一种直推式晶圆分选机及其晶圆分选工艺的制作方法

1.本发明涉及半导体自动化设备领域，特别指一种直推式晶圆分选机及其晶圆分选工艺。

背景技术：

2.晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。
3.晶圆制成工艺中，制成后不同尺寸、类型、良品或不良品晶圆混合在一起，需要将同类晶圆分选存储，即晶圆分选，晶圆一般通过载盘承载固定。在现有的晶圆分选设备中，采用的方式是通过机械臂从待分选的载盘上取出晶圆后，再将不同类的晶圆分别搬运至不同的空置载盘上，该种分选方式需要机械臂来回转动取料放料，取放料之间时间间隙长，分选效率低下，无法满足现有晶圆分选要求。

技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种采用近间隙竖向插装载盘，实现了自动检测及晶圆转移承载于一体，通过顶针直推实现晶粒快速转移，有效提升晶圆分选效率的直推式晶圆分选机及其晶圆分选工艺。
5.本发明采用的技术方案如下：一种直推式晶圆分选机，包括水平设置的机台以及设置在机台上的料盒，料盒包括至少两个，至少两个料盒的顶部为开放面，还包括载盘搬运机构及晶圆转移机构，其中，所述料盒的两个对称设置的内侧壁上分别设有至少两条卡槽，至少两条卡槽沿竖直方向设置，并向上延伸至料盒的顶部开放面处，以便上下取放晶圆载盘；所述晶圆转移机构包括至少两组，至少两组晶圆转移机构设置在料盒的侧部；所述载盘搬运机构架设载料盒及晶圆转移机构上，载盘搬运机构从料盒内取出待分选的晶圆载盘并将其搬运至晶圆转移机构内，并将晶圆转移机构内分选完成后的晶圆载盘搬运回料盒；所述晶圆转移机构包括晶圆承载组件、晶圆转移组件、检测组件及转移组件，其中，所述晶圆承载组件及晶圆转移组件间隔设置，两者之间形成插装空间，以便分别插放承载载盘及转移载盘；所述检测组件及转移组件分别设置在载晶圆承载组件及晶圆转移组件的侧部；所述检测组件从外侧抵住承载转盘的接晶粒部位，并检测转移载盘上的晶圆；所述转移组件从外侧将转移载盘上的晶粒分选转移至承载载盘上。
6.优选的，所述载盘搬运机构包括机架、第一直线模组、第二直线模组及载盘搬运组件，其中，所述机架架设在机台上；所述第一直线模组水平设置在机架上；所述第二直线模组沿垂直于第一直线模组方向连接在第一直线模组的输出端；所述载盘搬运组件连接在第二直线模组的输出端上，载盘搬运组件经第一直线模组及第二直线模组驱动而在水平面内
沿纵向及横向方向直线运动。
7.优选的，所述载盘搬运组件包括前后设置的两组夹盘部件，搬运组件沿竖直方向升降运动，以便靠近料盒或晶圆转移机构，取放晶圆载盘；所述搬运组件通过柔性环槽导向限位晶圆载盘。
8.优选的，所述晶圆载盘为板状结构，其中部为圆形的承载平面，承载平面内布设有至少两颗晶圆；所述晶圆载板的外侧为刚性支撑部位，以便夹取搬运。
9.优选的，所述晶圆承载组件及晶圆转移组件竖直设置，晶圆承载组件及晶圆转移组件平行间隔设置，两者上对应开设有圆形通槽；所述晶圆承载组件内竖直插设承载载盘，所述晶圆转移组件内竖直插设有转移载盘，且承载载盘及转移载盘的圆形承载平面对应圆形通槽设置。
10.优选的，所述晶圆承载组件包括承载部件、承载旋转部件、承载盘及第一凸环，其中，所述承载部件竖直设置在机台上；所述承载盘竖直设置在承载部件的一侧，且与承载部件的侧壁沿竖直平面方向可转动地连接；所述承载旋转部件设置在承载部件上，且输出端与承载盘连接，以便驱动承载盘旋转运动；所述承载盘上开设有圆形通槽；所述第一凸环沿着圆形通槽的边沿设置在承载盘上，并向外凸起；所述承载载盘竖直插设在承载盘上，并经承载盘固定，第一凸环向外顶起承载载盘的承载平面，使承载平面张紧。
11.优选的，所述检测组件包括检测驱动部件、检测部件及承载头，其中，所述检测驱动部件设置在晶圆承载组件的侧部，并在水平面内沿纵向及横向方向输出动力；所述检测部件设置在检测驱动部件的输出端上，经检测驱动部件驱动；所述承载头设置在检测驱动部件的输出端上，并位于检测部件与晶圆承载组件之间，承载头的端面贴紧晶圆承载组件，以便晶圆转移时抵住晶圆承载组件上的承载载盘。
12.优选的，所述晶圆转移组件包括转移承载部件及转移承载座，其中，所述转移承载部件竖直设置在机台上，并输出向上的动力；所述转移承载座竖直连接在转移承载部件的输出端上，其上开设有圆形通槽。
13.优选的，所述转移组件包括转移驱动部件及转移部件，其中，所述转移部件设置在晶圆转移组件的侧部，并在水平面内沿纵向及横向方向输出动力；所述转移部件设置在转移驱动部件的输出端上，并朝晶圆承载组件方向来回直线运动，以便将晶圆转移组件上转移载盘上的晶圆顶推转移至晶圆承载组件上的承载载盘上。
14.一种直推式晶圆分选机的晶圆分选工艺，包括如下工艺步骤：s1、满载盘上料：载盘搬运机构从料盒内取出待分选的转移载盘，并将其竖直插设在晶圆承载组件内；s2、空载盘上料：载盘搬运机构从料盒内取出空置的承载转盘，并将其竖直插设在晶圆转移组件内；s3、载盘插装检测及固定：步骤s1及s2中转移转盘及承载转盘插装后，晶圆承载组件及晶圆转移组件进行盘检测，如检测无载盘则重复步骤s1和/或步骤s2；晶圆承载组件及晶圆转移组件将插入后的转移载盘及承载载盘吸附固定；s4、载盘位置角度调整：步骤s3中固定后的转移载盘或承载载盘分别经晶圆承载组件及晶圆转移组件在竖直平面内调整位置及角度；s5、晶圆检测：设置于晶圆承载组件外侧的检测组件穿过晶圆承载组件及承载转
盘拍摄转移载盘上的晶圆，并将拍摄图案上传至工控中心；s6、晶圆转移：步骤s5中工控中心分析转移载盘上的晶圆分布情况后，发出控制指令给检测组件及转移组件，其中，转移组件从晶圆转移组件的外侧顶推转移载盘，将其上的一种晶圆抵推转移至承载载盘上，并经检测组件从另一侧承载；s7、载盘更换：步骤s6中转移载盘上的同一种晶圆转移完成后，载盘搬运机构将承载载盘抽出并转移至料盒内，并从料盒内重新取出空置的承载载盘插入晶圆承载组件内；s8、晶圆分选：步骤s7中承载载盘插装完成后，重复步骤s3至s6，转移组件将转移载盘上另一种晶圆转移至承载载盘上，如此循环，直至将转移载盘所有同类的晶圆转移至不同的承载载盘上。
15.本发明的有益效果在于：本发明针对现有技术存在的缺陷和不足自主研发设计了一种采用近间隙竖向插装载盘，实现了自动检测及晶圆转移承载于一体，通过顶针直推实现晶粒快速转移，有效提升晶圆分选效率的直推式晶圆分选机及其晶圆分选工艺。
16.本发明应用于晶圆自动分选领域，其作用在于将转移载盘上多种混合盛放的晶圆进行自动检测后，将不同的晶圆分别转移至不同的承载载盘上。基于以上工艺要求，本发明在机台上并列间隔地设有多个料盒，用于存储转移载盘及承载载盘，料盒上方架设有载盘搬运机构，载盘搬运机构在料盒及晶圆转移机构上方来回直线运动，以便将载盘在料盒及晶圆转移机构之间来回转移；本发明的晶圆转移机构设置在料盒侧部，为提升整机的晶圆分选效率，本发明的晶圆转移机构包括多组，一组晶圆转移机构在进行晶圆转移过程中，另一组可进行载盘的取放工作，从而可以同时进行载盘搬运及晶圆转移动作，有效地减少了整机工位待机时间。与现有技术不同的是，本发明的晶圆转移机构包括间隔设置的晶圆承载组件及晶圆转移组件，两者相互间隔设置在机台上，两者之间形成顶部为开放结构的插装空间，待转移晶圆的转移载盘竖直插装在晶圆转移组件内，待承载晶圆的空置承载载盘竖直插装在晶圆承载组件内，插装后的两载盘之间平行间隔设置，两者之间的间距可控制为2.5mm，转移载盘及承载载盘的中部为圆形的承载平面，该圆形的承载平面可通过柔性的蓝膜材质作为载体，承载平面外侧部位可采用刚性的金属材质，以便于夹取搬运；载盘插装完成后，设置于晶粒承载组件外侧的检测组件从外侧调整位置后拍摄检测转移载盘上的晶圆，并从外侧水平靠近晶圆承载组件；设置于晶圆转移组件外侧的转移组件从外侧靠近晶圆承载组件，并从外侧直线抵推转移载盘的蓝膜，使蓝膜形变，并使其上的蓝膜贴附转移至承载载盘上的蓝膜上，同时检测组件从承载载盘的另一侧抵住承载载盘的蓝膜的接收部位，提供水平承载面，以免蓝膜过度抵推被刺穿。相比于传统机械壁旋转转移取放晶圆的分选方式单颗晶圆转移耗时50-60毫秒，采用本发明直推式分选工艺，可将单颗晶圆的耗时降低至40毫秒以下，极好地提升了晶圆分选效率。
附图说明
17.图1为本发明的立体结构示意图之一。
18.图2为本发明的立体结构示意图之二。
19.图3为本发明的立体结构示意图之三。
20.图4为本发明的立体结构示意图之四。
21.图5为本发明载盘搬运机构与料盒的立体结构示意图之一。
22.图6为本发明载盘搬运机构与料盒的立体结构示意图之二。
23.图7为本发明载盘搬运组件的立体结构示意图之一。
24.图8为本发明载盘搬运组件的立体结构示意图之二。
25.图9为本发明载盘搬运组件的立体结构示意图之三。
26.图10为本发明卡盘组件的立体结构示意图之一。
27.图11为本发明卡盘组件的立体结构示意图之二。
28.图12为本发明晶圆转移机构的立体结构示意图之一。
29.图13为本发明晶圆转移机构的立体结构示意图之二。
30.图14为本发明晶圆转移机构的立体结构示意图之三。
31.图15为本发明晶圆转移机构的立体结构示意图之四。
32.图16为本发明晶圆承载组件的立体结构示意图之一。
33.图17为本发明晶圆承载组件的立体结构示意图之二。
34.图18为本发明晶圆承载组件的立体结构示意图之三。
35.图19为本发明晶圆转移组件的立体结构示意图之一。
36.图20为本发明晶圆转移组件的立体结构示意图之二。
37.图21为本发明晶圆转移组件的立体结构示意图之三。
38.图22为本发明检测组件的立体结构示意图之一。
39.图23为本发明检测组件的立体结构示意图之二。
40.图24为本发明检测组件的立体结构示意图之三。
41.图25为本发明转移组件的立体结构示意图。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后
……
仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
44.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，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发明中的具体含义。
45.如图1至图4所示，本发明提出一种自适应夹持式取放料装置，采取的技术方案如下：一种直推式晶圆分选机，包括水平设置的机台1以及设置在机台1上的料盒2，料盒2包括至少两个，至少两个料盒2的顶部为开放面，还包括载盘搬运机构3及晶圆转移机构4，
其中，所述料盒2的两个对称设置的内侧壁上分别设有至少两条卡槽，至少两条卡槽沿竖直方向设置，并向上延伸至料盒2的顶部开放面处，以便上下取放晶圆载盘；所述晶圆转移机构4包括至少两组，至少两组晶圆转移机构4设置在料盒2的侧部；所述载盘搬运机构3架设载料盒2及晶圆转移机构4上，载盘搬运机构3从料盒2内取出待分选的晶圆载盘并将其搬运至晶圆转移机构4内，并将晶圆转移机构4内分选完成后的晶圆载盘搬运回料盒2；所述晶圆转移机构4包括晶圆承载组件41、晶圆转移组件42、检测组件43及转移组件44，其中，所述晶圆承载组件41及晶圆转移组件42间隔设置，两者之间形成插装空间，以便插放承载载盘及转移载盘；所述检测组件43及转移组件44分别设置在载晶圆承载组件41及晶圆转移组件42的侧部；所述检测组件43从外侧抵住承载转盘的接晶粒部位，并检测转移载盘上的晶圆；所述转移组件从外侧将转移载盘上的晶粒分选转移至承载载盘上。
46.本发明设计了一种采用近间隙竖向插装载盘，实现了自动检测及晶圆转移承载于一体，通过顶针直推实现晶粒快速转移，有效提升晶圆分选效率的直推式晶圆分选机及其晶圆分选工艺。本发明应用于晶圆自动分选领域，其作用在于将转移载盘上多种混合盛放的晶圆进行自动检测后，将不同的晶圆分别转移至不同的承载载盘上。基于以上工艺要求，本发明在机台上并列间隔地设有多个料盒，用于存储转移载盘及承载载盘，料盒上方架设有载盘搬运机构，载盘搬运机构在料盒及晶圆转移机构上方来回直线运动，以便将载盘在料盒及晶圆转移机构之间来回转移；本发明的晶圆转移机构设置在料盒侧部，为提升整机的晶圆分选效率，本发明的晶圆转移机构包括多组，一组晶圆转移机构在进行晶圆转移过程中，另一组可进行载盘的取放工作，从而可以同时进行载盘搬运及晶圆转移动作，有效地减少了整机工位待机时间。与现有技术不同的是，本发明的晶圆转移机构包括间隔设置的晶圆承载组件及晶圆转移组件，两者相互间隔设置在机台上，两者之间形成顶部为开放结构的插装空间，待转移晶圆的转移载盘竖直插装在晶圆转移组件内，待承载晶圆的空置承载载盘竖直插装在晶圆承载组件内，插装后的两载盘之间平行间隔设置，两者之间的间距可控制为2.5mm，转移载盘及承载载盘的中部为圆形的承载平面，该圆形的承载平面可通过柔性的蓝膜材质作为载体，承载平面外侧部位可采用刚性的金属材质，以便于夹取搬运；载盘插装完成后，设置于晶粒承载组件外侧的检测组件从外侧调整位置后拍摄检测转移载盘上的晶圆，并从外侧水平靠近晶圆承载组件；设置于晶圆转移组件外侧的转移组件从外侧靠近晶圆承载组件，并从外侧直线抵推转移载盘的蓝膜，使蓝膜形变，并使其上的蓝膜贴附转移至承载载盘上的蓝膜上，同时检测组件从承载载盘的另一侧抵住承载载盘的蓝膜的接收部位，提供水平承载面，以免蓝膜过度抵推被刺穿。相比于传统机械壁旋转转移取放晶圆的分选方式单颗晶圆转移耗时50-60毫秒，采用本发明直推式分选工艺，可将单颗晶圆的耗时降低至40毫秒以下，极好地提升了晶圆分选效率。
47.作为本发明的一个实施例，本发明的晶圆载盘0为板状结构，包括转盘载盘及承载载盘，其中部为圆形的承载平面，承载平面可采用柔性材质的蓝膜制成，承载平面内布设有至少两颗晶圆；所述晶圆载板0的外侧为刚性支撑部位，以便夹取搬运。
48.如图5至图6所示，本发明的载盘搬运机构3包括机架31、第一直线模组32、第二直线模组33及载盘搬运组件34，其中，所述机架31架设在机台1上；所述第一直线模组32水平
设置在机架31上；所述第二直线模组33沿垂直于第一直线模组32方向连接在第一直线模组32的输出端；所述载盘搬运组件34连接在第二直线模组33的输出端上，载盘搬运组件34经第一直线模组32及第二直线模组33驱动而在水平面内沿纵向及横向方向直线运动。
49.如图7至图11所示，本发明的载盘搬运组件34包括前后设置的两组夹盘部件，搬运组件34沿竖直方向升降运动，以便靠近料盒2或晶圆转移机构4，取放晶圆载盘0；所述搬运组件34通过柔性环槽导向限位晶圆载盘0。载盘搬运组件34包括搬运支架341、夹盘部件及限位部件349，其中，所述搬运支架341为矩形框体结构；所述夹盘部件包括两组，两组夹盘部件分别设置在搬运支架341的前后两侧，并沿竖直方向升降运动，以便夹取载盘；所述限位部件包括两组，两组限位部件分别设置在搬运支架341的下方两侧，并沿倾斜方向活动设置，以便从两侧导向限位载盘。搬运支架341的底部竖直设有导轨343。
50.如图7所示，作为本发明的一个实施例，本发明的夹盘部件包括第一电机342、第一传动带344、第一连接块345、第一夹盘气缸346、夹爪支架347及第一夹爪348，其中，所述第一电机342水平设置在搬运支架341的顶部底部；所述第一传动带344竖直设置，其上端套设在第一电机342的输出轴上，第一传动带344的下端套设在搬运支架341下部的滚轮上；所述第一夹盘气缸346沿竖直方向可滑动地连接在导轨343上，并通过第一连接块345与第一传动带344连接，第一电机342的输出轴旋转时，通过第一传动带344驱动第一夹盘气缸346升降运动；所述夹爪支架347包括两个，夹爪支架347为倒u型结构，并分别连接在第一夹盘气缸346的输出端上；所述第一夹爪348包括两组，第一夹爪348两两一组连接在夹爪支架347的底部。
51.如图8所示，作为本发明的另一个实施例，本发明的夹盘部件包括第二电机3410、第二传动带3411、第二连接块3412、夹盘滑座3413、第二夹盘气缸3414、第二夹爪3415、第三夹盘气缸3416及第三夹爪3417，其中，所述第二电机3410水平设置在搬运支架341的顶部底部；所述第二传动带3411竖直设置，第二传动带3411的上端套设在第二电机3410的输出轴上，第二传动带3411的下端套设在搬运支架341下部的滚轮上；所述夹盘滑座3413沿竖直方向可滑动地连接在导轨343上，并通过第二连接块3412与第二传动带3411连接，第二电机3410的输出轴旋转时，通过第二传动带3411驱动夹盘滑座3413升降运动。第二夹盘气缸3414及第三夹盘气缸3416分别设置在夹盘滑座3413的下部两侧，且输出端朝下设置；所述第二夹爪3415及第三夹爪3416分别连接在第二夹盘气缸3414及第三夹盘气缸3416的输出轴上。
52.如图7至图11所示，限位部件349包括限位支板3491、限位轮3492、限位滑轨3493及弹簧柱3494，其中，所述限位支板3491竖直设置；所述限位轮3492包括至少两个，至少两个限位轮3492可转动地连接在限位支板3491上，并沿竖直方向间隔设置，限位轮3492的中部设有向内凹陷的环槽，以便载盘边沿嵌入；所述限位滑轨3493由中部向外倾斜向上设置在搬运支架341上，并通过滑座与限位支板3491可滑动地连接；所述弹簧柱3494沿限位滑轨3493方向设置在限位支板3491的侧壁上，弹簧柱3494的端部与搬运支架341连接。
53.本发明的载盘搬运机构3用于实现对晶圆载盘0的自动取放，通过第一直线模组32及第二直线模组33驱动搬运组件34在料盒2及晶圆转移机构4之间运动，搬运组件34从料盒2或晶圆转移机构4之间取放晶圆载盘0。本发明的搬运组件34从上方夹取固定晶圆载盘0，搬运组件34的前后两侧分别设置有夹盘部件，在实际工作过程中，该种双夹盘部件的结构
设计，其中一组夹盘部件为工作部件，另一组夹盘部件为缓存部件，在实际工作过程中两组夹盘部件可分别夹取两个晶圆载盘，可将两个晶圆载盘分别插装至晶圆承载组件41及晶圆转移组件42内或两个晶圆转移机构4内，通过该种双夹盘部件设计，在载盘转移过程中可有效地减少载盘搬运次数，有效减少载盘搬运耗时，提升整机分选效率。另外，由于晶圆载盘0竖直插装在料盒2或晶圆转移机构4内，在晶圆载盘0插装过程中易出现卡盘情况，为避免出现卡盘情况，本发明的搬运组件34通过限位部件349对晶圆载盘0进行导向限位。具体地，本发明的限位部件349采用多个可转动设置在限位支板3491上的限位轮3942作为导向部件，限位轮3492的中部设有内凹的环槽，以便于晶圆载盘0的侧边嵌入，从而起到导向限位作用，同时通过限位轮3492的自由滚动式结构有效避免限位过程中的摩擦力；同时，整个限位支板3491通过由中部向外倾斜向上延伸的限位滑轨3493作为滑动路径，通过弹簧柱3494的柔性连接使得限位支板3491在限位晶圆载盘0的同时避免限位轮3492阻挡晶圆载盘0。
54.如图12至图14所示，本发明的晶圆承载组件41及晶圆转移组件42竖直设置，晶圆承载组件41及晶圆转移组件42平行间隔设置，两者上对应开设有圆形通槽；所述晶圆承载组件41内竖直插设承载载盘，所述晶圆转移组件42内竖直插设有转移载盘，且承载载盘及转移载盘的圆形承载平面对应圆形通槽设置。
55.如图16至图18所示，本发明的晶圆承载组件41包括承载部件、承载旋转部件、承载盘416及第一凸环4111，其中，所述承载部件竖直设置在机台1上；所述承载盘416竖直设置在承载部件的一侧，且与承载部件的侧壁沿竖直平面方向可转动地连接；所述承载旋转部件设置在承载部件上，且输出端与承载盘416连接，以便驱动承载盘416旋转运动；所述承载盘416上开设有圆形通槽；所述第一凸环4111沿着圆形通槽的边沿设置在承载盘416上，并向外凸起；所述承载载盘竖直插设在承载盘416上，并经承载盘416固定，第一凸环4111向外顶起承载载盘的承载平面，使承载平面张紧。
56.承载部件包括承载支架411、承载升降电机412及承载座413，其中，所述承载支架411竖直设置在机台1上；所述承载升降电机412竖直设置在承载支架411上，且输出端朝上设置；所述承载座413沿竖直方向可滑动地连接在承载支架411的侧壁上，并通过丝杆及丝杆座与承载升降电机412的输出轴连接，承载升降电机412驱动承载座413升降运动；所述圆形通槽贯穿承载座413的侧壁。
57.承载盘416靠近承载座413的一侧设有圆形齿轮417。
58.承载旋转部件包括承载旋转电机414、承载旋转齿轮415及承载旋转带418，其中，所述承载旋转电机414设置在承载座413的一侧壁上，且输出轴穿过承载座413延伸至承载座413的另一侧；所述承载旋转齿轮415套设承载旋转电机414的输出轴上；所述承载旋转带418套设在圆形齿轮417及承载旋转齿轮415上，并与圆形齿轮417及承载旋转齿轮415啮合连接，承载旋转齿轮415旋转时通过承载旋转带418驱动圆形齿轮417带动承载盘416旋转运动。
59.承载盘416上设有至少两个第一磁吸块419，至少两个第一磁吸块419布设于第一凸环4111的外沿，以便吸附固定承载载盘；所述承载盘416的侧壁上开设有内凹的安装槽，安装槽内嵌设固定有第一感应器4110，以便感应检测承载载盘；所述承载盘416的下部设有向外水平延伸的支台4112，竖直插设的承载载盘经支台4112承载支撑。
60.本发明的晶圆承载组件41用于提供承载载盘的支撑固定，基于晶圆载盘0的插装
工艺需求，为实现对承载载盘的位置调整，本发明的晶圆承载组件41通过承载升降电机412驱动承载座413升降运动。本发明以承载座413作为承载主体，以承载盘416作为承载载盘的支撑主体，竖直设置的承载座413上开设有圆形通槽，承载座413的侧部沿着圆形通槽的轴心方向可转动地连接有承载盘416，承载盘416上对应开设有圆形通槽，承载盘416的外侧设有圆形齿轮417，通过设置在承载座413侧壁上的承载旋转电机414驱动套设在承载旋转带418驱动承载盘416旋转运动，从而实现对承载载盘在竖直平面内的旋转运动。另外，为支撑竖直插设的承载载盘，在本发明的下部侧壁上设有向外凸起的支台4112，用以支撑竖直插装的承载载盘。同时，在承载座413侧壁上设有内嵌的槽体，并在槽体内固定有第一磁块419，通过多个布设在圆形通槽周沿的第一磁块419用以吸附固定承载载盘。另外，为检测是否插装承载载盘，避免空载，本发明的承载盘416上还设有第一感应器4110。
61.如图17、图22至图24所示，本发明的检测组件43包括检测驱动部件、检测部件及承载头439，其中，所述检测驱动部件设置在晶圆承载组件41的侧部，并在水平面内沿纵向及横向方向输出动力；所述检测部件设置在检测驱动部件的输出端上，经检测驱动部件驱动；所述承载头439设置在检测驱动部件的输出端上，并位于检测部件与晶圆承载组件41之间，承载头439的端面贴紧晶圆承载组件41，以便晶圆转移时抵住晶圆承载组件41上的承载载盘。
62.检测驱动部件包括检测直线模组431、检测底座432、检测气缸433及检测滑座434，其中，所述检测直线模组431水平设置在晶圆承载组件41的侧部；所述检测底座432设置在检测直线模组431上，并与检测直线模组431的输出端连接；所述检测气缸433沿垂直于检测直线模组431方向设置在检测底座432上；所述检测滑座434可滑动地设置在检测底座432上，并与检测气缸433的输出端连接，检测气缸433驱动检测滑座434直线运动。
63.检测部件包括检测相机435、光源436及光源盒437，其中，所述检测相机435水平设置在检测滑座434上，其镜头方向朝晶圆承载组件41方向设置；所述光源盒437设置在检测滑座434上，并位于检测相机435的镜头外侧；所述光源436包括至少两个，至少两个光源436设置在光源盒437的侧部，且其射光方向朝晶圆承载组件41设置。
64.检测滑座434靠近晶圆承载组件41一端设有竖支板438，竖支板438上开设有通孔；所述承载头439水平设置在竖支板438的侧壁上，并与通孔对应设置，承载头439为透明材质，以便检测相机435透过通孔及承载头439拍摄晶圆转移组件42上转移载盘上的晶圆。
65.本发明的检测组件43用于拍摄检测转移载盘上的晶圆，检测组件43通过检测驱动部件驱动检测部件沿水平面内纵向及横向移动，以便调整安装位置；同时，本发明在检测滑座434的端部设有竖直向上延伸的竖支板438，为避免阻挡检测部件，竖支板438上开设有左右贯通的通孔，在通孔靠近承载载盘一侧的侧壁上设有透明的承载头439，承载头439靠近承载载盘一侧为抵推平面，在进行晶圆分选时，通过检测滑座434带动承载头439同步转移部件44运动，从承载载盘的外侧抵住承载载盘的蓝膜，以免晶圆转移过程中蓝膜被过度顶推而刺穿。通过以上结构设计，既保证了晶圆转移时的拍摄检验，同时有提供了转移过程中的承载支撑；同时，通过承载头的平面支撑，在承载载盘接取晶圆过程中避免了蓝膜因抵推而形变，从而影响蓝膜其他部位的晶圆位置，防止出现其他晶圆脱离承载载盘蓝膜的情况。
66.如图19至图21所示，本发明的晶圆转移组件42包括转移承载部件及转移承载座423，其中，所述转移承载部件竖直设置在机台1上，并输出向上的动力；所述转移承载座423
竖直连接在转移承载部件的输出端上，其上开设有圆形通槽。
67.转移承载部件包括转移支座421及转移电机422，其中，所述转移支座421竖直设置在机台1上；所述转移电机422设置在转移支座421上，且输出端朝上设置；所述转移承载座423沿竖直方向可滑动地连接在转移支座421上，且与转移电机422的输出端连接，经转移电机422驱动而升降运动。
68.转移承载座423靠近晶圆承载组件41一侧的侧壁上设有载板承载环424，载板承载环424设置于转移承载座423圆形通槽的外侧，载板承载环424上内嵌有至少两个第二磁吸块426，以便吸附固定转移载盘；所述载板承载环424的下部设有向外凸起的承载台阶427，以便支撑转移载盘；所述载板承载环424上内嵌有第二感应器428，以便感应是否插装转移载盘；所述载板承载环424上设有第二凸环425，第二凸环425沿转移承载座423的圆形通槽边沿设置，并向外凸起，载板承载环424上吸附的转移载盘经第二凸环425顶推张紧。
69.本发明的晶圆转移组件42用于承载待转移晶圆的转移载盘，本发明以转移承载座423作为承载部件，转移承载座423通过下方的转移电机422驱动而升降运动，以便调整安装位置；同样的，在转移承载座423上对应的开设有圆形通槽，在圆形通槽的外沿设有载板承载环424，载板承载环424向外凸起，用于承载转移载盘，载板承载环424的下部设有承载台阶427，用于支撑竖直插装的转移载盘；同时，载板承载环424上布设有多个第二磁吸块426，通过第二磁吸块426吸附固定转移载盘，并通过嵌设在载板承载座423内的第二感应器428检测感应是否插装转移载盘。
70.如图21及图25所示，本发明的转移组件44包括转移驱动部件及转移部件，其中，所述转移部件设置在晶圆转移组件42的侧部，并在水平面内沿纵向及横向方向输出动力；所述转移部件设置在转移驱动部件的输出端上，并朝晶圆承载组件41方向来回直线运动，以便将晶圆转移组件42上转移载盘上的晶圆顶推转移至晶圆承载组件41上的承载载盘上。
71.转移驱动部件包括转移直线模组441、转移支座、转移气缸及转移滑座442，其中，所述转移直线模组441水平设置在晶圆转移组件42的侧部；所述转移支座水平连接在转移直线模组441的输出端上；所述转移气缸沿垂直于转移直线模组441方向设置在转移支座上；所述转移滑座442沿转移气缸方向可滑动地设置在转移支座上，并与转移气缸的输出端连接。
72.转移部件包括转移电机443、转移轴444、转移座445及转移帽446，其中，所述转移电机443设置在转移滑座442上；所述转移轴444水平连接在转移电机443的输出端上，并经转移电机443驱动而来回直线运动；所述转移座445设置在转移电机443的外侧，所述转移轴444穿过转移座445朝晶圆承载组件41方向延伸；所述转移帽446连接在转移座445的端部，转移帽446内水平设有顶针，顶针与所述转移轴444连接；所述转移帽446的端面设有针孔，针孔的周围布设有至少两个吸孔；所述顶针经转移轴444驱动而穿过针孔抵推转移晶圆，吸孔从周沿吸附固定转移载盘。
73.本发明的转移组件44用于执行晶圆转移动作，转移组件44设置在晶圆转移组件42的外侧，并整体在水平面内沿纵向及横向方向直线运动，以便配合转移组件44的升降运动将转移载盘内蓝膜上不同位置的晶圆顶推至承载载盘的蓝膜上；具体地，本发明的转移组件44通过转移帽446作为转移平面，转移帽446靠近转移载盘的端面中部开设有针孔，通过转移电机443的转移轴444驱动顶针穿过针孔将转移载盘上的晶圆抵推至承载载盘上，同时
通过针孔周围布设的气孔在转移的晶圆周围形成真空负压吸附住转移载盘的蓝膜，避免抵推过程中蓝膜形变而影响到周围晶圆位置，造成其他晶圆脱离蓝膜的情况。
74.进一步地，作为本发明的一个实施例，本发明承载环424及承载盘416上设置的凸环分别向外凸起0.5mm，同时承载盘416及承载环424上分别对应地设有第一凸环4111及第二凸环425，第一凸环4111及第二凸环425分别设置在圆形通槽的外沿，并向外凸起0.5mm；使得插装后的转移载盘及承载载盘之间相互间隙维持0.5mm，从而保证晶圆快速转移。另外，通过第一凸环4111及第二凸环425使得插装后的承载载盘及转移载盘上的蓝膜分别向外凸起，使得两者的蓝膜平面维持张紧状态，能够有效地避免因蓝膜表面褶皱导致的晶圆检测位置与晶圆实际位置出现的位置偏差，而影响晶圆分选的情况。
75.一种直推式晶圆分选机的晶圆分选工艺，包括如下工艺步骤：s1、满载盘上料：载盘搬运机构从料盒内取出待分选的转移载盘，并将其竖直插设在晶圆承载组件内；s2、空载盘上料：载盘搬运机构从料盒内取出空置的承载转盘，并将其竖直插设在晶圆转移组件内；s3、载盘插装检测及固定：步骤s1及s2中转移转盘及承载转盘插装后，晶圆承载组件及晶圆转移组件进行盘检测，如检测无载盘则重复步骤s1和/或步骤s2；晶圆承载组件及晶圆转移组件将插入后的转移载盘及承载载盘吸附固定；s4、载盘位置角度调整：步骤s3中固定后的转移载盘或承载载盘分别经晶圆承载组件及晶圆转移组件在竖直平面内调整位置及角度；s5、晶圆检测：设置于晶圆承载组件外侧的检测组件穿过晶圆承载组件及承载转盘拍摄转移载盘上的晶圆，并将拍摄图案上传至工控中心；s6、晶圆转移：步骤s5中工控中心分析转移载盘上的晶圆分布情况后，发出控制指令给检测组件及转移组件，其中，转移组件从晶圆转移组件的外侧顶推转移载盘，将其上的一种晶圆抵推转移至承载载盘上，并经检测组件从另一侧承载；s7、载盘更换：步骤s6中转移载盘上的同一种晶圆转移完成后，载盘搬运机构将承载载盘抽出并转移至料盒内，并从料盒内重新取出空置的承载载盘插入晶圆承载组件内；s8、晶圆分选：步骤s7中承载载盘插装完成后，重复步骤s3至s6，转移组件将转移载盘上另一种晶圆转移至承载载盘上，如此循环，直至将转移载盘所有同类的晶圆转移至不同的承载载盘上。
76.本发明的实施例只是介绍其具体实施方式，不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改，故凡依照本发明专利范围所做的等效变化或修饰，均属于本发明专利权利要求范围内。

技术特征：

1.一种直推式晶圆分选机，包括水平设置的机台（1）以及设置在机台（1）上的料盒（2），料盒（2）包括至少两个，至少两个料盒（2）的顶部为开放面，其特征在于：还包括载盘搬运机构（3）及晶圆转移机构（4），其中，所述料盒（2）的两个对称设置的内侧壁上分别设有至少两条卡槽，至少两条卡槽沿竖直方向设置，并向上延伸至料盒（2）的顶部开放面处，以便上下取放晶圆载盘；所述晶圆转移机构（4）包括至少两组，至少两组晶圆转移机构（4）设置在料盒（2）的侧部；所述载盘搬运机构（3）架设载料盒（2）及晶圆转移机构（4）上，载盘搬运机构（3）从料盒（2）内取出待分选的晶圆载盘并将其搬运至晶圆转移机构（4）内，并将晶圆转移机构（4）内分选完成后的晶圆载盘搬运回料盒（2）；所述晶圆转移机构（4）包括晶圆承载组件（41）、晶圆转移组件（42）、检测组件（43）及转移组件（44），其中，所述晶圆承载组件（41）及晶圆转移组件（42）间隔设置，两者之间形成插装空间，以便分别插放承载载盘及转移载盘；所述检测组件（43）及转移组件（44）分别设置在载晶圆承载组件（41）及晶圆转移组件（42）的侧部；所述检测组件（43）从外侧抵住承载转盘的接晶粒部位，并检测转移载盘上的晶圆；所述转移组件从外侧将转移载盘上的晶粒分选转移至承载载盘上。2.根据权利要求1所述的一种直推式晶圆分选机，其特征在于：所述载盘搬运机构（3）包括机架（31）、第一直线模组（32）、第二直线模组（33）及载盘搬运组件（34），其中，所述机架（31）架设在机台（1）上；所述第一直线模组（32）水平设置在机架（31）上；所述第二直线模组（33）沿垂直于第一直线模组（32）方向连接在第一直线模组（32）的输出端；所述载盘搬运组件（34）连接在第二直线模组（33）的输出端上，载盘搬运组件（34）经第一直线模组（32）及第二直线模组（33）驱动而在水平面内沿纵向及横向方向直线运动。3.根据权利要求2所述的一种直推式晶圆分选机，其特征在于：所述载盘搬运组件（34）包括前后设置的两组夹盘部件，搬运组件（34）沿竖直方向升降运动，以便靠近料盒（2）或晶圆转移机构（4），取放晶圆载盘（0）；所述搬运组件（34）通过柔性环槽导向限位晶圆载盘（0）。4.根据权利要求1所述的一种直推式晶圆分选机，其特征在于：所述晶圆载盘（0）为板状结构，其中部为圆形的承载平面，承载平面内布设有至少两颗晶圆；所述晶圆载板（0）的外侧为刚性支撑部位，以便夹取搬运。5.根据权利要求1所述的一种直推式晶圆分选机，其特征在于：所述晶圆承载组件（41）及晶圆转移组件（42）竖直设置，晶圆承载组件（41）及晶圆转移组件（42）平行间隔设置，两者上对应开设有圆形通槽；所述晶圆承载组件（41）内竖直插设承载载盘，所述晶圆转移组件（42）内竖直插设有转移载盘，且承载载盘及转移载盘的圆形承载平面对应圆形通槽设置。6.根据权利要求1所述的一种直推式晶圆分选机，其特征在于：所述晶圆承载组件（41）包括承载部件、承载旋转部件、承载盘（416）及第一凸环（4111），其中，所述承载部件竖直设置在机台（1）上；所述承载盘（416）竖直设置在承载部件的一侧，且与承载部件的侧壁沿竖直平面方向可转动地连接；所述承载旋转部件设置在承载部件上，且输出端与承载盘（416）连接，以便驱动承载盘（416）旋转运动；所述承载盘（416）上开设有圆形通槽；所述第一凸环
（4111）沿着圆形通槽的边沿设置在承载盘（416）上，并向外凸起；所述承载载盘竖直插设在承载盘（416）上，并经承载盘（416）固定，第一凸环（4111）向外顶起承载载盘的承载平面，使承载平面张紧。7.根据权利要求1所述的一种直推式晶圆分选机，其特征在于：所述检测组件（43）包括检测驱动部件、检测部件及承载头（439），其中，所述检测驱动部件设置在晶圆承载组件（41）的侧部，并在水平面内沿纵向及横向方向输出动力；所述检测部件设置在检测驱动部件的输出端上，经检测驱动部件驱动；所述承载头（439）设置在检测驱动部件的输出端上，并位于检测部件与晶圆承载组件（41）之间，承载头（439）的端面贴紧晶圆承载组件（41），以便晶圆转移时抵住晶圆承载组件（41）上的承载载盘。8.根据权利要求1所述的一种直推式晶圆分选机，其特征在于：所述晶圆转移组件（42）包括转移承载部件及转移承载座（423），其中，所述转移承载部件竖直设置在机台（1）上，并输出向上的动力；所述转移承载座（423）竖直连接在转移承载部件的输出端上，其上开设有圆形通槽。9.根据权利要求1所述的一种直推式晶圆分选机，其特征在于：所述转移组件（44）包括转移驱动部件及转移部件，其中，所述转移部件设置在晶圆转移组件（42）的侧部，并在水平面内沿纵向及横向方向输出动力；所述转移部件设置在转移驱动部件的输出端上，并朝晶圆承载组件（41）方向来回直线运动，以便将晶圆转移组件（42）上转移载盘上的晶圆顶推转移至晶圆承载组件（41）上的承载载盘上。10.一种如权利要求1至9中任一项所述的直推式晶圆分选机的晶圆分选工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：s1、满载盘上料：载盘搬运机构从料盒内取出待分选的转移载盘，并将其竖直插设在晶圆承载组件内；s2、空载盘上料：载盘搬运机构从料盒内取出空置的承载转盘，并将其竖直插设在晶圆转移组件内；s3、载盘插装检测及固定：步骤s1及s2中转移转盘及承载转盘插装后，晶圆承载组件及晶圆转移组件进行盘检测，如检测无载盘则重复步骤s1和/或步骤s2；晶圆承载组件及晶圆转移组件将插入后的转移载盘及承载载盘吸附固定；s4、载盘位置角度调整：步骤s3中固定后的转移载盘或承载载盘分别经晶圆承载组件及晶圆转移组件在竖直平面内调整位置及角度；s5、晶圆检测：设置于晶圆承载组件外侧的检测组件穿过晶圆承载组件及承载转盘拍摄转移载盘上的晶圆，并将拍摄图案上传至工控中心；s6、晶圆转移：步骤s5中工控中心分析转移载盘上的晶圆分布情况后，发出控制指令给检测组件及转移组件，其中，转移组件从晶圆转移组件的外侧顶推转移载盘，将其上的一种晶圆抵推转移至承载载盘上，并经检测组件从另一侧承载；s7、载盘更换：步骤s6中转移载盘上的同一种晶圆转移完成后，载盘搬运机构将承载载盘抽出并转移至料盒内，并从料盒内重新取出空置的承载载盘插入晶圆承载组件内；s8、晶圆分选：步骤s7中承载载盘插装完成后，重复步骤s3至s6，转移组件将转移载盘上另一种晶圆转移至承载载盘上，如此循环，直至将转移载盘所有同类的晶圆转移至不同的承载载盘上。

技术总结

本发明公开了一种直推式晶圆分选机及其晶圆分选工艺，包括水平设置的机台以及设置在机台上的料盒，料盒包括至少两个，至少两个料盒的顶部为开放面，还包括载盘搬运机构及晶圆转移机构；晶圆转移机构包括至少两组，至少两组晶圆转移机构设置在料盒的侧部；载盘搬运机构架设载料盒及晶圆转移机构上；晶圆转移机构包括晶圆承载组件、晶圆转移组件、检测组件及转移组件，晶圆承载组件及晶圆转移组件间隔设置；检测组件及转移组件分别设置在载晶圆承载组件及晶圆转移组件的侧部；检测组件从外侧抵住承载转盘的接晶粒部位。本发明采用近间隙竖向插装载盘，实现了自动检测及晶圆转移承载于一体，通过顶针直推实现晶粒快速转移，有效提升晶圆分选效率。升晶圆分选效率。升晶圆分选效率。