CN112820677B - 一种晶圆片传输及自动换篮设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆片传输及自动换篮设备，由中央顶片导片装置、设于所述中央顶片导片装置左侧的左侧批量传输装置、以及设于所述中央顶片导片装置右侧的右侧批量传输装置；所述中央顶片导片装置包括中转支撑台板，设于所述中转支撑台板下方的顶片机构，以及设于所述中转支撑台板上方的导片机构，所述顶片机构由竖直驱动机构以及设于所述竖直驱动机构上方且位于所述第一洞口下方的顶片夹持器构成。本发明的晶圆片传输及自动换篮设备具有高稳定性，高安全性、高应用性的优点。

Description

一种晶圆片传输及自动换篮设备

技术领域

本发明属于半导体工艺设备技术领域，尤其涉及晶圆片传输及自动换篮设备。

背景技术

在半导体工艺设备中，以湿法设备为例。于晶圆装载区(Loading) 与晶圆卸载区(Unloading)有进行晶圆托篮交换的需求，会在相关模组内将客户端托篮内的晶圆片取出置入工艺端托篮，这就需要一稳定的运动机构的协调机制来完成晶圆片传输及自动换篮过程。而现有的晶圆片传输及自动换篮设备结构复杂、晶圆片传输及换篮的稳定性及协调性比较差，另外在进行导片过程交换托篮之时会对晶圆产生撞击、磨耗、挤压等情形而产生破片的问题。因此，提供一个具高稳定性、高安全性、高应用性的晶圆片传输及自动换篮设备是极其重要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、稳定性和协调性好的晶圆片传输及自动换篮设备，以克服现有技术存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种晶圆片传输及自动换篮设备，由中央顶片导片装置、设于所述中央顶片导片装置左侧的左侧批量传输装置、以及设于所述中央顶片导片装置右侧的右侧批量传输装置；

所述中央顶片导片装置包括中转支撑台板，设于所述中转支撑台板下方的顶片机构，以及设于所述中转支撑台板上方的导片机构，所述中转支撑台板设有第一洞口，所述中转支撑台板左右两侧分别设有进出所述中转支撑台板的移动托架，所述移动托架设有第二洞口，所述移动托架转移进入所述中转支撑台板后，所述第二洞口位于所述第一洞口的上方，所述顶片机构由竖直驱动机构以及设于所述竖直驱动机构上且位于所述第一洞口下方的顶片夹持器构成，所述顶片夹持器具有对称结构且间隔设置的两顶片夹持板，所述顶片夹持板上具有一排顶部开口的顶片齿槽，所述导片机构包括对称结构的间隔设置的从底部进行开合动作的左夹持摆臂和右夹持摆臂，所述左夹持摆臂和所述右夹持摆臂上设有导片夹持块，所述导片夹持块上具有一排顶部开口的导片齿槽。

采用上述技术方案，本发明通过左侧批量传输装置将满载晶圆片的客户端托篮传输至中央顶片导片装置的中转支撑台板的左侧，再通过左侧的移动托架将满载晶圆片的晶圆托篮传输至第一洞口上方，然后提升顶片夹持器，使顶片夹持器穿过中转支撑板上的第一洞口、左侧移动托架上的第二洞口以及客户端托篮底部的开口并利用其上的顶片齿槽夹持住各个晶圆片，使得晶圆片与客户端托篮分离，直至顶升到导片机构的左夹持摆臂和右夹持摆臂形成的入口上方，再然后驱动左夹持摆臂和右夹持摆臂闭合，利用导片夹持块上的导片齿槽抱持各个晶圆片；再然后顶片夹持器回落到第一洞口下方；接着，左侧的移动托架将空的客户端托篮向左输送至中转支撑台板外，并且右侧批量传输将空的工艺端托篮传输至中央顶片导片装置的中转支撑台板的右侧，通过右侧的移动托架将空的工艺端托篮传输至第一洞口上方，再接着，顶片夹持器上升、依次穿过中转支撑板上的第一洞口、右侧移动托架上的第二洞口以及工艺端托篮底部的开口，直至其上的顶片齿槽夹持到各个晶圆片，然后导片机构的左夹持摆臂和右夹持摆臂向外张开，使得其上的导片齿槽与晶圆片分离并形成容晶圆片下降通过的通道。再然后，顶片夹持器夹持着晶圆片回落，在回落的过程中，顶片夹持器上的各晶圆片会最终被工艺端托篮承接，当顶片夹持器回落到第一洞口下方后，右侧的移动托架将则将满载晶圆片的工艺端托篮输送出中转支撑台板外，再通过右侧批量传输装置向工艺端传输。该晶圆片传输及自动换篮设备具有结构简单、稳定性和协调性好的优点。

在本发明的具体实施方式中，所述顶片齿槽一侧面完全为直倾斜面，另一侧面由上部倾斜面、下部竖直面以及底部倾斜面依次连接构成，所述顶片齿槽的槽底为与晶圆片圆周边缘适配的弧形。顶片齿槽采用上述结构，顶片齿槽两侧一侧面的直倾斜面与另一侧面的上部倾斜面形成开口大的导向开口，起到导向作用，在顶片时，使得晶圆片能够容易且快速地进入顶片齿槽内，而另一侧面的底部倾斜面在顶升晶圆片过程中，会给晶圆片底部的接触边缘一个向直倾斜面侧的力，使得晶圆片整体上向竖直面方向倚靠，又由于竖直面的阻挡，进而使得在顶升晶圆片过程中，晶圆片会始终保持稳定的竖直状态，不会产生晃动。又由于槽底采用与晶圆片圆周边缘适配的弧形，这样槽底与晶圆片边缘的接触比较多，不是点接触，也就不会有作用力集中的问题，也就不容易导致晶圆片的破片。

在本发明的具体实施方式中，所述导片齿槽的槽底为与晶圆片圆周边缘适配的弧形。采用这样的结构，由于导片齿槽的槽底也为弧形，这样与晶圆片边缘接触也比较多，不是点接触，也不会存在作用力集中的问题，同样不容易导致晶圆片的破片。并且，所述导片齿槽上部为圆弧形开口，下部为窄三角形槽。这样的结构，圆弧形开口入口大，在导片时，使得晶圆片容易进入，而下部为窄三角形状，夹持晶圆片能够保持晶圆片处于竖直状态，晶圆片不会偏，能够保证后续顶片顺利进行，也降低了晶圆片破片的几率。

在本发明的具体实施方式中，所述导片机构还包括固定在中转支撑台板上的前端板和后端板，以及设于所述前端板上的摆动驱动机构，所述夹持摆臂的两端分别设置所述前端板和所述后端板上，所述摆动驱动机构驱动两所述左夹持摆臂和所述右夹持摆臂同步向内或向外摆动。

在本发明的具体实施方式中，所述左夹持摆臂和所述右夹持摆臂由转动轴和与所述转动轴平行的摆动轴构成，所述导片夹持块固定在所述转动轴和所述摆动轴上，所述转动轴的两端分别可转动地安装在所述前端板和所述后端板上，所述摆动轴的一端头与所述摆动驱动机构连接。

在本发明的具体实施方式中，所述左侧批量传输装置和所述右侧批量传输装置均包括联动传输机构、设于联动传输机构上的篮支撑座，所述篮支撑座内设有晶圆计数传感器以及驱动所述晶圆计数传感器伸缩的传感器升降机构。通过在篮支撑座内设有晶圆计数传感器，这样当装载有晶圆片的晶圆托篮转移到篮支撑座上后，传感器升降机构驱动晶圆计数传感器伸出与晶圆托篮中的晶圆片接触以实现对晶圆托篮中的晶圆片计数，即在晶圆载体联动传输过程中实现了计数，不仅使得设备结构更加紧凑，还提高了半导体产品的制造效率，并能实现对半导体工艺设备的灵活配置。所述联动传输机构为水平移动机构、垂直移动机构和旋转移动机构中的一种机构或者两种机构的结合或者三种机构的结合。

在本发明的具体实施方式中，所述篮支撑座设置在所述旋转移动机构上，所述旋转移动机构设置在所述垂直移动机构上，所述垂直移动机构设置在所述水平移动机构上。这样的联动传输机构能够实现晶圆托篮的水平移动、垂直移动以及旋转三种运动形态。

采用上述技术方案，本发明的晶圆片传输及自动换篮具有高稳定性，高安全性、高应用性的优点。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图1A为本发明的左侧(右侧)批量运输装置的立体结构示意图；

图1B为本发明的左侧(右侧)批量运输装置的侧面结构示意图；

图1C为篮支撑座的结构示意图；

图1D为满载有晶圆片的晶圆托篮位于篮支撑座上的示意图；

图2A为本发明的中央顶片导片装置在顶片之前的立体结构示意图；

图2B为图2A的后端面的结构示意图；

图3为本发明的导片机构进行导片之后的立体结构示意图；

图4为本发明的顶片机构的两个顶片夹持器的立体结构示意图；

图5为本发明的顶片夹持板的结构示意图；

图6为图5中A处放大示意图；

图7为图6中B处放大示意图；

图8为图5中A-A向剖面图；

图9为本发明的导片机构的立体结构示意图；

图10为摆动驱动机构的结构示意图；

图11为左、右传动板的结构示意图；

图12为导片夹持块的立体结构示意图；

图13为导片夹持块的内侧面示意图；

图14为图13中A-A向剖面图；

图15为前端板与转动轴的装配剖面图；

图16为后端板与转动轴的装配剖面图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的晶圆片传输及自动换篮设备，包括中央顶片导片装置001、设于所述中央顶片导片装置001左侧的左侧批量传输装置002、以及设于所述中央顶片导片装置001右侧的右侧批量传输装置 003。

其中，左侧批量传输装置002和右侧的右侧批量传输装置003为相同结构，如图1A和图1B所示，包括篮支撑座810、水平移动机构820、旋转机构830、垂直移动机构840、晶圆计数传感器850以及计数器升降机构860。

篮支撑座810包括有支撑底板811，间隔对称地设置在支撑底板811 上的两个支撑竖架812构成。支撑竖架812由内侧固定板8121、外侧固定板8122、横向阻挡板8123、托篮定位块8124以及定位块固定板8125 构成。内侧固定板8121和外侧固定板8122均竖直固定在支撑底板811 上，外侧固定板8122高度小于内侧固定板8121并间隔位于内侧固定板 8121的外侧。横向阻挡板8123横向连接固定在外侧固定板8122的顶部并与内侧固定板8121的外侧面连接。内侧固定板8121的顶部固定连接水平放置的定位块固定板8125，托篮定位块8124则固定放置在定位块固定板8125上。为了避免对晶圆计数传感器850运动造成干涉，内侧支撑板8121和横向阻挡板8123为中空板，同时为进一步减轻篮支撑竖架 810的重量，外侧支撑板8122也采用镂空结构。这样结构的篮支撑座810 具有足够强度，内侧支撑板8121和定位块固定板8125不会由于晶圆托篮满载晶圆片而发生偏移转动。

结合图1C所示，托篮定位块8124为条状台阶结构，其台阶面8126 上中部具有三角形突起部8127(对应地，晶圆托篮的支撑脚上也有相应的三角形凹槽)，顶面内侧边缘形成斜面倒角8128，这样的结构使得晶圆托篮10(如图1D所示，晶圆托篮10内满载有晶圆片11)能位置准确地坐落在上面,坐落后晶圆托篮的支撑脚的两端露出托篮支撑块8124 外。托篮定位块8124在材料的选择以工程塑料为主，优选为PVDF(聚偏二氟乙烯)，能够满足承载晶圆托篮需要的刚性与强度的要求，具有应对不当使用的冲击现象的耐冲击的韧性、以及适用于可能使用在不同抗化学性的环境。

再如图1A结合图1C所示，计数器升降机构860由计数器升降气缸 861和计数器固定板862构成。其中，计数器升降气缸861为双导向杆气缸，其竖直地固定在支撑底板811上，位于两块内侧固定板8121之间。计数器升降气缸861的活塞杆的顶端连接计数器固定板862。计数器固定板862上设置腰型孔，两个晶圆计数传感器850间隔地固定在腰型孔上。腰型孔的设置使得能够方便调节两个晶圆计数传感器的间距，以适应不同尺寸的晶圆片。布置时，要求两个晶圆计数传感器850的侦测片要纵向对齐。通过设置两个晶圆计数传感器，相较于单个晶圆器侦测，能够避免由于部分晶圆片位置偏移而容易造成侦测时晶圆片的破损，使得晶圆片侦测更加完善。晶圆计数传感器850采用日本竹中公司(TAKEX Cor)的ASW-SG系列晶圆计数传感器。

联动传输机构结合采用水平移动机构820、旋转机构830和垂直移动机构840，即篮支撑座810设置在旋转机构830上，旋转机构830设置在垂直移动机构840上，垂直移动机构830最终设置在水平移动机构 820上。

水平移动机构820采用单轴机器人821，该单轴机器人821上具有水平滑板822。水平移动机构除了单轴机器人，也可搭配X-Y平台装置或3轴移动龙门系统装置进行配置以有效的配适不同的装置应用于工艺设备以满足特定需求。

垂直移动机构840采用垂直升降气缸841，该垂直升降气缸841通过竖直连接板842固定在水平滑板822上。该垂直升降气缸841优选使用带有双导杆的气缸，提供一稳固的推举升降行程，有效地将整体装置进行垂直升降的动作。为避免长期运动造成偏移，提高结构强度，在水平滑板822上位于竖直连接板842的外侧还固定连接有支撑竖直连接板 842的阻挡加强筋843。

旋转机构830采用旋转气缸831，可因应晶圆托篮的传递机制所需不同的相对方位角度，故在旋转气缸的选型可以试配如0-90°、0-180°、0-270°、0-360°等相关的角度选择，进而搭配气缸用的阻挡缓冲器(Handle stop)进行更多配置角度的配置。旋转气缸831底部固定在旋转支撑板832上，该旋转支撑板832固定在垂直升降气缸841的活塞杆的顶端。旋转气缸831的顶部则与篮支撑座810的支撑底板811固定连接。

如图2A和图2B所示，中央顶片导片装置001包括中转支撑板100、移动托架200、顶片机构300以及导片机构400。

其中，中转支撑板100固定在台架101上。中转支撑板100的中间位置具有两个前、后间隔分布的第一洞口102。

移动托架200有两个，分设在中转支撑板100的两侧，在水平驱动气缸的驱动下能够进出中转支撑板100，中转支撑板100上也具有前、后间隔分布的第二洞口201，在移动托架200的外侧边还具有连通第二洞口201的缺口通道202。当移动托架200进入中转支撑台板100后，两个第二洞口201分别位于两个第一洞口102上方。第一洞口102和第二洞口201的大小相当。第二洞口201的四个角处设有托篮定位支撑脚 203。

顶片机构300由竖直驱动机构310以及设于竖直驱动机构310上且分别位于两个第一洞口102下方的两个顶片夹持器320构成。具体地，结合图4所示，竖直驱动机构310由固定在中转支撑板100下方的竖直驱动气缸(图中未显示)、固定在竖直驱动气缸311的活塞杆顶端的支撑座312、固定在支撑座312上两根支撑杆313构成，两根支撑杆313 的顶端各固定一个顶片夹持器320。两个顶片夹持器320分别位于两个第一洞口102的正下方。第一洞口102和第二洞口201的大小要能够容顶片机构300的顶片夹持器320通过。顶片夹持器320左右两侧分别具有竖直的顶片夹持板321，顶片夹持板321的顶端分布有一排顶部开口的顶片齿槽322，一个顶片夹持器320上的一对顶片夹持板321结构对称，即两侧的顶片齿槽322要对齐。

如图5至图7所示，该顶片齿槽322的一侧面为完全直倾斜面3221，另一侧面则从上到下分成三段，由上部倾斜面3222、下部竖直面3223 以及底部倾斜面3224依次连接构成。直倾斜面3221和底部倾斜面3224 在槽底相交。其中，直倾斜面3221的倾斜角度为12°，上部倾斜面3222 的倾斜角度为21°，底部倾斜面3224的倾斜角度为45°。

结合图8所示，顶片齿槽322的顶片槽底3225为与晶圆片圆周边缘适配的弧形。相应地，顶片齿槽322的顶片齿顶3226也弧形，这样，顶片齿槽322的径向槽深大致一样的。采用这样的结构，顶片齿槽322一侧面的直倾斜面3221与另一侧面的上部倾斜面3222形成开口大的导向开口，起到导向作用，在顶片时，使得晶圆片能够容易且快速地进入顶片齿槽内，而另一侧面的底部倾斜面3224在顶升晶圆片过程中，会给晶圆片底部的接触边缘一个向直倾斜面侧的力(如图7中箭头所示)，使得晶圆片整体上向下部竖直面3223方向倚靠，又由于下部竖直面3223 的垂直阻挡，进而使得在顶升晶圆片过程中，晶圆片会始终保持稳定的竖直状态，不会产生晃动。又由于槽底采用与晶圆片圆周边缘适配的弧形，这样槽底与晶圆片边缘的接触比较多，不是点接触，也就不会有作用力集中的问题，也就不容易导致晶圆片的破片。

结合图9所示，导片机构400包括对称结构的间隔设置的左夹持摆臂411、右夹持摆臂412，以及驱动左夹持摆臂411和右夹持摆臂412 从底部位置进行开合动作的摆动驱动机构420。左夹持摆臂411和右夹持摆臂412上分别设有沿臂的长度方向间隔分布两块导片夹持块430。左夹持摆臂411的导片加持块430和右夹持摆臂412上的导片夹持块430 彼此结构对称。

具体地，中转支撑板100上固定有前端板431和后端板432。左夹持摆臂411和右夹持摆臂412由转动轴401和摆动轴402构成，摆动轴 402位于转动轴401的上方，且二者平行。导片夹持块430则被摆动轴 402和转动轴402共同支撑固定。导片夹持块430上具有一排导片齿槽 431，该导片齿槽431的导片槽底4311也为与晶圆片圆周边缘适配的弧形，导片齿顶4312则为导片槽底4311平行的弧形。采用这样的结构，由于导片齿槽的导片槽底也为弧形，这样与晶圆片边缘接触也比较多，不是点接触，也不会存在作用力集中的问题，同样不容易导致晶圆片的破片。

导片齿槽431上部两侧为凸弧面，凸弧面的圆弧半径为94.5mm，形成入口大的弧形开口4313，下部为窄三角形槽4314，窄三角形槽的夹角为24°。这样的结构，圆弧形开口4313入口大，在导片时，使得晶圆片容易进入，而下部为窄三角形状，夹持晶圆片能够保持晶圆片处于竖直状态，晶圆片不会歪斜，能够保证后续顶片动作的顺利进行，也降低了晶圆片破片的几率。

转动轴401的两端分别可转动地安装在前端板431和后端板432上，摆动轴402的一端头与摆动驱动机构600连接。

如图14所示，前端板431在安装转动轴401的位置设有前轴承孔 511，前轴承孔511内设有前轴承512，转动轴401的前端设于前轴承512 内，转动轴401上的前端位于前轴承512后侧具有嵌槽，该嵌槽内设有阻挡前轴承512在转动轴上窜动的C型卡簧513，在前端板431内侧还设有前内阻挡盖514，在前端板431的外侧设有前外阻挡盖515。该前外阻挡盖515包括一体结构的前外盖部5151和前外轴套部5152，其中前外轴套部5152从前端板431外侧深入前轴承孔511内并套在转动轴401 上，前外盖部5151内侧面贴附前端板431的外侧板面，前外轴套部5152 的端头则抵顶阻挡前轴承512。前内阻挡盖514贴在前端板431的内侧面并套在转动轴401上阻挡前轴承512。前内阻挡盖514和前外阻挡盖 515由4个穿过前外盖部5151、前端板431以及前内阻挡盖514的螺栓紧固使得通过前内阻挡盖514和前外阻挡盖515夹紧前轴承512避免转动轴401窜动。

如图15所示，后端板432在安装转动轴401的位置设有后轴承孔 521，后轴承孔521内设有后轴承522，转动轴401的后端设于后轴承522 内，转动轴401上位于后轴承522的前、后侧设有嵌槽，该两嵌槽内也设有阻挡后轴承522的C型卡簧513。后端盖432的外侧设有后外阻挡盖524，后端盖432的内侧设有后内阻挡盖525。后内阻挡盖525包括一体结构的后内盖部5251和后内轴套部5252，其中后内轴套部5252从后端板432的内侧深入后轴承孔521内，后内轴套部5252的端头抵顶阻挡后轴承522。后外阻挡盖524位于后端板43从外侧阻挡后轴承522。后外阻挡盖524和后内阻挡盖525由4个穿过后内盖部5251、后端板432 以及后外阻挡盖524的螺栓紧固使得通过后外阻挡盖524和后内阻挡盖 525夹紧后轴承522避免转动轴401窜动。

采用上述结构，左夹持摆臂411和右夹持摆臂412在执行抱持工作时不会窜动，左、右侧的导片齿槽431不会错位，进而不会出现导片失败或者扭曲晶圆片导致晶圆片破片的问题。

前端板432的外侧面设有摆动驱动机构600。再如图10所示，该摆动驱动机构600包括摆动驱动气缸610、设置在摆动驱动气缸610的活塞杆上的联动板620，以及对称结构的左传动板630和右传动板640。联动板620为对称结构，由联动竖板621和固定在联动竖板621的联动横板622构成，联动横板622的两端超出联动竖板621外。联动竖板611 上沿竖直方向等间距分布有多排腰型孔，联动横板622通过螺栓固定在其中一排腰型孔上。设置多排腰型孔，可以根据晶圆片的尺寸对联动横板622的安装高度进行调节。左传动板630和右传动板640均倾斜设置。左传动板630的下端和右传动板640下端分别通过轴承与联动横板622 的两端进行铰接，而左夹持摆臂411的摆动轴和右夹持摆臂412的摆动轴的后端则通过轴承分别与左传动板630的上端和右传动板640的上端可转动地连接。

为能够调节左传动板630和右转动板640对不同尺寸的晶圆片进行导片。如图16所示，左传动板630和右转动板640均由上传动板601 和下传动板602构成，下传动板602具有沿长度方向延伸的与上传动板 601宽度适配的装配槽603。装配槽603的底部具有沿长度方向延伸的长条安装孔604，上传动板601通过穿设在长条安装孔604中的螺栓与下传动杆602进行紧固。这样的结构，能够调节左传动板630和有传动板 604的长度，并且通过设置装配槽603来进行限位，左传动板630和右传动板640不会松动，能够保证传动动作精确和稳定。

以上就是本发明的晶圆片传输及自动换篮设备，其工作方式如下：

图1结合图2A所示，左侧批量传输装置002将满载晶圆片的客户端的晶圆托篮输送到中央顶片导片装置001的左侧，第一次停在对应的左侧移动托架200的前方的那个第二洞口位置，然后，左侧的移动托架200 向外移出，直至移动到客户端的晶圆托篮下方，这时左侧批量传输装置 002中的垂直移动机构840驱动篮支撑座810下降，直至下降到移动托架200的下方。在下降过程中，晶圆托篮的角(即前述的晶圆托篮的支撑脚的两端露出托篮支撑块8124外的部位)会被左侧的移动托架200 上的四个托篮定位支撑脚203承托，篮支撑座810则与晶圆托篮分离。

然后，左侧的移动托架200将该承载的一个客户端的晶圆托篮暂时输送进中央顶片导片装置001，并且左侧批量传输装置002则再次运输一个满载晶圆片的客户端的晶圆托篮过来，并且停在对应左侧移动托架 200的后方的第二个第二洞口的位置，再然后，左侧的移动托架200再次向外移出，采用上述同样方法，将第二个满载晶圆片的客户端的晶圆托篮转移到左侧的移动托架的第二个第二洞口上。如此这样，左侧的移动托架上就承载了两个满载晶圆片的客户端的晶圆托篮10。

如图2A所示，两个满载晶圆片11的客户端的晶圆托篮10(晶圆托篮底部是中空的)由左侧的移动托架200送入的两个第一洞口102上方，然后顶片机构300的顶片夹持器320在竖直驱动机构310的驱动下上升，与晶圆托篮中的各个晶圆片接触后，通过其上的顶片齿槽322夹持住各个晶圆片，并继续在竖直驱动机构310的驱动下使得晶圆片与客户端的晶圆托篮分离，且顶升晶圆片直至导片机构400超过底部入口位置停止 (导片机构400的左夹持摆臂411和右夹持摆臂412在晶圆片升起进入口之前是分开形成容晶圆片上升通过的入口)。

再然后，摆动驱动机构420则驱动左夹持摆臂411和右夹持摆臂412 从晶圆片的下方向内合上，左夹持摆臂411和右夹持摆臂412上的导片夹持块430则通过其上的导片齿槽431夹持住各个晶圆片，抱持住晶圆片(如图3所示)，使得晶圆片与顶片夹持器320分离并停留在左夹持摆臂411和右夹持摆臂412上。

接着，顶片夹持器320在竖直驱动机构310的驱动下回落到中转支撑板100的下方，这时，左侧的移动托架200则向左侧移出中转支撑板 100外并转移至左侧批量输送装置输送出去(左侧的移动托架上的晶圆托篮向左侧批量输送装置转移的过程与前述的客户端的晶圆托篮从左侧批量传输装置转移至左侧的移动托架上的过程相反)。

再接着，两个空载的工艺端的晶圆托篮(底部也是中空的)由右侧的移动托架送入中转支撑板100内并位于两个第一洞口102上(在这之前，空载的工艺端的晶圆托篮从右侧批量传输装置上转移至右侧的移动托架上，转移过程与前述的客户端的晶圆托篮从左侧批量传输装置上转移至左侧的移动托架上相同)。然后顶片机构300的顶片夹持器320在竖直驱动机构310的驱动下上升，经过第一洞口102、第二洞口201以及工艺端的晶圆托篮，直至接触并夹持顶升起左夹持摆臂411和右夹持摆臂412上的晶圆片，使得晶圆片与左夹持摆臂411和右夹持摆臂412上的导片夹持器分离。

再然后，左夹持摆臂411和右夹持摆臂412在摆动驱动机构420的驱动下向外摆动，形成容晶圆片回落的通道。

接着，顶片机构300的顶片夹持器320在竖直驱动机构310的驱动下回落，当顶片夹持器320回落低于第一洞口后，工艺端的晶圆托篮则承接住与顶片夹持器320分离的晶圆片。

最后，两个满载晶圆片的工艺端的晶圆托篮则被右侧的移动托架送出中转支撑板100外，并转移到右侧批量输送装置003，由右侧批量输送装置输送至工艺区域。

晶圆托篮从右侧的移动托架转移至右侧批量输送装置的篮支撑座的过程与前述的晶圆托篮从左侧批量输送装置的篮支撑座转移至左侧的移动支架的过程相反，这里不再累述。

于是，通过上述一系列顶片、导片动作，完成了晶圆片的换篮过程。

通过上述详细描述可以看出，本发明的晶圆片传输及自动换篮具有高稳定性，高安全性、高应用性的优点。

但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求保护范围内。

Claims (10)

1.一种晶圆片传输及自动换篮设备，由中央顶片导片装置、设于所述中央顶片导片装置左侧的左侧批量传输装置、以及设于所述中央顶片导片装置右侧的右侧批量传输装置，所述中央顶片导片装置包括中转支撑台板，设于所述中转支撑台板下方的顶片机构，以及设于所述中转支撑台板上方的导片机构，所述中转支撑台板设有第一洞口，所述中转支撑台板左右两侧分别设有进出所述中转支撑台板的移动托架，所述移动托架设有第二洞口，所述移动托架转移进入所述中转支撑台板后，所述第二洞口位于所述第一洞口的上方，所述顶片机构由竖直驱动机构以及设于所述竖直驱动机构上且位于所述第一洞口下方的顶片夹持器构成，所述顶片夹持器具有对称结构且间隔设置的两顶片夹持板，所述顶片夹持板上具有一排顶部开口的顶片齿槽，导片机构包括对称结构的间隔设置的从底部进行开合动作的左夹持摆臂和右夹持摆臂，所述左夹持摆臂和所述右夹持摆臂上设有导片夹持块，所述导片夹持块上具有一排顶部开口的导片齿槽，其特征在于：

所述顶片齿槽一侧面完全为直倾斜面，倾斜方向是上端朝外，下端朝内；另一侧面由上部倾斜面、下部竖直面以及底部倾斜面依次连接构成，所述上部倾斜面和所述底部倾斜面的倾斜方向与所述直倾斜面的倾向方向相反， 所述直倾斜面倾斜向下延伸至与所述底部倾斜面的下端交汇；

所述底部倾斜面在顶升晶圆片过程中，给晶圆片底部的接触边缘一个向所述直倾斜面侧的力，使得晶圆片整体上向所述下部竖直面方向倚靠，又由于所述下部竖直面的垂直阻挡，进而使得在顶升晶圆片过程中，晶圆片始终保持稳定的竖直状态，不产生晃动。

2.根据权利要求1所述的晶圆片传输及自动换篮设备，其特征在于：所述顶片齿槽的槽底为与晶圆片圆周边缘适配的弧形。

3.根据权利要求1所述的晶圆片传输及自动换篮设备，其特征在于：所述导片齿槽的槽底为与晶圆片圆周边缘适配的弧形。

4.根据权利要求1所述的晶圆片传输及自动换篮设备，其特征在于：所述导片机构还包括固定在中转支撑台板上的前端板和后端板，以及设于所述前端板上的摆动驱动机构，所述夹持摆臂的两端分别设置所述前端板和所述后端板上，所述摆动驱动机构同步驱动所述左夹持摆臂和所述右夹持摆臂同步向内或向外摆动。

5.根据权利要求4所述的晶圆片传输及自动换篮设备，其特征在于：所述左夹持摆臂和所述右夹持摆臂均由转动轴和与所述转动轴平行的摆动轴构成，所述导片夹持块固定在所述转动轴和所述摆动轴上，所述转动轴的两端分别可转动地安装在所述前端板和所述后端板上，所述摆动轴的一端头与所述摆动驱动机构连接。

6.根据权利要求1所述的晶圆片传输及自动换篮设备，其特征在于：所述左侧批量传输装置和所述右侧批量传输装置均包括联动传输机构、设于联动传输机构上的篮支撑座，所述篮支撑座内设有晶圆计数传感器以及驱动所述晶圆计数传感器伸缩的传感器升降机构。

7.根据权利要求6所述的晶圆片传输及自动换篮设备，其特征在于：所述联动传输机构为水平移动机构、垂直移动机构和旋转移动机构中的一种机构或者两种机构的结合或者三种机构的结合。

8.根据权利要求7所述的晶圆片传输及自动换篮设备，其特征在于：所述篮支撑座设置在所述旋转移动机构上，所述旋转移动机构设置在所述垂直移动机构上，所述垂直移动机构设置在所述水平移动机构上。

9.根据权利要求6所述的晶圆片传输及自动换篮设备，其特征在于：所述篮支撑座由支撑底板，间隔对称地设置在所述支撑底板上的两个支撑竖架构成，所述支撑竖架的顶端固定有托篮定位块，所述托篮定位块上具有与定位承托晶圆托篮的撑脚的定位台阶。

10.根据权利要求9所述的晶圆片传输及自动换篮设备，其特征在于：其特征在于：所述定位台阶的台阶平面中心具有三角形定位突起，所述定位台阶的台阶竖面的上部边缘具有斜面倒角。

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