本發(fā)明涉及晶圓制造，尤其是一種晶圓理片讀碼一體機(jī)。

背景技術(shù)：

1、晶圓的形狀通常是正圓形的，但是也有一些晶圓并非正圓，在晶圓上設(shè)置一個缺角或者槽口，以使得晶圓在后續(xù)加工中保持特定的朝向。且在生產(chǎn)進(jìn)程中，如何穩(wěn)定、且高效地完成晶圓信息采集，對搭建產(chǎn)品追溯系統(tǒng)十分關(guān)鍵。

2、就目前行業(yè)現(xiàn)狀而言，晶圓成批地置于晶圓籃中，且借助于理片設(shè)備對其進(jìn)行整理，直至使其定位缺口的朝向保持一致，而后將晶圓籃轉(zhuǎn)移至下個工位，借助于工業(yè)掃碼器逐片地讀取晶圓id標(biāo)識碼信息。然而，據(jù)現(xiàn)場工人反饋，id標(biāo)識碼讀取環(huán)節(jié)問題頻現(xiàn)，主要集中于晶圓id標(biāo)識碼讀取不正確和無法讀取以及理片節(jié)拍與標(biāo)識碼讀取節(jié)拍不匹配。究其原因在于，現(xiàn)存理片機(jī)的理片精度相對有限，批量晶圓整理后的姿態(tài)一致性難以保證(部分晶圓極易因未到有效整理而保持原姿態(tài))，加之，晶圓籃在不同工位之間轉(zhuǎn)移進(jìn)程中，某個或某些晶圓因受到激振力或顛簸而發(fā)生方位、姿態(tài)變動，進(jìn)而導(dǎo)致工業(yè)掃碼器難以與預(yù)讀取id標(biāo)識碼信息精準(zhǔn)地對位，更進(jìn)一步加劇了工業(yè)掃碼器的信息讀取難度。再者，現(xiàn)有理片設(shè)備的單次理片數(shù)量相對有限，加之轉(zhuǎn)移至下個工位需要耗費(fèi)大量工時，從而勢必加劇了理片節(jié)拍難以匹配標(biāo)識碼讀取節(jié)拍問題。因而，亟待本領(lǐng)域技術(shù)人員解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、故，本發(fā)明項目研發(fā)組鑒于上述現(xiàn)有的問題以及缺陷，乃搜集相關(guān)資料，經(jīng)由多方的評估及考量，并經(jīng)過項目研發(fā)組人員不斷實(shí)驗(yàn)以及修改，最終導(dǎo)致該晶圓理片讀碼一體機(jī)的出現(xiàn)。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明涉及了一種晶圓理片讀碼一體機(jī)，包括機(jī)架、晶圓籃、理片機(jī)構(gòu)、頂片機(jī)構(gòu)以及讀碼單元。晶圓籃用來批量地盛裝晶圓，且其以機(jī)架作為落放、安裝基礎(chǔ)。理片機(jī)構(gòu)和頂片機(jī)構(gòu)均隱于機(jī)架的空腔中，且布置于晶圓籃的正下方。讀碼單元用來逐片地讀取經(jīng)由理片機(jī)構(gòu)撥正的、且被頂片機(jī)構(gòu)頂升至設(shè)定高度的晶圓的id標(biāo)識碼，其由機(jī)架進(jìn)行負(fù)擔(dān)。理片機(jī)構(gòu)包括有支撐架、升降動力裝置、周向撥片組件以及周向限位組件。周向撥片組件和周向限位組件相配套應(yīng)用，兩者均由支撐架進(jìn)行負(fù)擔(dān)。支撐架在來自于升降動力裝置的驅(qū)動力作用下沿著上下方向執(zhí)行位移運(yùn)動，而周向撥片組件和周向限位組件執(zhí)行跟隨性位移運(yùn)動。當(dāng)預(yù)執(zhí)行晶圓理片操作時，周向撥片組件和周向限位組件同步地執(zhí)行上升運(yùn)動，直至周向撥片組件同時與多個晶圓相頂觸，隨后，多個晶圓的外緣因受到來自于周向撥片組件的摩擦力作用而持續(xù)地執(zhí)行周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，與此同時，其上定向缺口的相對方位發(fā)生變化，加之，在用來對定向缺口進(jìn)行方位鎖定的周向限位組件的輔助作用下，多個晶圓得以被逐片撥正。

3、作為本發(fā)明所公開技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，周向撥片組件包括有撥片輥、傳動軸以及第一同步帶傳動機(jī)構(gòu)。周向限位組件包括有凵形微擺臂、理片梳、限位桿以及第二同步帶傳動機(jī)構(gòu)。傳動軸以支撐架作為安裝基礎(chǔ)，且其因受到來自于第一同步帶傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動力矩作用而執(zhí)行周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。撥片輥以傳動軸作為套裝基礎(chǔ)，且跟隨傳動軸同步地執(zhí)行周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，與之相頂觸的晶圓得以持續(xù)地受到摩擦力作用。凵形微擺臂亦以傳動軸作為套裝基礎(chǔ)，且其因受到來自于第二同步帶傳動機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動力矩作用而獨(dú)立地執(zhí)行周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，而非與傳動軸保持同步。理片梳可拆卸地固定于凵形微擺臂上，且與多個晶圓保持對位。限位桿以理片梳作為插裝基礎(chǔ)，且各梳片齒均被橫穿。在多個晶圓因受到來自于撥片輥的摩擦力作用而執(zhí)行周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的進(jìn)程中，其上定向缺口的相對方位發(fā)生變化，與此同時，凵形微擺臂因受到轉(zhuǎn)動力矩而執(zhí)行周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，直至限位桿與多個晶圓外緣相頂觸，隨著晶圓執(zhí)行周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動進(jìn)程的繼續(xù)，多個定向缺口得以逐次被限位桿所深陷，此時，與之相對應(yīng)的晶圓的周向旋轉(zhuǎn)自由度被限定為零。

4、作為本發(fā)明所公開技術(shù)方案的更進(jìn)一步改進(jìn)，第一同步帶傳動機(jī)構(gòu)包括有第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)、第一主動同步輪、第一從動同步輪以及第一同步帶。第二同步帶傳動機(jī)構(gòu)包括有第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)、第二主動同步輪、第二從動同步輪以及第二同步帶。第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)可拆卸地固定于支撐架的一側(cè)，且其動力輸出軸與第一主動同步輪固定為一體。第一從動同步輪與傳動軸套裝、且固定為一體。第一同步帶作為第一主動同步輪和第一從動同步輪之間的轉(zhuǎn)動力矩傳遞過渡。第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)可拆卸地固定于支撐架的另一側(cè)，且其動力輸出軸與第二主動同步輪固定為一體。第二從動同步輪套設(shè)于傳動軸上，且與凵形微擺臂固定為一體。當(dāng)受到經(jīng)由第二從動同步輪傳遞而來的轉(zhuǎn)動力矩作用時，凵形微擺臂獨(dú)立于傳動軸自由地執(zhí)行周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。第二同步帶作為第二主動同步輪和第二從動同步輪之間的轉(zhuǎn)動力矩傳遞過渡。

5、作為本發(fā)明所公開技術(shù)方案的更進(jìn)一步改進(jìn)，周向撥片組件還包括有第一固定角度旋轉(zhuǎn)限定單元。周向限位組件還包括有第二固定角度旋轉(zhuǎn)限定單元。當(dāng)理片操作執(zhí)行完畢后，在第二固定角度旋轉(zhuǎn)限定單元的輔助下，凵形微擺臂執(zhí)行反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，直至限位桿由缺口中脫出，各晶圓在自身重力的作用下重新落放于撥片輥上，而后，在第一固定角度旋轉(zhuǎn)限定單元的輔助下，撥片輥繼續(xù)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，多個晶圓得以在來自于撥片輥的摩擦力作用下同步地執(zhí)行跟隨性周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，直至其上id標(biāo)識碼與讀碼單元保持正對位。

6、作為本發(fā)明所公開技術(shù)方案的更進(jìn)一步改進(jìn)，第一固定角度旋轉(zhuǎn)限定單元包括有第一角度標(biāo)定盤和反射型光電傳感器。第二固定角度旋轉(zhuǎn)限定單元包括有第二角度標(biāo)定盤和透射型光電傳感器。第一角度標(biāo)定盤安裝固定于傳動軸的一端，且其上開設(shè)有標(biāo)定缺口。反射型光電傳感器可拆地固定于支撐架的一側(cè)，且與第一角度標(biāo)定盤保持正對位。第二角度標(biāo)定盤套裝于傳動軸上，且與第二從動同步輪固定為一體。由第二角度標(biāo)定盤的周緣繼續(xù)向外延伸出有標(biāo)定耳。透射型光電傳感器可拆地固定于支撐架的另一側(cè)，且與第二角度標(biāo)定盤保持正對位。

7、作為本發(fā)明所公開技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，讀碼單元包括有l(wèi)型承力架、直線驅(qū)動模組、第一導(dǎo)向功能部、可伸縮懸臂架以及工業(yè)掃碼器。l型承力架隱入機(jī)架的內(nèi)腔中，且其在直線驅(qū)動模組和第一導(dǎo)向功能部的共同作用下沿著左右方向執(zhí)行平移運(yùn)動。可伸縮懸臂架用來承載工業(yè)掃碼器，且其采取可拆卸方式以實(shí)現(xiàn)與l型承力架的固定安裝。工業(yè)掃碼器位于晶圓籃的正上方，且保持橫臥狀。

8、作為本發(fā)明所公開技術(shù)方案的更進(jìn)一步改進(jìn)，第一導(dǎo)向功能部包括有第一滑軌滑塊組件和第二滑軌滑塊組件。第一滑軌滑塊組件、第二滑軌滑塊組件分別一一對應(yīng)地布置于l型承力架的下方、側(cè)方。

9、作為本發(fā)明所公開技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，頂片機(jī)構(gòu)包括有安裝座、外驅(qū)式絲桿電機(jī)、第二導(dǎo)向功能部、凵形承力架、前置推頂塊以及后置推頂塊。安裝座采取可拆卸方式以與l型承力架固定為一體。外驅(qū)式絲桿電機(jī)以安裝座作為安裝基礎(chǔ)，且在第二導(dǎo)向功能部的輔助作用下，得以驅(qū)動凵形承力架沿著上下方向執(zhí)行升降運(yùn)動。前置推頂塊、后置推頂塊分別可拆卸地固定于凵形承力架的兩側(cè)，且對向而置，兩者相協(xié)同以頂升晶圓。

10、作為本發(fā)明所公開技術(shù)方案的更進(jìn)一步改進(jìn)，第二導(dǎo)向功能部包括有第三滑軌滑塊組件。第三滑軌滑塊組件作為安裝座和外驅(qū)式絲桿電機(jī)之間的導(dǎo)向過渡。

11、作為本發(fā)明所公開技術(shù)方案的更進(jìn)一步改進(jìn)，頂片機(jī)構(gòu)還包括有對射式光電傳感器。對射式光電傳感器的發(fā)射器、接收器分別一一對應(yīng)地安裝固定于前置推頂塊、后置推頂塊的外側(cè)，且兩者相協(xié)同以確定臨落放態(tài)晶圓是否與前置推頂塊和后置推頂塊保持正對位。

12、本發(fā)明所公開晶圓理片讀碼一體機(jī)的工作流程大致如下：

13、s1、將晶圓批量地碼放晶圓籃中；

14、s2、周向撥片組件執(zhí)行上移運(yùn)動以逐漸地靠近晶圓籃，直至周向撥片組件同時與多個晶圓相頂觸，且周向撥片組件繼續(xù)上移設(shè)定距離，與此同時，周向限位組件發(fā)生跟隨性上移運(yùn)動，隨后，多個晶圓在摩擦力的作用下持續(xù)地執(zhí)行周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，加之，周向限位組件具有借助于定向缺口逐件鎖定各晶圓的功能，多個晶圓得以被全體撥正；

15、s3、頂片機(jī)構(gòu)發(fā)生動作，逐片地將晶圓由晶圓籃中頂出，直至其相對于讀碼單元保持有正確讀碼位；

16、s4、讀碼單元啟動讀碼進(jìn)程，被頂升晶圓的id標(biāo)識碼被讀取、識別；

17、s5、多次重復(fù)步驟s3-s4，直至同批次晶圓被全部讀碼完畢。

18、經(jīng)過一段時期的車間試運(yùn)行驗(yàn)證，在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明所公開的晶圓理片讀碼一體機(jī)至少可取得以下幾方面的有益技術(shù)效果，具體為：

19、1)在執(zhí)行晶圓理片進(jìn)程中，晶圓外緣因受到摩擦力作用而持續(xù)地執(zhí)行周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，定位缺口的方位得以發(fā)生變動，且后續(xù)晶圓巧妙借助于自身重力其定位缺口被周向限位組件自行鎖定，此時，即意味著某個或某些晶圓被撥正，其余晶圓在摩擦力的作用下繼續(xù)執(zhí)行周向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同樣以定位缺口作為撥正基準(zhǔn)，直至同批次晶圓得以被全部撥正，整個晶圓撥正過程快捷、迅速，且被撥正后的同批次晶圓之間保持有良好的姿態(tài)一致性，利于后續(xù)對其執(zhí)行id標(biāo)識碼讀取、識別操作；

20、2)晶圓理片讀碼一體機(jī)兼具有晶圓理片功能和id標(biāo)識碼讀取功能，即意味著同批次晶圓被理片完畢后，無需工位轉(zhuǎn)移，仍保持于同一工位，讀碼單元即可逐片地完成id標(biāo)識碼讀取、識別操作，從而節(jié)省了晶圓工位轉(zhuǎn)移所需消耗工時，利于確保理片節(jié)拍與標(biāo)識碼讀取節(jié)拍相匹配；

21、3)同批次晶圓理片完畢后，借助于頂片機(jī)構(gòu)將晶圓逐片地頂升，直至其相對于讀碼單元保持有正確讀碼位，從而可有效地避免因讀取傾斜角過大而導(dǎo)致的id標(biāo)識碼不能被正確地讀取或無法讀取問題的出現(xiàn)。