一种硅片自动分选设备的制作方法

本实用新型属于半导体硅片生产机械技术领域，尤其是涉及一种硅片自动分选设备。

背景技术：

半导体硅片是半导体器件制作的基础原料。半导体器件生产线所生产的产品众多，规格型号各有不同。针对不同器件的规格参数需选择特定电阻率、厚度的硅片进行投产。若选择的硅片电阻率、厚度及外观不符合要求，则生产出的产品会发生电性参数的偏离，形成产品不良。目前来料硅片需检测的参数如下：

1.硅片外观参数：崩边、缺口、沾污、划伤；

2.硅片几何参数；厚度、TTV、翘曲、形变；

3.硅片电阻率参数：阻值、P/N型判断；

为满足半导体器件产品对来料硅片的检测要求就需要设计人员兼顾考虑以上3方面的检测参数。

目前市面上的半导体硅片测试分选设备绝大多数采用人工抽检与探针检测等方式，其存在以下缺点：

1.探针台检测分选效率低，难以满足大规模生产的要求；

2.人工检测误检率高；

3.目前市面上的设备只能检测单一参数或2～3个参数，难以根据硅片的外观、几何及电阻率参数进行合理的分选，影响产品良率；

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种硅片自动分选设备，要解决的是现有技术中产能效率低、误检率高、检测参数单一的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种硅片自动分选设备，包括依次设置的上料部、检测部和下料部，所述检测部包括传输机构、定位机构、表面检测模块、几何参数检测模块和电阻率检测模块，其中，

所述传输机构设置在所述检测部内，用于对硅片进行传输；

所述定位机构设置在所述传输机构的起始端，对出片篮的硅片进行定位；

所述表面检测模块设置在所述传输机构的侧面和上面，检测硅片表面的外观缺陷；

所述几何参数检测模块设置在检测部内，测量硅片的厚度；

所述电阻率检测模块设置在检测部内，测量硅片的电损耗。

进一步地，所述检测部还包括激光打标模块，所述激光打标模块包括依次设置的相机和打印站，其中，

所述相机用于对硅片进行定位；

所述打印站用于打印定位位置的内容。

进一步地，所述几何参数检测模块采用多个高精度3D激光传感器扫描硅片，测量硅片的厚度，计算翘曲和变形。

进一步地，所述上料部包括依次设置的满料盒上料机构和堆叠上料机构，

所述满料盒上料机构，用于用于抽取片篮中的硅片；

所述堆叠上料机构，用于将叠片形式的硅片运输至传输机构上。

进一步地，所述上料部还包括空料盒下料机构，所述空料盒下料机构和所述满料盒上料机构平行设置，所述空料盒下料机构设置于所述满料盒上料机构底部。

进一步地，所述上料部还包括料盒升降台，所述料盒升降台设置在所述满料盒上料机构和所述堆叠上料机构之间，所述料盒升降台在所述满料盒上料机构和所述空料盒下料机构之间上下滑动，以带动料盒升降。

进一步地，所述下料部包括，

传送机构：用于传输检测后的硅片；

多个分料盒工位：设置于传送机构的一侧，根据测试项目的不同对硅片分类；

进一步地，所述下料部还包括，多个片篮工位：设置于所述传送机构的另一侧，用于存放满蓝合格产品。每个工位可根据硅片电阻率及厚度的不同，软件设置收料工位的具体收料参数。

进一步地，所述下料部还包括，多个片篮缓存工位：设置于所述传送机构与所述片篮工位之间，用于存放检测合格产品。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1.利用高速皮带传输线将外观检测模块、几何参数检测模块、电阻率检测模块和激光打标模块串联到一起，通过集成皮带传输线、外观检测、几何参数检测、电阻率检测和激光打标等功能，实现硅片的自动、高效、准确地分选，将检测完毕的硅片分选至设定好的下料工位。

2.硅片自动分选设备,具有有效的提高硅片检测分选的产能，保证硅片根据电阻率、厚度、外观等参数进行自由分选并且降低误检率等优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型上料部的结构示意图；

图3是本实用新型检测部内部的爆炸结构示意图；

图4是本实用新型下料部的结构示意图。

图中：

1、上料部，2、检测部，3、下料部，11、满料盒上料机构，

12、空料盒下料机构，13、料盒升降台，14、堆叠上料机构，

21、定位机构，22、上表面检测模块，23、下表面检测模块，

24、几何参数检测模块，25、电阻率检测模块，26、激光打标模块，

31、分料盒工位，32、片篮缓存工位，33、片篮工位。

具体实施方式

如图1-4所示，本实例一种硅片自动分选设备，包括依次设置的上料部1、检测部2和下料部3，检测部2包括传输机构、定位机构21、表面检测模块、几何参数检测模块24和电阻率检测模块25，其中，传输机构设置在检测部2内，传输机构采用皮带传输线，皮带传输线贯穿于检测部，用于对硅片进行传输；定位机构21设置在传输机构的起始端，对出片篮的硅片进行定位；表面检测模块包括上表面检测模块22和下表面检测模块23，设置在传输机构的侧面和上面，检测硅片表面的外观缺陷；几何参数检测模块24设置在检测部2内，测量硅片的厚度；电阻率检测模块25设置在检测部2内，测量硅片的电损耗。检测部2还包括激光打标模块26，激光打标模块26包括依次设置的相机和打印站，其中，相机用于对硅片进行定位；打印站用于打印定位位置的内容。

硅片自动分选设备利用皮带线对硅片进行传输，到达视觉工位后利用位于皮带线两侧的相机及位于皮带线上端的相机分别对硅片的厚度及硅片上表面进行拍照分析，测量硅片厚度及表面外观缺陷。几何参数模块24采用多个高精度3D激光传感器扫描硅片，根据实际生产需要，选取适当数量的高精度3D激光传感器，本实例选取的高精度3D激光传感器为6个，测量硅片的厚度，计算翘曲和变形。3D激光传感器采用自发自收的原理，检测发出与接收激光的时间差，计算出硅片表面与激光头的具体，之后根据传送平台与激光之间的固定高度推算出硅片厚度。电阻率检测模块25通过交流电流在靠近导电材料的线圈中流动。线圈的磁场引起硅片中的循环(涡流)电流。通过测量涡流测量硅片中电损耗计算电阻率，通过集成皮带传输线、外观检测、几何参数检测、电阻率检测、激光打标等功能，实现硅片的自动、高效、准确地分选。

上料部1包括依次设置的满料盒上料机构11和堆叠上料机构14，其中，满料盒上料机构11，用于所述满料盒上料机构，用于抽取片篮中的硅片，当来料为插满硅片的片篮形式时，通过PLC控制系统控制设置进料方式为片篮上料，设备识别满料盒上料机构有片蓝后可将片篮中的硅片抽出。堆叠上料机构14，用于用于将叠片形式的硅片通过真空吸头逐片吸取后运输至传输皮带上，堆叠上料机构也采用PLC控制系统控制。

还包括空料盒下料机构12，空料盒下料机构12和满料盒上料机构11平行设置，空料盒下料机构12设置于满料盒上料机构11底部，还包括料盒升降台13，料盒升降台13设置在满料盒上料机构11和堆叠上料机构14之间，料盒升降台13在满料盒上料机构11和空料盒下料机构12之间上下滑动，以带动料盒升降。

下料部3包括，传送机构：用于传输检测后的硅片；多个分料盒工位31：设置于传送机构的一侧，根据测试项目的不同对硅片分类；多个片篮工位33：设置于所述传送机构的另一侧，用于存放满蓝合格产品。多个片篮缓存工位32：设置于所述传送机构与所述片篮工位33之间，用于存放检测合格产品。下料部3的分料盒工位31、片篮缓存工位32和片篮工位33的数量均可以根据实际需要增减，本实例根据实际生产需要选用5个分料盒工位31、6个片篮缓存工位32及6个片篮工位33。可通过设置三种及以上可测试项目不同标准。把分料盒工位31分为几类，不合格产品盒按类别分为：外观不良使用2个分料盒，厚度不良使用1个分料盒，电阻率不良使用1个分料盒，不确定产品使用1个分料盒；合格产品盒使用6个片篮，根据设定对产品进行分类。

本实例的工作过程：上料部从片篮上料或者叠片上料，上料方式通过PLC控制器控制，将硅片逐片传送至皮带上，硅片进去检测部，定位机构：对出片篮的硅片进行定位，当定位机构检测到硅片时，皮带停止转动，定位机构两侧的夹紧机构固定硅片位置，左右位置误差<±2mm，旋转误差<2°；上下表面检测机构：采用线阵相机采集上下表面的图像，进行外观缺陷的检查；3D检测模块：采用6个高精度3D激光传感器，测量GPP的厚度，计算翘曲和变形；电阻率检测模块：采用SEMILAB WMT-3模块进行数据采集并分析；激光打标模块：产品进入打印站，首先采用相机对产品进行定位，然后根据设定的位置和打印内容进行打印，将检测完毕的硅片通过下料机构传输分选至设定好的相应的片篮或者分料盒内。

本实用新型的有益效果是：

1.利用高速皮带传输线将外观检测模块、几何参数检测模块、电阻率检测模块和激光打标模块串联到一起，通过集成皮带传输线、外观检测、几何参数检测、电阻率检测和激光打标等功能，实现硅片的自动、高效、准确地分选，将检测完毕的硅片分选至设定好的下料工位。

2.硅片自动分选设备,具有有效的提高硅片检测分选的产能，保证硅片根据电阻率、厚度、外观等参数进行自由分选并且降低误检率等优点。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。