伸縮型晶圓掃描裝置及晶圓掃描系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體晶圓檢測領域，特別是涉及一種伸縮型晶圓掃描裝置及晶圓掃描系統。
【背景技術】
[0002]半導體行業中晶圓在晶圓片盒間或晶圓片盒與晶圓工藝設備間傳送時經常會用到晶圓掃描裝置，它對應的功能為晶圓掃描功能，此裝置是判斷晶圓片盒內晶圓數量、位置的重要工具并常常與機械手臂結合使用。
[0003]晶圓掃描裝置是使用光纖傳感器進行晶圓掃描的裝置，按照其光纖掃描方式分類主要分為對射型和反射型兩類。對射型晶圓掃描裝置的特點在于掃描結果準確，掃描精度高，但其具有兩個光纖探頭，一個為發射端，一個為接收端，兩個探頭必須相對設置，且相對位置較固定，在實際使用時對各種尺寸的晶圓兼容性不佳。而且由于此裝置多裝于末端執行器的后部，末端執行器需要進行晶圓搬運，搬運部分占據了大部分空間，故晶圓掃描裝置借助機械手的運動，不可能具有很長的行程，不適于縱深較長的場合。實際操作中為應對不同縱深及尺寸的需求，可能需要更換晶圓掃描裝置或者更改裝置的部分結構，從而影響到生產進度，增加了投入成本。反射型晶圓掃描裝置占用空間較小，對各種尺寸的晶圓兼容性強，適于縱深較長的場合，但其掃描精度卻遠低于對射型晶圓掃描裝置，不能精確的給出掃描結果。現有技術中如中國發明專利CN 105097592 A中公開了一種半導體設備承載區域的硅片分布狀態光電掃描裝置，包括兩個固定設置在機械手U型端部相對位置的兩個對射式光電傳感器，兩個對射式光電傳感器位于同一水平高度，共同隨著機械手進行水平和垂直方向的運動和定位，實現掃描檢測。這種掃描裝置在實際使用中存在一定的局限性，首先，兩個光電傳感器之間的距離固定，無法自由調整，對于不同直徑的晶圓適應性不強，只能掃描單一型號的晶圓；其次光電傳感器只能跟隨機械手進行水平和垂直方向的運動，光電傳感器自身不具備移動和伸縮的功能，對于縱深較長的晶圓無法進行掃描，兼容性和適應性明顯存在不足。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種兼容性和適應性強、節省空間的伸縮型晶圓掃描裝置及一種晶圓掃描系統。
[0005]本發明伸縮型晶圓掃描裝置，包括底座，底座上安裝有直線驅動機構，直線驅動機構的輸出端安裝有連接板，連接板上固定有探頭安裝板，探頭安裝板上左右對稱加工有若干個安裝位，探頭安裝板上安裝有兩個光纖探頭，兩個光纖探頭對稱安裝在探頭安裝板上左右相對位置的安裝位中。
[0006]本發明伸縮型晶圓掃描裝置，其中所述直線驅動裝置包括氣缸，所述連接板安裝在氣缸中氣缸桿的端部，氣缸外側設置有蓋板，蓋板固定在連接板的頂部，并覆蓋在氣缸桿上方，隨氣缸桿共同進行往復運動。
[0007]本發明伸縮型晶圓掃描裝置，其中所述氣缸選用雙桿氣缸。
[0008]本發明伸縮型晶圓掃描裝置，其中所述底座上安裝有護罩，所述直線驅動機構位于護罩內部。
[0009]本發明晶圓掃描系統，包括伸縮型晶圓掃描裝置，伸縮型晶圓掃描裝置的后端安裝有末端執行器，伸縮型晶圓掃描裝置下方固定在機械手上。
[0010]本發明伸縮型晶圓掃描裝置及晶圓掃描系統與現有技術不同之處在于本發明晶圓掃描系統包括伸縮型晶圓掃描裝置，一般情況下，出于安全和最優布置空間的因素，晶圓掃描系統在轉動過程中需要將末端執行器和晶圓掃描裝置限定在最小回轉直徑范圍內，而且末端執行器和其拾取的晶圓工件會占據較大的空間，因此晶圓掃描裝置上光纖探頭的位置必須盡量靠近機械手的旋轉中心，使其滿足位于最下回轉直徑范圍內的條件。而本發明的伸縮型晶圓掃描裝置包括直線驅動機構，直線驅動機構可以帶動對射式光纖探頭進行直線運動，在兩個光纖探頭相對位置確定的情況下，延長光纖探頭的掃描縱深，滿足不同工況的需要，增強晶圓掃描裝置的兼容性和適應性。同時光纖探頭可以伸縮的特性也可以減小晶圓掃描系統的占地面積，節省空間。
[0011]下面結合附圖對本發明的伸縮型晶圓掃描裝置及晶圓掃描系統作進一步說明。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明伸縮型晶圓掃描裝置的裝配爆炸圖；
[0013]圖2為本發明伸縮型晶圓掃描裝置中兩個光纖探頭距離最近時的狀態示意圖；
[0014]圖3為本發明伸縮型晶圓掃描裝置中兩個光纖探頭距離最遠時的狀態示意圖；[00?5]圖4為本發明晶圓掃描系統的結構不意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖4所示，本發明晶圓掃描系統包括伸縮型晶圓掃描裝置11、末端執行器12和機械手13。如圖1所示，伸縮型晶圓掃描裝置11包括底座6，底座6安裝在機械手13上，隨機械手13進行水平和垂直方向的運動，底座6上安裝有護罩9。底座6上、護罩9內側安裝有直線驅動機構。直線驅動機構包括氣缸7，氣缸7選用雙桿氣缸，增強其伸縮時的穩定性。氣缸7的氣缸桿5的端部作為直線驅動機構的輸出端安裝有連接板4，連接板4上固定有探頭安裝板2，探頭安裝板2上左右對稱各加工有四個安裝位3，探頭安裝板2上安裝有兩個光纖探頭I，兩個光纖探頭I分別安裝在探頭安裝板2上左右相對位置的安裝位3中。直線驅動機構可以帶動兩個光纖探頭I進行直線往復運動。兩個光纖探頭I具體的安裝位置可以根據所需要掃描的晶圓10的尺寸進行調整，以增強掃描裝置的兼容性和適應性，如圖2和圖3所示，兩個光纖探頭I安裝位置之間的距離的范圍為Dl?D2。根據兩個光纖探頭I之間的距離，如圖2和圖3所示，其可掃描的晶圓10直徑范圍為Rl?R2，實際工作中的直徑范圍為50mm?300mm。如圖1和圖4所示，氣缸7外側設置有蓋板8，蓋板8固定在連接板4的頂部，并覆蓋在氣缸桿5上方，隨氣缸桿5共同進行往復運動，防止氣缸7伸出和回縮時夾到雜物。末端執行器12安裝在護罩9后側，用于拾取工件。
[0017]本發明晶圓掃描系統，隨機械手13轉動的過程中，機械手13上方的伸縮型晶圓掃描裝置11和末端執行器12的最外端形成一個圓形的干涉領域，當伸縮型晶圓掃描裝置11的氣缸桿5處于收回狀態時，這個干涉領域的直徑稱為最小回轉直徑。一般情況下，機械手13轉動過程中，出于安全和最優布置空間的因素，不允許末端執行器12和伸縮型晶圓掃描裝置11超出此最小回轉直徑范圍外，只有在手臂停止回旋運動后整個系統才可以進行水平方向的運動。而末端執行器12拾取的晶圓10工件占用的空間較大，進一步限制了晶圓掃描裝置的長度，光靠機械手13的水平運動，無法適用于大縱深掃描的需求。但當光纖探頭I本身具有伸縮功能之后，就不必只依靠機械手13的移動，由直線驅動機構帶來的伸縮功能可以增強其掃描縱深，使光纖探頭I可以適應更多的掃描環境。
[0018]本發明晶圓掃描系統的工作原理如下:首先根據晶圓10的尺寸選擇合適的安裝位3固定光纖探頭I。當機械手13回旋時，伸縮型晶圓掃描裝置11的光纖探頭I處于回縮狀態，位于最小回旋直徑以內；當機械手13停止回旋，并執行晶圓10掃描任務時，伸縮型晶圓掃描裝置11的直線驅動機構根據掃描縱深的需求，將氣缸桿5伸出指定長度，使光纖探頭I接近晶圓10指定位置并對其進行掃描。
[0019]以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種伸縮型晶圓掃描裝置，其特征在于:包括底座，底座上安裝有直線驅動機構，直線驅動機構的輸出端安裝有連接板，連接板上固定有探頭安裝板，探頭安裝板上左右對稱加工有若干個安裝位，探頭安裝板上安裝有兩個光纖探頭，兩個光纖探頭對稱安裝在探頭安裝板上左右相對位置的安裝位中。2.根據權利要求1所述的伸縮型晶圓掃描裝置，其特征在于:所述直線驅動裝置包括氣缸，所述連接板安裝在氣缸中氣缸桿的端部，氣缸外側設置有蓋板，蓋板固定在連接板的頂部，并覆蓋在氣缸桿上方，隨氣缸桿共同進行往復運動。3.根據權利要求2所述的伸縮型晶圓掃描裝置，其特征在于:所述氣缸選用雙桿氣缸。4.根據權利要求1所述的伸縮型晶圓掃描裝置，其特征在于:所述底座上安裝有護罩，所述直線驅動機構位于護罩內部。5.—種晶圓掃描系統，其特征在于:包括伸縮型晶圓掃描裝置，伸縮型晶圓掃描裝置的后端安裝有末端執行器，伸縮型晶圓掃描裝置下方固定在機械手上。
【專利摘要】本發明伸縮型晶圓掃描裝置及晶圓掃描系統涉及半導體晶圓檢測領域。其目的是為了提供一種兼容性和適應性強、節省空間的伸縮型晶圓掃描裝置及一種晶圓掃描系統。本發明伸縮型晶圓掃描裝置包括底座，底座上安裝有直線驅動機構，直線驅動機構的輸出端安裝有連接板，連接板上固定有探頭安裝板，探頭安裝板上左右對稱加工有若干個安裝位，探頭安裝板上安裝有兩個光纖探頭，兩個光纖探頭對稱安裝在探頭安裝板上左右相對位置的安裝位中。晶圓掃描系統包括伸縮型晶圓掃描裝置，伸縮型晶圓掃描裝置的后端安裝有末端執行器，伸縮型晶圓掃描裝置下方固定在機械手上。
【IPC分類】H01L21/66, H01L21/67
【公開號】CN105575845
【申請號】CN201610080633
【發明人】孫金召, 周衛國, 劉冬梅
【申請人】北京銳潔機器人科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年2月4日