一种针顶晶圆转移装置的制作方法

本技术涉及自动化设备领域，特别指一种针顶晶圆转移装置。

背景技术：

1、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。

2、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。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种采用竖向间隔插装转移载盘及承载载盘，实现载盘的自适应位置角度调整，通过直推顶刺实现晶圆转移，有效地提升了晶圆转移效率的针顶晶圆转移装置。

2、本实用新型采用的技术方案如下：一种针顶晶圆转移装置，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，

3、所述晶圆承载组件及晶圆转移组件分别竖直设置，且两者间隔设置，晶圆承载组件及晶圆转移组件上分别开设有圆形通槽；

4、所述晶圆承载组件内竖直插设有承载载盘；所述晶圆转移组件内竖直插设有转移载盘；所述承载载盘及转移载盘的中部为圆形承载面，圆形承载面用于承载晶粒；

5、所述转移组件水平设置在晶圆转移组件的外侧，转移组件从外侧朝晶圆转移组件方向来回直线运动，并抵住转移载盘，将转移载盘上的晶粒抵推至承载载盘上；

6、所述检测组件水平设置在晶圆承载组件的外侧，检测组件从外侧检测转移载盘上的晶圆，并从外侧抵住承载载盘。

7、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；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。

8、优选的，所述承载部件包括承载支架、承载升降电机及承载座，其中，所述承载支架竖直设置；所述承载升降电机竖直设置在承载支架上，且输出端朝上设置；所述承载座沿竖直方向可滑动地连接在承载支架的侧壁上，并通过丝杆及丝杆座与承载升降电机的输出轴连接，承载升降电机驱动承载座升降运动；所述圆形通槽贯穿承载座的侧壁。

9、优选的，所述承载盘靠近承载座的一侧设有圆形齿轮；所述承载旋转部件包括承载旋转电机、承载旋转齿轮及承载旋转带，其中，所述承载旋转电机设置在承载座的一侧壁上，且输出轴穿过承载座延伸至承载座的另一侧；所述承载旋转齿轮套设承载旋转电机的输出轴上；所述承载旋转带套设在圆形齿轮及承载旋转齿轮上，并与圆形齿轮及承载旋转齿轮啮合连接，承载旋转齿轮旋转时通过承载旋转带驱动圆形齿轮带动承载盘旋转运动。

10、优选的，所述承载盘上设有至少两个第一磁吸块，至少两个第一磁吸块布设于第一凸环的外沿，以便吸附固定承载载盘；所述承载盘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，以便感应检测承载载盘；所述承载盘的下部设有向外水平延伸的支台，竖直插设的承载载盘经支台承载支撑。

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，所述检测驱动部件包括检测直线模组、检测底座、检测气缸及检测滑座，其中，所述检测直线模组水平设置在晶圆承载组件的侧部；所述检测底座设置在检测直线模组上，并与检测直线模组的输出端连接；所述检测气缸沿垂直于检测直线模组方向设置在检测底座上；所述检测滑座可滑动地设置在检测底座上，并与检测气缸的输出端连接，检测气缸驱动检测滑座直线运动。

13、优选的，所述检测部件包括检测相机、光源及光源盒，其中，所述检测相机水平设置在检测滑座上，其镜头方向朝晶圆承载组件方向设置；所述光源盒设置在检测滑座上，并位于检测相机的镜头外侧；所述光源包括至少两个，至少两个光源设置在光源盒的侧部，且其射光方向朝晶圆承载组件设置；所述检测滑座靠近晶圆承载组件一端设有竖支板，竖支板上开设有通孔；所述承载头水平设置在竖支板的侧壁上，并与通孔对应设置，承载头为透明材质，以便检测相机透过通孔及承载头拍摄晶圆转移组件上转移载盘上的晶圆；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，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。

14、优选的，所述转移承载部件包括转移支座及第一转移电机，其中，所述转移支座竖直设置；所述第一转移电机设置在转移支座上，且输出端朝上设置；所述转移承载座沿竖直方向可滑动地连接在转移支座上，且与第一转移电机的输出端连接，经第一转移电机驱动而升降运动；所述转移承载座靠近晶圆承载组件一侧的侧壁上设有载板承载环，载板承载环设置于转移承载座圆形通槽的外侧，载板承载环上内嵌有至少两个第二磁吸块，以便吸附固定转移载盘；所述载板承载环的下部设有向外凸起的承载台阶，以便支撑转移载盘；所述载板承载环上内嵌有第二感应器，以便感应是否插装转移载盘；所述载板承载环上设有第二凸环，第二凸环沿转移承载座的圆形通槽边沿设置，并向外凸起，载板承载环上吸附的转移载盘经第二凸环顶推张紧。

15、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；所述转移驱动部件包括转移直线模组、转移支座、转移气缸及转移滑座，其中，所述转移直线模组水平设置在晶圆转移组件的侧部；所述转移支座水平连接在转移直线模组的输出端上；所述转移气缸沿垂直于转移直线模组方向设置在转移支座上；所述转移滑座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。

16、优选的，所述转移部件包括第二转移电机、转移轴、转移座及转移帽，其中，所述第二转移电机设置在转移滑座上；所述转移轴水平连接在第二转移电机的输出端上，并经第二转移电机驱动而来回直线运动；所述转移座设置在第二转移电机的外侧，所述转移轴穿过转移座朝晶圆承载组件方向延伸；所述转移帽连接在转移座的端部，转移帽内水平设有顶针，顶针与所述转移轴连接；所述转移帽的端面设有针孔，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。

17、本实用新型的有益效果在于：

18、本实用新型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竖向间隔插装转移载盘及承载载盘，实现载盘的自适应位置角度调整，通过直推顶刺实现晶圆转移，有效地提升了晶圆转移效率的针顶晶圆转移装置。本实用新型整体包括相互间隔设置的晶圆承载组件及晶圆转移组件，用于分别竖直承载插装承载载盘及转移载盘，并使得承载载盘及转移载盘之间的插装间隙维持在1.5mm至3mm之间。同时，在晶圆承载组件及晶圆转移组件的外侧分别设有检测组件和转移组件，通过检测组件实现晶圆转移时的拍摄，且检测组件从外侧提供转移过程中对承载载盘上蓝膜的平面支撑，通过转移组件从转移载盘上高速抵推其蓝膜上承载的晶圆，使得蓝膜形变后将其上的目标晶圆转移至承载载盘上的蓝膜上，实现晶圆快速转移。具体地：

19、本实用新型的晶圆承载组件用于提供承载载盘的支撑固定，基于晶圆载盘的插装工艺需求，为实现对承载载盘的位置调整，本实用新型的晶圆承载组件通过承载升降电机驱动承载座升降运动。本实用新型以承载座作为承载主体，以承载盘作为承载载盘的支撑主体，竖直设置的承载座上开设有圆形通槽，承载座的侧部沿着圆形通槽的轴心方向可转动地连接有承载盘，承载盘上对应开设有圆形通槽，承载盘的外侧设有圆形齿轮，通过设置在承载座侧壁上的承载旋转电机驱动套设在承载旋转带驱动承载盘旋转运动，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，在本实用新型的下部侧壁上设有向外凸起的支台，用以支撑竖直插装的承载载盘。同时，在承载座侧壁上设有内嵌的槽体，并在槽体内固定有第一磁块，通过多个布设在圆形通槽周沿的第一磁块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，本实用新型的承载盘上还设有第一感应器。

20、本实用新型的检测组件用于拍摄检测转移载盘上的晶圆，检测组件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，本实用新型在检测滑座的端部设有竖直向上延伸的竖支板，为避免阻挡检测部件，竖支板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，承载头靠近承载载盘一侧为抵推平面，在进行晶圆分选时，通过检测滑座带动承载头同步转移部件运动，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。

21、本实用新型的晶圆转移组件用于承载待转移晶圆的转移载盘，本实用新型以转移承载座作为承载部件，转移承载座通过下方的第一转移电机驱动而升降运动，以便调整安装位置；同样的，在转移承载座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，载板承载环向外凸起，用于承载转移载盘，载板承载环的下部设有承载台阶，用于支撑竖直插装的转移载盘；同时，载板承载环上布设有多个第二磁吸块，通过第二磁吸块吸附固定转移载盘，并通过嵌设在载板承载座内的第二感应器检测感应是否插装转移载盘。

22、本实用新型的转移组件用于执行晶圆转移动作，转移组件设置在晶圆转移组件的外侧，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，本实用新型的转移组件通过转移帽作为转移平面，转移帽靠近转移载盘的端面中部开设有针孔，通过第二转移电机的转移轴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。