CN113314450B - 晶圆翻转装置和晶圆传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种晶圆翻转装置，包括：安装框架；设置在所述安装框架中的支撑架组，所述支撑架组包括至少两个支撑架，每个所述支撑架上设置有多个支撑槽，所述支撑槽具有支撑面，所述支撑面用于对沿第一方向伸入所述安装框架中的晶圆进行支撑；位于不同支撑架上的且用于支撑同一晶圆的支撑面位于同一平面上；设置在所述安装框架中的至少一组保持架组，每组所述保持架组包括至少两个保持架，同一组所述保持架组中的所述保持架均位于所述支撑架组的同侧；所述保持架上设置有导向槽，所述导向槽用于在所述晶圆支撑于所述支撑架时，卡持所述晶圆的边缘。本发明还提供了一种晶圆传输系统。本发明能够减少晶圆划伤或破片的几率。

Description

晶圆翻转装置和晶圆传输系统
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种晶圆翻转装置和晶圆传输系统。
背景技术
在晶圆清洗过程中，需要使用晶圆传输系统对晶圆进行传输。其中，晶圆传输系统包括：晶圆传输机械手、晶圆翻转装置和工艺机械手。在晶圆传输过程中，晶圆传输机械手从储存装置中获取水平放置的待清洗的晶圆，并将待清洗的晶圆传输至晶圆翻转装置，晶圆翻转装置将水平放置的晶圆翻转为竖直放置，之后，工艺机械手从晶圆翻转装置获取晶圆，并将晶圆传输至清洗装置进行清洗。
其中，晶圆翻转装置包括：安装框架和设置在安装框架中的多个保持架，每个保持架上设置有V型的导向槽。晶圆传输机械手将晶圆传输至晶圆翻转装置的过程包括：承载晶圆的晶圆传输机械手伸入安装框架时，安装框架中的保持架处于远离晶圆传输机械手的状态；待承载晶圆的晶圆传输机械手处于安装框架中，保持架靠近晶圆传输机械手，且待晶圆的边缘伸入导向槽中，多个保持架卡持晶圆的边缘；保持架卡持晶圆边缘之后，晶圆传输机械手从安装框架中抽离。目前的晶圆翻转装置中，保持架对晶圆的边缘进行卡持时，晶圆传输机械手的承载板始终托举晶圆，而晶圆的重量会导致承载板有一定变形，从而导致晶圆并不会保持水平，此外，由于保持架上的V型导向槽接触晶圆后，容易导致晶圆的边缘产生一定的倾斜，该倾斜会导致晶圆与晶圆传输机械手之间产生一定的挤压力，进而增加晶圆划伤和碎片的几率。且晶圆传输机械手与翻转机构交互时，保持架状态变化容易与同样需进行运动的晶圆传输机械手发生碰撞，两者都需要较高的位置精度，使得整体设备调试复杂。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中的技术问题之一，提出了一种晶圆翻转装置和一种晶圆传输系统，以减少晶圆划伤和碎片的几率。
本发明提供一种晶圆翻转装置，包括：
安装框架；
设置在所述安装框架中的支撑架组，所述支撑架组包括至少两个支撑架，每个所述支撑架上设置有多个支撑槽，所述支撑槽具有支撑面，所述支撑面用于对沿第一方向伸入所述安装框架中的晶圆进行支撑；位于不同支撑架上的且用于支撑同一晶圆的支撑面位于同一平面上；
设置在所述安装框架中的至少一组保持架组，每组所述保持架组包括至少两个保持架，同一组所述保持架组中的所述保持架均位于所述支撑架组的同侧；所述保持架上设置有导向槽，所述导向槽用于在所述晶圆支撑于所述支撑架时，卡持所述晶圆的边缘。
可选地，所述支撑架组包括沿第二方向排列的两个所述支撑架，两个所述支撑架分别用于对所述晶圆的两端进行支撑，其中，所述第一方向与所述第二方向垂直。
可选地，所述安装框架包括：相对设置的第一支撑壁和第二支撑壁；
所述支撑架包括：第一端面、第二端面、第一侧面和第二侧面，所述支撑架的第一端面朝向第一支撑壁，所述支撑架的第二端面朝向所述第二支撑壁，所述第一侧面和所述第二侧面均连接在所述支撑架的第一端面与第二端面之间，且所述第一侧面和所述第二侧面上均设置有所述支撑槽；
所述支撑架通过第一转轴与所述第一支撑壁转动连接，所述晶圆翻转装置还包括：第一驱动机构，所述第一驱动机构与每个所述支撑架连接，用于驱动所述支撑架绕第一转轴的轴线转动，以使所述支撑架在第一支撑状态和第二支撑状态之间切换，其中，当所述支撑架处于第一支撑状态时，所述第一侧面上的支撑槽的支撑面对所述晶圆进行支撑；当所述支撑架处于第二支撑状态时，所述第二侧面上的支撑槽的支撑面对所述晶圆进行支撑。
可选地，所述第一驱动机构包括：
旋转驱动器，设置在所述安装框架上；所述旋转驱动器的驱动轴用于绕自身轴线旋转；
第一传动组件，与所述旋转驱动器的驱动轴以及所述支撑架连接，所述第一传动组件用于在所述旋转驱动器的驱动下，带动所述支撑架绕所述第一转轴的轴线旋转。
可选地，所述第一转轴设置在所述支撑架的第一端面上，所述支撑架的第二端面上设置有与所述第一转轴同轴的第二转轴，所述第一传动组件包括：
第一主动轮，设置在所述旋转驱动器的驱动轴上，用于在所述旋转驱动器的驱动下绕其自身轴线旋转；
第一从动轮和第二主动轮，均设置在其中一个所述支撑架上的第二转轴上；
第二从动轮，设置在另一个所述支撑架上的第二转轴上；
第一同步带，套设在所述第一主动轮和所述第一从动轮上，所述第一主动轮通过所述第一同步带带动所述第一从动轮同步旋转；
第二同步带，套设在所述第二主动轮和所述第二从动轮上，所述第二主动轮通过所述第二同步带带动所述第二从动轮同步旋转。
可选地，所述第一传动组件设置在所述第二支撑壁背离所述第一支撑壁的一侧。
可选地，所述支撑槽为矩形槽。
可选地，所述晶圆翻转装置包括两个所述保持架组，所述支撑架组位于两个所述保持架组之间。
可选地，所述安装框架包括：相对设置的第一支撑壁和第二支撑壁，所述保持架包括：第一端面、第二端面、以及连接在所述第一端面与所述第二端面之间的侧面，所述保持架的第一端面与所述第一支撑壁相对设置，所述导向槽设置在所述保持架的侧面上；
所述保持架通过第三转轴与所述第一支撑壁转动连接，所述晶圆翻转装置还包括：与所述保持架组一一对应连接的第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动相应的保持架绕所述第三转轴的轴线旋转，以使所述保持架组中的至少两个所述保持架可通过旋转形成预设宽度的间隔，所述预设宽度大于所述晶圆的直径。
可选地，所述第二驱动机构包括：
直线驱动器，设置在所述第二支撑壁上，所述直线驱动器的驱动轴沿所述第一方向延伸，用于在所述第一方向上往复移动；
第二传动组件，与所述直线驱动器的驱动轴、以及相应的所述保持架组中的每个保持架连接，用于在所述直线驱动器的驱动下，带动所述保持架绕所述第三转轴的轴线转动。
可选地，所述保持架组包括两个所述保持架；所述第二传动组件包括：
连杆，与所述直线驱动器的驱动轴连接，所述连杆上设置有与所述保持架一一对应的条状导向孔，所述条状导向孔沿所述保持架组中的两个所述保持架的排列方向延伸；
与所述保持架一一对应的曲柄，所述曲柄的第一端与相应的保持架连接，所述曲柄的第二端与所述条状导向孔中的滑块连接，所述滑块用于沿所述条状导向孔滑动，以使所述曲柄围绕其第一端转动。
可选地，所述第二驱动机构位于所述第二支撑壁背离所述第一支撑壁的一侧。
可选地，所述晶圆翻转装置还包括：翻转驱动机构，所述翻转驱动机构与所述安装框架连接，用于驱动所述安装框架翻转。
可选地，所述安装框架包括：第一支撑壁、第二支撑壁、第一连接壁和第二连接壁，所述第一支撑壁和所述第二支撑壁相对设置，所述第一连接壁和所述第二连接壁相对设置且连接在所述第一支撑壁与所述第二支撑壁之间；
所述晶圆翻转装置还包括：第一支撑件和第二支撑件，其中，所述第一连接壁与所述第一支撑件转动连接，所述第二连接壁与所述第二支撑件转动连接，所述第一支撑件和所述第二支撑件用于共同支撑所述安装框架。
相应地，本发明还提供一种晶圆传输系统，包括上述的晶圆翻转装置。
本发明具有以下有益效果：
在本发明实施例中，安装框架中设置有支撑架组，支撑架组包括多个支撑架，支撑架上的支撑槽的支撑面可以对水平的晶圆进行支撑，并且，位于不同支撑架上的且用于支撑同一晶圆的支撑面位于同一平面上，这种情况下，当需要将晶圆由水平状态翻转为竖直状态时，可以先利用晶圆传输机械手将水平状态的晶圆放置在支撑槽的支撑面上，之后，将晶圆传输机械手抽离安装框架。此时，晶圆在多个支撑槽的支撑面的支撑作用下，可以保持水平状态；之后，保持架上的导向槽对晶圆的边缘进行卡持时，不会出现现有技术中的晶圆的边缘倾斜的情况，从而不会导致晶圆受到挤压的情况，进而降低晶圆划伤和碎片的几率。同时，由于保持架对晶圆的边缘的卡持，是在晶圆传输机械手将晶圆传递至支撑架且晶圆传输机械手抽离安装框架，可降低晶圆传输机械手与晶圆翻转装置中保持架这两个独立运动单元的碰撞几率。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1为一示例中的晶圆传输系统的平面分布图。
图2为本发明实施例中提供的晶圆翻转装置与承载有晶圆的晶圆传输机械手的示意图。
图3为本发明实施例中提供的晶圆翻转装置的一种状态示意图。
图4为本发明实施例中提供的晶圆翻转装置的另一种状态示意图。
图5为本发明实施例中提供的晶圆翻转装置中的支撑架的示意图。
图6为本发明实施例中提供的保持架组中的保持架的示意图。
图7为本发明实施例中提供的晶圆翻转装置的俯视图。
图8为本发明实施例中提供的支撑架组与第一驱动机构的示意图。
图9为本发明实施例中提供的保持架组与第二驱动机构的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
这里用于描述本发明的实施例的术语并非旨在限制和/或限定本发明的范围。例如，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。应该理解的是，本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。
在晶圆清洗过程中，需要使用晶圆传输系统对晶圆进行传输。图1为一示例中的晶圆传输系统的平面分布图，如图1所示，晶圆传输系统所在区域包括：上料区、存放盒储存区及晶圆传输区。其中，存放盒传输机械手1用于将上料区中放置好的存放盒8传输至存放盒储存区；晶圆传输区中的晶圆传输机械手2用于将存放盒8中的晶圆取出，并传输至晶圆翻转机构4；晶圆翻转机构4将晶圆由水平状态转换为竖直状态，之后由晶圆传输装置5将晶圆取下，并利用缺口对齐装置7对齐晶圆缺口；最后，由工艺机械手6将晶圆传输至清洗装置。晶圆清洗完成后则按照上述步骤反顺序实施，以将清洗干净的晶圆放入存放盒8中。
本发明实施例提供一种晶圆翻转装置，该晶圆翻转装置用于上述晶圆传输系统中，用于将晶圆在水平状态和竖直状态之间切换。图2为本发明实施例中提供的晶圆翻转装置与承载有晶圆的晶圆传输机械手的示意图，图3为本发明实施例中提供的晶圆翻转装置的一种状态示意图，图4为本发明实施例中提供的晶圆翻转装置的另一种状态示意图，图5为本发明实施例中提供的晶圆翻转装置中的支撑架的示意图。
结合图2至图5所示，晶圆翻转装置包括：安装框架10、设置在安装框架10中的支撑架组60和至少一组保持架组（例如第一保持架组51或者第二保持架组52）。
其中，安装框架10包括：第一支撑壁11、第二支撑壁12、第一连接壁13和第二连接壁14，第一支撑壁11与第二支撑壁12相对设置，第一连接壁13和第二连接壁14均连接在第一支撑壁11与第二支撑壁12之间。第一支撑壁11、第一连接壁13、第二支撑壁12和第二连接壁14依次连接，形成框形结构。
支撑架组60包括至少两个支撑架61，如图5所示，每个支撑架61上设置有多个支撑槽61v，支撑槽61v具有支撑面，该支撑面用于对沿第一方向伸入安装框架10中的晶圆3进行支撑。第一方向为：与第一支撑壁11、第二支撑壁12、第一连接壁13、第二连接壁14均平行的方向。其中，晶圆3可以由晶圆传输机械手2送入安装框架10中，晶圆传输机械手2包括多个承载板2a，每个承载板2a可以承载一个晶圆3，多个晶圆3同时被支撑架组60的多个支撑槽61v的支撑面来支撑。例如，支撑架组60包括n个支撑架61（n为大于等于2的整数），每个支撑架61上设置多个支撑槽61v，每个晶圆3由n个支撑架61上的对应的支撑槽61v的支撑面来共同支撑，也即支撑同一晶圆3的n个支撑槽61v分别位于不同支撑架61上。其中，位于不同支撑架61上的且用于支撑同一晶圆3的支撑面位于同一平面上，从而使得晶圆3位于同一平面上。
可选地，支撑架61上的支撑槽61v可以为矩形槽。具体地，矩形槽除了包括上述支撑面之外，还包括：与支撑面相对的第一平面、连接在第一平面与支撑面之间的连接面，其中，第一平面与支撑面大致平行，连接面与支撑面大致垂直，支撑面和第一平面作为矩形槽的两个相对的侧面，连接面作为矩形槽的底面。当晶圆处于水平状态时，支撑面与晶圆3的下表面相对，第一平面与晶圆3的上表面相对。
每组保持架组包括至少两个保持架，且同一组保持架组中的保持架位于支撑架组60的同侧。以图2至图4中所示的晶圆翻转装置为例，保持架组为两组，具体为：第一保持架组51和第二保持架组52。可选地，如图3所示，第一保持架组51包括两个第一保持架51a，第二保持架组52包括两个第二保持架52a，第一保持架组51中的两个第一保持架51a位于支撑架组60的同侧，第二保持架组52中的两个第二保持架52a位于支撑架组60的同侧，第一保持架组51和第二保持架组52可以分别位于支撑架组60的相对两侧。
图6为本发明实施例中提供的保持架组中的保持架的示意图，结合图2至图6所示，第一保持架51a和第二保持架52a上均设置有导向槽51v，导向槽51v用于卡持晶圆3的边缘。第一保持架51a和第二保持架52a均具有抱片状态和开放状态，在晶圆3由晶圆传输机械手2送入安装框架10中，第一保持架51a和第二保持架52a处于开放状态，不与晶圆传输机械手2进行交互。晶圆传输机械手2将晶圆支3传递至支撑架61并抽离出安装框架10，也即晶圆3支撑于支撑架61上时，第一保持架51a从开放状态转换为抱片状态，导向槽51v卡持晶圆3的边缘。第二保持架52a上的导向槽51v用于在第二保持架52a处于抱片状态时，卡持晶圆3的边缘。可选地，导向槽51v可以为V型导向槽。
当两个第一保持架51a（或两个第二保持架52a）处于抱片状态时，两个第一保持架51a（或两个第二保持架52a）之间的间隔小于晶圆的直径。在晶圆翻转过程中，通过控制安装框架10翻转，来控制安装框架10中的晶圆3翻转，以使晶圆3在水平状态与竖直状态之间变换。其中，当安装框架10内的晶圆3处于竖直状态时，至少一组保持架组（即第一保持架组51或第二保持架组52）位于支撑架组60的下方，支撑架组60下方的第一保持架51a或第二保持架52a处于抱片状态，从而对竖直状态的晶圆进行支撑。
在本发明实施例中，安装框架10中设置有支撑架组60，每组支撑架组60包括多个支撑架61，支撑架61上的支撑槽61v的支撑面可以对水平的晶圆3进行支撑，并且，支撑同一晶圆3、且分别位于不同支撑架61上的支撑槽61v的支撑面位于同一平面上，这种情况下，当需要将晶圆3由水平状态翻转为竖直状态时，可以先利用晶圆传输机械手2将水平状态的晶圆3放置在支撑槽61v的支撑面上，之后，将晶圆传输机械手2抽离安装框架10。此时，晶圆3在多个支撑槽61v的支撑面的支撑作用下，可以保持水平状态；之后，保持架上的导向槽51v对晶圆3的边缘进行卡持时，不会出现现有技术中的晶圆3的边缘倾斜的情况，从而不会导致晶圆3受到挤压的情况，进而降低晶圆3划伤和碎片的几率。同时，由于保持架对晶圆的边缘的卡持（从开放状态转换为抱片状态），是在晶圆传输机械手将晶圆传递至支撑架组上，且晶圆传输机械手抽离安装框架后，可降低晶圆传输机械手与晶圆翻转装置中保持架这两个独立运动单元的碰撞几率。
下面结合附图对本发明实施例中的晶圆翻转装置进行详细介绍。图7为本发明实施例中提供的晶圆翻转装置的俯视图，结合图2、图3和图7所示，晶圆翻转装置除了包括上述安装框架10、支撑架组60、第一保持架组51和第二保持架组52之外，还可以包括：翻转驱动机构40、第一驱动机构70、第二驱动机构80、第一支撑件91和第二支撑件92。
其中，第一支撑件91和第二支撑件92可以设置在安装平台上，第一支撑件91和第二支撑件92位于安装框架10的相对两侧，用于共同支撑安装框架10。安装框架10的第一连接壁13与第一支撑件91转动连接，安装框架10的第二连接壁14与第二支撑件92转动连接。
其中，翻转驱动机构40与安装框架10连接，用于在至少一组保持架组中的保持架处于抱片状态时，驱动安装框架10翻转，以使安装框架10中的晶圆3在水平状态和直立状态之间切换。
可选地，翻转驱动机构40包括：电机和减速器，电机的输出轴与减速器的输入轴孔直接连接，减速器的输出轴穿过第一支撑件91，并与安装框架10的第一连接壁13固定连接；第二连接壁14通过转轴与第二支撑件92转动连接。通过电机的驱动，来控制安装框架10中的晶圆3发生翻转。其中，翻转驱动机构40可以控制安装框架10进行任意角度（0°~360°）的旋转。
在一些实施例中，支撑架61设置在第一支撑壁11与第二支撑壁12之间，支撑架组60包括两个支撑架61，该两个支撑架61沿第二方向排列，并分别用于对晶圆3的两端进行支撑，从而提高支撑架组60对晶圆3支撑的稳定性，并减少支撑架组60在安装框架10中的占用空间。其中，第二方向可以与第一方向垂直。晶圆3的两端是指晶圆3上距离最远的两个位置，也即，晶圆3的某一条直径的两端。
在一些实施例中，支撑架61包括：第一端面、第二端面、第一侧面和第二侧面，例如，第一侧面和第二侧面分别为支撑架61的两个相对的侧面。支撑架61的第一端面朝向第一支撑壁11，支撑架61的第二端面朝向第二支撑壁12，第一侧面和第二侧面均连接在支撑架61的第一端面与第二端面之间，且第一侧面和第二侧面上均设置有支撑槽61v。如上文所述，晶圆翻转装置可以对待清洗的晶圆进行翻转，也可以对清洗后的晶圆进行翻转，为了防止清洗后的晶圆受到污染，在本发明实施例中，可以利用支撑架61上的第一侧面的支撑槽61v的支撑面来支撑待清洗的晶圆，利用第二侧面的支撑槽61v的支撑面来支撑清洗后的晶圆。
具体地，结合图2和图5所示，支撑架61通过第一转轴611与第一支撑壁11转动连接，其中，第一转轴611可以固定设置在支撑架61的第一端面上；第一驱动机构70与每个支撑架61连接，用于驱动支撑架61绕第一转轴611的轴线转动，以使支撑架61在第一支撑状态和第二支撑状态之间切换，其中，支撑架61处于第一支撑状态时，第一侧面朝向安装框架10中的晶圆3，第一侧面上的支撑槽61v的支撑面对晶圆3进行支撑；支撑架61处于第二支撑状态时，第二侧面朝向安装框架10中的晶圆3，第二侧面上的支撑槽61v的支撑面对晶圆3进行支撑。在实际应用中，当需要对待清洗的晶圆进行翻转时，可以控制支撑架61处于第一支撑状态，即，利用第一侧面上的支撑槽61v的支撑面对晶圆进行支撑；当需要对清洗后的晶圆进行翻转时，可以控制支撑架61处于第二支撑状态，即，利用第二侧面上的支撑槽61v的支撑面对晶圆3进行支撑。
图8为本发明实施例中提供的支撑架组与第一驱动机构的示意图，结合图2、图5、图7和图8所示，第一驱动机构70包括：旋转驱动器71和第一传动组件72，旋转驱动器71设置在安装框架10上；旋转驱动器71的驱动轴用于绕自身轴线旋转。例如，旋转驱动器71为旋转电机，旋转电机的机体设置在安装框架10上。第一传动组件72与旋转驱动器71的驱动轴以及支撑架61连接，第一传动组件72用于在旋转驱动器71的驱动下，带动支撑架61绕第一转轴611的轴线旋转。
可选地，支撑架61的第二端面上固定设置有与第一转轴611同轴的第二转轴612，第一传动组件72设置在第二支撑壁12背离第一支撑壁11的一侧，其具体可以包括：第一主动轮721、第一从动轮722、第二主动轮724、第二从动轮725、第一同步带723和第二同步带726。第一主动轮721设置在直线驱动器81的驱动轴上，用于在直线驱动器81的驱动下绕其自身轴线旋转。第一从动轮722和第二主动轮724均设置在其中一个支撑架61上的第二转轴612上。第二从动轮725设置在另一个支撑架61上的第二转轴612上。第一同步带723套设在第一主动轮721和第一从动轮722上，第一主动轮721通过第一同步带723带动第一从动轮722同步旋转。第二同步带726套设在第二主动轮724和第二从动轮725上，第二主动轮724通过第二同步带726带动第二从动轮725同步旋转。在旋转驱动器71的驱动下，第一传动组件72可以带动两个支撑架61同步旋转。
需要说明的是，第一驱动机构70也可以采用其他结构形式来驱动支撑架61旋转，例如，设置两个旋转驱动器，该两个旋转驱动器直接连接两个支撑架61，从而利用旋转驱动器来直接驱动支撑架61旋转。
在一些实施例中，如图3所示，晶圆翻转装置包括两组保持架组，分别为第一保持架组51和第二保持架组52，支撑架组60位于第一保持架组51和第二保持架组52之间。其中，当安装框架10中的晶圆3为待清洗的晶圆时，可以利用第二保持架组52的导向槽来对晶圆3进行卡持；当安装框架10中的晶圆3为清洗后的晶圆时，可以利用第一保持架组51中的导向槽来对晶圆3进行卡持。
结合图2、图3和图6所示，第一保持架组51可以包括两个第一保持架51a，第二保持架组52可以包括两个第二保持架52a，两个第一保持架51a沿垂直于第一方向的第二方向排列，两个第二保持架52a沿垂直于第一方向的第二方向排列。每个第一保持架51a和每个第二保持架52a均可以包括：第一端面、第二端面、以及连接在第一端面与第二端面之间的侧面，第一保持架51a的第一端面和第二保持架52a的第一端面均与第一支撑壁11相对设置，导向槽51v设置在第一保持架51a和第二保持架52a的侧面上。第一保持架51a 和第二保持架52a均通过相应的第三转轴53与第一支撑壁11转动连接。通过控制第一保持架51a的转动，可以使第一保持架51a在开放状态和抱片状态之间切换；通过控制第二保持架52a的转动，可以使第二保持架52a在开放状态和抱片状态之间切换。其中，当第一保持架组51中的第一保持架51a处于开放状态时，两个第一保持架51a之间形成预设宽度的间隔；当第二保持架组52中的第二保持架52a处于开放状态时，两个第二保持架52a之间形成预设宽度的间隔；预设宽度大于晶圆的直径，此时，承载有晶圆3的晶圆传输机械手2可以通过上述预设宽度的间隔，将晶圆3放置在支撑槽61v的支撑面上。
其中，第二驱动机构80与保持架组一一对应连接，第二驱动机构80用于驱动相应的保持架组中的保持架绕第三转轴53的轴线旋转，以使保持架在开放状态和抱片状态之间切换。
图9为本发明实施例中提供的保持架组与第二驱动机构的示意图，结合图2、图3和图9所示，可选地，第二驱动机构80位于第二支撑壁12背离第一支撑壁11的一侧。第二驱动机构80具体可以包括：直线驱动器81和第二传动组件82。直线驱动器81设置在第二支撑壁12上，直线驱动器81的驱动轴沿第一方向延伸，用于在第一方向上往复移动。例如，直线驱动器81可以采用气缸，气缸的缸体固定在第二支撑壁12上，气缸的活塞杆即为驱动轴。第二传动组件82与直线驱动器81的驱动轴、以及相应的保持架组中的每个保持架连接，用于在直线驱动器81的驱动下，带动保持架绕第三转轴53的轴线转动。
可选地，第二传动组件82采用曲柄连杆结构，其具体可以包括：连杆821、曲柄822。曲柄822与保持架一一对应，即，每个曲柄822对应一个第一保持架51a或一个第二保持架52a。每个第一保持架51a对应一个曲柄822，每个第二保持架52a对应一个曲柄822，不同的第一保持架51a对应不同的曲柄822，不同的第二保持架52a对应不同的曲柄822，第一保持架51a和第二保持架52a对应不同的曲柄822。连杆821与直线驱动器81的驱动轴连接，连杆821上设置有与保持架一一对应的条状导向孔8v，即，每个条状导向孔8v对应一个第一保持架51a或一个第二保持架52a。每个第一保持架51a和每个第二保持架52a均对应一个条状导向孔8v，不同的第一保持架51a对应不同的条状导向孔8v，不同的第二保持架52a对应不同的条状导向孔8v。条状导向孔8v沿第一保持架组51中的两个第一保持架51a的排列方向延伸。曲柄822的第一端与相应的第一保持架51a或第二保持架52a连接，曲柄822的第二端与条状导向孔8v中的滑块823连接，该滑块823用于沿条状导向孔8v滑动，以使曲柄822围绕其第一端转动。其中，第三转轴53可以设置在第一保持架51a或第二保持架52a的侧面，即，第三转轴53的顶端超出第一保持架51a或第二保持架52a的第二端面，第三转轴53的底端超出第一保持架51a或第二保持架52a的第一端面，曲柄822的第一端与第三转轴53的顶端连接。当直线驱动器81驱动连杆821在第一方向上往复移动时，滑块823沿条状导向孔8v移动，从而带动曲柄822绕第三转轴53的轴线旋转，进而带动第一保持架51a或第二保持架52a绕第三转轴53的轴线旋转。
需要说明的是，第二驱动机构80也可以采用其他结构，只要可以驱动保持架进行旋转即可。
下面结合图2至图9对晶圆翻转装置对晶圆的翻转过程进行介绍。其中，第二保持架组52用于在待清洗的晶圆处于竖直状态时，对待清洗的晶圆进行支撑；第一保持架组51用于在清洗后的晶圆处于竖直状态时，对待清洗的晶圆进行支撑。
当需要将待清洗的晶圆由水平状态翻转为竖直状态时，首先，第二保持架组52中的两个第二保持架52a在相应的第二驱动机构80的控制下转动，从而达到开放状态；并且，第一保持架组51中的两个第一保持架51a处于遮挡状态，该遮挡状态是指，两个第一保持架51a之间的间隔小于晶圆3的直径，且不会与晶圆3接触。每个支撑架61在第一驱动机构70的控制下转动，从而使两个支撑架61的第一侧面相对。
之后，承载有晶圆3的晶圆传输机械手2通过两个第二保持架52a之间的间隔伸入安装框架10中，并将多个晶圆3分别放置在支撑架61的多个支撑槽61v上，其中，每个晶圆3由分别位于两个支撑架61的两个支撑槽61v的支撑面来支撑。另外，每个晶圆与第一保持架51a之间存在一定的间隙。在晶圆传输机械手2伸入安装框架10的过程中，第一保持架51a可以防止晶圆3从安装框架10中窜出。
之后，如图4所示，晶圆传输机械手2从安装框架10中抽出，然后第二保持架52a在相应的第二驱动机构80的驱动下达到抱片状态，从而使导向槽卡持在晶圆3的边缘，而第一保持架51a与晶圆3之间存在间隙。
最后，翻转驱动机构40用于驱动安装框架10翻转，以使晶圆3从水平状态翻转为竖直状态，并且，第二保持架组52位于支撑架组60下方，第一保持架组51位于支撑架组60上方。
当需要将清洗后的晶圆从竖直状态翻转为水平状态时，首先，第一保持架组51中的两个第一保持架51a在相应的第二驱动机构80的控制下转动，从而达到开放状态，且位于支撑架组60的下方；并且，第二保持架组52中的第二保持架52a处于遮挡状态。每个支撑架61在第二驱动机构80的控制下转动，从而使两个支撑架61的第二侧面相对。
之后，承载有晶圆3的工艺传输机械手2通过两个第一保持架51a之间的间隔伸入安装框架10中，并使每个晶圆3的两端分别位于两个支撑架61上的相应的支撑槽61v中。另外，每个晶圆3与第二保持架52a之间存在一定的间隙。
之后，第一保持架51a在相应的第二驱动机构80的驱动下达到抱片状态，从而使导向槽卡持在晶圆3的边缘。然后工艺传输机械手从安装框架10中抽出。
最后，翻转驱动机构40控制安装框架10翻转，以使晶圆3从竖直状态翻转为水平状态。
本发明实施例还提供一种晶圆传输系统，包括上述实施例中的晶圆翻转装置，晶圆传输系统用于将待清洗的晶圆传输至清洗设备，以及将清洗设备清洗后的晶圆传输至储存装置。
其中，晶圆传输系统还可以包括图1中的：晶圆传输机械手2、晶圆传输装置5和工艺机械手6等结构，晶圆传输系统对晶圆的传输过程参见上文对图1的描述，这里不再赘述。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种晶圆翻转装置，其特征在于，包括：
安装框架；
设置在所述安装框架中的支撑架组，所述支撑架组包括至少两个支撑架，每个所述支撑架上设置有多个支撑槽，所述支撑槽具有支撑面，所述支撑面用于对沿第一方向伸入所述安装框架中的晶圆进行支撑；位于不同支撑架上的且用于支撑同一晶圆的支撑面位于同一平面上；
设置在所述安装框架中的至少一组保持架组，每组所述保持架组包括至少两个保持架，同一组所述保持架组中的所述保持架均位于所述支撑架组的同侧；所述保持架上设置有导向槽，所述导向槽用于在所述晶圆支撑于所述支撑架时，卡持所述晶圆的边缘；
所述安装框架包括：相对设置的第一支撑壁和第二支撑壁，所述保持架包括：第一端面、第二端面、以及连接在所述第一端面与所述第二端面之间的侧面，所述保持架的第一端面与所述第一支撑壁相对设置，所述导向槽设置在所述保持架的侧面上；
所述保持架通过第三转轴与所述第一支撑壁转动连接，所述晶圆翻转装置还包括：与所述保持架组一一对应连接的第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动相应的保持架绕所述第三转轴的轴线旋转，以使所述保持架组中的至少两个所述保持架可通过旋转形成预设宽度的间隔，所述预设宽度大于所述晶圆的直径。
2.根据权利要求1所述的晶圆翻转装置，其特征在于，所述支撑架组包括沿第二方向排列的两个所述支撑架，两个所述支撑架分别用于对所述晶圆的两端进行支撑，其中，所述第一方向与所述第二方向垂直。
3.根据权利要求1所述的晶圆翻转装置，其特征在于，所述安装框架包括：相对设置的第一支撑壁和第二支撑壁；
所述支撑架包括：第一端面、第二端面、第一侧面和第二侧面，所述支撑架的第一端面朝向第一支撑壁，所述支撑架的第二端面朝向所述第二支撑壁，所述第一侧面和所述第二侧面均连接在所述支撑架的第一端面与第二端面之间，且所述第一侧面和所述第二侧面上均设置有所述支撑槽；
所述支撑架通过第一转轴与所述第一支撑壁转动连接，所述晶圆翻转装置还包括：第一驱动机构，所述第一驱动机构与每个所述支撑架连接，用于驱动所述支撑架绕第一转轴的轴线转动，以使所述支撑架在第一支撑状态和第二支撑状态之间切换，其中，当所述支撑架处于第一支撑状态时，所述第一侧面上的支撑槽的支撑面对所述晶圆进行支撑；当所述支撑架处于第二支撑状态时，所述第二侧面上的支撑槽的支撑面对所述晶圆进行支撑。
4.根据权利要求3所述的晶圆翻转装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括：
旋转驱动器，设置在所述安装框架上；所述旋转驱动器的驱动轴用于绕自身轴线旋转；
第一传动组件，与所述旋转驱动器的驱动轴以及所述支撑架连接，所述第一传动组件用于在所述旋转驱动器的驱动下，带动所述支撑架绕所述第一转轴的轴线旋转。
5.根据权利要求4所述的晶圆翻转装置，其特征在于，所述第一转轴设置在所述支撑架的第一端面上，所述支撑架的第二端面上设置有与所述第一转轴同轴的第二转轴，所述第一传动组件包括：
第一主动轮，设置在所述旋转驱动器的驱动轴上，用于在所述旋转驱动器的驱动下绕其自身轴线旋转；
第一从动轮和第二主动轮，均设置在其中一个所述支撑架上的第二转轴上；
第二从动轮，设置在另一个所述支撑架上的第二转轴上；
第一同步带，套设在所述第一主动轮和所述第一从动轮上，所述第一主动轮通过所述第一同步带带动所述第一从动轮同步旋转；
第二同步带，套设在所述第二主动轮和所述第二从动轮上，所述第二主动轮通过所述第二同步带带动所述第二从动轮同步旋转。
6.根据权利要求4所述的晶圆翻转装置，其特征在于，所述第一传动组件设置在所述第二支撑壁背离所述第一支撑壁的一侧。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的晶圆翻转装置，其特征在于，所述支撑槽为矩形槽。
8.根据权利要求1至6中任意一项所述的晶圆翻转装置，其特征在于，所述晶圆翻转装置包括两个所述保持架组，所述支撑架组位于两个所述保持架组之间。
9.根据权利要求1所述的晶圆翻转装置，其特征在于，所述第二驱动机构包括：
直线驱动器，设置在所述第二支撑壁上，所述直线驱动器的驱动轴沿所述第一方向延伸，用于在所述第一方向上往复移动；
第二传动组件，与所述直线驱动器的驱动轴、以及相应的所述保持架组中的每个保持架连接，用于在所述直线驱动器的驱动下，带动所述保持架绕所述第三转轴的轴线转动。
10.根据权利要求9所述的晶圆翻转装置，其特征在于，所述保持架组包括两个所述保持架；所述第二传动组件包括：
连杆，与所述直线驱动器的驱动轴连接，所述连杆上设置有与所述保持架一一对应的条状导向孔，所述条状导向孔沿所述保持架组中的两个所述保持架的排列方向延伸；
与所述保持架一一对应的曲柄，所述曲柄的第一端与相应的保持架连接，所述曲柄的第二端与所述条状导向孔中的滑块连接，所述滑块用于沿所述条状导向孔滑动，以使所述曲柄围绕其第一端转动。
11.根据权利要求1所述的晶圆翻转装置，其特征在于，所述第二驱动机构位于所述第二支撑壁背离所述第一支撑壁的一侧。
12.根据权利要求1至6中任意一项所述的晶圆翻转装置，其特征在于，所述晶圆翻转装置还包括：翻转驱动机构，所述翻转驱动机构与所述安装框架连接，用于驱动所述安装框架翻转。
13.根据权利要求12所述的晶圆翻转装置，其特征在于，所述安装框架包括：第一支撑壁、第二支撑壁、第一连接壁和第二连接壁，所述第一支撑壁和所述第二支撑壁相对设置，所述第一连接壁和所述第二连接壁相对设置且连接在所述第一支撑壁与所述第二支撑壁之间；
所述晶圆翻转装置还包括：第一支撑件和第二支撑件，其中，所述第一连接壁与所述第一支撑件转动连接，所述第二连接壁与所述第二支撑件转动连接，所述第一支撑件和所述第二支撑件用于共同支撑所述安装框架。
14.一种晶圆传输系统，其特征在于，包括权利要求1至13中任意一项所述的晶圆翻转装置。
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