一种晶圆检测设备的扩晶环转送装置的制作方法

本实用新型涉及晶圆测试技术领域，特别涉及一种晶圆检测设备的扩晶环转送装置。

背景技术：

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，在晶圆上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC芯片。在晶圆制造完成之后，晶圆测试是一步非常重要的测试，晶圆测试是通过探针与晶圆上接点相接触，测试其电气特性，判断其是否符合出厂标准。

扩晶环（也叫扩张环）作为晶圆载体，普遍用于承载晶圆并使其在载片台上进行电学性能的测试。

目前，将承载有晶圆的扩晶环从料盒放置到载片台的过程，大都是采用人工手动操作，但是每进行一次单个晶圆的测试，都需要人工对承载有晶圆的扩晶环进行上下料，生产效率较低，劳动力成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种晶圆检测设备的扩晶环转送装置，具有能实现扩晶环在料盒和制片台组件之间循环转运过程的自动化、提高生产效率的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种晶圆检测设备的扩晶环转送装置，设于用于承载扩晶环的料盒和对扩晶环上的晶圆进行检测的载片台组件之间，包括：用于将所述料盒内承载有待检测晶圆的扩晶环夹送至中转工位上、并将所述中转工位上晶圆检测完成的扩晶环返送至所述料盒内的第一机械手组件；以及，用于将所述中转工位上承载有待检测晶圆的扩晶环输送至所述载片台组件上进行检测、并将所述载片台组件上晶圆检测完成的扩晶环返送至所述中转工位上的第二机械手组件，且所述第二机械手组件与所述第一机械手组件错位布置。

通过采用上述技术方案，在将料盒内承载有待检测晶圆的扩晶环转送到载片台组件上进行晶圆检测、并将晶圆检测完成的扩晶环返送至料盒内的过程中，采用第一机械手组件将料盒内的扩晶环夹送至中转工位上，第二机械手组件将中转工位上的扩晶环夹取并输送至载片台组件上进行检测，载片台组件对扩晶环上的晶圆进行检测，之后第二机械手将晶圆检测完成的扩晶环沿原先途径返送至中转工位上，最后第一机械手组件将中转工位上晶圆检测完成的扩晶环沿原先途径返送至料盒内，整个过程实现了扩晶环上下料过程的自动化，提高了扩晶环的检测效率；同时扩晶环的上下料途径相同、且第一机械手组件和第二机械手组件错位布置的方式，使扩晶环转送装置的整体布局更加优化、占用空间较少。

本实用新型的进一步设置，所述第一机械手组件包括：第一底座；承载于所述第一底座上的第一导轨；承载于所述第一底座上的第一电机；由所述第一电机驱动在两个第一导向轮之间做循环往复运动的第一同步带；与所述第一同步带固定连接且随所述第一同步带的运动在所述第一导轨上做循环往复运动的第一机械手臂；以及，与所述第一机械手臂固定连接、可伸入所述料盒的腔体内并将所述料盒内的扩晶环带出或置入所述料盒的载物部。

通过采用上述技术方案，第一电机通过驱动第一同步带带动第一机械手臂在第一导轨上循环往复运动，并通过第一机械手臂一端的载物部伸入料盒的腔体内将料盒内的扩晶环带出或置入的方式，实现了扩晶环进出料盒的自动化过程，提高了生产效率。

本实用新型的进一步设置，所述载物部上设有可伸入扩晶环的内圈对扩晶环进行定位的定位环。

通过采用上述技术方案，定位环伸入扩晶环的内圈的结构设置，使扩晶环在载物部上的定位安装结构更加稳固，提高了扩晶环进出料盒过程的稳定性。

本实用新型的进一步设置，所述第一底座对应于所述第一导轨两端的位置上设有第一行程开关，所述第一机械手臂上设有随所述第一机械手臂的运动沿所述第一导轨方向运动的、且当其挡在所述第一行程开关的两片开关片之间时、可使所述第一行程开关向控制器发送感应信号以指示控制器控制所述第一电机停止运行的第一挡片。

通过采用上述技术方案，第一导轨两端的两个第一行程开关与第一机械手臂上的第一挡片的设置，可以有效控制第一机械手臂在第一导轨上运动的行程，对第一机械手臂有一个终端限位保护的作用。

本实用新型的进一步设置，所述第二机械手组件包括：第二底座；承载于所述第二底座上的第二导轨；由一驱动组件驱动在所述第二导轨上滑移的滑移组件；固定装配于所述滑移组件上随所述滑移组件沿所述第二导轨方向运动的升降气缸；由所述升降气缸驱动相对所述滑移组件竖向滑移的、用于吸附或者释放扩晶环的第二机械手臂；以及，设于所述第二机械手臂上、与真空气源连通的、用于吸附扩晶环的若干个吸盘。

通过采用上述技术方案，扩晶环在中转工位和载片台组件之间循环转送的过程中，驱动组件驱动滑移组件沿第二导轨方向运动到中转工位上方，升降气缸驱动与滑移组件滑动相装配的第二机械手臂竖直向下运动，进而使第二机械手臂上与真空气源连通的若干吸盘向下运动并吸附正处于中转工位处的载物部上的扩晶环，之后升降气缸驱动第二机械手臂向上运动返回到原来高度，然后驱动组件驱动滑移组件沿第二导轨方向运动到载片台组件上方，升降气缸驱动第二机械手向下运动使吸盘吸附的扩晶环处于载片台组件上，同时吸盘与真空气源断开，吸盘将扩晶环释放在载片台组件上；将载片台组件上晶圆检测完成的扩晶环返送至正处于中转工位上的载物部过程与上述过程相反；第二机械手组件实现了扩晶环从正处于中转工位的载物部与载片台组件之间转送过程的自动化，提高了生产效率。

本实用新型的进一步设置，所述驱动组件包括：第二电机；由所述第二电机驱动在两个第二导向轮之间做循环往复运动的第二同步带；以及，与所述第二同步带固定连接、并随所述第二同步带的运动带动所述滑移组件在所述第二导轨上滑移的同步带固定块。

通过采用上述技术方案，驱动组件的第二电机通过驱动第二同步带带动滑移组件在第二导轨上循环往复运动的方式，实现了滑移组件及与滑移组件滑动式相装配的第二机械手臂在中转工位与载片台组件之间转送过程的自动化，提高了生产效率。

本实用新型的进一步设置，所述第二导轨两端的位置上设有第二行程开关，所述同步带固定块上设有随所述同步带固定块的运动沿所述第二导轨方向运动的、且当其挡在所述第二行程开关的两片开关片之间时、可使所述第二行程开关向控制器发送感应信号以指示控制器控制所述第二电机停止运行的第二挡片。

通过采用上述技术方案，第二导轨两端的两个第二行程开关与同步带固定块上的第二挡片的设置，可以有效控制滑移组件在第二导轨上运动的行程，对滑移组件有一个终端限位保护的作用。

本实用新型的进一步设置，所述滑移组件上设有第三行程开关，所述第二机械手臂上固定有随所述第二机械手臂的运动沿所述升降气缸伸缩杆轴向方向运动的、且当其挡在所述第三行程开关的两片开关片之间时、可使所述第三行程开关向控制器发送感应信号以指示控制器控制所述升降气缸停止运行的第三挡片。

通过采用上述技术方案，滑移组件上第三行程开关与第二机械手臂上的第三挡片的设置，可以有效控制第二机械手臂沿升降气缸伸缩杆方向进行升降运动的行程，对第二机械手臂有一个终端限位保护的作用。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：在将料盒内承载有待检测晶圆的扩晶环转送到载片台组件上进行晶圆检测、并将晶圆检测完成的扩晶环返送至料盒内的过程中，采用第一机械手组件将料盒内的扩晶环夹送至中转工位上，第二机械手组件将中转工位上的扩晶环夹取并输送至载片台组件上进行检测，载片台组件对扩晶环上的晶圆进行检测，之后第二机械手将晶圆检测完成的扩晶环沿原先途径返送至中转工位上，最后第一机械手组件将中转工位上晶圆检测完成的扩晶环沿原先途径返送至料盒内，整个过程实现了扩晶环上下料过程的自动化，提高了扩晶环的检测效率；同时扩晶环的上下料途径相同、且第一机械手组件和第二机械手组件错位布置的方式，使扩晶环转送装置的整体布局更加优化、占用空间减少。总的来说本实用新型，实现了扩晶环在料盒和制片台组件之间循环转运过程的自动化、提高了承载有晶圆的扩晶环的检测效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例中晶圆检测设备整体的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中第一机械手组件第一面的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中第一机械手组件第二面的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中第二机械手组件的结构示意图。

附图标记：1、载片台组件；2、料盒；3、中转工位；4、第一机械手组件；41、第一底座；42、第一导轨；43、第一电机；44、第一导向轮；45、第一同步带；46、第一机械手臂；47、载物部；48、定位环；5、第二机械手组件；51、第二底座；52、第二导轨；53、驱动组件；531、第二导向轮；532、第二同步带；533、同步带固定块；54、滑移组件；55、升降气缸；56、第二机械手臂；57、吸盘；6、第一行程开关；7、第一挡片；8、第二行程开关；9、第二挡片；10、第三行程开关；11、第三挡片。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：一种晶圆检测设备的扩晶环转送装置，如图1所示，包括用于对扩晶环上的晶圆片进行检测的载片台组件1，设置于载片台组件1一侧用于存放扩晶环的料盒2，以及，设于载片台组件1和料盒2之间用于将料盒2内承载有待检测晶圆的扩晶环输送至载片台组件1上进行检测、并将晶圆检测完成的扩晶环返送至料盒2内存放的扩晶环转送装置。

扩晶环转送装置包括：用于将料盒2内承载有待检测晶圆的扩晶环夹送至中转工位3上、并将中转工位3上晶圆检测完成的扩晶环返送至料盒2内的第一机械手组件4；以及，用于将中转工位3上承载有待检测晶圆的扩晶环输送至载片台组件1上进行检测、并将载片台组件1上晶圆检测完成的扩晶环返送至中转工位3上的第二机械手组件5，且第二机械手组件5与第一机械手组件4错位布置。在将料盒2内承载有待检测晶圆的扩晶环转送到载片台组件1上进行晶圆检测、并将晶圆检测完成的扩晶环返送至料盒2内的过程中，采用第一机械手组件4将料盒2内的扩晶环夹送至中转工位3上，第二机械手组件5将中转工位3上的扩晶环夹取并输送至载片台组件1上进行检测，载片台组件1对扩晶环上的晶圆进行检测，之后第二机械手将晶圆检测完成的扩晶环沿原先途径返送至中转工位3上，最后第一机械手组件4将中转工位3上晶圆检测完成的扩晶环沿原先途径返送至料盒2内，整个过程实现了扩晶环上下料过程的自动化，提高了扩晶环的检测效率；同时扩晶环的上下料途径相同、且第一机械手组件4和第二机械手组件5错位布置的方式，使扩晶环转送装置的整体布局更加优化、占用空间较少。

结合图2和图3所示，第一机械手组件4包括第一底座41，第一底座41上端固定安装有第一导轨42，第一底座41还装配有第一电机43，第一底座41两端安装有由第一电机43驱动转动的第一导向轮44，两个第一导向轮44之间设有环套在在两个第一导向轮44之间做循环往复运动的第一同步带45，第一同步带45上固定连接有随第一同步带45的运动在第一导轨42上做循环往复运动的第一机械手臂46，第一机械手臂46上端一侧固定连接有、可伸入料盒2（如图1所示）的腔体内并将料盒2内的扩晶环带出或置入料盒2的载物部47。第一电机43通过驱动第一同步带45带动第一机械手臂46在第一导轨42上循环往复运动，并通过第一机械手臂46一端的载物部47伸入料盒2的腔体内将料盒2内的扩晶环带出或置入的方式，实现了扩晶环进出料盒2的自动化过程，提高了生产效率。

载物部47上设置有可伸入扩晶环的内圈对扩晶环进行定位的定位环48，定位环48的设置使扩晶环在载物部47上的定位安装结构更加稳固，提高了扩晶环进出料盒2过程的稳定性。

第一底座41对应于第一导轨42两端的位置上分别固定有第一行程开关6，第一机械手臂46上固定安装有随第一机械手臂46的运动沿第一导轨42方向运动的第一挡片7，当第一挡片7挡在第一行程开关6的两片开关片之间时、可使第一行程开关6向控制器发送感应信号以指示控制器控制第一电机43停止运行。第一导轨42两端的两个第一行程开关6与第一机械手臂46上的第一挡片7的设置，可以有效控制第一机械手臂46在第一导轨42上运动的行程，对第一机械手臂46有一个终端限位保护的作用。

如图4所示，第二机械手组件5包括第二底座51，第二底座51上端固定安装有第二导轨52，在第二导轨52上设置有由一驱动组件53驱动在第二导轨52上滑移的滑移组件54（本实施例中的滑移组件54为在导轨上滑移的、以滑块为主体的常规结构，这里不做过多赘述），滑移组件54一端固定装配有随滑移组件54的运动沿第二导轨52方向运动的升降气缸55，滑移组件54伸出第二导轨52一端滑移连接有由升降气缸55驱动相对滑移组件54竖向运动的、用于吸附或者释放扩晶环的第二机械手臂56，第二机械手臂56下端设有四个呈矩形布置的、且与真空气源连通的、用于吸附扩晶环的吸盘57，本实施例中的吸盘57优选为软吸盘57。

驱动组件53：包括固定安装在第二底座51上的第二电机（图中未显示）；由第二电机驱动在两个分别固定于第二导轨52两端的第二导向轮531之间做循环往复运动的第二同步带532；以及，与第二同步带532固定连接、并随第二同步带532的运动带动滑移组件54在第二导轨52上滑移的同步带固定块533。第二电机通过驱动第二同步带532带动滑移组件54在第二导轨52上循环往复运动的方式，实现了滑移组件54及与滑移组件54滑动式相装配的第二机械手臂56在中转工位3与载片台组件1之间转送过程的自动化。

扩晶环在中转工位3和载片台组件1之间循环转送的过程中，驱动组件53驱动滑移组件54沿第二导轨52方向运动到中转工位3上方，升降气缸55驱动与滑移组件54滑动相装配的第二机械手臂56竖直向下运动，进而使第二机械手臂56上与真空气源连通的若干吸盘57向下运动并吸附正处于中转工位3处的载物部47上的扩晶环，之后升降气缸55驱动第二机械手臂56向上运动返回到原来高度，然后驱动组件53驱动滑移组件54沿第二导轨52方向运动到载片台组件1上方，升降气缸55驱动第二机械手向下运动使吸盘57吸附的扩晶环处于载片台组件1上，同时吸盘57与真空气源断开，吸盘57将扩晶环释放在载片台组件1上；将载片台组件1上晶圆检测完成的扩晶环返送至正处于中转工位3上的载物部47过程与上述过程相反；第二机械手组件5实现了扩晶环从正处于中转工位3的载物部47与载片台组件1之间转送过程的自动化，提高了生产效率。

第二导轨52两端的位置上分别设置有第二行程开关8，同步带固定块533上固定安装有随同步带固定块533的运动沿第二导轨52方向运动的第二挡片9，且当第二挡片9挡在第二行程开关8的两片开关片之间时、可使第二行程开关8向控制器发送感应信号以指示控制器控制第二电机停止运行。第二导轨52两端的两个第二行程开关8与同步带固定块533上的第二挡片9的设置，可以有效控制滑移组件54在第二导轨52上运动的行程，对滑移组件54有一个终端限位保护的作用。

滑移组件54一侧固定安装有第三行程开关10，第二机械手臂56上固定安装有随第二机械手臂56的运动沿升降气缸55伸缩杆轴向方向运动的第三挡片11，且当第三挡片11挡在第三行程开关10的两片开关片之间时、可使第三行程开关10向控制器发送感应信号以指示控制器控制升降气缸55停止运行。滑移组件54上第三行程开关10与第二机械手臂56上的第三挡片11的设置，可以有效控制第二机械手臂56沿升降气缸55伸缩杆方向进行升降运动的行程，对第二机械手臂56有一个终端限位保护的作用。

工作过程与原理：在将料盒2内承载有待检测晶圆的扩晶环转送到载片台组件1上进行晶圆检测、并将晶圆检测完成的扩晶环返送至料盒2内的过程中，第一机械手组件4将料盒2内的扩晶环夹送至中转工位3上，第二机械手组件5将中转工位3上的扩晶环夹取并输送至载片台组件1上进行检测，载片台组件1对扩晶环上的晶圆进行检测，之后第二机械手将晶圆检测完成的扩晶环沿原先途径返送至中转工位3上，最后第一机械手组件4将中转工位3上晶圆检测完成的扩晶环沿原先途径返送至料盒2内，整个过程实现了扩晶环上下料过程的自动化，提高了扩晶环的检测效率；同时扩晶环的上下料途径相同、且第一机械手组件4和第二机械手组件5错位布置的方式，使扩晶环转送装置的整体布局更加优化、占用空间较少。