一种硅晶片转运盒装载系统的映射装置的制作方法

本发明涉及半导体检测，特别涉及一种硅晶片转运盒装载系统的映射装置。

背景技术：

1、在半导体生产制造过程中，为了防止由吸附在硅晶片的微小颗粒导致的芯片的不合格率上升，硅晶片通常密封的放置于一种低发尘、无污染的硅晶片转运盒内进行存储和转运，在硅晶片转运盒内部，设有放置硅晶片的搁置槽的支架，硅晶片放置于搁置槽内，每个搁置槽放置一个硅晶片。硅晶片的生产、加工、转运都是在一个无污染、无颗粒的空间内进行。

2、在无污染环境下，自动化搬运设备将装有硅晶片的硅晶片转运盒放置于硅晶片转运盒装载系统内，装载系统将硅晶片转运盒门打开，使硅晶片置于装载系统后端环境内，同时检测硅晶片转运盒各个搁置槽上硅晶片的状态，再由装载系统后端的搬运设备取走硅晶片进行加工处理，在硅晶片的生产过程中会有不合格的硅晶片产生，这种硅晶片会从硅晶片转运盒内剔除，这样就造成了每个硅晶片转运盒内硅晶片数量不一致的情况。在上述流程中，装载系统对硅晶片状态检测的动作需要由专门的映射装置完成，其主要功能为识别各个搁置槽上硅晶片的有/无和发现跨槽放置错误、放置重片错误等问题。

3、现有的硅晶片装载系统映射装置的技术方案主要由升降组件和驱动组件组成，其中升降组件的主要技术有电机+丝杠方案和气缸+分度挡块方案两种。电机+丝杠方案以电机为驱动件，丝杠为核心传动件，实现映射传感器的升降，电机后端编码器读取码值输送给装载系统，通过处理映射传感器信号和编码器信号计算并推断硅晶片转运盒中硅晶片的状态，该方案控制复杂且成本高。气缸+分度挡块方案，使用气缸驱动映射传感器升降，通过挡块传感器的通断信号记录挡块位置信息并向装载系统输送信号，系统通过处理映射传感器信号和挡块传感器信号，完成对硅晶片的高度和厚度检测工作，该方案成本高且可复制性较差，映射结果是相对厚度值不是绝对厚度值。驱动组件主要由气缸通过铰链带动映射传感器旋转一定角度，使映射传感器伸入到硅晶片转运盒内部，完成对各槽位硅晶片的识别。该方案采用气缸驱动，运动终止位置未设有缓冲器，所以难以避免在动作时产生振动，从而会将部分颗粒带入到硅晶片转运盒内部，影响高制程芯片的生产合格率。

技术实现思路

1、针对上述情况，本发明的目的在于提供一种硅晶片转运盒装载系统的映射装置，以解决现有硅晶片转运盒装载系统映射装置控制复杂、成本高、可复制性差、检测精度低、振动大和洁净度低等问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种硅晶片转运盒装载系统的映射装置，包括承载台、映射机构、进给驱动机构及升降驱动机构，其中承载台设置于硅晶片转运盒装载系统本体的上部，用于放置硅晶片转运盒；升降驱动机构设置于硅晶片转运盒装载系统本体的下部，且输出端与进给驱动机构连接，进给驱动机构的输出端与映射机构连接，映射机构通过升降驱动机构和进给驱动机构的驱动进行升降运动和进给运动，从而实现映射机构对硅晶片转运盒内的硅晶片的位置与厚度的检测。

4、所述映射机构包括映射框架、光纤传感器及探头底板，其中映射框架与所述进给驱动机构连接，映射框架的顶部两端通过探头底板安装两个光纤传感器，两个光纤传感器在硅晶片的两侧分别为发光端和受光端；光纤传感器通过所述升降驱动机构带动升降的过程中，依据光线是否被硅晶片阻挡判断硅晶片的有无及位置与厚度信息检测。

5、安装有所述光纤传感器的接收端探头设有缩孔结构，减少光发散的影响。

6、所述升降驱动机构包括直线驱动部件、柔性传动件、编码器及导轨滑块组件，其中直线驱动部件和导轨滑块组件均设置于所述硅晶片转运盒装载系统本体上，直线驱动部件的输出端与导轨滑块组件连接，导轨滑块组件与所述进给驱动机构连接，柔性传动件与导轨滑块组件连接，编码器设置于柔性传动件上，直线驱动部件驱动所述进给驱动机构和映射机构升降，柔性传动件将导轨滑块组件的直线升降运动转化为旋转运动且传递给编码器，编码器用于记录所述映射机构的高度位置信息。

7、所述柔性传动件包括第二带轮、皮带及第一带轮，其中第一带轮和第二带轮上下设置且通过皮带传动连接，皮带通过皮带驱动块与所述导轨滑块组件中的滑块连接；所述编码器设置于第一带轮或第二带轮的轮轴上。

8、所述导轨滑块组件包括升降导轨、竖直传感器、滑块及导轨安装板，其中导轨安装板设置于所述硅晶片转运盒装载系统本体上，升降导轨沿竖直方向安装在导轨安装板上，滑块与升降导轨滑动配合，导轨安装板的上下端分别设有两个竖直传感器，两个竖直传感器分别检测所述映射机构的上下极限位置。

9、所述进给驱动机构包括驱动器、驱动器安装板、曲柄滑块组件、水平导轨滑块组件及转接板，其中驱动器安装板与所述升降驱动机构连接，转接板通过水平导轨滑块组件与驱动器安装板连接，转接板相对驱动器安装板能够沿水平方向移动；驱动器安装在驱动器安装板上，且输出端通过曲柄滑块组件与转接板连接，驱动器通过曲柄滑块组件实现转接板的水平移动。

10、所述曲柄滑块组件包括摆杆和滚针轴承，其中摆杆的一端与所述驱动器的输出轴垂直连接，另一端与滚针轴承连接，滚针轴承容置于所述转接板上沿竖直方向设有的腰型孔内。

11、所述水平导轨滑块组件包括水平导轨和横移滑块，其中水平导轨沿水平方向设置于所述转接板上，横移滑块设置于驱动器安装板上，且与水平导轨滑动配合。

12、所述驱动器安装板上设有水平传感器，水平传感器用于检测所述转接板的水平位移；所述转接板的外侧设有光纤放大器。

13、本发明的优点及有益效果是：本发明提供的一种硅晶片转运盒装载系统的映射装置，能够在严格控制成本的情况下精确检测出硅晶片转运盒内各位置硅晶片的有/无、高度、厚度以及是否存在跨槽放置错误、放置重片错误等问题，全检测过程运行振动小、运行稳定，检测精度高、识别精度高，且检测结果不受速度波动的影响，成本低。

1.一种硅晶片转运盒装载系统的映射装置，其特征在于，包括承载台、映射机构（3）、进给驱动机构（4）及升降驱动机构（5），其中承载台设置于硅晶片转运盒装载系统本体（1）的上部，用于放置硅晶片转运盒（2）；升降驱动机构（5）设置于硅晶片转运盒装载系统本体（1）的下部，且输出端与进给驱动机构（4）连接，进给驱动机构（4）的输出端与映射机构（3）连接，映射机构（3）通过升降驱动机构（5）和进给驱动机构（4）的驱动进行升降运动和进给运动，从而实现映射机构（3）对硅晶片转运盒（2）内的硅晶片的位置与厚度的检测。

2.根据权利要求1所述的硅晶片转运盒装载系统的映射装置，其特征在于，所述映射机构（3）包括映射框架、光纤传感器（35）及探头底板（36），其中映射框架与所述进给驱动机构（4）连接，映射框架的顶部两端通过探头底板（36）安装两个光纤传感器（35），两个光纤传感器（35）在硅晶片的两侧分别为发光端和受光端；光纤传感器（35）通过所述升降驱动机构（5）带动升降的过程中，依据光线是否被硅晶片阻挡判断硅晶片的有无及位置与厚度信息检测。

3.根据权利要求2所述的硅晶片转运盒装载系统的映射装置，其特征在于，安装有所述光纤传感器（35）的接收端探头设有缩孔结构，减少光发散的影响。

4.根据权利要求1所述的硅晶片转运盒装载系统的映射装置，其特征在于，所述升降驱动机构（5）包括直线驱动部件、柔性传动件、编码器（501）及导轨滑块组件，其中直线驱动部件和导轨滑块组件均设置于所述硅晶片转运盒装载系统本体（1）上，直线驱动部件的输出端与导轨滑块组件连接，导轨滑块组件与所述进给驱动机构（4）连接，柔性传动件与导轨滑块组件连接，编码器（501）设置于柔性传动件上，直线驱动部件驱动所述进给驱动机构（4）和映射机构（3）升降，柔性传动件将导轨滑块组件的直线升降运动转化为旋转运动且传递给编码器（501），编码器（501）用于记录所述映射机构（3）的高度位置信息。

5.根据权利要求4所述的硅晶片转运盒装载系统的映射装置，其特征在于，所述柔性传动件包括第二带轮（503）、皮带（504）及第一带轮（507），其中第一带轮（507）和第二带轮（503）上下设置且通过皮带（504）传动连接，皮带（504）通过皮带驱动块（513）与所述导轨滑块组件中的滑块连接；所述编码器（501）设置于第一带轮（507）或第二带轮（503）的轮轴上。

6.根据权利要求4所述的硅晶片转运盒装载系统的映射装置，其特征在于，所述导轨滑块组件包括升降导轨（506）、竖直传感器（510）、滑块（511）及导轨安装板（512），其中导轨安装板（512）设置于所述硅晶片转运盒装载系统本体（1）上，升降导轨（506）沿竖直方向安装在导轨安装板（512）上，滑块（511）与升降导轨（506）滑动配合，导轨安装板（512）的上下端分别设有两个竖直传感器（510），两个竖直传感器（510）分别检测所述映射机构（3）的上下极限位置。

7.根据权利要求1所述的硅晶片转运盒装载系统的映射装置，其特征在于，所述进给驱动机构（4）包括驱动器（41）、驱动器安装板（43）、曲柄滑块组件、水平导轨滑块组件（44）及转接板（46），其中驱动器安装板（43）与所述升降驱动机构（5）连接，转接板（46）通过水平导轨滑块组件（44）与驱动器安装板（43）连接，转接板（46）相对驱动器安装板（43）能够沿水平方向移动；驱动器（41）安装在驱动器安装板（43）上，且输出端通过曲柄滑块组件与转接板（46）连接，驱动器（41）通过曲柄滑块组件实现转接板（46）的水平移动。

8.根据权利要求7所述的硅晶片转运盒装载系统的映射装置，其特征在于，所述曲柄滑块组件包括摆杆（45）和滚针轴承（47），其中摆杆（45）的一端与所述驱动器（41）的输出轴垂直连接，另一端与滚针轴承（47）连接，滚针轴承（47）容置于所述转接板（46）上沿竖直方向设有的腰型孔内。

9.根据权利要求7所述的硅晶片转运盒装载系统的映射装置，其特征在于，所述水平导轨滑块组件（44）包括水平导轨和横移滑块，其中水平导轨沿水平方向设置于所述转接板（46）上，横移滑块设置于驱动器安装板（43）上，且与水平导轨滑动配合。

10.根据权利要求7所述的硅晶片转运盒装载系统的映射装置，其特征在于，所述驱动器安装板（43）上设有水平传感器（42），水平传感器（42）用于检测所述转接板（46）的水平位移；所述转接板（46）的外侧设有光纤放大器（48）。