CN212848319U - 晶圆夹持到位检测机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶圆夹持到位检测机构，包括晶圆夹持机构，晶圆夹持机构包括滑动设置在机架上的夹持连接板、上夹持板、下夹持板以及夹持气缸；夹持气缸的活塞端与下夹持板相连、夹持气缸的缸体和上夹持板都固定在夹持连接板上，上夹持板和下夹持板之间设置夹持板弹簧；上夹持板和下夹持板夹空状态下，夹持板弹簧将下夹持板拉回到与上夹持板接触；上夹持板上设置夹持板位移传感器，下夹持板设置与其配合的夹持板位移检测条。可以检测出其间有没有夹持晶圆托盘，防止夹空现象。

Description

晶圆夹持到位检测机构

技术领域

本实用新型属于硅晶圆加工领域，具体涉及一种晶圆夹持到位检测机构。

背景技术

晶圆激光加工时，需要使用晶圆夹持机构将晶圆托盘从晶圆存料盒中取出，并移动到切割平台进行加工。晶圆夹持机构包括上夹持板和下夹持板；夹持气缸的活塞端与下夹持板相连。夹持气缸带动上、下夹持板夹持或者松开。在夹持过程中，可能会存在夹空的情况，比如晶圆存料盒对应层没有放置晶圆托盘的情况。需要一种判断晶圆夹持机构是否夹住晶圆托盘的结构。

实用新型内容

本实用新型提供一种晶圆夹持到位检测机构。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：晶圆夹持到位检测机构，包括晶圆夹持机构，晶圆夹持机构包括滑动设置在机架上的夹持连接板、上夹持板、下夹持板以及夹持气缸；夹持气缸的活塞端与下夹持板相连、夹持气缸的缸体和上夹持板都固定在夹持连接板上，上夹持板和下夹持板之间设置夹持板弹簧；上夹持板和下夹持板夹空状态下，夹持板弹簧将下夹持板拉回到与上夹持板接触；上夹持板上设置夹持板位移传感器，下夹持板设置与其配合的夹持板位移检测条。

上夹持板后端设置夹持气缸避让槽，夹持气缸设置在夹持气缸避让槽内，夹持气缸的活塞头连接夹持气缸滑块、夹持气缸滑块和夹持气缸外表面的导轨构成导轨滑块连接副；下夹持板固定在夹持气缸滑块上；夹持板位移传感器位于上夹持板侧边、夹持板位移检测条一端固定在夹持气缸滑块上。

夹持板弹簧为拉簧，夹持气缸为单作用气缸；通气时，夹持气缸带动下夹持板向下移动；不通气时，拉簧将下夹持板拉拉回复位。

夹持板弹簧为拉簧，夹持气缸为双作用气缸，一端可选择的连通气源或者大气、另一端直接连通大气；通气时，夹持气缸带动下夹持板向下移动；不通气时，拉簧将下夹持板拉拉回复位。

夹持板位移传感器为光电传感器。

本实用新型的有益效果是：上夹持板和下夹持板之间设置夹持板位移传感器，可以检测出其间有没有夹持晶圆托盘，防止夹空现象。

附图说明

图1是晶圆加工设备直线转运机构位置示意图（隐藏壳体以及部分无关零部件）。

图2是晶圆夹持机构结构示意图（隐藏部分遮挡的零部件）。

图3是上夹持板以及下夹持板部分放大图。

图4是上夹持板以及下夹持板前侧示意图。

图5是晶圆夹持机构剖视简图（有夹持板弹簧的实施例）。

图6是夹持滑块示意简图。

其中，1是机架、2是晶圆存料盒、3是晶圆夹持机构、30是上夹持板、300是夹持挡片、302夹持气缸避让槽、31是下夹持板、310是挡片避让槽、311夹持板位移检测条、32是夹持气缸、320夹持气缸滑块、33夹持板弹簧、34是夹持连接板、35是夹持滑块、350滑块位移检测条、36是直线转运丝杠机构、37是直线转运滑块、370滑块位移传感器、38是夹持滑块复位弹簧、39夹持直线转运滑轨、4是晶圆托盘。

具体实施方式

以下将结合附图以及具体实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”“设置”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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实用新型中的具体含义。

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。

诸如第一、第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另外一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

如图1- 6所示，晶圆夹持到位检测机构，包括滑动设置在机架1的晶圆夹持机构3，晶圆夹持机构3包括上夹持板30、下夹持板31以及夹持气缸32，夹持气缸32与机架1连接并带动上夹持板30或者下夹持板31任一移动使其夹持或者松开。上夹持板30和下夹持板31之间设置夹持板弹簧33。夹持板弹簧33一端固定在上夹持板30上，另一端固定在下夹持板31上。通过调整夹持板弹簧33的弹力调整上夹持板30和下夹持板31的夹持力，并且在夹持过程中提供缓冲，有效的保护晶圆托盘4。

晶圆夹持机构3还包括滑动设置在机架1上的夹持连接板34，夹持气缸32的活塞端与下夹持板31相连、夹持气缸32的缸体固定在夹持连接板34上；上夹持板30与夹持连接板34相连。夹持板弹簧33设置在上夹持板30和下夹持板31之间且位于晶圆托盘与上夹持板30、下夹持板31接触位置的后方。上夹持板30和下夹持板31前端部分用于夹持晶圆托盘4，后端部分用于设置夹持板弹簧33。上夹持板30和下夹持板31后端之间的距离可以大于前端之间的距离，更方便的安装夹持板弹簧33。

更进一步的，上夹持板30后端也设置夹持气缸避让槽302，夹持气缸32设置在夹持气缸避让槽302内，夹持气缸32的活塞头连接夹持气缸滑块320、夹持气缸滑块320和夹持气缸32外表面的导轨构成导轨滑块连接副。下夹持板31固定在夹持气缸滑块32上。夹持气缸滑块320可以为L形。夹持板弹簧33可以设置在夹持气缸滑块320上表面和夹持气缸32缸体下表面之间。也可以设置在夹持气缸避让槽302的两侧的上夹持板30和下夹持板31之间。

夹持板弹簧33为拉簧，夹持气缸32为双作用气缸，一端可选择的连通气源或者大气、另一端直接连通大气。此时夹持气缸32可以通气伸长，不再通气时需要外力才能缩回。通气时，夹持气缸32带动下夹持板31向下移动。不通气时，拉簧将下夹持板31拉拉回复位。夹持状态下；拉簧的伸长量大于下夹持板31的重力对应的伸长量。此时，拉簧的回复力大于下夹持板31的重力，从而使下夹持板31和上夹持板30压紧晶圆托盘4。可以设置多个拉簧或者弹力大的拉簧从而增加其弹力，夹紧晶圆托盘4。不同弹力的拉簧可以提供不同的夹持力。

夹持气缸32也可以为单作用气缸。单作用气缸内部有弹簧使其通气时伸长、不通气时自动缩回。但是气缸是标准件、单作用气缸内部弹簧的弹性是固定的、回复力较小而且无法调节，能给与的夹持力也是固定的。选定了需要的伸缩长度的标准气缸后，其内置弹簧的回复弹力却不能准确的满足晶圆夹持机构3的需要。而且不同规格的晶圆托盘4的重力不同需要的夹持力也不相同，需要方便的调节弹力的机构。所以即使是单作用气缸，也需要设置夹持板弹簧。

为了检测夹持时晶圆托盘是否到位，防止出现夹空现象，上夹持板30上设置夹持板位移传感器301，下夹持板31设置与其配合的夹持板位移检测条311。更进一步的：夹持板位移传感器301位于上夹持板30侧边、夹持板位移检测条311一端固定在夹持气缸滑块320上。

上夹持板30和下夹持板31夹空状态下，夹持板弹簧33将下夹持板31拉回、夹持板弹簧33的弹力保证上夹持板30和下夹持板31接触并有压力，此时夹持板位移传感器301的发射端和接收端之间***夹持板位移检测条311；没有夹空时，夹持板位移传感器301的接收端能够收到发射端发出的信号。夹持板位移传感器301可以为光电传感器。

晶圆夹持机构3在夹持直线驱动机构的带动下做直线移动。直线转运机构包括晶圆夹持机构3以及夹持直线驱动机构。夹持直线驱动机构的运动件与晶圆夹持机构3之间设置缓冲防夹空装置。

夹持直线驱动机构的运动件包括直线转运滑块37；直线转运滑块37上设置夹持滑块35，夹持滑块35可以沿着直线转运滑块37移动方向上移动。夹持滑块35和直线转运滑块37之间设置夹持滑块复位弹簧38；夹持滑块复位弹簧38的长度沿着夹持滑块35的移动方向。晶圆夹持机构3如果夹持到晶圆托盘4，运动件继续向前移动的过程中，晶圆夹持机构3夹持的晶圆托盘4触碰到晶圆存料盒2的内壁或者其内的限位条，晶圆夹持机构3不能再移动。此时运动件继续移动，运动件和晶圆夹持机构3之间会产生相对移动。这种结构可以使晶圆夹持机构3夹持晶圆托盘4后，其夹持的晶圆托盘4和晶圆存料盒2之间不会发生碰撞。当夹持直线驱动机构移动使晶圆夹持机构3夹持的晶圆托盘4离开晶圆存料盒2后，夹持滑块复位弹簧38保证晶圆夹持机构3向后移动使，运动件和晶圆夹持机构3复位。具体的结构中，夹持滑块35内设置弹簧安装槽，夹持滑块复位弹簧38设置在弹簧安装槽内、一端与夹持滑块35固定，另一端与直线转运滑块37伸入弹簧安装槽内的部分相连。

夹持滑块35和直线转运滑块37之间夹持滑块位移检测机构；即直线转运滑块37上设置滑块位移传感器370、夹持滑块35上对应位置设置滑块位移检测条350。或者夹持滑块35上设置滑块位移传感器370、直线转动滑块37上对应位置设置滑块位移检测条350。夹持滑块位移检测机构就是用来检测运动件和晶圆夹持机构3之间是否有相对移动。从而判断晶圆夹持机构3上夹持板30和下夹持板31对应的高度的晶圆存料盒2内是否有可以夹持的晶圆托盘4。

上夹持板30前端部分设置向下的夹持挡片300，下夹持板31对应位置设置挡片避让槽310；夹持挡片300下端伸入挡片避让槽310。或者下夹持板31前端部分向上设置夹持挡片，上夹持板30对应位置设置挡片避让槽；夹持挡片上端伸入挡片避让槽。夹持挡片优选设置在上夹持板30或者下夹持板31的前端部分的两侧。夹持挡片300可以用于定位晶圆托盘的夹持位置。此时，可以等到滑块位移传感器370检测到滑块位移检测条350存在时，再使上夹持板30和下夹持板31合拢夹持托盘晶圆4。夹持挡片300的结构保证滑块位移传感器370不但可以检测到晶圆夹持机构3是否夹空，也可以保证不夹空状态下、晶圆托盘4的后端与夹持挡片300接触，从而保证夹持的前后位置精确。

夹持直线驱动机构为直线转运丝杠机构36，直线转运夹持丝杠机构36外侧设置夹持直线转运滑轨39；直线转运滑块37滑动设置在夹持直线转运滑轨39上。直线转运滑块37也可以与直线转动丝杠机构的螺母直接相连。夹持直线转运滑轨39截面不是圆形，运动过程更加稳定。

滑块位移传感器370能检测到晶圆托盘4前后方向是否到位。检测到位后，夹持气缸32开始动作进行夹持，夹持板位移传感器301能够检测到下夹持板的上下位置是否到位、是否和上夹持板30一起夹持晶圆托盘4。

机架1上设置在可以上下移动的晶圆存料盒2，晶圆存料盒2内部位于晶圆托盘4的***方向的两侧壁设置与晶圆托盘4对应的水平托料槽，晶圆托盘可以放置在水平托料槽内。晶圆存料盒2的两侧壁上还设置可以沿着水平托料槽前后方向滑动的限位杆，限位杆的长度大致等于晶圆存料盒2的高度。晶圆托盘4移动到与限位杆接触时停止继续移动。晶圆托盘4存放单个硅晶圆，晶圆运载以及激光切割时候，都是晶圆托盘4与夹具或者吸盘接触。晶圆托盘4包括金属盘，金属盘为圆形，圆形上设置四个直线边，四个直线边分别位于十字的四个端点。其中一个直线边是夹持晶圆托盘的夹持端，另一个直线边设置在夹持端的对边。另外两个直线边与水平托料槽接触。晶圆存料盒一般设置为长方体。金属盘中心设置中心孔，中心孔上覆盖设置承载层，晶圆设置在承载层上。晶圆托盘4以及晶圆存料盒2的形状以及结构是现有技术，不再详细描述。

具体实施时，需要夹持晶圆托盘4时，晶圆存料盒2上下移动到需要加工的晶圆托盘4达到夹持位。其中夹持位是晶圆夹持机构3在晶圆存料盒2内开始取料时，被夹持的晶圆托盘4所在的位置。控制器或者控制***发送信号给晶圆夹持机构3使夹持气缸32通气带动下夹持板31向下移动，上夹持板30和下夹持板31张开。晶圆夹持机构3移动到机架1上的晶圆存料盒2附件夹持位置停止移动。夹持气缸32不再通气，夹持板弹簧33带动下夹持板31向上移动对晶圆托盘进行夹持。更换不同的夹持板弹簧即可调节夹持力。

从夹持气缸32不再通气到之后预定的时间内，如果上夹持板30和下夹持板31夹空，夹持板位移传感器301的发射端和接收端之间***夹持板位移检测条311。没有夹空时，夹持板位移传感器301的接收端能够收到发射端发出的信号。

需要说明的是，描述中使用的术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”和“外”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，仅是为了标语描述本专利，而不是指示或者暗示所指的装置或者原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实用新型保护范围的限制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。而且，对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理的精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型都在本说明书的范围内。

Claims (5)

1.晶圆夹持到位检测机构，包括晶圆夹持机构，晶圆夹持机构包括滑动设置在机架上的夹持连接板、上夹持板、下夹持板以及夹持气缸；夹持气缸的活塞端与下夹持板相连、夹持气缸的缸体和上夹持板都固定在夹持连接板上，其特征在于：所述上夹持板和下夹持板之间设置夹持板弹簧；上夹持板和下夹持板夹空状态下，夹持板弹簧将下夹持板拉回到与上夹持板接触；上夹持板上设置夹持板位移传感器，下夹持板设置与其配合的夹持板位移检测条。

2.根据权利要求1所述晶圆夹持到位检测机构，其特征在于：所述上夹持板后端设置夹持气缸避让槽，夹持气缸设置在夹持气缸避让槽内，夹持气缸的活塞头连接夹持气缸滑块、夹持气缸滑块和夹持气缸外表面的导轨构成导轨滑块连接副；下夹持板固定在夹持气缸滑块上；夹持板位移传感器位于上夹持板侧边、夹持板位移检测条一端固定在夹持气缸滑块上。

3.根据权利要求2所述晶圆夹持到位检测机构，其特征在于：所述夹持板弹簧为拉簧，夹持气缸为单作用气缸；通气时，夹持气缸带动下夹持板向下移动；不通气时，拉簧将下夹持板拉回复位。

4.根据权利要求2所述晶圆夹持到位检测机构，其特征在于：所述夹持板弹簧为拉簧，夹持气缸为双作用气缸，一端可选择的连通气源或者大气、另一端直接连通大气；通气时，夹持气缸带动下夹持板向下移动；不通气时，拉簧将下夹持板拉回复位。

5.根据权利要求2所述晶圆夹持到位检测机构，其特征在于：所述夹持板位移传感器为光电传感器。

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