晶片转置系统

摘要

本发明公开了一种晶片转置系统，用于将晶片在片盒和载片晶舟之间转置，包括：主架；用于放置多个晶片的周转装置，其与所述主架固定；升降装置，其与所述主架活动连接；所述升降装置与所述周转装置相配合，将片盒或载片晶舟内的多个晶片上升放置于所述周转装置内，再将放置于所述周转装置内的多个晶片下降放置于所述载片晶舟或片盒内。本发明的晶片转置系统，与现有技术相比，提高了转置效率，减少了晶片被损坏和玷污的几率，降低了产品的不良率。

权利要求

1.一种晶片转置系统，用于将晶片在片盒和载片晶舟之间转置，其特征在于，包括：主架；

用于放置多个晶片的周转装置，其与所述主架固定；

升降装置，其与所述主架活动连接；

所述升降装置与所述周转装置相配合，将片盒或载片晶舟内的多个晶片上升放置于所述周转装置内，再将放置于所述周转装置内的多个晶片下降放置于所述载片晶舟或片盒内；

所述周转装置包括第一周转组件，其包括两个第一夹持手臂；

每个所述第一夹持手臂具有多个等间距设置的第一夹片，每个所述第一夹片具有第一夹槽，所述第一夹片和形成在其上的第一夹槽与水平面垂直；

所述两个第一夹持手臂的第一夹槽的槽口相对设置且之间的距离可调，所述两个第一夹持手臂的第一夹槽可同时闭合和张开；

所述两个第一夹持手臂可沿各自第一夹片的排列方向同步移动；

所述周转装置还包括位于所述第一周转组件下方的第二周转组件，其包括两个第二夹持手臂；

每个所述第二夹持手臂具有多个等间距设置的第二夹片，每个所述第二夹片具有第二夹槽，所述第二夹片和形成在其上的第二夹槽与水平面垂直；

所述两个第二夹持手臂的第二夹槽的槽口相对设置且之间的距离可调，所述两个第二夹持手臂的第二夹槽可同时闭合和张开。

2.根据权利要求1所述的晶片转置系统，其特征在于，所述升降装置包括两个可同步上升和下降的升降手臂；

每个所述升降手臂具有向上伸出的多个等间距的梳元件，所述梳元件之间形成容纳晶片的容纳槽；

两个升降手臂的容纳槽的排列方向，数量和密度相同。

3.根据权利要求2所述的晶片转置系统，其特征在于，所述每个第一夹持手臂的第一夹槽与所述升降手臂的容纳槽的数量相同，排列方向一致且密度相同。

4.根据权利要求2所述的晶片转置系统，其特征在于，所述每个第二夹持手臂的第二夹槽与所述升降手臂的容纳槽的数量相同，排列方向一致且密度相同。

5.根据权利要求4所述的晶片转置系统，其特征在于，两个升降手臂的容纳槽的数量和密度与片盒的槽的数量和密度相同。

6.根据权利要求5所述的晶片转置系统，其特征在于，还包括：用于放置片盒和载片晶舟水平基台，其与所述主架固定；所述水平基台具有升降用开口，所述升降手臂可穿过所述升降用开口升降。

7.根据权利要求6所述的晶片转置系统，其特征在于，还包括：固定盘，其可在所述水平基台上滑动至所述周转装置下方且所述固定盘的上表面用于固定所述载片晶舟；

所述升降手臂可穿过所述水平基台的升降用开口与所述固定盘的下表面固定。

8.根据权利要求7所述的晶片转置系统，其特征在于，所述第一周转组件还包括第一基座和第二基座；

一个所述第一夹持手臂与所述第一基座活动连接，另一个所述第一夹持手臂与所述第二基座活动连接。

9.根据权利要求8所述的晶片转置系统，其特征在于，所述第二周转组件还包括第三基座和第四基座；

一个所述第二夹持手臂与所述第三基座活动连接，另一个所述第二夹持手臂与所述第四基座活动连接。

说明书

晶片转置系统

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种晶片转置系统。

背景技术

[0002] 在半导体器件生产领域中，用于集成电路芯片生产的晶片是一种单晶硅晶片，直径为5至12英寸，厚度介于280-675微米之间。集成电路芯片的生产，工序多且工艺复杂。根据工艺需求，芯片生产过程中晶片将在不同工序的工艺设备或生产治具上进行多次反复的转置；尤其针对扩散工艺中，晶片从片盒到载片晶舟，从载片晶舟到片盒的转置工作极其繁重与频繁。

[0003] 晶片转置，通常是采用夹片镊子或真空吸笔靠人工一片一片的从片盒夹持或吸附取出之后放入载片晶舟，反之载片晶舟上的晶片导入片盒也是使用同样的方式完成。不但转置效率低，生产成本高；而且易使晶片划伤、缺角、崩边、碎片；另外，人工一片一片转置晶片的的反复操作极易产生颗粒玷污晶片，导致晶片性能下降或报废。特别是厚度为280微米减薄晶片的转置操作难度极大，产品报废率更高。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种晶片转置系统，与现有技术相比，提高了转置效率，减少了晶片被损坏和玷污的几率，降低了产品的不良率。

[0005] 为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

[0006] 一种晶片转置系统，用于将晶片在片盒和载片晶舟之间转置，包括：

[0007] 主架；

[0008] 用于放置多个晶片的周转装置，其与所述主架固定；

[0009] 升降装置，其与所述主架活动连接；

[0010] 所述升降装置与所述周转装置相配合，将片盒或载片晶舟内的多个晶片上升放置于所述周转装置内，再将放置于所述周转装置内的多个晶片下降放置于所述载片晶舟或片盒内。

[0011] 优选的，所述升降装置包括两个可同步上升和下降的升降手臂；

[0012] 每个所述升降手臂具有向上伸出的多个等间距的梳元件，所述梳元件之间形成容纳晶片的容纳槽；

[0013] 两个升降手臂的容纳槽的排列方向，数量和密度相同。

[0014] 优选的，所述周转装置包括第一周转组件，其包括两个第一夹持手臂；

[0015] 每个所述第一夹持手臂具有多个等间距设置的第一夹片，每个所述第一夹片具有第一夹槽，所述第一夹片和形成在其上的第一夹槽与水平面垂直；

[0016] 所述两个第一夹持手臂的第一夹槽的槽口相对设置且之间的距离可调，所述两个第一夹持手臂的第一夹槽可同时闭合和张开。

[0017] 优选的，所述每个第一夹持手臂的第一夹槽与所述升降手臂的容纳槽的数量相同，排列方向一致且密度相同。

[0018] 优选的，所述两个第一夹持手臂可沿各自第一夹片的排列方向同步移动。

[0019] 优选的，所述周转装置还包括位于所述第一周转组件下方的第二周转组件，其包括两个第二夹持手臂；

[0020] 每个所述第二夹持手臂具有多个等间距设置的第二夹片，每个所述第二夹片具有第二夹槽，所述第二夹片和形成在其上的第二夹槽与水平面垂直；

[0021] 所述两个第二夹持手臂的第二夹槽的槽口相对设置且之间的距离可调，所述两个第二夹持手臂的第二夹槽可同时闭合和张开。

[0022] 优选的，所述每个第二夹持手臂的第二夹槽与所述升降手臂的容纳槽的数量相同，排列方向一致且密度相同。

[0023] 优选的，两个升降手臂的容纳槽的数量和密度与片盒的槽的数量和密度相同。

[0024] 优选的，还包括：

[0025] 用于放置片盒和载片晶舟水平基台，其与所述主架固定；所述水平基台具有升降用开口，所述升降手臂可穿过所述升降用开口升降。

[0026] 优选的，还包括：

[0027] 固定盘，其可在所述水平基台上滑动至所述周转装置下方且所述固定盘的上表面用于固定所述载片晶舟；

[0028] 所述升降手臂可穿过所述水平基台的升降用开口与所述固定盘的下表面固定。

[0029] 优选的，所述第一周转组件还包括第一基座和第二基座；

[0030] 一个所述第一夹持手臂与所述第一基座活动连接，另一个所述第一夹持手臂与所述第二基座活动连接。

[0031] 优选的，所述第二周转组件还包括第三基座和第四基座；

[0032] 一个所述第二夹持手臂与所述第三基座活动连接，另一个所述第二夹持手臂与所述第四基座活动连接。

[0033] 本发明提供的晶片转置系统，其升降装置与周转装置相配合，可以将多个晶片在片盒和载片晶舟之间转置。与现有技术相比，提高了转置效率，减少了晶片被损坏和玷污的几率，降低了产品的不良率。

附图说明

[0034] 图1为晶片的示意图；

[0035] 图2为片盒的示意图；

[0036] 图3为载片晶舟的示意图；

[0037] 图4为本发明的一个实施例的晶片转置系统的示意图；

[0038] 图5为图4所示的晶片转置系统的局部放大示意图；

[0039] 图6为图4所示的晶片转置系统的升降手臂的容纳槽容纳晶片的示意图；

[0040] 图7为图4所示的晶片转置系统的固定盘上表面与载片晶舟固定且下表面与升降手臂固定的剖面示意图；

[0041] 图8为图4所示的晶片转置系统的另一局部放大示意图；

[0042] 图9为图4所示的晶片转置系统的第一周转组件局部示意图；

[0043] 图10为图4所示的晶片转置系统的第一周转组件的第一夹持手臂的示意图；

[0044] 图11为图4所示的晶片转置系统的第二周转组件局部示意图。

[0045] 主要元件附图标记说明：

[0046] 100主架，

[0047] 210升降手臂，

[0048] 300水平基台，310升降用开口，

[0049] 400固定盘，

[0050] 511第一基座，512第一夹持手臂，513第一夹片，514第一夹槽，515第一夹持手臂位移气缸，

[0051] 521第三基座，522第二夹持手臂，523第二夹片，524第二夹槽，

[0052] 600防护罩。

具体实施方式

[0053] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0054] 在半导体器件生产领域中，用于集成电路芯片生产的晶片是一种单晶硅晶片，直径为5至12英寸，厚度介于280-675微米之间，如图1所示。用于周转存放的片盒，只有25槽，只能存放25片晶片，如图2所示；工艺生产使用的载片晶舟多为50槽，可存放50片晶片，如图3所示；载片晶舟和片盒的厚度是相同的，载片晶舟的槽的密度更大；其中，片盒和载片晶舟的厚度是片盒和载片晶舟的多个槽依次排列方向的长度。改变片盒或载片晶舟的槽数，会导致其与其他工艺设备不匹配。因此，需要在不改变片盒和载片晶舟槽数的前提下，实现在
25槽的片盒和50槽的载片晶舟之间转置晶片。

[0055] 本发明的一个实施例的晶片转置系统，用于将晶片在片盒和载片晶舟之间转置，如图4所示，包括：

[0056] 主架100；

[0057] 用于放置多个晶片的周转装置，其与所述主架100固定；

[0058] 用于放置片盒和载片晶舟水平基台300，其与所述主架100固定；

[0059] 升降装置，其与所述主架活动连接；

[0060] 防护罩600，其设置在周转装置外围，正面设置有可视窗，可视窗可观察和监控晶片的转置。

[0061] 如图4和图5所示，所述升降装置包括两个升降手臂210，所述两个升降手臂通过磁偶式无杆气缸实现同步上升和下降。如图5和图6所示，每个升降手臂具有向上伸出的多个等间距的梳元件，所述梳元件之间形成用于容纳晶片容纳槽。两个升降手臂的容纳槽的排列方向，数量和密度相同且两个升降手臂的容纳槽的数量和密度与片盒的槽的数量和密度相同。如每个升降手臂具有25个容纳槽且密度与片盒的槽的密度相同。

[0062] 需要说明的是，通过磁偶式无杆气缸实现两个升降手臂的同时上升和下降，只是其中一种优选的方式，仅用于举例说明，还可以通过其他方式实现。

[0063] 如图4和图5所示，所述水平基台300具有升降用开口310且所述升降手臂210可穿过所述水平基台的升降用开口310升降。

[0064] 如图4和图5所示，晶片转置系统还包括固定盘400，其在所述水平基台上通过专用的导槽和磁偶式无杆气缸滑动至所述周转装置下方；所述固定盘400的上表面用于固定所述载片晶舟，下表面设置有可与升降手臂一一对应的卡槽。如图7所示，所述升降手臂210可穿过所述水平基台的升降用开口与所述固定盘400的下表面的卡槽固定。

[0065] 需要说明的是，通过磁偶式无杆气缸实现固定盘在水平基台上滑动至所述周转装置下方，只是其中一种优选的方式，仅用于举例说明，还可以通过其他方式实现。

[0066] 如图4，图8和图9所示，所述周转装置包括第一周转组件和第二周转组件，所述第二周转组件位于所述第一周转组件的下方。

[0067] 所述第一周转组件包括第一基座511，第二基座，两个第一夹持手臂512，第一夹片驱动气缸和第一夹持手臂位移气缸515。

[0068] 如图9和图10所示，第一基座511具有第一容置空间，第二基座与所述第一基座是对称结构，具有第二容置空间。

[0069] 第一夹持手臂512具有多个等间距设置的第一夹片513，每个第一夹片513具有第一夹槽514。一个所述第一夹持手臂512安装在所述第一容置空间内且所述第一夹片513，第一夹槽514与水平面垂直；一个所述第一夹持手臂安装在所述第二容置空间内且所述第一夹片，第一夹槽与水平面垂直。

[0070] 所述两个第一夹持手臂的第一夹槽的槽口相对设置且之间的距离可调，所述两个第一夹持手臂的第一夹槽可同时闭合和张开。所述每个第一夹持手臂的第一夹槽与所述升降手臂的容纳槽的数量相同，排列方向一致且密度相同。

[0071] 第一夹片驱动气缸与所述第一基座和第二基座连接；所述第一夹片驱动气缸可通过所述第一基座和第二基座驱动两个第一夹持手臂同时闭合和张开。作为一种优选的方式，所述第一夹片驱动气缸采用锁紧气缸。

[0072] 如图9所示，第一夹持手臂位移气缸515与所述第一夹持手臂连接；所述第一夹持手臂位移气缸可驱动所述两个第一夹持手臂可沿各自第一夹片的排列方向同步移动。作为一种优选的方式，所述第一夹持手臂位移气缸采用磁偶式无杆气缸。

[0073] 所述第二周转组件包括第三基座，第四基座，两个第二夹持手臂和第二夹片驱动气缸。

[0074] 如图11所示，第三基座521具有第三容置空间，第四基座与所述第三基座是对称结构，具有第四容置空间。。

[0075] 第二夹持手臂522具有多个等间距设置的第二夹片523，每个第二夹片523具有第二夹槽524，一个所述第二夹持手臂522安装在所述第三容置空间内且所述第二夹片523，第二夹槽524与水平面垂直；另一个述第二夹持手臂522安装在所述第四容置空间内且所述第二夹片523，第二夹槽524与水平面垂直。

[0076] 所述两个第二夹持手臂的第二夹槽的槽口相对设置且之间的距离可调，所述两个第二夹持手臂的第二夹槽可同时闭合和张开。所述每个第二夹持手臂的第二夹槽与所述升降手臂的容纳槽的数量相同，排列方向一致且密度相同。

[0077] 第二夹片驱动气缸与所述第三基座和第四基座连接；所述第二夹片驱动气缸通过所述第三基座和第四基座可驱动两个第二夹持手臂的第二夹槽可同时闭合和张开。第二夹片驱动气缸采用锁紧气缸。

[0078] 其中，升降手臂具有四个特定的高度位置，分别是第一周转组件的第一高度位置和第二高度位置，第二周转组件的第一高度位置和第二高度位置。第一周转组件的第一高度位置高于第一周转组件的第二高度位置，第一周转组件的第二高度位置高于第二周转组件的第一高度位置，第二周转组件的第一高度位置高于第二周转组件的第二高度位置。

[0079] 晶片转置系统将50个晶片从第一片盒和第二片盒内取出放置于载片晶舟内的过程如下：

[0080] 步骤S101：将放置有25个晶片的第一片盒放置在水平基台上且位于所述周转装置下方；

[0081] 步骤S102：升降手臂上升，穿过所述水平基台的升降用开口和第一片盒下方的口；升降手臂的容纳槽将第一片盒的25个晶片从第一片盒中顶出且上升至第一周转组件的第一高度位置后停止；

[0082] 步骤S103：两个第一夹持手臂向中间移动，25个晶片分别卡入两个第一夹持手臂的第一夹槽，两个第一夹持手臂的第一夹槽同时闭合夹持25个晶片；

[0083] 步骤S104：升降手臂下降，将第一片盒取下；将放置有25个晶片的第二片盒放置在水平基台上且位于所述周转装置下方；

[0084] 步骤S105：升降手臂上升，穿过所述水平基台的升降用开口和第二个片盒下方的口；升降手臂的容纳槽将第二个片盒的25个晶片从第二片盒中顶出且上升至第二周转组件的第一高度位置后停止；

[0085] 步骤S106：两个第二夹持手臂向中间移动，25个晶片分别卡入两个第二夹持手臂的第二夹槽，两个第二夹持手臂的第二夹槽同时闭合夹持25个晶片；

[0086] 步骤S107：升降手臂下降，将第二个片盒取下；将固定在固定盘上的载片晶舟滑动至所述周转装置下方；

[0087] 步骤S108：升降手臂上升，将载片晶舟上升至第二周转组件的第二高度位置后停止；

[0088] 步骤S109：两个第二夹持手臂的第二夹槽张开，将其所夹持的25个晶片放置于载片晶舟的槽内；两个第二夹持手臂向两侧移动；

[0089] 步骤S110：所述两个第一夹持手臂可沿各自第一夹片的排列方向同步移动；这样，实现第一夹槽，第二夹槽是错开的；

[0090] 步骤S111：升降手臂继续上升，将载片晶舟上升至第一周转组件的第二高度位置后停止；此时，所述两个第一夹持手臂的第一夹片之间的间隔可避开已经放置在载片晶舟内的25个晶片；

[0091] 步骤S112：所述两个第一夹持手臂的第一夹槽张开，将其所夹持的25个晶片放置于载片晶舟的另外25个槽内；所述两个第一夹持手臂向两侧移动；

[0092] 步骤S113：升降手臂下降，将载片晶舟取下；完成了将两个片盒的晶片转移放置于载片晶舟内的过程。

[0093] 晶片转置系统将50个晶片从载片晶舟放置于第一片盒和第二片盒的过程如下：

[0094] 步骤S201：将固定在固定盘上的放置有50个晶片的载片晶舟滑动至所述周转装置下方；

[0095] 步骤S202：升降手臂上升，穿过所述水平基台的升降用开口与所述固定盘的下表面的卡槽固定，之后继续上升，上升超过第一周转组件的第一高度位置后停止；

[0096] 步骤S203：所述两个第一夹持手臂可沿各自第一夹片的排列方向同步移动；这样，实现第一夹槽和第二夹槽是错开的；

[0097] 步骤S204：所述两个第一夹持手臂向中间移动，所述两个第一夹持手臂的第一夹槽同时闭合；

[0098] 步骤S205：升降手臂下降，闭合的第一夹槽托住其中25个晶片；

[0099] 步骤S206：所述两个第二夹持手臂向中间移动，所述两个第二夹持手臂的第二夹槽同时闭合；此时，所述两个第二夹持手臂的第二夹片之间的间隔可避开已经放置在载片晶舟内的25个晶片；

[0100] 步骤S207：升降手臂下降，闭合的两个第二夹持手臂的第二夹槽托住另外25个晶片；

[0101] 步骤S208：升降手臂下降，将载片晶舟取下，将第一片盒放置在水平基台上且位于所述周转装置下方；

[0102] 步骤S209：升降手臂上升，穿过所述水平基台的升降用开口和第一片盒下方的口，上升至第二周转组件的第二高度位置后停止；

[0103] 步骤S210：两个第二夹持手臂的第二夹槽同时张开松开25个晶片，升降手臂的容纳槽容纳25个晶片；两个第二夹持手臂向两侧移动；

[0104] 步骤S211：升降手臂下降，将放置与其上的25个晶片放置在第一片盒内，将第一片盒取下，将第二片盒放置在水平基台上且位于所述周转装置下方；

[0105] 步骤S212：所述两个第一夹持手臂可沿各自第一夹片的排列方向同步移动；位移大小与步骤S203中相同，移动方向与步骤S203中相反，这样，实现第一夹槽和和第二夹槽是正对的；

[0106] 步骤S213：升降手臂上升，穿过所述水平基台的升降用开口和第二个片盒下方的口，上升至第一周转组件的第二高度位置后停止；

[0107] 步骤S214：所述两个第一夹持手臂的第一夹槽同时张开松开25个晶片，升降手臂的容纳槽容纳25个晶片；所述两个第一夹持手臂向两侧移动；

[0108] 步骤S215：升降手臂下降，将放置与其上的25个晶片放置在第二片盒内，将第二片盒取下；完成了将载片晶舟的晶片转移放置于两个片盒内的过程。

[0109] 这样，本发明的晶片转置系统，其升降装置，第一周转组件和第二周转组件相配合，不仅可以将两个片盒内的50个晶片，转置于载片晶舟内，而且可以将载片晶舟内的50个晶片转置于两个片盒内。在不改变片盒和载片晶舟槽数的前提下，实现在25槽的片盒和50槽的载片晶舟之间转置晶片。与现有技术相比，提高了转置效率，减少了晶片被损坏和玷污的几率，降低了产品的不良率。

[0110] 显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。