CN118629917B - 一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统，涉及晶圆视觉检测技术领域，本检测系统包括机台；机械臂，安装在所述机台内；检测仓，固定在所述机台的一侧，且其上安装有观察窗；载台组件，固定在所述检测仓内，用于对片盒进行夹持；检测组件，固定在所述观察窗上，且位于所述检测仓内；反光组件，固定在所述检测仓远离所述观察窗的内壁，且所述反光组件与检测组件对应；本发明通过在观察窗上安装检测组件能够避免对检测仓进行较大的改动，节约成本，并且通过反光组件能够改善检测仓内部的光线分布，从而便于检测组件的检测。

Description

一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统

技术领域

本发明涉及晶圆视觉检测技术领域，具体是一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统。

背景技术

在半导体晶圆制造过程中，工艺机台对片盒中晶圆数量和位置的准确识别至关重要。实现这一自动化识别功能能够显著提升机械手臂取放晶圆的效率，从而节约宝贵的时间并减少工艺气体的消耗。特别是在大规模生产的晶圆半导体制造工厂中，由于设备众多、产能巨大，准确、高效的晶圆识别与定位技术对于提高整体生产效能、发挥设备最大优势、避免产能损失具有重要意义。

为了实现这一目标，半导体制造厂商需要投资研发或采用先进的晶圆识别与定位技术。这些技术可能包括高精度视觉系统、智能传感器以及与之配套的软件算法。通过这些技术的综合应用，工艺机台能够实时获取片盒中晶圆的数量和位置信息，并精确指导机械手臂进行取放操作。

现有的检测系统通过载台内置的视觉传感器进行检测，并将检测到的晶片数量和位置信息实时上报到软件系统中，机械手臂就能根据软件系统中已经存储的晶片信息，准确快速地抓取指定位置的晶片进行后续的半导体工艺制程，但当设备内光线不充足时，会导致检测结果不准确，并且其传感器角度不能调节，导致其不能适用于多种规格的片盒。

针对以上问题，本发明提供了一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统，以解决上述问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统，包括：

机台；

机械臂，安装在所述机台内；

检测仓，固定在所述机台的一侧，且其上安装有观察窗；

载台组件，固定在所述检测仓内，用于对片盒进行夹持；

检测组件，固定在所述观察窗上，且位于所述检测仓内；

反光组件，固定在所述检测仓远离所述观察窗的内壁，且所述反光组件与检测组件对应；

其中，所述检测组件包括合页，所述合页的一端固定在观察窗上，另一端面固定有检测板，所述检测板上可拆卸的安装有视觉传感器，所述检测板远离所述合页的一端面铰接有调节缸体的一端，所述调节缸体的另一端铰接在安装板上，所述安装板固定在观察窗上。

进一步，优选的，所述载台组件包括：

固定板，固定在所述检测仓内；

升降电机，固定在所述固定板上；

载台，滑动设置在所述固定板上，且与所述升降电机之间采用丝杆螺母结构驱动；

螺纹杆，转动设置在所述载台的下端面，且由固定在所述载台上的调节电机驱动；

调节块，被配置为两个，均螺纹连接在所述螺纹杆上，且其上端面与所述载台滑动连接；

按压板，采用多个导向柱滑动设置在两个所述调节块相互远离的一侧。

进一步，优选的，所述按压板和调节块之间设置有拉伸弹簧。

进一步，优选的，所述反光组件包括：

固定架，固定在检测仓的内壁；

偏转板，转动设置在所述固定架远离所述检测仓的端面；

蜗杆，转动设置在所述固定架的一侧；

涡轮，固定在所述偏转板的一端，且与所述蜗杆啮合；

转动组件，安装在所述偏转板上；

夹持组件，固定在所述转动组件上；

反光板，可拆卸的安装在所述夹持组件内，且所述反光板上固定有夹持台，所述夹持台为圆台形。

进一步，优选的，所述转动组件包括：

轴承座，固定在所述偏转板上；

转动盘，采用转轴转动设置在所述轴承座内；

第一电机，固定在所述偏转板上；

锥齿轮，固定在所述转轴的一端，且与所述第一电机传动连接。

进一步，优选的，所述夹持组件包括：

驱动台，固定在所述转动盘上；

齿轮组，转动设置在所述驱动台内，且由固定在驱动台上的第二电机驱动；

夹持螺杆，被配置为三个，圆周布设在所述转动盘上；

滑动块，螺纹连接在所述夹持螺杆上，且所述滑动块上铰接有铰接杆的一端；

铰接台，被配置为三个，圆周布设在驱动台上，且与所述夹持螺杆对应；

夹持块，一端面铰接在所述铰接台上，另一端面铰接在所述铰接杆的一端。

进一步，优选的，所述夹持块内开设有夹持槽，三个所述夹持块内的夹持槽共同构成圆台状。

与现有技术相比，本发明提供了一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统，具备以下有益效果：

本发明通过在观察窗上安装检测组件，能够避免对检测仓进行较大的改动，节约成本，并且通过反光组件能够改善检测仓内部的光线分布，从而便于检测组件的检测，且当对片盒内的晶圆进行检测时，通过将晶圆的位置和数量信息传输至载台组件内，之后载台组件通过升降电机和调节电机能够对片盒位置进行调节，从而使片盒内每个晶圆所处的位置相同，减少机械臂的调节频率，并且当对不同规格的片盒进行检测时，通过调节缸体能够调节视觉传感器的角度，同时反光组件进行相应的角度调节，改善检测仓内部的光线分布。

附图说明

图1为一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统的整体的结构示意图；

图2为一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统中载台组件的结构示意图；

图3为一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统中检测组件的结构示意图；

图4为一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统中反光组件的结构示意图；

图5为一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统中夹持组件的结构示意图；

图中：1、机台；2、机械臂；3、检测仓；4、载台组件；5、片盒；6、观察窗；7、检测组件；8、反光组件；41、固定板；42、升降电机；43、载台；44、螺纹杆；45、调节电机；46、调节块；47、按压板；71、合页；72、检测板；73、视觉传感器；74、调节缸体；75、安装板；81、固定架；82、偏转板；83、蜗杆；84、涡轮；85、转动组件；86、夹持组件；87、反光板；88、夹持台；851、轴承座；852、转动盘；853、转轴；854、锥齿轮；861、驱动台；862、齿轮组；863、第二电机；864、夹持螺杆；865、滑动块；866、铰接杆；867、铰接台；868、夹持块；869、夹持槽。

具体实施方式

参照图1-图5，本发明提供一种技术方案：一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统，包括：

机台1；

机械臂2，安装在所述机台1内；

检测仓3，固定在所述机台1的一侧，且其上安装有观察窗6；

载台组件4，固定在所述检测仓3内，用于对片盒5进行夹持；

检测组件7，固定在所述观察窗6上，且位于所述检测仓3内；

反光组件8，固定在所述检测仓3远离所述观察窗6的内壁，且所述反光组件8与检测组件7对应；

其中，所述检测组件7包括合页71，所述合页71的一端面固定在观察窗6上，另一端面固定有检测板72，所述检测板72上可拆卸的安装有视觉传感器73，所述检测板72远离所述合页71的一端铰接有调节缸体74的一端，所述调节缸体74的另一端铰接在安装板75上，所述安装板75固定在观察窗6上。

其中，通过在观察窗6上安装检测组件7能够避免对检测仓3进行较大的改动，节约成本，并且通过反光组件8能够改善检测仓3内部的光线分布，从而便于检测组件的检测。

在本实施例中，所述载台组件4包括：

固定板41，固定在所述检测仓3内；

升降电机42，固定在所述固定板41上；

载台43，滑动设置在所述固定板41上，且与所述升降电机42之间采用丝杆螺母结构驱动；

螺纹杆44，转动设置在所述载台43的下端面，且由固定在所述载台43上的调节电机45驱动；

调节块46，被配置为两个，均螺纹连接在所述螺纹杆44上，且其上端面与所述载台43滑动连接；

按压板47，采用多个导向柱滑动设置在两个所述调节块46相互远离的一侧。

也就是说，当对片盒5内的晶圆进行检测时，通过将晶圆的位置和数量信息传输至载台组件4内，之后载台组件4通过升降电机42和调节电机45能够对片盒5位置进行调节，从而使片盒5内每个晶圆所处的位置相同，减少机械臂的调节频率。

作为较佳的实施例，所述按压板47和调节块46之间设置有拉伸弹簧。

也就是说，通过拉伸弹簧能够使两个按压板47对片盒5进行夹持，便于对片盒5的位置进行调节。

在本实施例中，所述反光组件8包括：

固定架81，固定在检测仓3的内壁；

偏转板82，转动设置在所述固定架81远离所述检测仓3的端面；

蜗杆83，转动设置在所述固定架81的一侧；

涡轮84，固定在所述偏转板82的一端，且与所述蜗杆83啮合；

转动组件85，安装在所述偏转板82上；

夹持组件86，固定在所述转动组件85上；

反光板87，可拆卸的安装在所述夹持组件86内，且所述反光板87上固定有夹持台88，所述夹持台88为圆台形。

需要注意的是，反光板87上可分区域安装不同的反光材料，从而针对光线的强度通过转动组件85进行调节。

作为较佳的实施例，所述转动组件85包括：

轴承座851，固定在所述偏转板82上；

转动盘852，采用转轴853转动设置在所述轴承座851内；

第一电机，固定在所述偏转板82上；

锥齿轮854，固定在所述转轴853的一端，且与所述第一电机传动连接。

其中，当对不同规格的片盒5进行检测时，通过调节缸体74能够调节视觉传感器73的角度，同时反光组件8进行相应的角度调节，改善检测仓3内部的光线分布。

作为较佳的实施例，所述夹持组件86包括：

驱动台861，固定在所述转动盘852上；

齿轮组862，转动设置在所述驱动台861内，且由固定在驱动台861上的第二电机863驱动；

夹持螺杆864，被配置为三个，圆周布设在所述转动盘852上；

滑动块865，螺纹连接在所述夹持螺杆864上，且所述滑动块865上铰接有铰接杆866的一端；

铰接台867，被配置为三个，圆周布设在驱动台861上，且与所述夹持螺杆864对应；

夹持块868，一端面铰接在所述铰接台867上，另一端面铰接在所述铰接杆866的一端。

作为较佳的实施例，所述夹持块868内开设有夹持槽869，三个所述夹持块868内的夹持槽869共同构成圆台状。

具体的，先将片盒5安装在载台组件4上，之后调节视觉传感器73的角度，从而能够对片盒5内的晶圆位置和数量进行检测，调节的同时反光组件8内的偏转板82进行同步的角度调节，从而使反光板87与视觉传感器73对应，改善检测仓3内部的光线分布，并且通过在观察窗6上安装检测组件7能够避免对检测仓3进行较大的改动，节约成本，并且通过反光组件8能够改善检测仓内部的光线分布，从而便于检测组件的检测，且当对片盒5内的晶圆进行检测时，通过将晶圆的位置和数量信息传输至载台组件4内，之后载台组件4通过升降电机42和调节电机45能够对片盒5位置进行调节，从而使片盒5内每个晶圆所处的位置相同，减少机械臂2的调节频率，并且当对不同规格的片盒5进行检测时，通过调节缸体74能够调节视觉传感器73的角度，同时反光组件8进行相应的角度调节，改善检测仓3内部的光线分布。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统，其特征在于，包括：

机台（1）；

机械臂（2），安装在所述机台（1）内；

检测仓（3），固定在所述机台（1）的一侧，且其上安装有观察窗（6）；

载台组件（4），固定在所述检测仓（3）内，用于对片盒（5）进行夹持；

检测组件（7），固定在所述观察窗（6）上，且位于所述检测仓（3）内；

反光组件（8），固定在所述检测仓（3）远离所述观察窗（6）的内壁，且所述反光组件（8）与检测组件（7）对应；

其中，所述检测组件（7）包括合页（71），所述合页（71）的一端面固定在观察窗（6）上，另一端面固定有检测板（72），所述检测板（72）上可拆卸的安装有视觉传感器（73），所述检测板（72）远离所述合页（71）的一端铰接有调节缸体（74）的一端，所述调节缸体（74）的另一端铰接在安装板（75）上，所述安装板（75）固定在观察窗（6）上；

所述载台组件（4）包括：

固定板（41），固定在所述检测仓（3）内；

升降电机（42），固定在所述固定板（41）上；

载台（43），滑动设置在所述固定板（41）上，且与所述升降电机（42）之间采用丝杆螺母结构驱动；

螺纹杆（44），转动设置在所述载台（43）的下端面，且由固定在所述载台（43）上的调节电机（45）驱动；

调节块（46），被配置为两个，均螺纹连接在所述螺纹杆（44）上，且其上端面与所述载台（43）滑动连接；

按压板（47），采用多个导向柱滑动设置在两个所述调节块（46）相互远离的一侧；

所述反光组件（8）包括：

固定架（81），固定在检测仓（3）的内壁；

偏转板（82），转动设置在所述固定架（81）远离所述检测仓（3）的端面；

蜗杆（83），转动设置在所述固定架（81）的一侧；

涡轮（84），固定在所述偏转板（82）的一端，且与所述蜗杆（83）啮合；

转动组件（85），安装在所述偏转板（82）上；

夹持组件（86），固定在所述转动组件（85）上；

反光板（87），可拆卸的安装在所述夹持组件（86）内，且所述反光板（87）上固定有夹持台（88），所述夹持台（88）为圆台形。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统，其特征在于，所述按压板（47）和调节块（46）之间设置有拉伸弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统，其特征在于，所述转动组件（85）包括：

轴承座（851），固定在所述偏转板（82）上；

转动盘（852），采用转轴（853）转动设置在所述轴承座（851）内；

第一电机，固定在所述偏转板（82）上；

锥齿轮（854），固定在所述转轴（853）的一端，且与所述第一电机传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统，其特征在于，所述夹持组件（86）包括：

驱动台（861），固定在所述转动盘（852）上；

齿轮组（862），转动设置在所述驱动台（861）内，且由固定在驱动台（861）上的第二电机（863）驱动；

夹持螺杆（864），被配置为三个，圆周布设在所述转动盘（852）上；

滑动块（865），螺纹连接在所述夹持螺杆（864）上，且所述滑动块（865）上铰接有铰接杆（866）的一端；

铰接台（867），被配置为三个，圆周布设在驱动台（861）上，且与所述夹持螺杆（864）对应；

夹持块（868），一端面铰接在所述铰接台（867）上，另一端面铰接在所述铰接杆（866）的一端。

5.根据权利要求4所述的一种基于视觉识别的快速晶圆位置数量检测系统，其特征在于，所述夹持块（868）内开设有夹持槽（869），三个所述夹持块（868）内的夹持槽（869）共同构成圆台状。