用于整理料盒内晶片的整理装置及具有其的半导体设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于整理料盒内晶片的整理装置，用于在位于腔体内的料盒完成升降旋转动作到达预定工位后对料盒内的晶片进行整理，包括：整片板，用于整理所述料盒内的晶片；第一驱动部件，所述第一驱动部件设在所述腔体上方且所述第一驱动部件的下端伸入所述腔室内，以驱动所述整片板在所述腔室内沿竖直方向移动；和第二驱动部件，所述第二驱动部件分别与所述整片板和所述第一驱动部件的下端连接，所述第二驱动部件用于驱动所述整片板在所述腔室内沿水平方向移动。根据本发明的用于整理料盒内晶片的整理装置，整片效率高，无需加高腔体的高度，充分利用了现有空间。本发明还公开了一种半导体设备。
【专利说明】用于整理料盒内晶片的整理装置及具有其的半导体设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种用于整理料盒内晶片的整理装置及具有其的半导体设备。
【背景技术】
[0002]在半导体和LED行业中，需要自动取放片装置实现晶片的自动取放。自动取放片装置包括通用的机械手臂，通过机械手臂末端的吸盘吸附晶片，并完成伸缩、旋转等操作，最终把传输腔料盒内的晶片精确地放到反应腔石墨盘上的工位槽内，为了定位装片与放片工位，一般要有与机械手臂配合的升降、旋转装置。但是，料盒在升降旋转过程中，料盒内的晶片极易偏离初始位置，变得不齐整，从而导致机械手臂取片后不能将晶片精确的放到石墨盘的工位槽内。因此，在料盒完成升降旋转动作到达预定工位后，需要一种料盒晶片的整理系统对料盒内的晶片进行整理，从而使机械手臂能够精确的将晶片放到工位槽内。
[0003]一种传统的料盒内晶片的整理系统由旋转气缸、磁流体、旋转轴及整片板构成。在对料盒内晶片整理的过程中，需要托盘升降旋转机构配合。这种整理系统虽然结构简单，但是却存在如下两个缺点:1)旋转气缸每旋转一次只能整理一个晶片，整片效率低；2)在整片系统整理晶片过程中，需要托盘升降旋转机构来配合整理晶片，控制过程较为复杂，进一步影响了整片效率。
[0004]另一种传统的料盒内晶片的整理系统由伸缩气缸、波纹管、伸缩轴及整片板构成。整理系统整片效率高且整片过程中不需要托盘频繁升降，但是，该整理系统也存在两个缺点:1)料盒晶片整理系统与机械手在同一个方向上，占用空间较大，需要传输腔室加高，料盒升降行程加大；2)通过伸缩气缸伸缩直接整理料盒内晶片，伸缩气缸行程控制精度相对较差，从而影响整片效率。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0006]为此，本发明的一个目的在于提出一种用于整理料盒内晶片的整理装置，所述整理装置整片效率高且可充分利用腔体的高度，无需增高腔体。
[0007]本发明的另一个目的在于提出一种具有上述用于整理料盒内晶片的整理装置的半导体设备。
[0008]根据本发明第一方面实施例的用于整理料盒内晶片的整理装置，用于在位于腔体内的料盒完成升降旋转动作到达预定工位后对料盒内的晶片进行整理，包括:整片板，用于整理所述料盒内的晶片；第一驱动部件，所述第一驱动部件设在所述腔体上方且所述第一驱动部件的下端伸入所述腔室内，以驱动所述整片板在所述腔室内沿竖直方向移动；和第二驱动部件，所述第二驱动部件分别与所述整片板和所述第一驱动部件的下端连接，所述第二驱动部件用于驱动所述整片板在所述腔室内沿水平方向移动。
[0009]根据本发明实施例的用于整理料盒内晶片的整理装置，第一驱动部件驱动整片板移动至整片位，第二驱动部件驱动整片板进行整片操作，在整片过程中，整片板可一次性对一个料盒内的所有晶片进行整理，且不需要升降机构连续上升配合整片板整片，从而大大提高了整片效率，同时，整理装置在保证一定整片效率的条件下，通过将第一驱动部件与机械手设在腔体的不同侧，例如第一驱动部件设在腔体的上方，而机械手设在腔体的右侧，与传统驱动部件和机械手设在同一侧例如均设在左侧的方式相比，无需加大腔体的高度，从而使整理装置的结构变得更加紧凑、合理，充分利用现有空间，避免造成空间上的浪费。
[0010]另外，根据本发明的用于整理料盒内晶片的整理装置，还可以具有如下附加技术特征:
[0011 ] 在本发明的一个实施例中，所述第一驱动部件包括:伸缩缸，所述伸缩缸设在所述腔体上方；升降轴，所述升降轴的上端与所述伸缩缸相连且所述升降轴的下端伸入所述腔室内，所述第二驱动部件分别与所述整片板和所述升降轴的下端连接。
[0012]可选地，所述伸缩缸为伸缩气缸或伸缩油缸。
[0013]在本发明的一个实施例中，所述第二驱动部件包括:电机，所述电机安装在所述升降轴的下端；和曲柄机构，所述曲柄机构由所述电机驱动，且所述曲柄机构与所述整片板相连以驱动所述整片板沿水平方向移动。
[0014]在本发明的一个实施例中，所述整理装置还包括支架，所述支架安装在所述升降轴的下端，所述支架上设有滑道，所述曲柄机构包括滑块，所述曲柄机构通过所述滑块与所述整片板相连，且所述滑块配合在所述滑道内。
[0015]可选地，所述腔体的顶壁上设有波纹管，所述升降轴穿过所述波纹管。
[0016]在本发明的一个实施例中，所述整片板为弧形板，所述弧形板设置为沿远离所述料盒的方向凸出且所述弧形板的长度方向平行于竖直方向。
[0017]可选地，所述整理装置还可包括稳定杆，所述稳定杆的两端分别与所述支架和所述升降轴相连，用以在稳定杆、支架和升降轴之间形成三角稳定支撑结构。
[0018]根据本发明实施例的用于整理料盒内晶片的整理装置，无需升降机构频繁升降定位配合，整片板一次伸缩到位且作一次往复直线运动就可整理一个料盒内的所有晶片，大大提高了整片效率，同时通过设置曲柄机构驱动整片板，提高了整片板的定位精度，从而提高了整片效果，方便机械手抓取操作，另外，第一驱动部件与机械手设在腔体的不同侧，具体而言，第一驱动部件设置在腔体的上方，而机械手设置在腔体的右侧，从而有效减小了腔体的高度，使腔体内的空间能够被更加充分、合理地利用，避免空间上的浪费。
[0019]根据本发明第二方面实施例的半导体设备，半导体设备包括:腔体，所述腔体具有腔室，料盒容纳在腔室内；升降机构，用于当需要对腔室内的料盒进行整理时，带动位于其上的料盒升至整片高度；机械手，用于抓取所述料盒内的晶片，其中所述机械手设在所述腔体的外部；以及根据本发明上述第一方面实施例中的用于整理料盒内晶片的整理装置。
[0020]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:[0022]图1是根据本发明实施例的用于整理料盒内晶片的整理装置的结构示意图。【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0024]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的整理装置或元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发明的限制。
[0025]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
[0026]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
[0027]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0028]下面参考图1描述根据本发明实施例的用于整理料盒200内晶片210的整理装置100。根据本发明实施例的整理装置100，用于在位于腔体I内的料盒200完成升降旋转动作到达预定工位后，对料盒200内的晶片210进行整理，如图1所示，其中腔体I内具有用于容纳料盒200的腔室11，升降机构2用于升降旋转腔室11内位于其上的料盒200，机械手3用于抓取腔室11内的料盒200内的晶片210，其中机械手3可设置在腔体I的左侧或右侧，例如在本发明的一个示例中，如图1所示，机械手3设置在腔体I的右侧。
[0029]根据本发明实施例的用于整理料盒200内晶片210的整理装置100，包括整片板
4、第一驱动部件5和第二驱动部件。
[0030]整片板4位于腔室11内，用于整理料盒200内的晶片210。第一驱动部件5设在腔体I上方且第一驱动部件5的下端伸入腔室11内，以驱动整片板4在腔室11内沿竖直方向移动至整片高度(整片位)。第二驱动部件分别与整片板4和第一驱动部件5的下端连接，第二驱动部件用于驱动整片板4在腔室11内沿水平方向移动。
[0031]在整理装置100对料盒200内的晶片210进行整理操作时，首先升降机构2带动其上的料盒200向上运动至预先设定的机械手3的取片位，也就是上述的预定工位，第一驱动部件5驱动位于其下方的整片板4向下(或向上)运动至预先设定的整片位，此时整片板4对准料盒200内的晶片210，第二驱动部件开始工作并驱动整片板4沿水平方向移动，即驱动整片板4沿水平方向作往复直线运动，这样整片板4靠近料盒200的一面即可对料盒200内的晶片210进行挤压操作以使料盒200内的晶片210移动恢复至正确位置，使料盒200内的晶片210变得整齐，完成整片操作，方便机械手3下一步的取片操作。这里，需要说明的是，机械手3的取片高度与整片板4的整片高度为同一高度，这样在整片板4完成整片操作后机械手3可直接抓取晶片210，无需升降机构2升降配合。
[0032]根据本发明实施例的用于整理料盒200内晶片210的整理装置100，第一驱动部件5驱动整片板4移动至整片位，第二驱动部件驱动整片板4进行整片操作，在整片过程中，整片板4可一次性对一个料盒200内的所有晶片210进行整理，且不需要升降机构2连续上升配合整片板4整片，从而大大提高了整片效率，同时，整理装置100在保证一定整片效率的条件下，通过将第一驱动部件5与机械手3设在腔体I的不同侧，例如第一驱动部件5设在腔体I的上方，而机械手3设在腔体I的右侧，与传统驱动部件和机械手设在同一侧例如均设在左侧的方式相比，无需加大腔体I的高度，从而使整理装置100的结构变得更加紧凑、合理，充分利用现有空间，避免造成空间上的浪费。
[0033]在本发明的一个实施例中，整片板4为弧形板，弧形板设置为沿远离料盒200的方向凸出且弧形板4的长度方向平行于竖直方向。换言之，整片板4沿竖直方向具有预定长度且水平截面被构造成与晶片210轮廓适配的弧形，其中整片板4沿竖直方向具有预定长度可以理解为整片板4的长度长于料盒200的高度，也就是说，整片板4做一次水平往复直线运动即可对一个料盒200内的所有晶片210进行整理。可以理解，整片板4沿竖向的长度可以根据不同料盒200的高度来改变以适应不同的料盒200，从而进行一次整片动作即可对一个料盒200内的全部晶片210整理归位，大大提高了整片效率。
[0034]如图1所示，第二驱动件部件分别与整片板4和升降轴52的下端连接。具体地，第二驱动部件设在升降轴52的中下部，其中第二驱动部件的一端与整片板4相连，由此升降轴52通过带动位于其中下部并与整片板4相连的第二驱动部件上下移动，从而实现整片板4的上下移动。
[0035]其中第一驱动部件5包括伸缩缸51和升降轴52,伸缩缸51设在腔体I上方,伸缩缸51可以是伸缩气缸，当然也可以是伸缩油缸。升降轴52的上端与伸缩缸51相连且升降轴52的下端伸入腔室11内，具体地，如图1所示，升降轴52的下端穿过腔体I的顶壁，其中第二驱动部件的一端设在升降轴52的中下部且另一端与整片板4相连，有利地，为了密封升降轴52与腔体I的顶壁，可在腔体I的顶壁上设有波纹管53，升降轴52的下端分别穿过波纹管53和腔体I的顶壁伸入到腔室11内。当然，本发明并不限于此，在本发明的另一个实施例中，也可在腔体I的顶壁上设置磁流体用于密封，图未示出。
[0036]第二驱动部件没有特殊要求，只要能满足驱动整片板4沿水平方向往复运动即可。例如在本发明的一个示例中，第二驱动部件包括电机61和曲柄机构62，电机61安装在升降轴52的下端，曲柄机构62由电机61驱动，且曲柄机构62与整片板4相连以驱动整片板4沿水平方向移动。优选地，如图1所示，曲柄机构62的滑块与整片板4的中部相连，由此可以更好地保持整片板3的平衡，提高整片效率。其中曲柄机构62的结构以及工作原理等已为现有技术，这里不再详细描述。可以理解，对于第二驱动部件而言，只要能够实现驱动整片板4沿水平方向作往复直线运动即可，也就是说第二驱动部件不限于上述实施例中的曲柄机构62，对于其它可以实现整片板4水平往复运动的驱动机构同样适用。
[0037]进一步地，整理装置100还包括支架7，支架7安装在升降轴52的下端，支架7上设有滑道，曲柄62机构包括滑块，曲柄机构62通过滑块与整片板4相连，且曲柄机构62的滑块配合在所述滑道内以将曲柄的圆周运动转换为滑块的直线往复运动。更进一步地，支架7还具有稳定杆63，稳定杆63的两端分别与支架7和升降轴52相连，用以在稳定杆63、支架7和升降轴52之间形成三角稳定支撑结构。由此，大大提高了支架7的稳定性,从而保证了整理装置100工作的连续性。
[0038]下面参考图1简单描述根据本发明实施例的用于整理料盒200内晶片210的整理装置100的工作过程，为描述方便、清楚，以第一驱动部件5包括伸缩气缸和升降轴52、第二驱动部件为电机61和曲柄机构62为例进行说。
[0039]I)升降机构2带动料盒200上升至机械手3取片位；
[0040]2)伸缩气缸驱动升降轴52升降从而带动位于升降轴52下端的整片板4到达整片位；
[0041]3)电机61驱动曲柄机构62运动，即驱动曲柄机构62的曲柄带动滑块沿水平方向作一次往复直线运动，滑块进而带动整片板4作一次往复直线运动以挤压料盒200内的晶片210至正确位置，使晶片210整齐，从而完成对一个料盒200内所有晶片210的整理；
[0042]4)更换下一个装满晶片210的料盒200，重复上述步骤I)、步骤2)和步骤3)。
[0043]根据本发明实施例的用于整理料盒200内晶片210的整理装置100，无需升降机构2频繁升降定位配合，整片板4 一次伸缩到位且作一次往复直线运动就可整理一个料盒200内的所有晶片210，大大提高了整片效率，同时通过设置曲柄机构6驱动整片板4，提高了整片板4的定位精度，从而提高了整片效果，方便机械手3抓取操作，另外，第一驱动部件5与机械手3设在腔体I的不同侧，具体而言，第一驱动部件5设置在腔体I的上方，而机械手3设置在腔体I的右侧，从而有效减小了腔体I的高度，使腔体I内的空间能够被更加充分、合理地利用，避免空间上的浪费。
[0044]根据本发明实施例的半导体设备，包括腔体1、升降机构2、机械手3和根据本发明上述实施例中描述的用于整理料盒200内晶片210的整理装置100。其中腔体I具有腔室11，料盒200容纳在腔室11内，升降机构2用于当需要对腔室11内的料盒200进行整理时，带动位于其上的料盒200升至整片高度，机械手3用于抓取料盒200内的晶片210，其中机械手3设在腔体I的外部。
[0045]根据本发明实施例的半导体设备的其它构成以及操作等已为本领域内的普通技术人员所熟知，这里不再详细描述。
[0046]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0047]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种用于整理料盒内晶片的整理装置，用于在位于腔体内的料盒完成升降旋转动作到达预定工位后对料盒内的晶片进行整理，其特征在于，包括: 整片板，用于整理所述料盒内的晶片； 第一驱动部件，所述第一驱动部件设在所述腔体上方且所述第一驱动部件的下端伸入所述腔室内，以驱动所述整片板在所述腔室内沿竖直方向移动；和 第二驱动部件，所述第二驱动部件分别与所述整片板和所述第一驱动部件的下端连接，所述第二驱动部件用于驱动所述整片板在所述腔室内沿水平方向移动。
2.根据权利要求1所述的用于整理料盒内晶片的整理装置，其特征在于，所述第一驱动部件包括: 伸缩缸，所述伸缩缸设在所述腔体上方； 升降轴，所述升降轴的上端与所述伸缩缸相连且所述升降轴的下端伸入所述腔室内，所述第二驱动部件分别与所述整片板和所述升降轴的下端连接。
3.根据权利要求2所述的用于整理料盒内晶片的整理装置，其特征在于，所述伸缩缸为伸缩气缸或伸缩油缸。
4.根据权利要求2所述的用于整理料盒内晶片的整理装置，其特征在于，所述第二驱动部件包括: 电机，所述电机安装在所述升降轴的下端；和 曲柄机构，所述曲柄机构由所述电机驱动，且所述曲柄机构与所述整片板相连以驱动所述整片板沿水平方向移动。
5.根据权利要求4所述的用于整理料盒内晶片的整理装置，其特征在于，还包括支架，所述支架安装在所述升降轴的下端，所述支架上设有滑道，所述曲柄机构包括滑块，所述曲柄机构通过所述滑块与所述整片板相连，且所述滑块配合在所述滑道内。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的用于整理料盒内晶片的整理装置，其特征在于，所述腔体的顶壁上设有波纹管，所述升降轴穿过所述波纹管。
7.根据权利要求1所述的用于整理料盒内晶片的整理装置，其特征在于，所述整片板为弧形板，所述弧形板设置为沿远离所述料盒的方向凸出且所述弧形板的长度方向平行于竖直方向。
8.根据权利要求5所述的用于整理料盒内晶片的整理装置，其特征在于，还可包括稳定杆，所述稳定杆的两端分别与所述支架和所述升降轴相连，用以在稳定杆、支架和升降轴之间形成三角稳定支撑结构。
9.一种半导体设备，其特征在于，半导体设备，包括: 腔体，所述腔体具有腔室，料盒容纳在腔室内； 升降机构，用于当需要对腔室内的料盒进行整理时，带动位于其上的料盒升至整片高度； 机械手，用于抓取所述料盒内的晶片，其中所述机械手设在所述腔体的外部；以及 根据权利要求1-8任意一项所述的用于整理料盒内晶片的整理装置。
【文档编号】H01L21/67GK103515266SQ201210200625
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月18日 优先权日:2012年6月18日
【发明者】党志泉 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司