горизонтального перемещени  пластин, и привод подачи пластин 1.

Недостатком известного автомата  вл етс  сложность конструкции.

Известен также автомат дл  контрол  и разбраковки полупроводниковых пластин, содержащий корпус, измеритель, ось кото- рого вертикальна, держатель пластин, имеющий поддерживающие опоры и ограничитель горизонтального перемещени  пластин, привод подачи пластин, имеющие полки и пазы кассеты подачи и приема пла- стин, контейнер дл  брака, механизм раскладки пластин по кассетам и сбрасыватель пластин в контейнер дл  брака 2.

Недостатком известного технического решени   вл етс  необходимость исполь- зовани  нескольких приводов дл  обеспечени  работоспособности автомата.

Цель изобретени  - упрощение конструкции .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в автомате дл  контрол  и разбраковки полупроводниковых пластин, содержащем корпус, измеритель, ось которого вертикальна , держатель пластин, имеющий поддерживающие опоры и ограничитель горизонтального перемещени  пластин, привод подачи пластин, имеющие полки и пазы кассеты подачи и приема пластин, контейнер дл  брака, механизм раскладки пластин по кассетам и сбрасыватель пластин в контейнер дл  брака, ограничитель выполнен в виде двух горизонтальных параллельных направл ющих, привод подачи пластин выполнен в виде линейного шагового двигател , плунжер которого установлен с воз- можностью перемещени  параллельно направл ющим, кассеты подачи и приема пластин выполнены с возможностью вертикального перемещени , а механизм раскладки пластин по кассетам содержит расположенные на разных рассто ни х от измерител  два ролика, имеющих вертикальную ось вращени  и касающихс  разных направл ющих, расположенные на разных рассто ни х от измерител  два дополнительных ролика, имеющих вертикальную ось вращени  и касающихс  разных направл ющих, два плоских толкател , установленных с возможностью перемещени  по направл ющим, упругие элементы, св зывающие толкатели с плунжером, две упругие плоские горизонтальные пластины, закрепленные средней частью на толкател х с возможностью поворота в горизонтальной плоскости под действием пружин, установленных на первых концах пластин со стороны толкателей, две дополнительные упругие плоские горизонтальные пластины, закрепленные одним концом на толкател х, выступы указанных пластин и дополнительных пластин, установленные в направл ющих с возможностью перемещени , причем поддерживающие опоры выполнены в виде реборд в нижней части дополнительных роликов , оси роликов закреплены на вторых концах горизонтальных пластин, оси дополнительных роликов закреплены на вторых концах дополнительных горизонтальных пластин, рассто ние между полками по горизонтали равно рассто нию между направл ющими , толкатели имеют св занные с упругими и дополнительными упругими пластинами ограничители прогиба, высота которых равна рассто нию между полками кассет по вертикали, кассеты подачи и приема пластин, не  вл ющихс  наружными, оснащены стопорами, св занными с электромагнитами , толкатели имеют отверсти  и держатели дл  эталонов, толкатели св заны с упругими элементами с помощью троса, огибающего установленные на концах плунжера блоки и своими концами соединенного с упругими элементами, закрепленными на корпусе.

На фиг.1 изображен автомат, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - конструкци  кассет; на фиг.4 - конструкци  узла подачи пластин; на фиг.5 и 6 - варианты подключени  привода к автомату; на фиг.7 - возможные точки контрол ; на фиг.8 - схема работы узла раскладки пластин по кассетам

Автомат дл  контрол  и разбраковки пластин 1 содержит направл ющие 2, плоские толкатели 3 и 4, кассеты подачи 5 и приема 6 пластин, имеющие полки 7 и пазы 8.

Между кассетами установлены измеритель 9, электромагнитный сбрасыватель 10 бракованных пластин в контейнер 11 брака, а у внутренних кассет (при их числе более одной по какую-либо сторону от измерител ) установлены управл емые

электромагнитами 12 и 13 стопоры 14 и 15 дл  перемещени  толкателей и кассет, выполненные в виде коромысел, один конец которых блокирует перемещение кассеты, а другой - подход щий со стороны измерител  толкател  (фиг.З).

По обеим сторонам толкателей 3 и 4 установлены упругие пластины 16 и 17 с роликами 18-20 (фиг.4). Наружные концы пластины 16 и закреплены неподвижно, а пластины 17 установлены с возможностью поворота вокруг оси 21, и с помощью пружин ролики 18 и 19 прижаты к внутренним боковым поверхност м направл ющих 2 или полок кассет 5 и 6 (в зависимости от располжени  толкателей 3 и 4). Упругие пластины 16 и 17 имеют боковые выступы 22, которые при перемещении толкателей скольз т вдоль нижних поверхностей направл ющих 2 или полок кассет. Параллельно с направл ющими 2 крепитс  линейный шаговый двигатель 23, при этом наружные торцы толкателей 3 и 4 св заны с его плунжером 24 посредством упругих элементов 25, допускающих взаимные перемещени  толкателей.

В примере, показанном на фиг.4, в толкател х 3 и 4 выполнены отверсти , в которых на упругих держател х 26 подвешены эталонные пластины 27, служащие дл  проверки и переналадки измерител .

Толкатели могут быть кинематически св заны с плунжером 24 посредством троса 28 (фиг.5 и 6). На концах плунжера установлены блока 29. Трос 28 огибает блоки 29 и его концы закреплены на неподвижной части автомата посредством пружин 30. На фиг.5 толкатели жестко св заны с тросом 28, а на фиг.6 соединены между собой и с тросом 28 посредством упругих элементов 30. На фиг,8 также обозначен ограничитель 31, на фиг.1 - электромагнит 32, а на фиг.8 - ограничитель 33.

Ролики 18 и 19, а также рабочие поверхности направл ющих в оптимальном исполнении покрыты материалом с большим коэффициентом трени  (например, на основе резины),

Автомат работает следующим образом.

Контролируемую пластину 1 размещают между направл ющими 2 и роликами 18 и 19 (фиг.4) и включают линейный шаговый двигатель 3. Его плунжер 24 синхронно перемещает упругие элементы 25, установлен- ные на них ролики 18 и 19 начинают катитьс  вдоль внутренних боковых поверхностей направл ющих 2. Как только один из роликов, например 18, пришел в контакт

с пластиной 1, он начинает ее толкать и прижимать к боковой поверхности противолежащей направл ющей 2, одновременно придава  пластине 1 вращательное движение . Другой ролик 19 в это врем  отходит от пластины 1 на 0,5-1,5 мм. Под вли нием толкающего и вращающего воздействи  ролика 18 пластина 1 начинает катитьс  вдоль боковой поверхности направл ющей 2, соверша  линейное перемещение на рассто ние I an с одновременным поворотом ее на угол

15

й- 360

an

где а - величина шага линейного шагового двигател ;

п - число шагов;

D - диаметр пластины.

После того, как выбранное дл  контрол  место пластины (например, ее центральна  точка) зан ло положение над измерителем, линейный шаговый двигатель останавливают и выполн ют контроль. Если необходимо только поворачивать пластину 1 дл  контрол  точек, которые расположены по кругу, то роликами 18 и 19 ее перекатывают вперед и назад на одинаковые рассто ни . При этом,

поскольку ролики 18 и 19 кат тс  каждый вдоль своей направл ющей 2, то они все врем  вращают пластину 1 в одном и том же направлении.

Это позвол ет поворачивать пластину

несколькими последовательными ее перемещени ми вперед и назад, тем самым уменьша  интервал линейного хода.

Если, например, диаметр пластины равен 76 мм и шаг двигател  5 мм, то при

одном шаге она поворачиваетс  на 7,5°. Перемещени  пластины, необходимые дл  совмещени  ее с измерителем в контрольных точках фиг.7, представлены в таблице

Подача пластин 1 к измерителю 9 осуществл етс  следующим образом.

В исходном положении толкатели 3 и 4 занимают положение по обе стороны от кассеты 5 подачи пластин, и после включени  линейного шагового двигател  23 св занный сего плунжером 24 ролик 18 перемещает пластину 1 в зону контрол . После завершени  цикла контрол  автомат в зависимости от результатов контрол  сбрасывает пластину 1 в контейнер 11 брака или

перемещает ее в одну из кассет (позици  а на фиг.8).

После того, как достигнуто симметричное расположение роликов 18 и 19 относительно выбранной кассеты, линейный шаговый двигатель 23 останавливаетс  и путем поворота стопора 15 с помощью электромагнита 13 (фиг.З) толкатель 4 блокируетс . В достигнутом положении (позици  б на фиг.8) толкатель 3 выходит из-под полки кассеты и последн   опираетс  только на боковые выступы 22 упругих пластин 16 и 17 толкателей. При этом под действием веса кассеты упругие пластины изгибаютс  и кассета опускаетс  ровно на один шаг (рассто ние между полками), ибо дальнейшему прогибу упругих пластин преп тствуют ограничители 31 (позици  в на фиг.8). Если выбранна  кассета  вл етс  наружной или по данную сторону от измерител  9 имеетс  только одна кассета (например, лева  сторона устройства на фиг.1), то показанную на фиг.З позицию б толкатели занимают лишь при смене пластин из заданной кассеты. Во всех остальных случа х толкатель 3 находитс  в пазах кассеты и страхует ее от перемещени  вниз. Поэтому управл ема  блокировка кассеты не требуетс . Кроме того , показанное в позиции б положение толкател  4  вл етс  крайним левым (перемещение толкател  4 левее этого положени  никогда не требуетс ), поэтому мож- но использовать ограничитель 33 дальнейшего хода двигател .

Следующей операцией  вл етс  включение линейного шагового двигател  с перемещением его плунжера 24 влево. При этом, поскольку толкатель 4 блокирован, то перемещение плунжера 24 и св занного с ним толкател  3 обеспечиваетс  только за счет деформации упругою элемента 25, св зывающего плунжер 24 с толкателем 4 (фиг.2 и 6), или упругой деформации элементов 30 (фиг.5). После того, как боковые выступы 22 упругих пластин толкател  3 вышли из пазов под толкател ми, линейный шаговый двигатель останавливаетс  и упругие пластины 16 и 17 толкател  3 получают возможность зан ть положение напротив пластины 1 (позици  г на фиг.8). Кассета в это врем  поддерживаетс  только боковыми выступами 22 упругих пластин толкател  4.

На этом установка пластины 1 в кассету завершена, и далее следует переместить в зону контрол  следующую пластину. Если она расположена в той же кассете, то при включении линейного шагового двигател  плунжер 24 посредством толкател  3 и ролика 18 будет перекатывать пластину 1 в зону контрол . При этом, как только боковые выступы 22 упругих пластин 17 толкател  4 выход т из пазов кассеты, они получают возможность переместитьс  вверх и ролик 19 занимает место напротив следующей пластины 1 (позиции д, е на фиг.8). Кассета

в это врем  уже поддерживаетс  зашедшим в пазы толкателем 3.

Если кассеты приема и подачи расположены кажда  по свою сторону измерител ,

то выполн етс  вс  описанна  последовательность движений с той разницей, что после позиции д толкатели перемещаютс  вправо вхолостую (пластины в кассете нет). Пройд  зону контрол , толкатели занимают

0 симметричное относительно кассеты подачи пластин положение (позици  б на фиг.8, но без пластины). Далее, последовательно выполнив позиции в-е, толкатели аналогичным образом перемещают пластину в зону

5 контрол .

Кассета подачи может оказатьс  наружной . В таком случае при прохождении толкателей внутренней кассеты (в позиции б) выключаютс  электромагниты 12 и 13 и его

0 пружина поворотом стопоров 14 и 15 страхует кассету от перемещени  вниз и освобождает путь дл  захода толкател  в кассету с ее внутренней стороны. Далее следуют операции в-е.

5Кассеты приема и подачи могут быть

расположены р дом. Если кассета подачи оказываетс  между кассетой приема и измерителем, то при ее прохождении толкател ми в положении б включением

0 электромагнита 12 кассета освобождаетс  и толкатель блокируетс  от повторного захода в кассету с внутренней стороны. Далее повтор тс  операции в-д (без пластины 1). В случае, когда кассета подачи оказываетс 

5 за кассетой приема с наружной стороны, линейный шаговый двигатель выключаетс  по достижении положени  д и после того, как упругие пластины 17 толкател  4 подн лись, включаетс  в противоположном

0 направлении. Одновременно электромагнитом 12 блокируетс  перемещение кассеты приема и освобождаетс  путь дл  захода толкател  4 в кассету приема с ее внутренней стороны. В положении б относительно

5 кассеты линейный шаговый двигатель останавливаетс  и далее следуют операции в-е. Дл  удалени  бракованной пластины ее перемещают в положение против электромагнитного сбрасывател  10, при включении

0 которого пластина сбрасываетс  в контейнер 11 (фиг.1).

Таким образом, изобретение обеспечивает упрощение конструкции за счет использовани  одного привода.

Claims (4)

1. Автомат дл  контрол  и разбраковки полупроводниковых пластин, содержащий корпус, измеритель, ось которого вертикальна , держатель пластин, имеющий поддерживающие опоры и ограничитель

горизонтального перемещени  пластин, привод подачи пластин, имеющие полки и пазы кассеты подачи и приема пластин, контейнер дл  брака, механизм раскладки пластин по кассетам и сбрасыватель пластин в контейнер дл  брака, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции, ограничитель выполнен в виде двух горизонтальных параллельных направл ющих, привод подачи пластин выполнен в виде линейного шагового двигател , плунжер которого установлен с возможностью перемещени  параллельно направл ющим, кассеты подачи и приема пластин выполнены с возможностью вертикального переме- щени , а механизм раскладки пластин по кассетам содержит расположенные на разных рассто ни х от измерител  два привод- ных и два дополнительных ролика, имеющих вертикальную ось вращени  и ка- сающихс  разных направл ющих, два плоских толкател , установленных с возможностью перемещени  по направл ющим , упругие элементы, св зывающие толкатели с плунжером, две упругие пло- ские горизонтальные пластины, закрепленные средней частью на толкател х с возможностью поворота в горизонтальной плоскости под действием пружин, установленных на первых концах пластин со сторо- ны толкателей, две дополнительные упругие

плоские горизонтальные пластины, закрепленные одним концом на толкател х, выступы указанных пластин и дополнительных пластин, установленные в направл ющих с возможностью перемещени , причем поддерживающие опоры выполнены в виде реборд в нижней части дополнительных роликов, оси роликов закреплены на вторых концах горизонтальных пластин, оси дополнительных роликов закреплены на вторых концах дополнительных горизонтальных пластин, рассто ние между полками по горизонтали равно рассто нию между направл ющими , толкатели имеют св занные с упругими и дополнительными упругими пластинами ограничители прогиба, высота которых равна рассто нию между полками кассет по вертикали.

2.Автомат по п. 1,отличающийс  тем, что кассеты подачи и приема пластин оснащены стопорами.

3.Автомат по п.1,отличающийс  тем, что толкатели имеют отверсти  и держатели дл  эталонов.

4.Автомат по п. 1,отличающийс  тем, что толкатели св заны с упругими элементами с помощью троса, огибающего установленные на концах плунжера блоки и своими концами соединенного с упругими элементами, закрепленными на корпусе .

11

1732399

Фиъ.З

13

Фиг 4

т

хь

CD

СП

го см г г-

V

«ч

$

t.

.

55

$

f

ел