亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：一种自动控制的硅片检查系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种显微观察系统，特别是关于一种自动控制的硅片检査系统。
背景技术：
目前在半导体制造行业中，硅片是重要的部件之一。因为硅片本身很昂贵， 且在工艺过程中对硅片洁净度的要求也非常高，所以取送硅片就需要格外小心。 另外，许多工艺都需要对硅片外表进行正反两面的检査，目前多采用吸盘将硅片 背面进行吸附，然后翻转检查，或者将硅片放置到显微镜下进行更加细微的观察。 目前取送硅片的方式有手动和机械手操作方式，机械手多采用三折臂形式，包括 主臂、副臂和手腕等多关节结构，其机构复杂且体积大，在运动过程中易产生机 械颗粒对硅片造成二次污染。在对硅片进行翻转检查的过程中，使硅片尽可能灵 活翻转，并且防止在极限位置抖动是技术问题的关键；目前采用的吸盘式相关产 品，其结构复杂且体积大，运动不平稳，且容易在0。和90°的极限点发生抖动。 在对硅片进行显微观察的过程中，用于显微镜观察的移动台分为手动和自动两种， 手动的移动快速、结构简便、成本低廉，但精度不高，操作不便；自动的采用计 算机程序控制，虽然精度高些，但其结构复杂、加工精度要求高、成本很贵，而 且移动速度较慢。 发明内容
针对上述问题，本实用新型的目地是提出一种简单便捷，自动控制的硅片检 查系统。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案 一种自动控制的硅片检査 系统，它包括一操作台，在操作台上设置一取送硅片的机械手， 一俯仰摆动的硅 片盒平台， 一球面运动的硅片表面检查机构， 一载物台， 一镜头组， 一抽真空装 置，以及一控制所述各装置的计算机控制系统；所述机械手包括一水平驱动机构、 一垂直驱动机构、 一旋转驱动机构，所述水平驱动机构为一水平电机通过水平传 动装置带动一支架，所述垂直驱动机构为一固定在所述支架上的垂直电机通过垂 直传动装置带动一升降架，所述升降架顶部连接一机械手的主臂，所述旋转驱动 机构为一固定在所述升降架上的旋转电机通过旋转传动装置带动所述主臂，所述 主臂上端连接一吸取手爪，所述主臂与吸取手爪内部设置有连通的真空气道；所
4述硅片盒平台包括一步进电机带动的一曲柄，曲柄上转动连接一连杆，所述连杆 支撑连接一翻转板底部一端，所述翻转板底部另一端转动连接在一转轴上，所述 翻转板上设置有硅片盒；所述硅片表面检査机构包括一竖直设置的转动的空心支 柱，所述空心支柱下端固定一曲柄电机，所述曲柄电机输出端连接一曲柄盘，所 述曲柄盘偏心活动连接一空心连杆，所述空心连杆向上穿出空心支柱后与一吸盘 摆柄活动连接，所述吸盘摆柄同时枢接在所述空心支柱上，所述吸盘摆柄内部设 置自转电机，自转电机带动一外露的吸盘，所述吸盘、吸盘摆柄、空心连杆之间 设置有连通的真空气道；所述载物台包括一固定在所述操作台上的光学平台，光 学平台分下、上两层设置有粗精度导轨组和高精度导轨组，粗精度导轨组包括由 第一驱动组带动的分别沿平行的第一、第二导向装置滑动的第一、第二滑块，所 述第一、第二滑块之间连接一第三导向装置，所述第三导向装置上滑设由第二驱 动组驱动的第三滑块，所述第三滑块上垂向穿设一定位柱， 一平行于第三导向装 置滑向的压杆穿过所述第三滑块和定位柱后，两端的上方分别设置一固定在所述 第一、第二滑块上的压紧部件；所述高精度导轨组包括设置在所述定位柱顶部的 由第三驱动组驱动连接的第四滑块，所述第四滑块的顶部设置一与第四滑块运动 方向水平垂直的由第四驱动组驱动连接的第五滑块，所述第五滑块顶部连接所述 载物平台，所述载物平台上方设置固定在所述操作台上的所述镜头组。
所述机械手的水平传动装置、垂直传动装置、旋转传动装置分别为齿轮/齿轮 组合、齿轮/齿带组合、丝杠/光杠组合之一。
所述机械手还包括一限位机构，所述限位机构包括一设置在所述主臂下部的 凸头限位片， 一设置在所述支架上的限位柱，所述限位柱上有多个间隔设置的限 位环，以供所述凸头限位片上凸头插入到两限位环之间。
所述硅片盒平台中的步进电机、转轴由支撑在所述操作台上的定轴和护板固 定，所述翻转板底部另一端通过连接块转动连接在所述转轴上，所述连接块与定 轴之间挂接有支撑弹簧。
所述硅片盒平台中的曲柄一侧设置有摆位挡柱和摆位传感器。
所述硅片表面检查机构的空心支柱通过轴承组合竖直设置在所述操作台上， 并且由一电机通过一组水平设置的齿轮组合驱动连接。
与所述硅片表面检查机构的吸盘位置相对应的操作台上，设置有一寻找硅片 边缘标志的传感器。
所述第一驱动组、第二驱动组、第三驱动组、第四驱动组分别为电机带动的 齿轮/齿带组合，对应的所述滑块连接在所述齿带上。
5所述第一驱动组、第二驱动组、第三驱动组、第四驱动组分别为电机带动的 丝杠组合，对应的所述滑块连接在所述丝杠上。
所述第一、第二、第三导向装置分别为穿设所述对应滑块的光杠组。 本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本实用新型的机械 手采用直臂结构，在水平驱动电机带动下做水平直线运动，在垂直驱动电机带动 下做上下升降运动，在旋转驱动电机驱动带动下做旋转运动。主臂的转动与水平 直线运动构成函数变化关系，实现在另一水平方向上的直线运动，再加上升降运 动的三维复合运动，实现了在任一高度上的取送硅片的目的。2、本实用新型机械 手由于只设置一个主臂带动一个手爪，结构件少，所以在运动过程中也大大减少 了机械摩擦，减少了对硅片的二次污染。3、本实用新型的硅片盒平台通过一套曲 柄连杆机构，运动速度符合完整的正弦曲线规律，使得片盒平台在某一角度内进 行平稳俯仰，不会造成极点震动。4、本实用新型中的硅片表面检査机构设置一由 电机带动水平旋转的空心支柱；支柱上端连接一吸盘摆柄，吸盘摆柄由一连接的 曲柄连杆拉拽，使其能上下摆动；在吸盘摆柄中设置一自转电机，自转电机通过 一吸盘转轴带动一吸盘。因此当机构的各个电机转动时吸盘就能够同时自转、随 支柱一起公转、随吸盘摆柄一起俯仰，形成三种运动复合的球面运动。5、硅片表 面检査机构中在曲柄盘偏心的位置处设置一转轴，转轴上连接曲柄连杆，当曲柄 盘做圆周旋转运动时连杆始终能够竖直上下运动并按正弦曲线规律缓慢加速和停 止，确保曲柄连杆带动的吸盘摆柄不会发生抖动。6、硅片表面检査机构中在吸盘、 吸盘转轴、吸盘摆柄、曲柄连杆内部设置连通的无管路真空气道，机构的任何运 动都不会影响气路的畅通。7、本实用新型的快速定位载物台设置上下两层导轨组， 分别实现粗定位和精定位，粗精度导轨组运行快，节省了运行时间，高精度导轨 组进行精密微动，占据空间小。8、粗精度导轨组和高精度导轨组之间由可锁紧的 定位柱连接，下层粗精度导轨组移动的同时，带动高精度导轨组一起移动，当粗 略位置找到后，粗精度导轨组停止运动，由定位柱将其锁定在光学平台上，然后 高精度滑轨组继续精确移动定位。本实用新型中的各个装置可以同时在一套设备 中组合应用，也可以单独应用于其他设备中，因此，具有很大的灵活性。

图1是本实用新型整体结构布局示意图
图2是本实用新型机械手的结构示意图
图3是机械手垂直驱动机构和旋转驱动机构示意图
图4是图3的侧向示意图图5是机械手主臂和手爪连接示意图
图6是机械手中限位机构凸头限位片结构示意图
图7是硅片盒平台结构示意图 图8是硅片盒处于水平位置时侧面观察示意图 图9是硅片表面检査机构结构示意图 图10是图9结构的剖视示意图 图11是吸盘摆柄结构剖视图 图12是快速定位的载物台结构示意图 图13是图12另一角度观察示意图 图14是高精度导轨组的示意图 图15是图14的俯视示意图具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
如图1所示，本实用新型包括一个操作台1，在操作台1上设置有一个用于取 送硅片的机械手2， 一个能俯仰摆动的硅片盒平台3， 一个可进行球面运动的硅片 表面检查机构4， 一个快速定位的载物台5，在载物台5上方设置一镜头组6，此 外，还有一连接上述各装置的计算机控制系统7。本实用新型的这些部分都具有独 立的操作性，也就是说这些部分既可以组合应用于本实用新型，也可以单独应用 于其它设备中，因此，当本实用新型所涉及的某部分应用于其它场合时，也不应 排除在本实用新型所述的保护范围之外。下面就本实用新型的各部分分别予以介 绍
机械手2
如图2所示，机械手2包括一水平驱动机构201、 一垂直驱动机构202、 一旋 转驱动机构203。水平驱动机构201包括一固定在操作台1上的水平驱动电机204, 水平驱动电机204通过传动装置驱动连接一支架205，具体方式比如在水平驱动电 机204的输出端连接一主动齿轮206，主动齿轮206通过一传送带207连接到固定 在操作台1另一端的从动齿轮208，传送带207上固定连接支架205。支架205同 时穿设在两根与传送带207平行设置的光杠209中，当水平驱动电机204启动时， 就会带动支架205沿两光杠209进行水平方向的运动。
如图3、图4所示，垂直驱动机构202包括一设置在支架205底部的垂直驱动 电机210，垂直驱动电机210通过一垂直传动装置比如在电机输出端连接一丝杠 211，驱动连接一升降架212，升降架212螺纹连接到丝杠211上的同时，还同时穿设过两并排设置的垂向光杠213，在丝杠211的带动下，升降架212沿两垂向光 杠213进行垂直上下运动。丝杠211上端通过轴承转动连接在支架205的顶部。
如图3、图5所示，旋转驱动机构203包括一设置在升降架212底部的旋转驱 动电机214，旋转驱动电机214通过一主动轮215连接一从动轮216，从动轮216 固定套设在一旋转主臂217上，旋转主臂217下端通过轴承转动连接在升降架212 上，上端向上穿出支架205的顶部。在旋转主臂217上端连接一水平手爪218，水 平手爪218上设置有一个或几个高出手爪上表面的吸盘219，在旋转主臂217和水 平手爪218的内部设置有一连通吸盘219的真空气道220，在旋转主臂217底部或 侧部设置一连接真空气泵的接口 (图中未示出)。旋转驱动电机214通过主、从动 轮215、 216带动旋转主臂217转动，可以实现水平手爪218在水平方向取送硅片 的旋转运动，吸盘219通过真空气道220抽真空，可以保证抓取硅片牢固，且不 与水平手爪218产生机械摩擦。
为了保证水平手爪218在抓取硅片的过程中，即使发生机械或电器或程序控 制故障，也不会使硅片受到损坏，本实用新型还设置了限位机构221。如图3、图 6所示，限位机构221包括一设置在旋转主臂217下部的凸头限位片222，凸头限 位片222可以随旋转主臂217—起转动。与凸头限位片222对应，在支架205上 垂向设置一限位柱223，在限位柱223上用多个间隔环224隔设多个限位环225， 凸头限位片222的凸头可以插设在两相邻的限位环225之间。当或机械或电器或 程序控制发生故障时，限位机构221就会有效地阻止水平手爪218不损害硅片。
本实用新型中机械手2的突出特点就在于它能实现水平运动、垂直运动和旋 转运动的复合，使得水平手爪能在某一高度上形成直线进取运动，从而吸取到硅 片盒中的硅片。
俯仰摆动的硅片盒平台3
如图7、图8所示，硅片盒平台3设置在机械手2可触及的地方，包括两固定 在操作台l上的定位轴301，定位轴301上固定连接有护板302，护板302可以是 四面包围的，也可以是三面(前面敞开)的，或五面(底面也设置)的。在其中 一侧护板302上，通过轴承连接一转轴303，转轴303与两定位轴301在空间平行 设置。在转轴303上通过一固定在其上的连接块304连接一翻转板305的底部前 端，翻转板305的顶部固定连接一标准的硅片盒306。在连接块304的侧面连接有 一支撑弹簧307，支撑弹簧307的另一端向下通过一连接架308固定连接在其中的 一根定位轴301上。这里，由转轴303、连接块304组成的转轴机构，也可以采用 其它结构形式，比如将转轴303固定连接在护板302上，而连接在翻转板305上的连接块304是转动地套在转轴303上的。
在两定位轴301上还固定支撑一固定板309，固定板309上固定连接一动力装 置310，动力装置310可以是步进电机，也可以是旋转气缸或者其它可输出旋转动 力的装置。动力装置310的输出端穿过固定板309后连接一曲柄311，曲柄311 的另一端转动连接一连杆312，连杆312的另一端通过一销轴313转动连接在一固 定块314上，固定块314固定在翻转板305的底部后端。曲柄311上设置有长圆 孔，用于变换与连杆312的连接位置，进而改变硅片盒306的极限倾斜角度在30 45°之间变化。
如图8所示，为了防止硅片盒306向前过于倾斜而使硅片滑落，在固定板309 上设置了两个相对轴心呈180。的摆位传感器315、 316，其中一个摆位传感器315 感应翻转板305的水平位置，另一个摆位传感器316感应翻转板305的最大倾斜 位置。另外，在翻转板305处于水平位置(一般称之为O位)时的曲柄311位置 处还设置一挡柱317，以防止曲柄311过转，挡柱317也固定在固定板309上。因 此，由曲柄311和连杆312构成的曲柄连杆机构，就会带动翻转板305俯仰摆动， 使硅片盒呈一定仰角放置，机械手或人工就可以方便的取送硅片。
球面运动的硅片表面检査机构4
如图9、图10所示，硅片表面检查机构4也设置在机械手2可触及的地方， 包括一固定在操作台1上的水平轴承座401，水平轴承座401内设置一轴承402。 一空心的支柱403穿过轴承402，其下端靠近操作台1底面的地方固定套设一大齿 轮404，大齿轮404啮合连接一小齿轮405，小齿轮405固定在水平电机406的输 出端，水平电机406固定在操作台1上，水平电机406通过大、小齿轮驱动支柱 403旋转。在支柱403的最下端伸出一翼耳407，翼耳407上固定有一曲柄电机408， 曲柄电机408的输出轴朝向支柱403的内侧，在输出轴上连接有一曲柄盘409，曲 柄盘409偏心处通过轴承连接一垂直盘面的转轴410，通过转轴410竖直穿设一空 心的连杆411，连杆411向上穿出支柱403的空腔(如图10所示)。当曲柄电机 408带动曲柄盘409旋转时，转轴410随曲柄盘409 —起转动；因为转轴410通过 轴承连接到曲柄盘409上，所以又可以在曲柄盘409上自转，所以可以始终保持 连杆411处于竖直方向。与曲柄盘409的位置对应，还可以在翼耳407上设置一 摆位传感器412，用于检测曲柄盘409的位置状态。
支柱403的上端穿出轴承402之后，伸出有两翼耳413，在两翼耳413间枢接 有一吸盘摆柄414。吸盘摆柄414的前部同样枢接向上穿出支柱403的连杆411， 在曲柄电机408带动下，连杆411上下拉动，进而带动吸盘摆柄414俯仰摆动。如图11所示，吸盘摆柄414为空腔型，在空腔内的底部设置有一自转电机415， 自转电机415的输出端连接一吸盘转轴416，吸盘转轴416顶部穿出吸盘摆柄414 的空腔后连接一吸盘417，吸盘417在自转电机415的带动下自转。这样吸盘417 就形成了在支柱403带动下的公转，在连杆411的拉动下的摆动，以及在自转电 机415的带动下的自转，几方面复合起来，就形成了吸盘在0-90°范围内的球面 翻转运动。
在连杆411、吸盘摆柄414、吸盘转轴416和吸盘417内部设置有相互连通的 真空气道418，在真空气道的相互连接处设置有密封件如密封圈密封。真空气道 418的底部也就是连杆411的底部连接一抽真空装置如真空泵(图中未示出)，当 真空泵启动时，可以使真空气道418内抽真空。本实用新型中，在与吸盘417位 置相对应的操作台l上，还设置有一常规的能自动找到硅片边缘标志(notch)的 传感器。在硅片表面检查机构4的作用下，由吸盘吸住硅片，就可以找到硅片边 缘标志，就可以对硅片外表进行正反两面的检査，检查硅片的外缺损情况和是否 有被污染的颗粒，以及通过观察硅片表面的颜色判断硅片的镀膜厚度(不同颜色 对应不同厚度)。
快速定位的载物台5
如图12、图13所示，快速定位的载物台5也设置在机械手2可触及的地方， 包括固定在操作台1上的一光学平台501，光学平台501的表面光滑平整，与观察 物镜的视场平面平行。在光学平台501上，分下、上两层设置有粗精度导轨组和 高精度导轨组。粗精度导轨组在下，包括在操作台1上固定设置的作为第一、第 二导向装置的两组平行的光杠组502，每一光杠组502中都包括上下平行的两根光 杠。两光杠组502上分别穿设第一滑块503和第二滑块503'。在第一滑块503 (或 第二滑块503')的外侧设置一组包括第一电机504和传动装置505在内的第一驱 动组，此第一驱动组带动该侧的第一滑块503在光杠组502上滑动。传动装置505 的具体实施方式
可以是这样在第一电机504的输出端连接一主动轮506，主动轮 506通过传送带507连接到另一端的从动轮508。在传送带507上连接一连接板 509，通过连接板509连接第一滑块503，这样，第一滑块503就可以在传送带507 的带动下沿光杠组502滑动，进行水平方向的前后移动。当然，传动装置505还 可以为一由第一电机504带动的丝杠，丝杠再穿接第一滑块503，也可以使第一滑 块503在光杠组502上滑动。因此，这里所述的第一驱动组的传动方式并不唯一， 能够实现所连接的滑块在光杠组502上滑动即可。
在两个光杠组502之间设置一与两光杠组502呈水平垂直的作为第三导向装置的第三光杠组510，第三光杠组包括水平平行设置的两光杠，两光杠分别穿过作
为第三个滑块的T型滑块511的两翼耳后，两端分别固定到两侧的第一滑块503 和第二滑块503'上。这样当第一电机504带动一侧的第一滑块503前后移动时， 就可以通过第三光杠组510带动另一侧的第二滑块503，同步前后运动，同时也带 动T型滑块511同步运动。在T型滑块511的主体部位设置一水平通孔和一垂向 通孔，两通孔交叉贯通。 一带有水平通孔的定位柱512自上而下插入到垂向通孔 内； 一压杆513同时横穿过T型滑块511的水平通孔和定位柱512的水平通孔， 将二者穿设成一体。在压杆513两端的上方分别设置一固定在第一滑块503和第 二滑块503'上的锁紧气缸514，两锁紧气缸514的活塞杆可以顶在压杆513上。 在T型滑块511的外侧设置有一与第一驱动组结构相同或类似的第二驱动组，这 样当第二驱动组的第二电机515启动时，就可以带动T型滑块511沿第三光杠组 510的方向滑动，进行水平方向的左右移动。 一旦下层粗精度导轨组完成横纵两向 粗定位后，便可以启动锁紧气缸514，活塞杆伸出向下顶压压杆513，通过压杆513 再向下压定位柱512，使定位柱512底部紧紧地压在光学平台501上，不再发生任 何移动。
如图14、图15所示，在定位柱512顶部设置上层高精度导轨组。在定位柱 512上首先固定一较大的平板516，如果定位柱512顶面足够大，也可以不设置平 板516。以设置平板516为例，在平板516上固定一第三电机517，第三电机517 通过两齿轮518、 518，和一传送带519驱动一第一丝杠520，第一丝杠520穿过 固定在定位柱512上的支撑板521后，连接一第四滑块522，第四滑块522座设在 具有支撑导向作用的定位柱512上，当第三电机517启动时，就可以驱使第四滑 块522在定位柱512上滑动。第三电机517，两齿轮518、 518'，传送带519和第 一丝杠520构成第三驱动组，根据传动原理，第三驱动组也可以设置为与第一或 第二驱动组类似的结构，只要能满足第四滑块的滑动即可。
在第四滑块522上，固定连接一第四电机523和一支撑板524，第四电机523 的输出端通过两齿轮525、 525，和一传送带526驱动一第二丝杠527，第二丝杠 527穿过固定在第四滑块522上的支撑板524后，连接一第五滑块528，第五滑块 528座设在第四滑块522的顶部，可以在其上滑动。第四电机523，两齿轮525、 525'，传送带526和第二丝杠527即构成第四驱动组，根据传动原理，第四驱动 组也可以设置为与前面驱动组类似的结构，只要能满足第五滑块528的滑动即可。 在第五滑块528上连接载物平台529。第三驱动组和第四驱动组可以分别启动或同 时启动，均可以带动载物平台529完成精确定位。在下层粗精度导轨组的作用下，完成机构的快速粗定位，在上层高精度导轨组的作用下，完成机构的微动精定位。 在载物平台529上放置硅片，通过机算机指令控制两导轨组，使硅片移动到需要 观察的位置点，然后通过显微镜观察。
本实用新型中的镜头组6固定设置在操作台l上，位于载物台5的上方。镜 头组6采用常规技术的镜头组，可以为单一镜头，也可以为多镜头，可以手动调
节，也可以自动调节。
上述实施例中的一些功能单元，比如各传动装置，可以通过传动轮和传动带
实现传动，可以运用丝杠进行传动。比如快速定位的载物台5中的锁紧气缸514， 除运用汽缸外，还可以运用电磁铁。对于这种功能性的等同替换，不再赘述。
如图1所示，本实用新型的计算机控制系统7分别连接上述各装置的控制部 件，比如机械手2的水平电机204、垂直驱动电机210、旋转驱动电机214，俯 仰摆动的硅片盒平台3的动力装置310、摆位传感器315、 316，硅片表面检査机 构4的水平电机406、曲柄电机408、自转电机415、摆位传感器412，载物台5 的第一电机504、第二电机515、第三电机517、第四电机523、紧气缸514，等等。 计算机控制系统7中的控制软件是根据本实用新型检查硅片的具体要求而预先编 程安装的，具体控制操作过程如下
首先，由计算机控制系统7根据程序要求启动机械手2的三维驱动机构，到 硅片盒中的预定位置将硅片取出，送到硅片表面检查机构4的吸盘上，由吸盘翻 转，在强光下通过操作者肉眼宏观检查硅片表面的颜色变化及缺损情况、表面质 量，并通过传感器找出硅片边缘标志(notch)。如果表面观察完成后，不需要进 一步检査，则可以用机械手将硅片放回到硅片盒4中或放置到其它的硅片盒内。 如果需要进一步检査，则由机械手2将硅片送至载物台5上，经过载物台5的快 速移动粗精度导轨组进行粗略定位和高精度导轨组的精确定位后，使硅片置于镜 头组6下的最佳观察位置，进行精密观察；观察完成后再通过机械手2放置到硅 片盒中或其他需要的位置。
权利要求1、一种自动控制的硅片检查系统，其特征在于它包括一操作台，在操作台上设置一取送硅片的机械手，一俯仰摆动的硅片盒平台，一球面运动的硅片表面检查机构，一载物台，一镜头组，一抽真空装置，以及一控制所述各装置的计算机控制系统；所述机械手包括一水平驱动机构、一垂直驱动机构、一旋转驱动机构，所述水平驱动机构为一水平电机通过水平传动装置带动一支架，所述垂直驱动机构为一固定在所述支架上的垂直电机通过垂直传动装置带动一升降架，所述升降架顶部连接一机械手的主臂，所述旋转驱动机构为一固定在所述升降架上的旋转电机通过旋转传动装置带动所述主臂，所述主臂上端连接一吸取手爪，所述主臂与吸取手爪内部设置有连通的真空气道；所述硅片盒平台包括一步进电机带动的一曲柄，曲柄上转动连接一连杆，所述连杆支撑连接一翻转板底部一端，所述翻转板底部另一端转动连接在一转轴上，所述翻转板上设置有硅片盒；所述硅片表面检查机构包括一竖直设置的转动的空心支柱，所述空心支柱下端固定一曲柄电机，所述曲柄电机输出端连接一曲柄盘，所述曲柄盘偏心活动连接一空心连杆，所述空心连杆向上穿出空心支柱后与一吸盘摆柄活动连接，所述吸盘摆柄同时枢接在所述空心支柱上，所述吸盘摆柄内部设置自转电机，自转电机带动一外露的吸盘，所述吸盘、吸盘摆柄、空心连杆之间设置有连通的真空气道；所述载物台包括一固定在所述操作台上的光学平台，光学平台分下、上两层设置有粗精度导轨组和高精度导轨组，粗精度导轨组包括由第一驱动组带动的分别沿平行的第一、第二导向装置滑动的第一、第二滑块，所述第一、第二滑块之间连接一第三导向装置，所述第三导向装置上滑设由第二驱动组驱动的第三滑块，所述第三滑块上垂向穿设一定位柱，一平行于第三导向装置滑向的压杆穿过所述第三滑块和定位柱后，两端的上方分别设置一固定在所述第一、第二滑块上的压紧部件；所述高精度导轨组包括设置在所述定位柱顶部的由第三驱动组驱动连接的第四滑块，所述第四滑块的顶部设置一与第四滑块运动方向水平垂直的由第四驱动组驱动连接的第五滑块，所述第五滑块顶部连接所述载物平台，所述载物平台上方设置固定在所述操作台上的所述镜头组。
2、 如权利要求l所述的一种自动控制的硅片检查系统，其特征在于所述机械手的水平传动装置、垂直传动装置、旋转传动装置分别为齿轮/齿轮组合、齿轮 /齿带组合、丝杠/光杠组合之一。
3、 如权利要求1或2所述的一种自动控制的硅片检査系统，其特征在于所 述机械手还包括一限位机构，所述限位机构包括一设置在所述主臂下部的凸头限 位片， 一设置在所述支架上的限位柱，所述限位柱上有多个间隔设置的限位环， 以供所述凸头限位片上凸头插入到两限位环之间。
4、 如权利要求l所述的一种自动控制的硅片检查系统，其特征在于所述硅 片盒平台中的步进电机、转轴由支撑在所述操作台上的定轴和护板固定，所述翻 转板底部另一端通过连接块转动连接在所述转轴上，所述连接块与定轴之间挂接 有支撑弹簧。
5、 如权利要求1或4所述的一种自动控制的硅片检查系统，其特征在于所 述硅片盒平台中的曲柄一侧设置有摆位挡柱和摆位传感器。
6、 如权利要求l所述的一种自动控制的硅片检査系统，其特征在于所述硅 片表面检査机构的空心支柱通过轴承组合竖直设置在所述操作台上，并且由一电 机通过一组水平设置的齿轮组合驱动连接。
7、 如权利要求1或6所述的一种自动控制的硅片检查系统，其特征在于与 所述硅片表面检查机构的吸盘位置相对应的操作台上，设置有一寻找硅片边缘标 志的传感器。
8、 如权利要求l所述的一种自动控制的硅片检査系统，其特征在于所述第 一驱动组、第二驱动组、第三驱动组、第四驱动组分别为电机带动的齿轮/齿带组 合，对应的所述滑块连接在所述齿带上。
9、 如权利要求1或8所述的一种自动控制的硅片检查系统，其特征在于所 述第一驱动组、第二驱动组、第三驱动组、第四驱动组分别为电机带动的丝杠组 合，对应的所述滑块连接在所述丝杠上。
10、 如权利要求1或8所述的一种自动控制的硅片检査系统，其特征在于 所述第一、第二、第三导向装置分别为穿设所述对应滑块的光杠组。
专利摘要本实用新型涉及自动控制的硅片检查系统，包括一操作台，操作台上有取送硅片的机械手、硅片盒平台、硅片表面检查机构、载物台、镜头组、抽真空装置，以及控制所述各装置的计算机系统。机械手包括水平、垂直、旋转三维动作机构，完成在某一高度下与水平运动方向成一角度的直线运动。硅片盒平台包括一曲柄连杆机构，连杆支撑一俯仰摆动的翻转板，翻转板上放置硅片盒。硅片表面检查机构设置有一可进行水平公转、俯仰摆动、自转的真空吸盘，吸盘上放置硅片。载物台包括带动上层导轨组和载物平台一起进行粗定位的下层导轨组，上层导轨组再带动载物平台进行精定位，载物台上方设置镜头组。本实用新型取送观察硅片快捷方便，并且各装置可组合应用，也可单独应用。
文档编号G01N35/10GK201298024SQ200820123778
公开日2009年8月26日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日
发明者姚广军, 徐伟新, 陈百捷 申请人:陈百捷;北京自动化技术研究院