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定位校準裝置及定位校準系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:6877163閱讀:335來源:國知局
專利名稱:定位校準裝置及定位校準系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種晶片刻蝕設(shè)備,尤其涉及一種定位校準裝置及應(yīng)用該定位校準裝置定 位校準系統(tǒng)。
背景技術(shù)
在300mm晶片刻蝕設(shè)備的傳輸系統(tǒng)中,晶片的傳輸路徑是由大氣機械手從Pod (晶片 倉)中取出,放置在EFEM (大氣前置模塊)中的Aligner (定位校準器)上進行定位校準, 然后再將校準好的晶片用大氣機械手傳輸?shù)絃oad Lock (真空裝載鎖)中,進而傳輸腔室中 的真空機械手再從Load Lock中取出晶片放置到各個工藝腔室中進行工藝制程。通常情況下,用Aligner來實現(xiàn)晶片的Notch (缺口)定位和中心定位,其實現(xiàn)方式有 兩種, 一種是真空吸附式校準,即將從大氣機械手獲取的晶片放置在Aligner上,通過施加 低真空將晶片吸附固定,然后Aligner攜帶晶片做高速旋轉(zhuǎn),并將旋轉(zhuǎn)過程中傳感器檢測到 的偏移量通知給大氣機械手,大氣機械手則再次以修正后的偏移量將晶片取走。另一種方 式是邊緣夾持方式,即將從大氣機械手獲取的晶片放置在Aligner的夾持機構(gòu)中,由于三個 夾持塊的夾持中心即為晶片的中心,因而很容易來實現(xiàn)晶片的中心定位,然后再通過夾持 機構(gòu)攜帶晶片做高速旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)晶片的Notch定位。上述兩種結(jié)構(gòu)的特點是,都是對單片晶片進行中心定位和Notch定位。在某一時間內(nèi) 都是僅對單個晶片進行校準定位,因此這無疑是降低了Aligner的定位效率,從而也給整個 系統(tǒng)的效率帶來了影響。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種使用方便、效率高的定位校準裝置及定位校準系統(tǒng)。 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明的定位校準裝置,包括基座,基座上設(shè)有定位裝置和傳感器,其特征在于,所 述的定位裝置包括外定位裝置和內(nèi)定位裝置,所述的外定位裝置和內(nèi)定位裝置可同時分別
對一塊晶片進行定位;所述的傳感器可以分別對每一塊晶片進行檢測校準。所述的外定位裝置和內(nèi)定位裝置同軸,分上下兩層布置,可分別夾持一塊晶片繞軸線 旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)對晶片的定位;所述的傳感器包括上傳感器和下傳感器,上傳感器可以對外定 位裝置夾持的上層晶片單獨進行檢測校準,下傳感器可以對內(nèi)定位裝置夾持的下層晶片單 獨進行檢測校準。所述的外定位裝置包括外回轉(zhuǎn)盤,外回轉(zhuǎn)盤上固定有多個夾持臂,每個夾持臂上分別 設(shè)有夾持塊,多個夾持臂上的夾持塊共同作用可以定位并夾緊晶片。 所述的夾持臂有三個,等角度布置。所述的夾持塊的底部設(shè)有滑軌,相應(yīng)的夾持臂上沿徑向設(shè)有滑軌槽,滑軌置于滑軌槽 中,夾持塊可沿滑軌前后移動。所述的多個夾持塊的相對應(yīng)的夾持面上分別設(shè)有凹槽,所述凹槽對晶片進行定位并夾 緊;凹槽中還設(shè)有襯墊,用于保護晶片的邊緣不受損壞。所述的內(nèi)定位裝置包括內(nèi)回轉(zhuǎn)盤,所述的內(nèi)回轉(zhuǎn)盤上設(shè)有真空孔,可以通過真空將晶 片吸附到內(nèi)回轉(zhuǎn)盤的表面。所述的內(nèi)回轉(zhuǎn)盤上還設(shè)有多個頂針,用于支撐晶片。所述的定位校準系統(tǒng)還包括機械手,所述的機械手包括兩條機械臂,每條機械臂通過 單獨的驅(qū)動軸與驅(qū)動器連接,兩條機械臂在驅(qū)動器的驅(qū)動下可以同時取兩塊晶片放于上述 定位校準裝置的外定位裝置和內(nèi)定位裝置相應(yīng)的位置上;且可以將外定位裝置和內(nèi)定位裝 置上的晶片同時取出。所述的每條機械臂的末端分別連接有一個吸盤或托叉,用于抓取晶片。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明所述的定位校準裝置及定位校準系 統(tǒng),由于包括外定位裝置和內(nèi)定位裝置,所述的外定位裝置和內(nèi)定位裝置可同時分別對一 塊晶片進行定位;這樣,就可以同時對兩塊晶片進行定位校準,提高了工作效率。外定位 裝置和內(nèi)定位裝置同軸布置,上傳感器和下傳感器可以分別對外定位裝置夾持的上層晶片 和內(nèi)定位裝置夾持的下層晶片單獨進行檢測校準,結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便。又由于本發(fā)明的定位校準系統(tǒng),還包括與定位校準裝置配合使用的機械手,所述的機 械手包括兩條機械臂,每條機械臂通過單獨的驅(qū)動軸與驅(qū)動器連接,兩條機械臂在驅(qū)動器 的驅(qū)動下可以同時取兩塊晶片放于上述定位校準裝置的外定位裝置和內(nèi)定位裝置相應(yīng)的位 置上;且可以將外定位裝置和內(nèi)定位裝置上的晶片同時取出,進一步提高了工作效率。


圖l為本發(fā)明定位校準裝置的立面結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2為本發(fā)明定位校準裝置的平面結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本發(fā)明的機械手的立面結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為本發(fā)明的機械手的平面結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為本發(fā)明的機械手從定位校準裝置中取放晶片的立面狀態(tài)參考圖; 圖6為本發(fā)明的機械手從定位校準裝置中取放晶片的平面狀態(tài)參考圖; 圖7為本發(fā)明定位校準裝置校準晶片時的狀態(tài)參考圖。
具體實施方式
本發(fā)明較佳的具體實施方式
如圖l、圖2所示,包括基座l,基座l上設(shè)有定位裝置和傳 感器,定位裝置包括外定位裝置和內(nèi)定位裝置,所述的外定位裝置和內(nèi)定位裝置可同時分 別對一塊晶片進行定位,傳感器可以分別對每一塊晶片進行檢測校準。外定位裝置和內(nèi)定位裝置同軸,可以采用同一伺服電機進行控制,也可以單獨采用伺 服電機進行控制,分上下兩層布置,外定位裝置和內(nèi)定位裝置互不影響,可分別夾持一塊 晶片繞軸線旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)對晶片的定位;傳感器包括上傳感器2和下傳感器3,在基座l的底部 安裝有直射型下傳感器2,由于直射型傳感器可以設(shè)定照射距離,因而可以單獨對內(nèi)定位裝 置夾持的下層晶片3進行檢測校準。同時在基座l的一端,在上傳感器支撐桿17上安裝有直 射型上傳感器3,可以單獨對外定位裝置夾持的上層晶片4進行檢測校準。外定位裝置包括外回轉(zhuǎn)盤6,外回轉(zhuǎn)盤6上固定有多個夾持臂7,等角度布置,夾持臂7 最好有三個,相互之間成120度夾角。每個夾持臂7上分別設(shè)有夾持塊8,多個夾持臂7上的 夾持塊8共同作用可以定位并夾緊晶片。夾持塊8的底部設(shè)有滑軌,相應(yīng)的夾持臂7上沿徑向 設(shè)有滑軌槽,滑軌置于滑軌槽中,夾持塊7可沿滑軌前后移動,實現(xiàn)夾緊動作。每個夾持塊7的相對應(yīng)的夾持面上分別設(shè)有凹槽9,所述凹槽9對晶片進行定位并夾 緊;凹槽9中還設(shè)有襯墊,用于保護晶片的邊緣不受損壞,襯墊采用PEEK (聚醚醚酮)材料 制作。內(nèi)定位裝置包括內(nèi)回轉(zhuǎn)盤IO,設(shè)置在外回轉(zhuǎn)盤6的中部空腔,內(nèi)回轉(zhuǎn)盤10上設(shè)有真空 孔ll,可以通過真空將晶片吸附到內(nèi)回轉(zhuǎn)盤10的表面。內(nèi)回轉(zhuǎn)盤10上還設(shè)有多個頂針12, 最好是三個,用于支撐晶片,頂針可以在內(nèi)回轉(zhuǎn)盤10的表面上下伸縮。應(yīng)用上述定位校準裝置的定位校準系統(tǒng)還包括機械手,如圖3、圖4所示,機械手包括 兩條機械臂13,每條機械臂13通過單獨的驅(qū)動軸與驅(qū)動器14連接,兩條機械臂13在驅(qū)動器 14的驅(qū)動下可以同時取兩塊晶片放于上述定位校準裝置的外定位裝置和內(nèi)定位裝置相應(yīng)的 位置上;且可以將外定位裝置和內(nèi)定位裝置上的晶片同時取出。每條機械臂13的末端分別
連接有一個托叉16,用于抓取晶片,托叉16的四周可以設(shè)置真空孔,用于對托叉16托住的 晶片進行吸附固定,也可以不設(shè)真空孔,而在托叉16的表面設(shè)置一層摩擦系數(shù)較大的材 料,機械臂13的末端也可以不連接托叉16,而改用吸盤或其它的形式。 上述定位校準裝置及定位校準系統(tǒng)的工作原理是這樣的在向定位校準裝置中放置晶片時,機械手的兩個機械臂13末端的托叉16分別從Pod中 快速取出晶片,取到晶片后,托叉16托著晶片同時伸入到定位校準裝置的內(nèi)部。當定位校準裝置從機械手處接受晶片時,如圖5、圖6所示,機械手的上、下托叉16托 載著兩片晶片伸入至定位校準裝置的中心處附近,然后讓兩個機械手的驅(qū)動軸同時下降一 段距離,這時對于下層晶片5而言,內(nèi)回轉(zhuǎn)盤10的上的三個頂針12支撐住下層晶片5的下表 面,機械手的下托叉16與下層晶片5的下表面脫離。對于上層晶片4而言,上層晶片4的平面與挾持塊8的挾持槽處于同一平面,機械手的 上托叉16托載著上層晶片4的下表面。此時,三個挾持塊8處于挾持臂7的最遠端,然后,將 三個挾持塊8向外回轉(zhuǎn)盤6中心收縮,則上層晶片4的邊緣被挾持住,當機械手的驅(qū)動軸下降 時,上層晶片4的下表面脫離機械手上的上托叉16。此時上、下層的晶片都已經(jīng)脫離了托叉16,然后機械手同時縮回上、下托叉16。當定位校準裝置對晶片進行校準定位時,如圖7所示,在伺服電機的驅(qū)動下,三個挾 持塊8挾持著上層晶片4繞定位校準裝置軸心做高速旋轉(zhuǎn),由于三個挾持塊8收縮后的中心即 為外回轉(zhuǎn)盤6的中心也就是晶片的中心,由此實現(xiàn)了上層晶片4的中心定位。然后通過設(shè)置 直射型上傳感器2的照射距離,可以使上傳感器2僅對上層晶片4起作用,通過上傳感器2檢 測出上層晶片4的Notch (缺口)的位置,并將上層晶片4的信息通知給機械手。在上層晶片4做高速旋轉(zhuǎn)的同時,支撐下層晶片5的三個頂針12同時下落縮回到內(nèi)回轉(zhuǎn) 盤10中,使下層晶片5的下表面與內(nèi)回轉(zhuǎn)盤10的表面接觸,然后通過工藝真空孔ll施加一定 的真空,將晶片吸附在內(nèi)回轉(zhuǎn)盤10的表面上。在上層晶片高速運動結(jié)束后,伺服電機開始 驅(qū)動內(nèi)回轉(zhuǎn)盤IO,使下層晶片5隨內(nèi)回轉(zhuǎn)盤10—起旋轉(zhuǎn),通過設(shè)置基座l上的直射型下傳感 器3的照射距離,可以使下傳感器3僅對下層晶片5起作用,通過下傳感器3檢測出下層晶片5 的中心位置和Notch (缺口)位置,并將下層晶片5的信息通知給機械手。以上對上層晶片和下層晶片定位的過程可以同步進行,也可以依次順序進行。定位校準裝置對上、下層晶片定位完成后,定位校準裝置的內(nèi)回轉(zhuǎn)盤10中的工藝真空 孔ll將不再施加低真空,然后內(nèi)回轉(zhuǎn)盤10中的三個頂針i2將下層晶片5頂起,這時機械手的 兩個機械臂以修正后的晶片偏移量同時伸入到定位校準裝置中,然后機械手豎直上升一小 段距離,使機械手的上托叉16正好與上層晶片4的下表面接觸,下托叉16恰好將下層晶片5 托起,然后挾持上層晶片4的挾持塊8沿滑軌向定位校準裝置外移動,使上層晶片4下表面放 置在大氣機械手的上托叉16上。此時兩片晶片都已經(jīng)放置在大氣機械手的托叉16上。 由此完成定位校準裝置對晶片的定位校準。然后,機械手的兩個機械臂13同時縮回, 將晶片轉(zhuǎn)移到下一工藝制程。本發(fā)明中的定位校準裝置及定位校準系統(tǒng)是一種功能復(fù)合型結(jié)構(gòu),與以往其他兩種 結(jié)構(gòu)相比,可以同時對兩片晶片進行定位校準,因而與兩次單獨迸行一片晶片定位校準相 比,明顯縮短了定位校準的時間,從而縮短了整個傳輸階段的傳輸時間,提高了傳輸效 率。本發(fā)明中的定位校準裝置中的傳感器的安放位置,可以根據(jù)使用情況選擇不安裝在 定位校準裝置上,而是選擇安裝在其他的外部支撐部件上。同時挾持塊的外形結(jié)構(gòu)也可以 為不同形狀。以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此,任 何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種定位校準裝置,包括基座,基座上設(shè)有定位裝置和傳感器,其特征在于,所述的定位裝置包括外定位裝置和內(nèi)定位裝置,所述的外定位裝置和內(nèi)定位裝置可同時分別對一塊晶片進行定位;所述的傳感器可以分別對每一塊晶片進行檢測校準。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的定位校準裝置,其特征在于,所述的外定位裝置和內(nèi)定位裝 置同軸,分上下兩層布置,可分別夾持一塊晶片繞軸線旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)對晶片的定位;所述的 傳感器包括上傳感器和下傳感器,上傳感器可以對外定位裝置夾持的上層晶片單獨進行檢 測校準,下傳感器可以對內(nèi)定位裝置夾持的下層晶片單獨進行檢測校準。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定位校準裝置,其特征在于,所述的外定位裝置包括外 回轉(zhuǎn)盤,外回轉(zhuǎn)盤上固定有多個夾持臂,每個夾持臂上分別設(shè)有夾持塊,多個夾持臂上的 夾持塊共同作用可以定位并夾緊晶片。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的定位校準裝置,其特征在于,所述的夾持臂有三個,等角度 布置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的定位校準裝置,其特征在于,所述的夾持塊的底部設(shè)有滑 軌,相應(yīng)的夾持臂上沿徑向設(shè)有滑軌槽,滑軌置于滑軌槽中,夾持塊可沿滑軌前后移動。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的定位校準裝置,其特征在于,所述的多個夾持塊的相對應(yīng)的 夾持面上分別設(shè)有凹槽,所述凹槽對晶片進行定位并夾緊;凹槽中還設(shè)有襯墊,用于保護 晶片的邊緣不受損壞。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定位校準裝置,其特征在于,所述的內(nèi)定位裝置包括內(nèi) 回轉(zhuǎn)盤,所述的內(nèi)回轉(zhuǎn)盤上設(shè)有真空孔,可以通過真空將晶片吸附到內(nèi)回轉(zhuǎn)盤的表面。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的定位校準裝置,其特征在于,所述的內(nèi)回轉(zhuǎn)盤上還設(shè)有多個 頂針,用于支撐晶片。
9、 一種應(yīng)用上述定位校準裝置的定位校準系統(tǒng),其特征在于,所述的定位校準系統(tǒng) 還包括機械手,所述的機械手包括兩條機械臂,每條機械臂通過單獨的驅(qū)動軸與驅(qū)動器連 接,兩條機械臂在驅(qū)動器的驅(qū)動下可以同時取兩塊晶片放于上述定位校準裝置的外定位裝 置和內(nèi)定位裝置相應(yīng)的位置上;且可以將外定位裝置和內(nèi)定位裝置上的晶片同時取出。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的定位校準系統(tǒng),其特征在于,所述的每條機械臂的末端分 別連接有一個吸盤或托叉,用于抓取晶片。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種定位校準裝置及應(yīng)用該定位校準裝置的定位校準系統(tǒng),定位校準裝置包括基座,基座上設(shè)有外定位裝置和內(nèi)定位裝置,可同時分別對一塊晶片進行定位校準。外定位裝置包括外回轉(zhuǎn)盤,外回轉(zhuǎn)盤上固定有多個夾持臂,每個夾持臂上分別設(shè)有夾持塊,可以定位并夾緊晶片。內(nèi)定位裝置包括內(nèi)回轉(zhuǎn)盤,內(nèi)回轉(zhuǎn)盤上設(shè)有真空孔,可以通過真空將晶片吸附到內(nèi)回轉(zhuǎn)盤的表面。定位校準系統(tǒng)包括與定位校準裝置配合使用的機械手,可以同時取兩塊晶片放于定位校準裝置的外定位裝置和內(nèi)定位裝置相應(yīng)的位置上;且可以將外定位裝置和內(nèi)定位裝置上的晶片同時取出。結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便、效率高,適用于對片狀物體進行定位校準,尤其適用于對晶片進行定位校準。
文檔編號H01L21/68GK101131953SQ200610112569
公開日2008年2月27日 申請日期2006年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月23日
發(fā)明者董博宇 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責任公司
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