晶片取片、圆心定位装置、方法、系统及可读存储介质

技术领域

本发明涉及半导体设备制造技术领域，特别涉及一种晶片取片、圆心定位装置、方法、系统及可读存储介质。

背景技术

目前，在晶片的生产过程中，晶片将会历经切片、研磨、抛光、倒角等加工工序，其每道工序均会涉及到将晶片从卡盒内取出的步骤，特别是其倒角工序，倒角工序因其重复度较高，目前基本已全线实现自动控制系统进行倒角的自动化操作，所以对于倒角工序，其如何将晶片从卡盒内自动取出为至关重要的问题。

在倒角工序中，晶片经由机械手从卡盒内取出，放置于圆心定位盘，其圆心定位盘使用遮光感应器对晶片外围轮廓进行定位，进行分析计算得出圆心的位置，再由机械手进行圆心位置调整。定位晶片圆心位置，在后续倒角工序中，倒角砂轮的行进路径依托于晶片圆心位置进行定位与移动，所以准确定位晶片圆心，能为倒角砂轮行进路径提供有效依据，使其在倒角时晶片边缘能在砂轮的作用下形成所需边缘形状，但目前已有的取片器和圆心定位装置结构臃肿复杂，在设备内需要大面积空间，而且圆心定位装置采用光影法对晶片圆心进行定位，晶片在其承载圆盘上重复旋转，其圆心定位时间长，且因其圆心定位装置机械结构设计限制，其只能XY轴轴向位移，其圆心定位精度不高。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种晶片取片、圆心定位装置、方法、系统及可读存储介质，旨在实现准确定位晶片的圆心，提高晶片加工的效率。

为实现上述目的，本发明提出的晶片取片装置，所述晶片取片装置包括：

固定底座，所述固定底座连接与机械传动臂；

承载圆盘，所述承载圆盘固定连接与所述固定底座；

至少三个驱动组件，所述驱动组件设置于承载圆盘；

至少三个定位爪，一个所述定位爪与一个所述驱动组件对应且连接，所述驱动组件用于驱动定位爪沿承载圆盘轴向运动；

至少三个传感器，所述传感器与所述定位爪一一对应，所述传感器用于感应定位爪是否与所述晶片接触。

可选地，还包括：支撑轴，所述支撑轴用于固定连接于所述固定底座和承载圆盘。

可选地，所述定位爪上设置有弧形挡板。

可选地，还包括：真空组件，所述承载圆盘中心设有盲孔，所述盲孔通过长导管与所述真空组件连通。

可选地，所述承载圆盘上开设有用于放置所述定位爪的滑动凹槽，所述定位爪与所述滑动凹槽滑动连接，所述驱动组件包括：驱动电机和滑块，所述驱动电机固定设置于承载圆盘上，所述滑块与所述定位爪固定连接。

可选地，所述晶片圆心定位装置包括如上所述的晶片取片装置；

所述晶片圆心定位装置还包括：处理器，所述处理器与所述驱动组件电连接，所述处理器与所述传感器电连接，所述处理器与所述机械传动臂电连接。

此外，为实现上述目的，本发明提供一种晶片圆心定位方法，所述晶片圆心定位方法包括如下步骤：

所述处理器获取所述定位爪未抓取晶片时的所述定位初始位置；

向所述驱动组件发送抓取晶片指令；

基于所述传感器获取晶片接触时间；

根据所述晶片接触时间和定位初位置确定定位停止位置；

根据所述定位停止位置确定所述晶片的圆心。

可选地，所述根据所述晶片接触时间和定位初位置确定定位停止位置的步骤，包括：

获取驱动组件的驱动功率函数；

根据所述驱动功率函数确定定位爪速度函数；

根据所述晶片接触时间、发送抓取晶片指令的开始时间和所述定位爪速度函数确定定位爪移动距离；

根据所述定位爪移动距离和所述定位初始位置，确定定位停止位置。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种控制终端，所述家电的控制检测装置包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的家电的控制检测程序，所述家电的控制检测程序被所述处理器执行时实现如上所述的家电的控制检测方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有家电的控制检测程序，所述家电的控制检测程序被处理器执行时实现如上所述的家电的控制检测方法的步骤。

本发明技术方案通过采用固定底座、承载圆盘、至少三个驱动组件、至少三个定位爪以及至少三个传感器的设置，实现准确定位晶片的圆心，提高晶片加工的效率，实现晶片圆心定位和取片一次完成，同时机械臂在移动过程中即可完成晶片的圆心定位，减少了传统定位法的长时间等待，可有效提高生产效率。通过将圆心定位系统结合于晶片取片器上，其机械结构简便，所需设备空间较小，有利于减小生产设备操作空间，节约生产成本。圆心定位采用定位爪收缩形式，其定位爪由驱动组件进行推进控制，其运动由编码器程序控制，其位移精度高，圆心定位精度高。通过采用驱动组件对定位爪进行位移控制，其驱动组件由伸缩机构转化电机驱动力，其电机转动由编码器精准控制，使其实现装置自动化和可控化，有利于自动化管理，大幅提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明晶片取片装置一实施例的结构示意图；

图2为本发明晶片取片装置另一实施例的结构示意图；

图3为本发明晶片取片方法第一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种晶片取片装置100。

在本发明实施例中，如图1和2所示，该晶片取片装置100包括：固定底座110、承载圆盘120、至少三个驱动组件、至少三个定位爪130和至少三个传感器；所述固定底座110连接与机械传动臂；所述承载圆盘120固定连接与所述固定底座110；所述驱动组件固定设置于承载圆盘120；一个所述定位爪130与一个所述驱动组件对应且连接，所述驱动组件用于驱动定位爪130沿承载圆盘120轴向运动；所述传感器与所述定位爪130的数量相同，所述传感器用于感应定位爪130是否与所述晶片接触。其中，所述定位爪130之间可以均匀分布于所述承载圆盘120圆周上。晶片取片装置100在机械传动臂的伸缩机构的带动下伸入晶片间的间隙，到达预设长度后停止；当伸缩机构停止运行之后，承载圆盘120外围的定位爪130上与晶片外围轮廓相贴合，驱动组件带动定位爪130向内收缩，定位爪130向内收缩向承载圆盘120中心移动收缩；当一个传感器感应到定位爪130与所述晶片接触后，与所述传感器对应的驱动组件停止运行；以此类推，当每个驱动组件都停止运行时，晶片通过至少三个定位爪130进行固定。当晶片被至少三个定位爪130之后(或，当晶片被至少三个定位爪130以及真空组件固定之后)，机械传动臂整体带动晶片取片装置100向上运动预设位移(晶片也会随之晶片取片装置100移动)，使其晶片放置于晶片取片装置100的承载圆盘120上，且晶片外围轮廓完全脱离卡盒；机械传动臂整体带动晶片取片装置100向外运动，将晶片带出卡盒，运送至下一工序位置。

本发明技术方案通过采用固定底座110、承载圆盘120、至少三个驱动组件、至少三个定位爪130以及至少三个传感器的设置，实现准确定位晶片的圆心，提高晶片加工的效率，实现晶片圆心定位和取片一次完成，同时机械臂在移动过程中即可完成晶片的圆心定位，减少了传统定位法的长时间等待，可有效提高生产效率。通过将圆心定位系统结合于晶片取片器上，其机械结构简便，所需设备空间较小，有利于减小生产设备操作空间，节约生产成本。圆心定位采用定位爪130收缩形式，其定位爪130由驱动组件进行推进控制，其运动由编码器程序控制，其位移精度高，圆心定位精度高。通过采用驱动组件对定位爪130进行位移控制，其驱动组件由伸缩机构转化电机驱动力，其电机转动由编码器精准控制，使其实现装置自动化和可控化，有利于自动化管理，大幅提高生产效率。

具体的，为了便于晶片的抓取和定位；晶片取片装置100还包括支撑轴140，所述支撑轴140用于固定连接于所述固定底座110和承载圆盘120。

具体的，为了进一步提高晶片的抓取效率和定位效率，防止晶片取片装置100碰伤晶片，所述支撑轴140为薄片状。

具体的，为了提高晶片取片装置100抓取晶片的效率，更好的固定晶片，防止碰伤晶片，所述定位爪130上设置有弧形挡板。在抓取晶片时，承载圆盘120外围的定位爪130上的弧形挡板与晶片外围轮廓相贴合，定位爪130在滑块161驱动下继续向内收缩，弧形挡板带动晶片向位移。所述定位爪130顶端为弧形挡板，其内侧边缘弧度与晶片外围轮廓相吻合，弧形挡板高度高于承载圆盘120，在定位时晶片外围轮廓能有效与定位爪130弧形挡板相接触，弧形挡板推动晶片进行位移。

具体的，为了将晶片吸附在承载圆盘120上，更好的固定晶片；晶片取片装置100还包括：真空组件，所述承载圆盘120中心设有盲孔121，所述盲孔121通过长导管151与所述真空组件连通。所述盲孔121用于真空系统吸附晶片于承载圆盘120上。圆心定位完成，真空组件开始工作，真空泵启动，长导管151内气压下降，盲孔121产生吸附力将晶片牢牢吸附于承载圆盘120上。所述盲孔121上表面设有橡胶垫圈缓冲，防止其抽取真空时晶片受力破损。

具体的，为了更好的稳定的抓取晶片，所述承载圆盘120上开设有用于放置所述定位爪130的滑动凹槽122，所述定位爪130与所述滑动凹槽122滑动连接，所述驱动组件包括：驱动电机和滑块161，所述驱动电机固定设置于承载圆盘120上，所述滑块161与所述定位爪130固定连接。在驱动组件的驱动电机带动滑块161向内收缩，进而带动定位爪130向内收缩，定位爪130向内收缩向承载圆盘120中心移动收缩。承载圆盘120外围的定位爪130在滑块161的驱动下于滑动凹槽122内向承载圆盘120中心移动收缩。

具体的，所述定位爪130包括定位爪130臂，所述定位爪130支撑于定位爪130臂，所述定位爪130臂伸缩于滑动凹槽122内，所述定位爪130臂末端设有滑块161，其定位爪130伸缩运动由驱动电机驱动，滑块161在驱动力作用下进行前伸或收缩，带动定位爪130进行伸缩运动。

具体的，所述驱动组件还包括伸缩件，所述伸缩件连接驱动电机和滑块161，电机的驱动力经由伸缩机构转换为滑块161的往复运动。

所述滑块161驱动机构可由编码器编码，实现对电机的精准控制，控制其滑块161带动定位爪130实现精准运动，从而实现设备可控化和自动化。

具体的，所述驱动电机可以为步进电机。

具体的，为了防止晶片取片装置100的滑块161和定位爪130碰伤晶片，所述弧形挡板设置于所述承载圆盘120的一侧，所述滑动凹槽122设置于所述承载圆盘120的另一侧。

具体的，所述传感器可以设置于所述弧形挡板上。

具体的，所述传感器可以设置于所述驱动电机与滑块161之间。

本发明技术方案通过采用固定底座110、承载圆盘120、至少三个驱动组件和至少三个定位爪130的设置，实现准确定位晶片的圆心，提高晶片加工的效率，实现晶片圆心定位和取片一次完成，同时机械臂在移动过程中即可完成晶片的圆心定位，减少了传统定位法的长时间等待，可有效提高生产效率。通过将圆心定位系统结合于晶片取片器上，其机械结构简便，所需设备空间较小，有利于减小生产设备操作空间，节约生产成本。圆心定位采用定位爪130收缩形式，其定位爪130由驱动组件进行推进控制，其运动由编码器程序控制，其位移精度高，圆心定位精度高。通过采用驱动组件对定位爪130进行位移控制，其驱动组件由伸缩机构转化电机驱动力，其电机转动由编码器精准控制，使其实现装置自动化和可控化，有利于自动化管理，大幅提高生产效率。

本发明还提出一种晶片圆心定位取片装置。如图1和2所示，该晶片圆心定位装置包括晶片取片装置100，该晶片圆心定位装置还包括：处理器，所述处理器与所述驱动组件电连接，所述处理器与所述传感器电连接，所述处理器与所述机械传动臂电连接。晶片圆心定位装置在处理器控制机械传动臂的伸缩机构的带动下伸入晶片间的间隙，到达预设长度后停止，处理器控制伸缩机构和晶片圆心定位装置停止运行；当伸缩机构停止运行之后，承载圆盘120外围的定位爪130上与晶片外围轮廓相贴合，处理器控制驱动组件带动定位爪130向内收缩，定位爪130向内收缩向承载圆盘120中心移动收缩；当一个传感器感应到定位爪130与所述晶片接触后，处理器接收到接触信号，处理器控制与所述传感器对应的驱动组件停止运行；以此类推，当每个驱动组件都停止运行时，晶片通过至少三个定位爪130进行固定。当其至少三组定位爪130停止移动时，其每组定位爪130的弧形挡板均与晶片外围轮廓相贴合，处理器通过三个定位爪130与晶片接触的三个点确定三个定位爪130的圆心，该圆心也即是晶片圆心。圆心定位完成，可以使真空组件开始工作，真空泵启动，长导管151内气压下降，盲孔121产生吸附力将晶片牢牢吸附于承载圆盘120上。当晶片被至少三个定位爪130之后(或，当晶片被至少三个定位爪130以及真空组件固定之后)，机械传动臂整体带动晶片取片装置100向上运动预设位移(晶片也会随之晶片取片装置100移动)，使其晶片放置于晶片取片装置100的承载圆盘120上，且晶片外围轮廓完全脱离卡盒；机械传动臂整体带动晶片取片装置100向外运动，将晶片带出卡盒，运送至下一工序位置。

本发明技术方案通过采用固定底座110、承载圆盘120、至少三个驱动组件、至少三个定位爪130、至少三个传感器以及处理器的设置，实现准确定位晶片的圆心，提高晶片加工的效率，实现晶片圆心定位和取片一次完成，同时机械臂在移动过程中即可完成晶片的圆心定位，减少了传统定位法的长时间等待，可有效提高生产效率。通过将晶片圆心定位系统结合于晶片取片器上，其机械结构简便，所需设备空间较小，有利于减小生产设备操作空间，节约生产成本。圆心定位采用定位爪130收缩形式，其定位爪130由驱动组件进行推进控制，其运动由编码器程序控制，其位移精度高，圆心定位精度高。通过采用驱动组件对定位爪130进行位移控制，其驱动组件由伸缩机构转化电机驱动力，其电机转动由编码器精准控制，使其实现装置自动化和可控化，有利于自动化管理，大幅提高生产效率。

具体的，为了便于定位晶片的圆心，所述承载圆盘120为圆柱状，所述支撑轴140的顶端与承载圆盘120固定连接。

具体的，为了更稳定的抓取晶片，以及更准确的定位晶片圆心，所述滑动凹槽122均匀设置于所述承载圆盘120。

在晶片圆心定位完成时，即至少三组定位爪130均与其晶片外轮廓相接触，且定位爪130收缩至预定位置，此时真空系统启动，真空泵产生真空经由长导管151至盲孔121，此时晶片置于承载圆盘120上表面，盲孔121于真空泵抽取大气致使晶片被吸附于承载圆台上表面，其中盲孔121顶端的橡胶垫圈缓冲致使晶片不受力破损。晶片已完成取片，可直接经由机械手吸附送于倒角砂轮进行倒角，减少了寻找圆心的繁琐过程，大幅度提高了生产效率，同时便于自动化管理。

本发明还提出一种晶片圆心定位方法，如图3所示，所述晶片圆心定位方法应用于所述晶片圆心定位装置的处理器，所述晶片圆心定位方法包括如下步骤：

步骤S10，所述处理器获取所述定位爪未抓取晶片时的所述定位初始位置；

在本实施例中，晶片圆心定位装置在处理器控制机械传动臂的伸缩机构的带动下伸入晶片间的间隙，到达预设长度后停止，处理器控制伸缩机构和晶片圆心定位装置停止运行；当伸缩机构停止运行之后，处理器获取所述定位爪未抓取晶片时的定位爪的所述定位初始位置。其中，定位初始位置分别包括至少三个定位爪的位置信息，例如，定位爪1的定位初始位置为坐标(10，20)，定位爪2的定位初始位置为坐标(15，30)，定位爪3的定位初始位置为坐标(20，12)。

步骤S20，向所述驱动组件发送抓取晶片指令；

在本实施例中，处理器在获取了定位爪的定位初始位置后，处理器向所述驱动组件发送抓取晶片指令，处理器控制驱动组件带动定位爪向内收缩，定位爪向内收缩向承载圆盘中心移动收缩。

步骤S30，基于所述传感器获取晶片接触时间；

在本实施例中，定位爪在向内收缩、向承载圆盘中心移动收缩的过程中，当一个传感器感应到定位爪与所述晶片接触后，处理器接收到接触信号，处理器获取第一个传感器返回的接触信号，获取该传感器对应的接触信号中的晶片接触时间；然后，处理器并向该传感器对应的驱动组件发送停止移动指令，以便于该传感器对应的驱动组件根据所述停止移动指令停止定位爪移动。以此类推，当每个感应器都感应到与该感应器对应的定位爪与晶片接触后，当每个驱动组件都停止运行时，处理器分别获取每个传感器对应的晶片接触时间。此时，晶片通过至少三个定位爪进行固定。

步骤S40，根据所述晶片接触时间和定位初位置确定定位停止位置；(当驱动组件为步进电机时，)

在本实施例中，处理器在获取到至少三个晶片接触时间之后，根据所述晶片接触时间和定位初位置确定定位停止位置。当驱动组件为步进电机时，根据至少三个定位爪与晶片接触的晶片接触时间确定每个定位爪移动的距离，再根据每个定位爪设置的角度、每个定位爪的定位初始位置，确定至少三个定位爪的定位停止位置。

步骤S40根据所述晶片接触时间和定位初位置确定定位停止位置，可以包括：

步骤a1，获取驱动组件的驱动功率函数；

在本实施例中，处理器在获取了至少三个定位爪与晶片接触的晶片接触时间之后，获取驱动组件的驱动功率函数。其中，驱动功率函数为驱动组件的功率输出函数。

步骤a2，根据所述驱动功率函数确定定位爪速度函数；

在本实施例中，处理器在获取了驱动组件的驱动功率函数之后，根据所述驱动功率函数确定定位爪速度函数。定位爪速度函数为定位爪运动速度的变化函数。

步骤a3，根据所述晶片接触时间、发送抓取晶片指令的开始时间和所述定位爪速度函数确定定位爪移动距离；

在本实施例中，处理器在确定了定位爪速度函数之后，根据所述晶片接触时间、发送抓取晶片指令的开始时间和所述定位爪速度函数确定定位爪移动距离。

步骤a4，根据所述定位爪移动距离和所述定位初始位置，确定定位停止位置。

在本实施例中，处理器在确定了定位爪的定位爪移动距离之后，根据每个定位爪的定位爪移动距离、每个定位爪的定位初始位置以及每个定位爪设置的角度，确定定位停止位置。

步骤S50，根据所述定位停止位置确定所述晶片的圆心。

在本实施例中，处理器在确定了定位停止位置之后，将至少三个定位停止位置所形成的圆的圆心作为晶片的圆心，以便于通过机械手吸附送于倒角砂轮进行倒角，减少了寻找圆心的繁琐过程，大幅度提高了生产效率，同时便于自动化管理。

本实施例通过上述方案，所述处理器获取所述定位爪未抓取晶片时的所述定位初始位置；向所述驱动组件发送抓取晶片指令；基于所述传感器获取晶片接触时间；根据所述晶片接触时间和定位初位置确定定位停止位置；根据所述定位停止位置确定所述晶片的圆心。由此，实现准确定位晶片的圆心，提高晶片加工的效率，实现晶片圆心定位和取片一次完成，同时机械臂在移动过程中即可完成晶片的圆心定位，减少了传统定位法的长时间等待，可有效提高生产效率。

为实现上述目的，本发明还提供一种晶片圆心定位系统，所述晶片圆心定位系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的晶片圆心定位程序，所述晶片圆心定位程序被所述处理器执行时实现如上所述的晶片圆心定位方法的步骤。

为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有晶片圆心定位程序，所述晶片圆心定位程序被处理器执行时实现如上所述的晶片圆心定位方法的步骤。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。