TW202013579A - 預對準裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種預對準裝置及方法，該預對準裝置包含底板、設置在底板上的升降軸、補償軸及光機組件，亦進一步包含旋轉軸組件、爪盤及圓環吸盤。旋轉軸組件包含設置在升降軸上的旋轉軸及與旋轉軸連接的延長杆；爪盤與延長杆連接，其上間隔設置有多個第一吸附組件；圓環吸盤與補償軸連接，其上設置有多個第二吸附組件，圓環吸盤的直徑小於爪盤的分佈圓直徑，且圓環吸盤套設在旋轉軸組件外側，圓環吸盤與旋轉軸組件之間具有間隙，爪盤上設有交接空隙，用於當爪盤及圓環吸盤進行矽片交接時供第二吸附組件穿過。上述的預對準裝置實現對大翹曲片進行吸附定位及平整化處理，提高大翹曲片預對準精度。相應地，本發明進一步提供一種預對準方法。

Description

預對準裝置及方法
本發明關於積體電路製造領域，例如關於一種預對準裝置及方法。
在半導體器件的生產過程中，為確保矽片能夠以一個固定的姿態進行曝光，矽片傳輸過程中需要以較高的定心及定向精度傳送到工件臺上。因當矽片放置在矽片槽中時，其位置及方向都不確定，因此，在矽片傳輸至工件台之前，需要對矽片進行一定精度的預對準，具體地，藉由測量矽片的圓心來確定矽片的當前位置，並藉由測量矽片缺口的方向來確定矽片的方向。
隨著半導體行業的發展，矽片的種類越來越多，為滿足翹曲片、超薄片等多種工藝片的定位需求，中國專利公開號CN105336654A的發明專利揭示一種適應多種工藝類型矽片的預對準裝置，該裝置藉由設置陶瓷吸盤及半月吸盤對矽片進行多點吸附定位以滿足不同類型工藝片的定位需求，能夠適應多種工藝吸盤的預對準。然而，近年來，大翹曲片的出現對預對準設備的適應性提出新的要求。在對大翹曲片進行預對準時，為了確保預對準的精度，需要對翹曲片進行平整化處理，而為了實現翹曲片平整化處理，需要在靠近翹曲片邊緣的區域吸附翹曲片以將翹曲片拉 平，這樣即需要增大陶瓷吸盤的分佈圓直徑，而上述裝置的半月吸盤圍繞在陶瓷吸盤外側設置，如果增大陶瓷吸盤的分佈圓直徑，為了避免陶瓷吸盤及半月吸盤發生干涉，亦需要相應增加半月吸盤的分佈圓直徑。但是，如果半月吸盤的分佈圓直徑增加，會使得半月吸盤的分佈圓直徑大於翹曲片的直徑，導致出現半月吸盤位於翹曲片分佈區域外側，無法對翹曲片進行吸附的情況發生。因此，先前的矽片預對準裝置無法滿足大翹曲片的預對準定位需求。
先前的矽片預對準裝置無法滿足大翹曲片的預對準定位需求。本發明實施例的目的在於提出一種預對準裝置及方法，能夠對大翹曲片進行吸附定位及平整化處理，滿足大翹曲片的預對準定位需求，提高大翹曲片的預對準精度。
為達此目的，一方面，本發明實施例採用下列技術手段：
一種預對準裝置，包含：底板、設置在底板上的升降軸、補償軸及光機組件，其進一步包含：
旋轉軸組件，包含旋轉軸及延長杆，旋轉軸設置在升降軸上，延長杆的一端與旋轉軸連接；
爪盤，連接至延長杆的另一端，爪盤上沿周向間隔設置有多個第一吸 附組件；
圓環吸盤，與補償軸連接，其上設置有多個第二吸附組件，圓環吸盤的直徑小於爪盤的分佈圓直徑，且圓環吸盤套設在旋轉軸組件外側，圓環吸盤與旋轉軸組件之間具有間隙；
旋轉軸組件能夠帶動爪盤旋轉，升降軸能夠帶動爪盤沿垂直方向做升降運動，補償軸能夠帶動圓環吸盤沿水平方向運動，爪盤上設有交接空隙，用於當爪盤及圓環吸盤進行矽片交接時供第二吸附組件穿過。
在一實施例中，每個第一吸附組件及/或每個第二吸附組件均包含剛性支柱及橡膠吸盤，剛性支柱上開設有第一通氣孔，橡膠吸盤與剛性支柱連接，且橡膠吸盤與第一通氣孔連通。
在一實施例中，每個第一吸附組件及/或每個第二吸附組件均包含：剛性支柱、彈性件、彈性支柱及橡膠吸盤，彈性件設置在剛性支柱內部，彈性支柱上開設有第二通氣孔，彈性支柱一端設置在剛性支柱內與彈性件套接，另一端設置在剛性支柱外部與橡膠吸盤連接，橡膠吸盤與第二通氣孔連通。
在一實施例中，爪盤上進一步設置有多個第三吸附組件，每個前述第三吸附組件的中心與對應的前述第一吸附組件的中心及前述爪盤的中心共線，且前述第三吸附組件設置在對應的前述第一吸附組件及前述爪盤的中心之間。
在一實施例中，每個第三吸附組件包含剛性支柱及橡膠吸盤，剛性支柱上開設有第一通氣孔，橡膠吸盤與剛性支柱連接，且橡膠吸盤與第一通氣孔連通。
在一實施例中，每個第三吸附組件包含：剛性支柱、彈性件、彈性支柱及橡膠吸盤，彈性件設置在剛性支柱內部，彈性支柱上開設有第二通氣孔，彈性支柱一端設置在剛性支柱內與彈性件套接，另一端設置在剛性支柱外部與橡膠吸盤連接，橡膠吸盤與第二通氣孔連通。
在一實施例中，預對準裝置進一步包含位置調整組件，位置調整組件包含滑軌、滑塊及驅動件。滑軌與底板連接，滑塊可在滑軌上滑動，且光機組件安裝在滑塊上，驅動件與滑塊連接。
在一實施例中，預對準裝置進一步包含氣滑環，氣滑環套設在延長杆內側，且氣滑環分別與多個第一吸附組件及多個第三吸附組件連通。
在一實施例中，預對準裝置進一步包含感測器及擋片，感測器設置在圓環吸盤或第二吸附組件上，擋片設置在爪盤上；或，感測器設置在爪盤上，擋片設置在圓環吸盤或第二吸附組件上；當多個第一吸附組件與多個第二吸附組件沿徑向位置重疊時，擋片觸發感測器。
在一實施例中，爪盤至少包含多個爪杆，多個爪杆由爪盤中心向外發散分佈，相鄰的所爪杆之間形成交接空隙，每個第一吸附組件設置在對應的爪杆的端部。
在一實施例中，相鄰的兩個爪杆之間設置有加強筋。
在一實施例中，爪盤的中心位置處設置有剛性支撐塊。
在一實施例中，當爪盤與圓環吸盤進行矽片交接時，若多個第一吸附組件與多個第二吸附組件沿徑向位置重疊，旋轉軸帶動爪盤旋轉預設角度使多個第一吸附組件與多個第二吸附組件的位置錯開，其中， 預設角度小於相鄰的兩個第一吸附組件之間的夾角的1/3倍。
另一方面，本發明實施例進一步提供一種基於上述任一項的預對準裝置的預對準方法，包含下列步驟：
爪盤接收矽片；
旋轉軸帶動爪盤旋轉，光機組件採集矽片邊緣訊息，並將採集到的矽片邊緣訊息發送至控制器；
控制器根據接收到的矽片邊緣訊息計算矽片的偏心量，並根據偏心量控制旋轉軸旋轉，將矽片偏心量最大的方向旋轉至補償軸運動方向；
升降軸下降至交接工位，矽片由爪盤交接至圓環吸盤；
升降軸帶動爪盤繼續下降至交接低位，補償軸帶動圓環吸盤運動，補償矽片的偏心量；
升降軸帶動爪盤上升至交接工位，矽片由圓環吸盤交接至爪盤上；
升降軸帶動爪盤繼續上升至預對準工位，旋轉軸帶動爪盤旋轉，光機組件採集矽片缺口訊息及矽片邊緣訊息，並將採集到的矽片缺口訊息及矽片邊緣訊息發送至控制器；
控制器根據矽片缺口訊息及矽片邊緣訊息計算矽片的偏心餘量，當矽片的偏心餘量滿足預設條件時，旋轉軸轉動將矽片的缺口旋轉至光機組件下方；
旋轉軸小角度往返旋轉，光機組件採集矽片缺口訊息並發送至控制器，控制器根據矽片缺口訊息計算得到矽片缺口位置誤差，旋轉軸根據補償缺口位置誤差旋轉，完成矽片的定向。
在一實施例中，升降軸下降至交接工位，矽片由爪盤交接 至圓環吸盤的步驟之前包含：當第一吸附組件與第二吸附組件沿徑向位置重疊時，旋轉軸帶動爪盤旋轉預設角度使第一吸附組件與第二吸附組件的位置錯開；
升降軸帶動爪盤繼續下降至交接低位的步驟之後包含：旋轉軸帶動爪盤繼續同向旋轉預設角度；
升降軸帶動爪盤上升至交接工位，矽片由圓環吸盤交接至爪盤上的步驟之後包含：旋轉軸帶動爪盤反向旋轉預設角度。
在一實施例中，預設角度小於相鄰的兩個第一吸附組件之間的夾角的1/3倍。
在一實施例中，爪盤接收矽片的步驟包含：片叉將矽片放置在爪盤上，第一吸附組件開真空，吸附矽片。
在一實施例中，爪盤接收矽片的步驟包含：
升降軸帶動爪盤下降至上片工位，片叉將矽片放置在圓環吸盤上，第二吸附組件開真空，吸附矽片；
升降軸帶動爪盤上升至交接工位，第一吸附組件開真空，吸附矽片，第二吸附組件關真空，升降軸帶動爪盤上升至預對準工位。
在其中一個實施例中，爪盤接收矽片的步驟之前，包含下列步驟：根據矽片的尺寸調節位置調整組件，調整光機組件至與矽片尺寸對應的工位。
上述的預對準裝置包含爪盤及圓環吸盤，圓環吸盤的直徑小於爪盤的分佈圓直徑，旋轉軸上設置有延長杆，爪盤與延長杆連接，圓環吸盤套設在旋轉軸組件外側，且圓環吸盤與旋轉軸組件之間具有間隙。 爪盤的分佈圓直徑大於圓環吸盤的直徑，設置在爪盤上的第一吸附組件能夠在大翹曲片的邊緣區域吸附大翹曲片，以拉平大翹曲片，從而實現大翹曲片平正化處理。同時，爪盤及圓環吸盤進行矽片交接時，爪盤沿垂直方向下降，第一吸附組件與第二吸附組件相互錯開設置，第二吸附組件位於相鄰的兩個第一吸附組件之間的交接空隙內，第一吸附組件及第二吸附組件互不干涉。並且，圓環吸盤與旋轉軸組件之間具有間隙，為圓環吸盤水平運動提供運動空間，圓環吸盤隨補償軸做水平運動時亦不會與旋轉軸組件發生干涉。因此，與先前的矽片對準裝置相比，上述的預對準裝置實現對大翹曲片進行吸附定位及平整化處理，能夠滿足大翹曲片的預對準定位需求，提高大翹曲片預對準精度。
基於上述預對準裝置的預對準方法能夠對大翹曲片進行吸附定位及平整化處理，提高大翹曲片預對準精度。
本發明實施例的目的在於提出一種預對準裝置及方法，能夠對大翹曲片進行吸附定位及平整化處理，滿足大翹曲片的預對準定位需求，提高大翹曲片的預對準精度。
10‧‧‧底板
20‧‧‧升降軸
30‧‧‧補償軸
40‧‧‧光機組件
41‧‧‧光機支撐座
42‧‧‧第一光源
43‧‧‧鏡頭
44‧‧‧CCD相機
45‧‧‧第二光源
50‧‧‧旋轉軸組件
51‧‧‧旋轉軸
52‧‧‧延長杆
60‧‧‧爪盤
61‧‧‧爪杆
62‧‧‧第一吸附組件
63‧‧‧氣管接頭
64‧‧‧剛性支撐塊
65‧‧‧第三吸附組件
66‧‧‧加強筋
70‧‧‧圓環吸盤
71‧‧‧第二吸附組件
80‧‧‧位置調整組件
81‧‧‧滑軌
82‧‧‧滑塊
83‧‧‧驅動件
200‧‧‧感測器
300‧‧‧擋片
621‧‧‧剛性支柱
622‧‧‧彈性件
623‧‧‧彈性支柱
624‧‧‧橡膠吸盤
625‧‧‧第二通氣孔
626‧‧‧第一通氣孔
【圖1】為本發明一實施例中預對準裝置的結構示意圖。
【圖2】為本發明一實施例中第一吸附組件與氣管接頭連接的結構剖視圖。
【圖3】為本發明又一實施例中預對準裝置的結構示意圖。
【圖4】為本發明又一實施例中第一吸附組件的結構剖視圖。
【圖5】為本發明另一實施例中預對準裝置的結構示意圖。
【圖6】為本發明一實施例中預對準裝置的方法流程圖。
下面結合圖式並藉由具體實施方式來進一步說明本發明的技術手段。
在本發明的描述中，需要理解的是，詞彙「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於圖式所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明及簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或組件必須具有特定的方位、以特定的方位構造及操作，因此不能理解為對本發明的限制。
請參閱圖1，一實施例的預對準裝置包含：底板10、設置在底板10上的升降軸20、補償軸30及光機組件40，進一步包含旋轉軸組件50、爪盤60及圓環吸盤70。旋轉軸組件50包含旋轉軸51及延長杆52，旋轉軸51設置在升降軸20上，延長杆52的一端與旋轉軸51連接；爪盤60連接至延長杆52的另一端，爪盤60上沿周向間隔設置有多個第一吸附組件62；圓環吸盤70與補償軸30連接，其上設置有多個第二吸附組件71，圓環吸盤70的直徑小於爪盤60的分佈圓直徑，且圓環吸盤70套設在旋轉軸組件50外側，圓環吸盤70與旋轉軸組件50之間具有間 隙。
旋轉軸組件50能夠帶動爪盤60旋轉，升降軸20能夠帶動爪盤60沿垂直方向做升降運動，補償軸30能夠帶動圓環吸盤70沿水平方向運動，爪盤60上設有交接空隙，該交接空隙用於當轉盤(60)及圓環吸盤70進行矽片交接時供第二吸附組件71穿過。
具體地，光機組件40與升降軸10相鄰設置，其用於在爪盤60及圓環吸盤70運動過程中採集大翹曲矽片的邊緣訊息及缺口訊息並將採集到訊息發送給控制器，控制器用於根據大翹曲矽片的邊緣訊息及缺口訊息進行計算，得到大翹曲矽片的圓心及方向，具體控制器可以為集成在光刻機控制器內的控制模組，亦可以為預對準裝置獨立設置的控制器，本實施例不做具體限定。
進一步地，如圖1所示，光機組件40包含光機支撐座41、第一光源42、鏡頭43、CCD相機44及第二光源45，光機支撐座41安裝在底板10上，CCD相機44安裝在光機支撐座41上，第一光源41及鏡頭43均安裝在CCD相機44上，第二光源45安裝在光機支撐座41上。CCD相機44藉由鏡頭43採集大翹曲矽片的圖像，獲取大翹曲矽片的邊緣訊息及缺口訊息發送至控制器。
上述的預對準裝置包含爪盤60及圓環吸盤70，圓環吸盤70的直徑小於爪盤60的分佈圓直徑，旋轉軸51上設置有延長杆52，爪盤60與延長杆52連接，圓環吸盤70套設在旋轉軸組件50外側，且圓環吸盤70與旋轉軸組件50之間具有間隙。爪盤60的分佈圓直徑大於圓環吸盤70的直徑，設置在爪盤60上的多個第一吸附組件62能夠在大翹曲 片的邊緣區域吸附大翹曲片，以拉平大翹曲片，實現大翹曲片平正化處理。同時，爪盤60及圓環吸盤70進行矽片交接時，爪盤60沿垂直方向下降，多個第一吸附組件62與多個第二吸附組件71相互錯開設置，每個第二吸附組件71位於相鄰的兩個第一吸附組件62之間的交接空隙內，多個第一吸附組件62及多個第二吸附組件71互不干涉。並且，圓環吸盤70與旋轉軸組件50之間具有間隙，為圓環吸盤70水平運動提供運動空間，圓環吸盤70隨補償軸30做水平運動時亦不會與旋轉軸52組件發生干涉。因此，與先前的矽片對準裝置相比，上述的預對準裝置實現對大翹曲片進行吸附定位及平整化處理，能夠滿足大翹曲片的預對準定位需求，提高大翹曲片預對準精度。
在一個實施例中，爪盤60至少包含多個爪杆61，多個爪杆61由爪盤中心向外發散分佈，相鄰的兩個爪杆61之間形成交接空隙，每個第一吸附組件62設置在對應的爪杆61的端部。具體地，如圖1所示，爪盤60包含多個爪杆61，多個爪杆61由爪盤中心向外發散分佈，多個爪杆61沿周向等間距間隔設置，相鄰的兩個爪杆61之間形成交接空隙，每個爪杆61的端部設置一個第一吸附組件62。當爪盤60及圓環吸盤70進行矽片交接時，前述多個爪杆61與多個第二吸附組件71相互錯開設置，以帶動多個第一吸附組件62與多個第二吸附組件71相互錯開設置，使多個第二吸附組件71可穿過交接空隙。本實施例中，爪盤60包含多個間隔設置的爪杆61，以在相鄰的兩個爪杆61之間形成交接空隙，在其它實施例中，亦可以在爪盤60上於相鄰的兩個第一吸附組件62之間開設能夠使對應的第二吸附組件71穿過的通孔作為交接間隙，本實施例並不做 具體限定。
如圖2所示，在一個實施例中，每個第一吸附組件62包含：剛性支柱621、彈性件622、彈性支柱623及橡膠吸盤624，彈性件622設置在剛性支柱621內部，彈性支柱623上開設有第二通氣孔625，彈性支柱623一端設置在剛性支柱621內與彈性件622套接，另一端設置在剛性支柱621外部與橡膠吸盤624連接，橡膠吸盤624與第二通氣孔625連通。進一步地，第二通氣孔625藉由氣管接頭63連接氣源。本實施例中，橡膠吸盤624藉由彈性支柱623與剛性支柱621連接，並且彈性支柱623與剛性支柱621之間設置有彈性件622，彈性件622製成彈性支柱623，橡膠吸盤624用於適應剛性支柱621對應的吸附區域內翹曲片的翹曲量，彈性件622支撐彈性支柱623的彈性移動量適應多個第一吸附組件62之間的翹曲片的翹曲量，能夠有效提高多個第一吸附組件62的吸附精度及平整化處理精度。具體地，本實施例中，彈性件622採用彈簧，在其它實施例中，彈性件622進一步可採用其它彈性組件，本實施例並不做具體限定。
具體地，每個第二吸附組件71與第一吸附組件62的區別僅在於二者尺寸不同，第二吸附組件71的高度大於第一吸附組件62的高度，其具體結構組成及原理與上述第一吸附組件62的結構組成及原理相同，在此不予贅述。具體第二吸附組件71及第一吸附組件62之間的高度差能夠滿足爪盤60與圓環吸盤70交接時，第一吸附組件62的吸附表面與第二吸附組件71的吸附表面共面，並且，當第二吸附組件71的高度能夠滿足爪盤60與圓環吸盤70完成交接，爪盤繼續向下運動後，第二吸附 組件71的吸附表面高於第一吸附組件62的吸附表面即可，具體第二吸附組件71與第一吸附組件62之間的高度差本實施例並不做具體限定。
如圖3、圖4所示，在又一個實施例中，每個第一吸附組件62包含剛性支柱621及橡膠吸盤624，剛性支柱621上開設有第一通氣孔626，橡膠吸盤624與剛性支柱621連接，且橡膠吸盤624與第一通氣孔626連通。進一步地，第一通氣孔626可藉由氣管接頭等導氣組件連接氣源。具體地，每個第二吸附組件71與第一吸附組件62的區別僅在於二者尺寸不同，其具體結構組成及原理與本實施例中第一吸附組件62的結構組成及原理相同，在此不予贅述。本實施例的第一吸附組件62藉由適應翹曲片的翹曲量對翹曲片進行真空吸附，實現對翹曲片的吸附定位及平整化處理，因省去彈性件622及彈性支柱623，本實施例中的第一吸附組件62及第二吸附組件71有利於節約裝置成本。具體地，在實際應用中，可根據具體工藝要求及成本要求選取合適的第一吸附組件62及第二吸附組件71。並且，第一吸附組件62及第二吸附組件71可以採用相同結構，亦可以採用不同結構，上述實施例並不做具體限定。
在一個實施例中，上述的預對準裝置進一步包含感測器200及擋片300，感測器200設置在圓環吸盤70或第二吸附組件71上，擋片300設置在爪盤60上；或，感測器200設置在爪盤60上，擋片300設置在圓環吸盤70或第二吸附組件71上；當每個第一吸附組件62與對應的第二吸附組件71在徑向方向存在位置重疊時，擋片300觸發感測器200。具體地，如圖1、圖3所示，爪盤60上設置有六個爪杆61，圓環吸盤70上設置有三個第二吸附組件71，對應的，感測器200的數量為3 個，擋片300的數量為六個，三個感測器200分別設置在第二吸附組件71上，六個擋片300則對應設置在六個爪杆61上，當爪杆61與第二吸附組件71位置有重疊(即第一吸附組件62與第二吸附組件71在徑向方向存在位置重疊)時，擋片300觸發感測器200，此時，爪杆61與第二吸附組件71兩者的位置相互之間存在干涉，導致爪盤60不能直接下降，此時，需要轉動旋轉軸52帶動爪盤60旋轉，使爪盤60旋轉一定角度與第二吸附組件71的位置相互錯開，然後再藉由升降軸20帶動爪盤60下降。上述實施例中，感測器200設置在第二吸附組件71上，擋片300設置在爪杆61上，在其它實施例中，感測器200進一步可以設置在圓環吸盤70上，或者，進一步可以將擋片300設置在圓環吸盤70或第二吸附組件上，而將感測器200設置在爪杆上，只要能確保每個第一吸附組件62與對應的第二吸附組件71在徑向方向存在位置重疊時擋片300能夠觸發感測器200即可，本實施例並不限定感測器200及擋片300的具體設置位置。
進一步地，在一個實施例中，當爪盤60與圓環吸盤70進行矽片交接時，若多個第一吸附組件62與多個第二吸附組件71在徑向方向發生位置重疊，則旋轉軸52帶動爪盤60旋轉預設角度使多個第一吸附組件62與多個第二吸附組件71的位置錯開，其中，預設角度小於相鄰的兩個第一吸附組件62之間的夾角的1/3倍。具體地，當需要將爪盤60上的翹曲片交接到圓環吸盤70上時，升降軸20帶動爪盤60沿垂直方向下降，如果第一吸附組件62與第二吸附組件71位置有重疊，即多個爪杆61與多個第二吸附組件71位置發生重疊，要先旋轉爪盤60使多個爪杆61 及多個第二吸附組件71位置錯開。但是，因爪盤60在下降前就進行旋轉操作，爪盤60帶著翹曲片一起旋轉，這使得翹曲片相對原檢測位置轉動一定角度，而當翹曲片由圓環吸盤70交接回爪盤60，再次上升繼續進行檢測時，需要保證翹曲片保持原檢測方位，這樣就需要進行回轉補償，而如果直接進行回轉補償又會使多個爪杆61及多個第二吸附組件71位置重合，對爪盤60上升產生干涉。為使爪盤60在上升過程中不會產生干涉，當爪盤60下降並將翹曲片交接到圓環吸盤70上後，繼續以下降前相同的角度同向旋轉爪盤60，之後，在翹曲片由圓環吸盤70交接回爪盤60之後，爪盤60再逆向旋轉相同角度，即可保證翹曲片回到原檢測方位。因此，本實施例中，設置預設角度小於相鄰的兩個第一吸附組件62之間的夾角的1/3倍，亦就是相鄰的兩個爪杆61之間的夾角的1/3倍，以確保爪盤60同向旋轉兩次都不與第二吸附組件71發生干涉。
在一個實施例中，如圖1、圖3所示，爪盤60的中心位置處設置有剛性支撐塊64。具體地，剛型支撐塊64的上表面與第一吸附組件62的剛性支柱621的上表面共面。剛性支撐塊64設置在爪盤60中心，六個爪杆61以爪盤60的中心為中心，周向等間距分佈，六個第一吸附組件62分別設置在六個爪杆61的端部，剛性支撐塊64的上表面與各個第一吸附組件62的剛性支柱621的上表面共面，當六個第一吸附組件62吸附翹曲片邊緣並下拉翹曲片邊緣對翹曲片進行拉平時，剛型支撐塊64在翹曲片中心提供共面支撐，能夠進一步提高翹曲片平整化精度。
上述實施例中，爪盤60上設置六個爪杆61，相應地，多個第一吸附組件62的數量為六個。然而，本實施例並不用於對爪杆61及 多個第一吸附組件62的數量做具體限定，實際應用中，可根據實際需要設置多個爪杆61及第一吸附組件62的數量，只要保證二者數量相等即可，可多於六個，亦可少於六個。同樣的，本實施例中，多個第二吸附組件71的數量為三個，實際應用中多個第二吸附組件71的數量可根據多個爪杆61的數量對應設置。進一步地，為了確保吸附定位及平整化效果，多個爪杆61及多個第二吸附組件71的數量均以不少於三個為佳。
如圖5所示，在另一個實施例中，爪杆61上進一步設置有多個第三吸附組件65，每個第三吸附組件65與對應的第一吸附組件62間隔設置。本實施例中，爪杆61上設置有兩組吸附組件，藉由第三吸附組件65及第一吸附組件63能夠對翹曲片進行兩級平整化處理，有助於提高翹曲片平整化精度。並且，兩組吸附組件進一步可以用於吸附平整不同尺寸的翹曲片，可提高預對準裝置的通用性。例如，第一吸附組件62可用於吸附平整尺寸較大的翹曲片(如12寸翹曲矽片)，第三吸附組件65可用於吸附平整尺寸較小的翹曲片(如8寸翹曲矽片)。當吸附12寸翹曲矽片時，第三吸附組件65先開真空吸附，然後第一吸附組件62再開真空吸附，可實現對矽片的兩級梯次吸附，提高平整化精度。
如圖5所示，在一個實施例中，上述的預對準裝置進一步包含位置調整組件80，位置調整組件80包含滑軌81、滑塊82及驅動件83，滑軌81與底板10連接，滑塊82在滑軌81上滑動，且滑塊82上安裝光機組件40，驅動件83與滑塊82連接。本實施例中，光機組件40安裝在位置調整組件80上，藉由調節位置調整組件80即可以調節光機組件40的工位，以使光機組件40的工位與不同尺寸的翹曲片對應。具體地， 當需要調節光機組件40的工位時，啟動驅動件83帶動滑塊82在滑軌81上滑動，進而帶動光機組件40移動，當光機組件40移動到目標工位時，關閉驅動件83，使滑塊82停止滑動即可。具體地，驅動件83包含驅動組件及傳動機構，驅動組件藉由傳動機構與滑塊82連接，驅動組件可以為電機、氣壓缸或液壓缸中的任意一種，傳動機構可以為齒輪傳動機構、絲杠傳動機構等，本實施例不做具體限定。
如圖5所示，在一個實施例中，上述的預對準裝置進一步包含氣滑環(圖中未示出)，氣滑環套設在延長杆內側，且氣滑環分別與多個第一吸附組件62及多個第三吸附組件65連通。本實施例中，藉由氣滑環實現對第一吸附組件62及第三吸附組件65的單獨供氣提供氣道，具體地，氣滑環為兩進兩出的氣滑環。
在一個實施例中，相鄰的兩個爪杆61之間設置有加強筋66。本實施例中，在相鄰的兩個爪杆61之間設置加強筋66能夠提高爪盤60的結構強度。如圖5所示，本實施例中，加強筋66連接至爪杆61的末端，在其它實施例中，加強筋66可以連接至爪杆61的任意位置，只要保證加強筋與第二吸附組件71之間不干涉即可。
進一步地，如圖5所示，本實施例中，感測器200的數量為一個，擋片300的數量為六個，感測器200設置在圓環吸盤700上與多個第二吸附組件71錯開設置，擋片300設置在加強筋上與多個第一吸附組件62錯開設置，只要其中一個擋片300觸發感測器200，就表示有多個爪杆61與多個第二吸附組件71在徑向方向存在位置重疊。本實施例中，僅設置一個感測器200即可實現多個爪杆61與多個第二吸附組件71干涉 檢測，能夠有效節約感測器成本。
在一個實施例中，每個第三吸附組件65包含剛性支柱及橡膠吸盤，剛性支柱上開設有第一通氣孔，橡膠吸盤與剛性支柱連接，且橡膠吸盤與通氣孔連通。在又一個實施例中，每個第三吸附組件65包含：剛性支柱、彈性件、彈性支柱及橡膠吸盤，彈性件設置在剛性支柱內部，彈性支柱上開設有第二通氣孔，彈性支柱一端設置在剛性支柱內與彈性件套接，另一端設置在剛性支柱外部與橡膠吸盤連接，橡膠吸盤與第二通氣孔連通。具體地，每個第三吸附組件65的結構組成及結構原理與前述實施例中第一吸附組件62的結構組成及原理均相同，在此不再贅述。另外，在實際應用中，第一吸附組件62、第二吸附組件71及第三吸附組件65可以都採用相同結構，亦可以採用不同結構。
如圖6所示，基於上述的預對準裝置，本發明進一步提供一種預對準方法，包含以下步驟：
步驟S11：爪盤60接收矽片。
在一個實施例中，當爪盤60上的第一吸附組件62的高度能夠滿足片叉取放矽片所需的運動空間時，可直接將矽片放在爪盤60上，具體地，步驟S11包含：片叉將矽片放置在爪盤60上，第一吸附組件62開真空，吸附矽片，如果矽片為翹曲片，第一吸附組件62吸附矽片並將其拉平。
在一個實施例中，當爪盤60上的多個第一吸附組件62的高度不能滿足片叉取放矽片所需的運動空間時，需要先藉由圓環吸盤70接收矽片，再將矽片交接到爪盤60上。具體地，步驟S11爪盤接收矽片 的步驟包含：升降軸20帶動爪盤60下降至上片工位，片叉將矽片放置在圓環吸盤70上，多個第二吸附組件71開真空，吸附矽片；升降軸20帶動爪盤60上升至交接工位，第一吸附組件62開真空，吸附矽片，如果矽片為翹曲片，第一吸附組件62吸附矽片並將其拉平，之後，第二吸附組件71關真空，升降軸29帶動爪盤60上升至預對準工位。
具體地，上述上片工位為第一吸附組件62上的橡膠吸盤624頂面低於第二吸附組件71剛性支柱61頂部支撐面的距離，該距離能夠滿足片叉取放矽片所需的運動空間。
上述交接工位為第一吸附組件62的剛性支柱621的頂部支撐面及第二吸附組件71的剛性支柱621的頂部支撐面共面。
上述預對準工位為第二吸附組件71的橡膠吸盤624頂面低於爪盤60下表面的距離，該距離為第二吸附組件71上的橡膠吸盤624與爪盤60沿垂直方向的安全空間。
步驟S12：旋轉軸52帶動爪盤60旋轉，光機組件40採集矽片邊緣訊息，並將採集到的矽片邊緣訊息發送至控制器。
步驟S13：控制器根據接收到的矽片邊緣訊息計算矽片的偏心量，並根據偏心量控制旋轉軸旋轉50，將矽片偏心量最大的方向旋轉至補償軸30運動方向。
步驟S14：升降軸20帶動爪盤60下降至交接工位，矽片由爪盤60交接至圓環吸盤70。具體地，升降軸20帶動爪盤60下降至交接工位後，第二吸附組件70開真空，第一吸附組件62關真空，矽片由爪盤60交接至圓環吸盤70。
步驟S15：升降軸20帶動爪盤60繼續下降至交接低位，補償軸30帶動圓環吸盤70運動，補償矽片的偏心量。
具體地，交接低位為第一吸附組件62上的橡膠吸盤624頂面低於圓環吸盤70下表面的距離，該距離為第一吸附組件62上的橡膠吸盤624與圓環吸盤70的沿垂直方向的安全空間。
步驟S16：升降軸20帶動爪盤60上升至交接工位，矽片由圓環吸盤70交接至爪盤60上。具體地，升降軸20帶動爪盤60上升至交接工位後，第一吸附組件62開真空，第二吸附組件70關真空，矽片由圓環吸盤70交接至爪盤60上。
步驟S17：升降軸20帶動爪盤60繼續上升至預對準工位，旋轉軸52帶動爪盤60旋轉，光機組件40採集矽片缺口訊息及矽片邊緣訊息，並將採集到的矽片缺口訊息及矽片邊緣訊息發送至控制器。
步驟S18：控制器根據矽片缺口訊息及矽片邊緣訊息計算矽片的偏心餘量，當矽片的偏心餘量滿足預設條件時，旋轉軸52轉動將矽片的缺口旋轉至光機組件40下方。
具體地，當矽片的偏心餘量滿足預設條件時，確定矽片圓心，將矽片的缺口旋轉至光機組件40下方執行步驟S19。當偏心餘量不滿足預設條件時，重複步驟S12至步驟S17，直至矽片的偏心餘量滿足預設條件。
步驟S19：旋轉軸52小角度往返旋轉，光機組件40採集矽片缺口訊息並發送至控制器，控制器根據矽片缺口訊息計算得到矽片缺口位置誤差，旋轉軸52根據補償缺口位置誤差旋轉，完成矽片的定向。
在一個實施例中，步驟S14之前包含：當第一吸附組件62與第二吸附組件71在徑向方向存在位置重疊時，旋轉軸52帶動爪盤60旋轉預設角度使第一吸附組件62與第二吸附組件71的位置錯開。進一步地，步驟S15中，升降軸20繼續下降至交接低位之後包含：旋轉軸52帶動爪盤60繼續同向旋轉預設角度。更進一步地，步驟S16之後包含：旋轉軸52帶動爪盤60反向旋轉預設角度。具體地，旋轉軸52帶動爪盤60反向旋轉預設角度後再執行步驟S17。具體地，本實施例中，為了使爪盤60在下降過程中不會與第二吸附組件71產生干涉，先將爪盤60旋轉預設角度，進一步的，為了使爪盤60在上升過程中不會產生干涉，當爪盤60下降並將矽片交接到圓環吸盤70上後，繼續以下降前相同的角度同向旋轉爪盤60。最後，在矽片由圓環吸盤70交接回爪盤60之後，爪盤60再逆向旋轉相同角度，以使矽片回到原檢測方位。具體地，在一個實施例中，預設角度小於相鄰的兩個第一吸附組件62之間的夾角的1/3倍
在一個實施例中，爪盤接收矽片的步驟之前，包含以下步驟：根據矽片的尺寸調節位置調整組件80，調整光機組件40至與矽片尺寸對應的工位。具體地，當採用圖5所示的預對準裝置時，在爪盤60接收矽片之前先根據矽片的尺寸調節光機組件40至對應的工位。進一步地，當採用圖5所示的預對準裝置時，根據矽片的尺寸，上述步進行矽片交接的步驟中，進一步可以是開啟或關閉第三吸附65，或同時開啟或關閉第三吸附組件65以完成矽片在爪盤60及圓環吸盤70之間的交接操作。
上述的預對準裝置實現對大翹曲片進行吸附定位及平整化處理，能夠滿足大翹曲片的預對準定位需求，提高大翹曲片預對準精度。 基於上述預對準裝置的預對準方法能夠對大翹曲片進行吸附定位及平整化處理，提高大翹曲片預對準精度。
以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合皆進行描述，然而，若此等技術特徵的組合不存在矛盾，皆應當認為是本說明書記載的範圍。
10‧‧‧底板
20‧‧‧升降軸
30‧‧‧補償軸
40‧‧‧光機組件
51‧‧‧旋轉軸
52‧‧‧延長杆
60‧‧‧爪盤
61‧‧‧爪杆
62‧‧‧第一吸附組件
65‧‧‧第三吸附組件
66‧‧‧加強筋
70‧‧‧圓環吸盤
71‧‧‧第二吸附組件
80‧‧‧位置調整組件
81‧‧‧滑軌
82‧‧‧滑塊
83‧‧‧驅動件
200‧‧‧感測器
300‧‧‧擋片

Claims (19)

  1. 一種預對準裝置，其特徵係，其包含：
    底板(10)；
    設置在前述底板(10)上的升降軸(20)、補償軸(30)及光機組件(40)；旋轉軸組件(50)，包含旋轉軸(51)及延長杆(52)，前述旋轉軸(51)設置在前述升降軸(20)上，前述延長杆(52)的一端與前述旋轉軸(51)連接；
    爪盤(60)，連接至前述延長杆(52)的另一端，前述爪盤(60)上沿周向間隔設置有多個第一吸附組件(62)；及
    圓環吸盤(70)，與前述補償軸(30)連接，其上設置有多個第二吸附組件(71)，前述圓環吸盤(70)的直徑小於前述爪盤(60)的分佈圓直徑，且前述圓環吸盤(70)套設在前述旋轉軸組件(50)外側，前述圓環吸盤(70)與前述旋轉軸組件(50)之間具有間隙；
    前述旋轉軸組件(50)能夠帶動前述爪盤(60)旋轉，前述升降軸(20)能夠帶動前述爪盤(60)沿垂直方向做升降運動，前述補償軸(30)能夠帶動前述圓環吸盤(70)沿水平方向運動，前述爪盤(60)上設有交接空隙，前述交接空隙用於當前述爪盤(60)及前述圓環吸盤(70)進行矽片交接時供前述第二吸附組件(71)穿過。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之預對準裝置，其中，前述每個第一吸附組件(62)及/或每個前述第二吸附組件(71)包含剛性支柱(621)及橡膠吸盤(624)，前述剛性支柱(621)上開設有第一通氣孔(626)， 前述橡膠吸盤(624)與前述剛性支柱(621)連接，且前述橡膠吸盤(624)與前述第一通氣孔(626)連通。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之預對準裝置，其中，每個前述第一吸附組件(62)及/或每個前述第二吸附組件(71)包含：剛性支柱(621)、彈性件(622)、彈性支柱(623)及橡膠吸盤(624)，前述彈性件(622)設置在前述剛性支柱(621)內部，前述彈性支柱(623)上開設有第二通氣孔(625)，前述彈性支柱(623)一端設置在前述剛性支柱(621)內與前述彈性件(622)套接，另一端設置在前述剛性支柱(621)外部與前述橡膠吸盤(624)連接，前述橡膠吸盤(624)與前述第二通氣孔(625)連通。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之預對準裝置，其中，前述爪盤(60)上進一步設置有多個第三吸附組件(65)，每個前述第三吸附組件(65)的中心與對應的前述第一吸附組件(62)的中心及前述爪盤(60)的中心共線，且前述第三吸附組件設置在前述對應的前述第一吸附組件及前述爪盤(60)的中心之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所記載之預對準裝置，其中，每個前述第三吸附組件(65)包含剛性支柱(621)及橡膠吸盤(624)，前述剛性支柱(621)上開設有第一通氣孔(626)，前述橡膠吸盤(624)與前述剛性支柱(621)連接，且前述橡膠吸盤(624)與前述第一通氣孔(626)連通。
  6. 如申請專利範圍第4項所記載之預對準裝置，其中，每個前述第三吸附組件(65)包含：剛性支柱(621)、彈性件(622)、彈性支柱(623) 及橡膠吸盤(624)，前述彈性件(622)設置在前述剛性支柱(621)內部，前述彈性支柱(623)上開設有第二通氣孔(625)，前述彈性支柱(623)一端設置在前述剛性支柱(621)內與前述彈性件(622)套接，另一端設置在前述剛性支柱(621)外部與前述橡膠吸盤(624)連接，前述橡膠吸盤(624)與前述第二通氣孔(625)連通。
  7. 如申請專利範圍第4項所記載之預對準裝置，其中，前述預對準裝置進一步包含位置調整組件，前述位置調整組件包含滑軌(81)、滑塊(82)及驅動件(83)，前述滑軌(81)與前述底板(10)連接，前述滑塊(82)可在前述滑軌(81)上滑動，且前述光機組件(40)安裝在前述滑塊(82)上，前述驅動件(83)與前述滑塊(82)連接。
  8. 如申請專利範圍第4項所記載之預對準裝置，其中，前述預對準裝置進一步包含氣滑環，前述氣滑環套設在前述延長杆(52)內側，且前述氣滑環分別與前述多個第一吸附組件(62)及前述多個第三吸附組件(65)連通。
  9. 如申請專利範圍第1或4項所記載之預對準裝置，其中，前述預對準裝置進一步包含感測器(200)及擋片(300)，前述感測器(200)設置在前述圓環吸盤(70)或前述第二吸附組件(71)上，前述擋片(300)設置在前述爪盤(60)上；或，前述感測器(200)設置在前述爪盤(60)上，前述擋片(300)設置在前述圓環吸盤(70)或前述第二吸附組件(71)上；當前述多個第一吸附組件(62)與前述多個第二吸附組件(71)沿徑向位置發生重疊時，前述擋片(300)觸發前述感測器(200)。
  10. 如申請專利範圍第1項所記載之預對準裝置，其中，前述爪盤(60)至少包含多個爪杆(61)，前述多個爪杆(61)由爪盤(60)中心向外發散分佈，相鄰的兩個爪杆(61)之間形成前述交接空隙，每個前述第一吸附組件(62)設置在對應的前述爪杆(61)的端部。
  11. 如申請專利範圍第10項所記載之預對準裝置，其中，相鄰的兩個爪杆(61)之間設置有加強筋(66)。
  12. 如申請專利範圍第1或4項所記載之預對準裝置，其中，前述爪盤(60)的中心位置處設置有剛性支撐塊(64)。
  13. 如申請專利範圍第1或4項所記載之預對準裝置，其中，當前述爪盤(60)與前述圓環吸盤(70)進行矽片交接時，若前述多個第一吸附組件(62)與前述多個第二吸附組件(71)沿徑向位置發生重疊，前述旋轉軸(51)帶動前述爪盤(60)旋轉預設角度使前述多個第一吸附組件(62)與前述多個第二吸附組件(71)的位置錯開，其中，前述預設角度小於相鄰的兩個前述第一吸附組件(62)之間的夾角的1/3倍。
  14. 一種基於申請專利範圍第1至13項中任一項所記載之預對準裝置的預對準方法，其特徵係，其包含以下步驟：
    爪盤(60)接收矽片；
    旋轉軸(51)帶動爪盤(60)旋轉，光機組件(40)採集矽片邊緣訊息，並將採集到的矽片邊緣訊息發送至控制器；
    控制器根據接收到的矽片邊緣訊息計算矽片的偏心量，並根據偏心量控制旋轉軸(51)旋轉，將矽片偏心量最大的方向旋轉至補償軸 (30)運動方向；
    升降軸(20)下降至交接工位，矽片由爪盤(60)交接至圓環吸盤(70)；
    升降軸(20)帶動爪盤(60)繼續下降至交接低位，補償軸(30)帶動圓環吸盤(70)運動，補償矽片的偏心量；
    升降軸(20)帶動爪盤(60)上升至交接工位，矽片由圓環吸盤(70)交接至爪盤(60)上；
    升降軸(20)帶動爪盤(60)繼續上升至預對準工位，旋轉軸(51)帶動爪盤(60)旋轉，光機組件(40)採集矽片缺口訊息及矽片邊緣訊息，並將採集到的矽片缺口訊息及矽片邊緣訊息發送至控制器；
    控制器根據矽片缺口訊息及矽片邊緣訊息計算矽片的偏心餘量，當矽片的偏心餘量滿足預設條件時，旋轉軸(51)轉動將矽片的缺口旋轉至光機組件(40)下方；
    旋轉軸(51)小角度往返旋轉，光機組件(40)採集矽片缺口訊息並發送至控制器，控制器根據矽片缺口訊息計算得到矽片缺口位置誤差，旋轉軸(51)根據補償缺口位置誤差旋轉，完成矽片的定向。
  15. 如申請專利範圍第14項所記載之預對準方法，其中，
    前述升降軸(20)下降至交接工位，矽片由爪盤(60)交接至圓環吸盤(70)的步驟之前包含：當前述第一吸附組件(62)與第二吸附組件(71)沿徑向位置重疊時，旋轉軸(51)帶動爪盤(60)旋轉預設角度使前述第一吸附組件(62)與前述第二吸附組件(71)的位置錯開；
    前述升降軸(20)帶動爪盤(60)繼續下降至交接低位的步驟之後包含：旋轉軸(51)帶動爪盤(60)繼續同向旋轉預設角度；
    前述升降軸(20)帶動爪盤(60)上升至交接工位，矽片由圓環吸盤(70)交接至爪盤(60)上的步驟之後包含：旋轉軸(51)帶動爪盤(60)反向旋轉預設角度。
  16. 如申請專利範圍第15項所記載之預對準方法，其中，前述預設角度小於相鄰的兩個前述第一吸附組件(62)之間的夾角的1/3倍。
  17. 如申請專利範圍第14項所記載之預對準方法，其中，前述爪盤(60)接收矽片的步驟包含：片叉將矽片放置在爪盤(60)上，第一吸附組件(62)開真空，吸附矽片。
  18. 如申請專利範圍第14項所記載之預對準方法，其中，前述爪盤(60)接收矽片的步驟包含：
    升降軸(20)帶動爪盤(60)下降至上片工位，片叉將矽片放置在圓環吸盤(70)上，第二吸附組件(71)開真空，吸附矽片；
    升降軸(20)帶動爪盤(60)上升至交接工位，第一吸附組件(62)開真空，吸附矽片，第二吸附組件(71)關真空，升降軸(20)帶動爪盤(60)上升至預對準工位。
  19. 如申請專利範圍第14項所記載之預對準方法，其中，前述爪盤(60)接收矽片的步驟之前，包含以下步驟：根據矽片的尺寸調節位置調整組件，調整光機組件(40)至與矽片尺寸對應的工位。
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