太鼓晶圆去环方法及太鼓晶圆去环装置与流程

1.本发明涉及晶圆加工领域，尤其是太鼓晶圆去环方法及太鼓晶圆去环装置。


背景技术：

2.去环是太鼓晶圆处理的重要步骤之一，如申请号为202110467417.9所揭示的装置和方法中，通过多个夹爪将与薄膜分离的太鼓环夹持并从薄膜上抬走，多个所述夹爪通常是按照设定的行程来进行太鼓环的抓取。
3.虽然在装置中设置了手臂来进行太鼓晶圆的对中，但是手臂的对中精度不能有效地保证，会出现太鼓晶圆与夹爪的同心度存在偏差的问题，因此，在夹爪按照设定的行程向固定在工作台上的太鼓环移动时，就可能出现一个或多个夹爪的侧部与太鼓环的外边缘硬接触的情况，从而使宽度较窄且易碎的太鼓环破损，造成太鼓环无法被去除的问题，需要停机、处理破碎的太鼓环后才能继续进行继续加工，极大地影响了稳定性和效率。
4.同时，对中也增加设备的复杂性和处理工序。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种太鼓晶圆去环方法及太鼓晶圆去环装置。
6.本发明的目的通过以下技术方案来实现：太鼓晶圆去环方法，在去环机械手的每个夹头向太鼓环进给进行抓取时，包括如下过程：实时检测每个所述夹头伸入到所述太鼓环下方的伸入量；将实时检测的每个夹头的伸入量与设定阈值进行比较；根据比较结果来控制驱动每个夹头向太鼓环方向进给的进给驱动机构以使每个夹头移动至目标位置。
7.优选的，所述的太鼓晶圆去环方法中，每个所述夹头上设置有用于检测所述伸入量的传感器。
8.优选的，所述的太鼓晶圆去环方法中，在所述夹头向所述太鼓环方向进给时，每个所述夹头先以第一速度进给，至所述传感器检测到所述太鼓环的外边缘后，所述夹头以第二速度继续进给，至到达目标位置，所述第二速度小于所述第一速度。
9.优选的，所述的太鼓晶圆去环方法中，所述夹头为工字轮，所述工字轮的轴线与所述太鼓环的轴线平行，所述传感器设置在所述工字轮的上端盘上且其感应范围朝向所述工字轮的下端盘。
10.优选的，所述的太鼓晶圆去环方法中，所述传感器的感应范围由所述下端盘的外边缘向下端盘的中心延伸。
11.优选的，所述的太鼓晶圆去环方法中，所述工字轮连接驱动其向所述太鼓环方向进给的进给驱动机构，所述进给驱动机构设置在旋转机构上，所述旋转机构驱动所述夹头
沿固定在工作台上的所述太鼓环的外边缘公转。
12.优选的，所述的太鼓晶圆去环方法中，所述传感器通过滑环供电及与控制装置进行通信。
13.优选的，所述的太鼓晶圆去环方法中，在通过所述去环机械手将太鼓环从工作台上固定的太鼓晶圆上取下时，包括如下步骤：s1,使一组所述夹头移动至围设在所述太鼓环外周的第一高度，此时，每个所述夹头的下端盘位于所述太鼓环的下方，上端盘位于所述太鼓环的上方；s2,使一组所述夹头分别向所述太鼓环方向进给，至每个所述夹头到达目标位置；s3,使一组所述夹头沿所述太鼓环的外边缘公转预定行程；s4,使一组所述夹头抬升至第二高度，此时，下端盘上升至与所述太鼓环的底面贴近或接触；s5,使一组所述夹头再次沿所述太鼓环的外边缘公转预定行程；s6,使一组所述夹头继续抬升将太鼓环与太鼓晶圆分离。
14.优选的，所述的太鼓晶圆去环方法中，所述夹头在移动到目标位置后，绕所述太鼓环公转预定行程，在所述夹头公转过程中，实时调整所述夹头的伸入量至目标位置。
15.太鼓晶圆去环装置，包括去环机械手，所述去环机械手的每个夹头上设置有用于检测所述夹头伸入到太鼓环下方的伸入量的传感器，所述传感器连接控制装置，所述控制装置根据所述传感器的信号来控制进给驱动机构以使由每个进给驱动机构驱动的所述夹头移动至目标位置。
16.本发明技术方案的优点主要体现在：本方法通过检测每个夹头伸入到太鼓环下的伸入量并根据伸入量来控制夹头的移动，从而在太鼓环与去环机械手不处于同心状态下，仍能够灵活地进行每个夹头实际移动位置的控制，避免采用设定值进行夹头的进给控制，易受去环机械手与太鼓环的位置偏差导致太鼓环与夹头硬接触破碎的问题，保证了取环的稳定性，避免了太鼓环破碎造成的停机及人工处理的时间浪费，有利于提高整机的效率。并且，这种方式可以省去对中结构及对中过程，能够有效地简化结构，简化工艺。
17.本方案在夹头公转过程中实时调整夹头的伸入量，从而能够有效地避免出现碰撞的风险，同时保证剥离的充分实现。
18.本方案的夹头先以第一速度移动后再以第一速度移动能够有效的兼顾效率和稳定性，增加了控制灵活性。
19.采用工字轮转的夹头即便于安装传感器实现检测，同时能够有效避免传感器对抓取动作大干涉，同时能够保证夹头安装的便利性和稳定性以保证传感器的检测精度。
附图说明
20.图1是本发明的夹头未伸入到太鼓环下方的示意图；图2是本发明的夹头伸入到太鼓环下方的示意图；图3是本发明的第一实施例的过程示意图；图4是本发明的第二实施例的过程示意图；图5是本发明的第三实施例的过程示意图；
图6是本发明的第三实施例的s1步骤的太鼓环与夹头的位置关系示意图；图7是本发明的第三实施例的s2步骤的太鼓环与夹头的位置关系示意图。
具体实施方式
21.本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
22.在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。
23.实施例1下面结合附图对本发明揭示的太鼓晶圆去还方法进行阐述，所述去环方法可以通过背景技术中描述的太鼓环去环装置来进行去环，即所述太鼓环去环装置同样包括去环机械手，所述去环机械手包括一组夹头1，所述夹头1的数量在3-6个之间，本实施例中夹头1的数量以3个为例，常态下，三个所述夹头1均分圆周，从而可以保证取环时的稳定性。
24.如附图1、附图2所示，相对于现有技术，本发明的创造性改进在于：使每个所述夹头1由一个进给驱动机构驱动直线移动，所述进给驱动机构例如是直线电机。并且，在所述去环机械手的每个夹头1上设置有用于检测所述夹头1伸入到太鼓环3下方的伸入量的传感器2，所述传感器2连接控制装置（图中未示出），所述控制装置根据所述传感器2的信号来控制进给驱动机构（图中未示出）以使由每个进给驱动机构驱动的所述夹头1移动至目标位置。
25.这样的方式在太鼓环3与去环机械手不处于同心状态下，仍能够灵活地进行每个夹头1实际移动位置的控制，避免采用设定值进行夹头1的进给控制，易受去环机械手与太鼓环3的位置偏差导致夹头1与太鼓环3硬接触造成太鼓环破碎的问题，保证了取环的稳定性，避免了太鼓环3破碎造成的停机及人工处理的时间浪费，有利于提高整机的效率。
26.如附图1、附图2所示，所述夹头1为工字轮，所述工字轮的轴线与所述工作台上的太鼓环3的轴线平行，所述传感器2可以为对射传感器或反射式光电传感器、光幕传感器、光栅传感器等已知的传感器，以条形的或圆形的或方形的光纤传感器为例，所述传感器2设置在所述工字轮的上端盘11上，所述传感器2的感应范围21朝向所述工字轮的下端盘12且可检测到上端盘和下端盘之间的物品，所述下端盘12的外边缘到所述工字轮的中心柱13之间的距离大于所述太鼓环3的宽度，所述夹头1伸入到太鼓环3下方的伸入量即所述下端盘12位于所述太鼓环3的外边缘内侧的部分的长度。所述传感器2设置在上端盘11上既能够有效地进行伸入量的检测，同时相对于设置在下端盘12上，又能够避免传感器2影响下端盘12的剥离动作。
27.如附图1、附图2所示，所述传感器2的感应范围21由所述下端盘12的外边缘向下端盘12的中心延伸，当所述工字轮的下端盘12移动至所述太鼓环3下方不同位置时，所述传感
器的感应范围的不同区域会感应到太鼓环3，由此可以确定相应的伸入量。所述传感器2与控制装置的通信为已知技术，以光纤传感器为例，所述光纤传感器可以通过光纤放大器连接至模拟量采集卡上，所述模拟量采集卡直接提供最终的计算结果给控制装置，控制装置进行相应的控制，相应的技术为现有技术，在此不作赘述。
28.每个所述夹头1连接驱动其向所述太鼓环3方向进给的进给驱动机构（图中未示出），所述进给驱动机构采用电机作为动力源，由电机驱动进行直线移动的结构例如为电动推杆、电缸或直线电机等，它们均为已知技术，此处不作赘述。对应的三个所述进给驱动机构设置在旋转机构（图中未示出）上，所述旋转机构的具体结构为已知技术，例如所述旋转机构包括一转轴及驱动所述转轴转动的驱动结构，三个所述进给驱动机构均匀部分在所述转轴上，从而它们同步绕所述转轴公转。
29.当所述夹头1伸入到目标位置时，所述旋转机构驱动所述夹头1沿所述太鼓环3的外边缘往复公转，这样可以通过夹头1的旋转将不同圆周位置的太鼓环3与薄膜4的粘接位置撕开实现环、膜的分离。在三个所述夹头1绕所述太鼓环3的轴线公转时，为了避免所述传感器2的接电及通信与夹头1公转的干涉，使所述传感器2通过滑环供电及与控制装置进行通信，所述滑环可以设置在用于驱动三个所述进给驱动机构转动的转轴的端部。
30.下面将重点阐述通过上述的太鼓环3去环装置进行取环的方法，在取环时，同样需要和现有技术一样将切割后的太鼓晶圆固定在工作台上，并且，同样可以采用现有技术中的过程进行太鼓环3与薄膜4的分离，区别在于：在所述去环机械手的夹头向太鼓环方向进给进行太鼓环抓取时，如附图3所示，本发明包括如下过程：通过所述传感器2实时检测所述去环机械手的每个夹头1伸入到所述太鼓环3下方的伸入量并发送给控制装置。
31.控制装置将实时检测的每个夹头1的伸入量与设定阈值进行比较；并根据比较结果来控制每个夹头1连接的进给驱动机构以使每个夹头1移动至目标位置。即当所述传感器2检测到夹头1的伸入量未到达设定阈值时，所述进给驱动机构驱动夹头继续进给，当所述传感器2检测到夹头1的伸入量达到设定阈值时停止所述进给驱动机构的电机。
32.进一步，在所述夹头1公转过程中，如果去环机械手与太鼓环3不是同心状态，夹头1的下端盘12在公转过程中，其伸入到所述太鼓环3下方的伸入量会实时变化，而不能保证达到目标位置，对应的，在所述夹头1公转过程中，实时调整所述夹头1的伸入量。
33.即当传感器2检测到的伸入量大于设定阈值时，控制装置控制驱动该夹头1的进给驱动机构的电机反向转动（即夹头1向远离太鼓环3的方向移动）至达到目标位置；当传感器2检测到的伸入量等于设定阈值时，控制装置控制驱动该夹头1的进给驱动机构的电机不动作；当传感器2检测到的伸入量小于设定阈值时，控制装置控制驱动该夹头1的进给驱动机构的电机正向转动（即夹头1继续向太鼓环3进给）至达到目标位置。
34.实施例2本实施例在上述实施例1的基础上进一步设计如下过程：如附图4所示，在所述夹头1向所述太鼓环3方向进给时，每个所述夹头1先以第一速度进给，至所述传感器2检测到所述太鼓环3的外边缘后，所述夹头1以第二速度继续进给，至到达目标位置，所述第二速度小于所述第一速度，这样能够兼顾夹头1进给的效率和控制的稳定性，避免夹头1因进给速度过大出现由于控制不及时而造成夹头1与太鼓环3接触的问题。
35.实施例3本实施例与上述实施例1的区别在于：如附图5所示，本方案中是通过所述夹头1实现切割后的太鼓环3与薄膜4的分离，具体的：所述旋转机构设置在移动机构上，所述移动机构驱动所述旋转机构水平移动及升降以调整高度，所述移动机构的具体结构为已知技术，此处不作赘述。
36.通过所述夹头1实现太鼓环3与薄膜4分离和取环时，过程如下：s1,移动机构使去环机械手移动到设定位置，此时，一组所述夹头1位于第一高度且围设在所述工作台上的太鼓环3的外周，此时，每个所述夹头1的下端盘12位于所述太鼓环3的下方，上端盘11位于所述太鼓环3的上方，例如所述太鼓环3位于所述上端盘11和下端盘12之间的中间高度，如附图6所示。
37.s2,接着，按照上述实施例1或2中的过程使一组所述夹头1分别向所述太鼓环3方向进给，至每个所述夹头1到达目标位置，在所述夹头1移动的过程中，夹头1压在薄膜4上并施加下压力从而使与夹头1对应的薄膜4和太鼓环3的粘接位置分离，如附图7所示。
38.s3,然后，所述旋转机构驱动一组所述夹头1沿所述太鼓环3的外边缘公转预定行程，所述旋转机构使每个所述夹头1旋转120
°‑
140
°
后再反向旋转至原位。在每个夹头1公转过程中，所述夹头1使薄膜4与太鼓环3的其他粘接位置撕开。
39.s4,所述移动机构使一组所述夹头1抬升至第二高度，此时，下端盘12上升至与所述太鼓环3的底面贴近或接触，如附图2所示。
40.s5,然后，所述旋转机构驱动一组所述夹头1再次沿所述太鼓环3的外边缘公转预定行程，此次公转能够彻底将第一次公转时未剥离的薄膜4和太鼓环3分离，此时即可将太鼓环3取走。
41.s6,所述移动机构使一组所述夹头1继续抬升将太鼓环3取走并移动到太鼓环放料区下料。
42.实施例4本实施例与上述实施例1的区别在于：在所述夹头1上还设置有第二传感器，当所述第二传感器被触发时，控制驱动所述夹头1进给的进给驱动机构停止或者驱动所述夹头1反向移动预定行程，从而能够充分避免按照设定值进给时造成的太鼓环3夹碎的问题。
43.此实施例中，所述第二传感器可以是接近传感器或压力传感器或压电传感器等，以压力传感器为例，当所述夹头1向所述太鼓环3方向进给至所述太鼓环3的外边缘与所述压力传感器接触时，所述压力触感器的信号发送给控制装置，控制装置控制所述进给驱动机构驱动所述夹头1反向移动设定的行程，从而使太鼓环3与压力传感器不再接触，避免出现太鼓环3被压碎。所述夹头1反向移动的行程可以根据需要进行设计，此处不作限定。
44.本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。