[发明专利]一种容易实现的硅片分类机

说明书

技术领域

本发明涉及现代工艺设备技术领域，具体涉及一种容易实现的硅片分类机。

背景技术

我国半导体制造设备业正处于发展的上升阶段，也是国家极力鼓励发展的重要产业，过去这一类的设备绝大多数由国外垄断，近年我国在改革创新方针的指导下，在这一领域的突破不断出现。

发明内容

本发明旨在提出一种容易实现的硅片分类机。

本发明的技术方案在于：

一种容易实现的硅片分类机，由安装在分类机中部的传输机械手单元和控制机械手单元运行的电气控制单元；两套安装在分类机机架内两侧由电机驱动的硅片对中机构及电气控制单元；由摄像头、激光头、光检测装置组成的两套光学系统以及一台工业计算机与接口硬件、控制软件及识别软件；其中，所有传感器和控制单元通过硬件接口与计算机相连接。

优选地，所述的机械手由电机、齿轮传动机构构成的手臂伸缩机构、旋转机构、升降机构及机械手臂以及与伸缩臂相连接的真空吸嘴托盘组成。

优选地，所述的光学系统由摄像头及其支架、支架上的激光器、激光束强度检测头、硅片标识照亮用LED光源及其电路电缆组成。

更优选地，所述的每套光学系统设置了能读取标识在硅片正面或反面上、下两个摄像头。

或者优选地，所述的机械手的机械臂传动机构采用的是同步轮和同步带。

或者更优选地，所述的机械手的驱动电机除升降电机和手爪旋转电机采用步进电机外，手臂旋转电机和手臂伸缩电机均采用交流伺服电机。

本发明的技术效果在于：

本分类机用紧凑的结构(包括单个机械手和两套硅片标识识别装置)，采用了较好的图像处理软件和可靠的字符标识识别软件，实现了制造成本低、识别成功率高、可靠性好、便于实现的结果。

具体实施方式

一种容易实现的硅片分类机，由安装在分类机中部的传输机械手单元和控制机械手单元运行的电气控制单元；两套安装在分类机机架内两侧由电机驱动的硅片对中机构及电气控制单元；由摄像头、激光头、光检测装置组成的两套光学系统以及一台工业计算机与接口硬件、控制软件及识别软件；其中，所有传感器和控制单元通过硬件接口与计算机相连接。

其中，机械手由电机、齿轮传动机构构成的手臂伸缩机构、旋转机构、升降机构及机械手臂以及与伸缩臂相连接的真空吸嘴托盘组成。光学系统由摄像头及其支架、支架上的激光器、激光束强度检测头、硅片标识照亮用LED光源及其电路电缆组成。每套光学系统设置了能读取标识在硅片正面或反面上、下两个摄像头。机械手的机械臂传动机构采用的是同步轮和同步带。机械手的驱动电机除升降电机和手爪旋转电机采用步进电机外，手臂旋转电机和手臂伸缩电机均采用交流伺服电机。

开机后首先分类机各机械机构在计算机控制下自动位置归零。归零完成后，系统准备工作。分类机通过安装在供、收片装置的传感器感知到有新的(FOUP)供片盒传送到供片台，控制供片台活动台面将FOUP供片盒送向片盒接口门并压紧接口。分类机的接口密封门闭门器将片盒盖取下并打开接口密封门，随后当有关传感器感知到接口门完全打开后，控制单元通过控制伸缩臂的伸出、上升托起并吸紧硅片；然后收缩机械臂、旋转手爪180°，使手爪的另一端对准供片盒，控制伸缩臂的伸出、上升托住下一硅片并吸紧硅片，退出片盒，完成取片过程。下一步，机械手手臂收缩至中间位置并旋转90°，伸展机械臂传送硅片到右侧识别平台上方；随后，机械手下降，将硅片放置到识别平台上、退回机械手臂到中间位置，并上升到高于旋转平台的位置，手臂向左伸展传送另一硅片到左侧识别平台上方并下降机械手，将硅片落在旋转平台上。在硅片落到识别台的同时，各识别平台由电机驱动的对中机构保证硅片处于旋转平台的中心位置。对中完成的同时平台真空阀打开，开始吸真空，将硅片固定在平台上。根据检测到的硅片缺口位置状态，决定是否旋转平台寻找硅片缺口；若缺口已对准，则直接开始启动识别程序，否则光学系统通过控制旋转平台旋转的同时，打开激光器，实现激光头光束对旋转硅片侧表面斜照射及传感器的光强度检测来寻找硅片定位缺口位置。标识定位后，由摄像头获取硅片标识图像送至计算机，由软件完成硅片标识的识别。在右侧硅片已经开始识别时，左侧的硅片已经到位，开始如同右侧硅片的定位和识别过程，同时机械手已准备好取回右侧识别完成的硅片。识别完成后，机械手再将硅片送到收片盒。计算机运行程序控制如此循环往复的机械动作，来完成片盒内所有硅片的传送和标识识别。