专利名称：一种用来挑拣晶圆的机械手臂机构的制作方法
一种用来挑拣晶圆的机械手臂机构技术领域
本发明属于晶圆检测技术领域，尤其涉及一种用来挑拣晶圆的机械手臂机构。
技术背景
现有的晶圆检测大多需要两道检测程序，第一道检测程序先以低倍率的检测镜 头快速检测是否有较明显、较大之瑕疵，通过第一道检测程序的晶圆，再实施第二道检 测程序以高倍率的检测镜头仔细检测是否细微瑕疵。当检测进行时，晶圆先放置于一低 倍率晶圆检测平台上，利用该低倍率镜头逐一针对晶圆上的晶粒进行检测，待晶粒通过 低倍率镜头检测后，再以一具有真空吸盘的机械手臂，利用真空吸附检测完成的晶粒， 将晶粒运送至高倍率晶圆检测平台处放下，再进行高倍率检测程序。
现有挑拣的晶圆机械手臂皆为单臂式机械手臂，例如图1所示的一种现有的三 轴机械手臂，该机械手臂1于机台上针对XYZ三轴向设有位移机构2，该机械手臂1端部 具有一真空吸盘3可以真空吸附目标晶粒。藉此，该机械手臂1利用该三轴向位移机构 2移动至目标晶粒上方，以真空吸盘3自低倍率晶圆检测平台4吸附目标晶粒，移动至高 倍率晶圆检测平台5放下目标晶粒，再移回低倍率晶圆检测平台4重复晶粒的搬运动作。
然而，现有机械手臂单一搬运动作周期包含X轴、Y轴和Z轴方向位移至目标 晶粒、真空吸盘吸取晶粒、X轴、Y轴和Z轴方向位移至另一检测平台、放下并排列晶 粒，如此才能完成一次晶粒移动，搬运速度较慢，且3轴轨道加上驱动马达装置所需安 装空间大；再者，因需要精准定位，三轴向位移机构皆需使用步进马达或伺服马达，其 制造成本高。发明内容
本发明的目的在于提供一种用来挑拣晶圆的机械手臂机构，旨在解决现有的单 臂式机械手臂搬运速度较慢、需要的安装空间大以及制造成本高的问题。
本发明是这样实现的，一种用来挑拣晶圆的机械手臂机构，所述的机械手臂机 构包括一旋转装置、一旋转臂和二升降装置，其中
所述旋转装置具有一可旋转的转轴；
所述旋转臂设置于所述转轴端部，向所述旋转装置两侧延伸，所述旋转臂可受 所述转轴带动而旋转；
所述二升降装置分别设置于所述旋转臂两端，所述二升降装置分别与一真空吸 盘连结，用来带动所述真空吸盘产生垂直升降动作。
其中，所述旋转装置为一种可控制其转动角度的马达。
其中，所述旋转臂为一水平杆体，其中央设有一轴孔，用来垂直于所述转轴轴 心方向与所述转轴固接。
其中，该升降装置为一动力缸装置。
更具体的，所述升降装置的轴端设有一端座，该端座的末端用来设置所述真空3吸盘。
更具体的，所述升降装置更包含有一行程测量装置，用来回传所述升降装置的 动作距离。
本发明克服现有技术的不足，提供的机械手臂机构可在单一作动周期内完成两 次晶粒移动，效率高于现有的单一机械手臂，可大幅降低搬运所需等待的时间；再者， 本发明提供的机械手臂机构搭配可转动及位移的检测平台，更可简化机械手臂所需的动 作及运动所需时间，提高检测效率。
图1是现有机械手臂的立体外观示意图2是本发明实施例的机械手臂机构立体外观组合示意图3是本发明实施例的机械手臂机构立体外观分解示意图4是本发明实施例的机械手臂机构实施状态示意图5是本发明实施例的机械手臂机构升降装置动作示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中各种不同对象按适于说明的比例、尺寸、变形量或位移量而描 绘，而非按实际组件的比例予以绘制
如图2和图3所示，为本发明实施例的可快速挑拣晶圆的机械手臂机构，包 括
一旋转装置10，其具有一可旋转的转轴11，该旋转装置10为一种可以控制其转 动角度的马达，如步进马达、伺服马达或DC马达；
一旋转臂20，其于该转轴11的端部上设有一往该旋转装置10两侧延伸的旋转臂 20，该旋转臂20为一水平杆体，其中央穿设有一轴孔21可供该转轴11安装，以垂直于 转轴11轴心方向与该转轴11固接；
二升降装置30，其为于该旋转臂20两端各设置的一可产生垂直升降动作的升降 装置30，该升降装置30可为一动力缸，例如气动缸或油压缸等，其缸体31安装固定于该 旋转臂20上，且其轴端32可沿平行于该转轴11的轴心方向伸展或缩入；其中，该升降 装置30更包含有一行程测量装置33，用来回传该升降装置30的动作距离者；
二端座40，其为于各升降装置30的轴端32各设置的一端座40，该端座40沿该 旋转臂20轴向往外延伸设置，且该端座40可供一真空吸盘41安装于其上；其中，该端 座40可通过调整其安装位置，以达到改变该真空吸盘41与转轴11轴心距离的目的。
再请参阅图4所示，其为本发明实施例的可快速挑拣晶圆的机械手臂机构实施 状态示意图，于一机台50上设有一低倍率晶圆检测平台51及一高倍率晶圆检测平台52， 检测平台上可供待检测晶圆60置放固定，且对应各检测平台上各设有至少一检测镜头 53，该检测镜头53可对晶圆60的晶粒61作逐一检测；其中，本发明实施例的机械手臂机构可设置于该低倍率晶圆检测平台51及高倍率晶圆检测平台52间。
其中，该低倍率晶圆检测平台51及高倍率晶圆检测平台52可产生旋转转动及径 向平移动作；通过平台的旋转转动，可针对同一圆周上的晶粒61逐一位移到检测镜头53 下方进行检测；当同一圆周上的晶粒61检测完成后，该平台的径向平移动作可更换至不 同圆周位置，以对另一圆周上的晶粒61进行检测；如此，该检测镜头53即可逐一检测晶 圆60上的每一晶粒61。
本发明实施例的机械手臂机构可设置于该低倍率晶圆检测平台51及高倍率晶圆 检测平台52间，其旋转臂20两端的真空吸盘41分别对应设于晶粒检测完成位置M及晶 粒待检测位置55的上方，当目标晶粒于低倍率晶圆检测平台51上完成检测后，该低倍率 晶圆检测平台51进行转动以使目标晶粒进入晶粒检测完成位置M，并使下一晶粒进入检 测镜头53的检测范围。如图5所示，此时，该升降装置30可带动该端座40与真空吸盘 41下降，并以真空吸附固定住目标晶粒后，该升降装置30再次带动真空吸盘41与目标晶 粒升起。利用该旋转装置10驱动使该旋转臂20转动至高倍率晶圆检测平台52的晶粒待 检测位置55上方，此时低倍率晶圆检测平台51上的下一晶粒也已经完成检测，并随平台 转动而进入该晶粒检测完成位置M，各升降装置30分别带动二真空吸盘41下降，并分别 将目标晶粒放下至晶粒待检测位置阳，及自晶粒检测完成位置M吸附固定住下一晶粒， 重复进行上述升降、旋转及吸附放下等动作，可将该低倍率晶圆检测平台51上完成检测 的晶粒，快速搬运至高倍率晶圆检测平台52再进行检测。
本发明实施例的机械手臂机构可在单一作动周期内完成两次晶粒61的移动，效 率高于传统单一机械手臂，可大幅降低搬运所需等待的时间；再者，搭配可转动及位移 的检测平台，更可简化机械手臂所需的动作及运动所需时间。
再者，由于晶圆60及晶粒61本身相当脆弱，施力过当时容易受损破裂，因此一 般来说，真空吸盘41的吸附力仅有2 3克的力量；而本发明实施例的升降装置30更包 含有一行程测量装置33，以回传该升降装置30的动作距离，可精密控制单一真空吸盘41 的正确升降高度，避免机械手臂动作过大，造成晶圆60及晶粒61受损。
由于各检测平台的高度受到安装位置及晶圆承载工具的影响，有可能会出现高 低位差的情形发生，本发明实施例中的行程测量装置33可于作业前先行量测检测平台高 低位差，以输入控制计算机中进行校正，该二真空吸盘41受升降装置30带动时，通过行 程测量装置33的设置可将平台高低位差计算入行程补偿量，确实避免检测平台高低位差 的问题。
此外，本发明实施例的机械手臂机构采模块化设计，针对不同尺寸的机器，该 旋转装置10、旋转臂20、升降装置30及真空吸盘41可共享同一零件，只需更换不同尺 寸的端座40，即可以调整该真空吸盘41与转轴11轴心的距离。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之 内。
权利要求
1.一种用来挑拣晶圆的机械手臂机构，其特征在于，所述的机械手臂机构包括一 旋转装置、一旋转臂和二升降装置，其中所述旋转装置具有一可旋转的转轴；所述旋转臂设置于所述转轴端部，向所述旋转装置两侧延伸，所述旋转臂可受所述 转轴带动而旋转；所述二升降装置分别设置于所述旋转臂两端，所述二升降装置分别与一真空吸盘连 结，用来带动所述真空吸盘产生垂直升降动作。
2.根据权利要求1所述的机械手臂机构，其特征在于，所述旋转装置为一种可控制其 转动角度的马达。
3.根据权利要求1所述的机械手臂机构，其特征在于，所述旋转臂为一水平杆体，其 中央设有一轴孔，用来垂直于所述转轴轴心方向与所述转轴固接。
4.根据权利要求1所述的机械手臂机构，其特征在于，该升降装置为一动力缸装置。
5.根据权利要求4所述的机械手臂机构，其特征在于，所述升降装置的轴端设有一端 座，该端座的末端用来设置所述真空吸盘。
6.根据权利要求4所述的机械手臂机构，其特征在于，所述升降装置更包含有一行程 测量装置，用来回传所述升降装置的动作距离。
全文摘要
本发明适用于晶圆检测技术领域，提供了一种用来挑拣晶圆的机械手臂机构，所述的机械手臂机构包括一旋转装置、一旋转臂和二升降装置，其中所述旋转装置具有一可旋转的转轴；所述旋转臂设置于所述转轴端部，向所述旋转装置两侧延伸，所述旋转臂可受所述转轴带动而旋转；所述二升降装置分别设置于所述旋转臂两端，所述二升降装置分别与一真空吸盘连结，用来带动所述真空吸盘产生垂直升降动作。本发明提供的机械手臂机构可在单一作动周期内完成两次晶粒移动，效率高于现有的单一机械手臂，可大幅降低搬运所需等待的时间；再者，本发明提供的机械手臂机构搭配可转动及位移的检测平台，更可简化机械手臂所需的动作及运动所需时间，提高检测效率。
文档编号B25J15/06GK102019614SQ20091019012
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月9日 优先权日2009年9月9日
发明者温俊熙 申请人:致茂电子(苏州)有限公司