CN115312437A - 一种晶圆传输装置以及搬运方法 - Google Patents

一种晶圆传输装置以及搬运方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115312437A
CN115312437A CN202211232343.1A CN202211232343A CN115312437A CN 115312437 A CN115312437 A CN 115312437A CN 202211232343 A CN202211232343 A CN 202211232343A CN 115312437 A CN115312437 A CN 115312437A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wafer
supporting
palm
transmission mechanism
base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211232343.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115312437B (zh
Inventor
赵天翔
杨仕品
刘斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Zhicheng Semiconductor Technology Co ltd
Original Assignee
Zhicheng Semiconductor Equipment Technology Kunshan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhicheng Semiconductor Equipment Technology Kunshan Co Ltd filed Critical Zhicheng Semiconductor Equipment Technology Kunshan Co Ltd
Priority to CN202211232343.1A priority Critical patent/CN115312437B/zh
Publication of CN115312437A publication Critical patent/CN115312437A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115312437B publication Critical patent/CN115312437B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67742—Mechanical parts of transfer devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67745—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber characterized by movements or sequence of movements of transfer devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber vertical transfer of a batch of workpieces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

本发明提供了一种晶圆传输装置以及搬运方法，该晶圆传输装置包括：升降机构，被升降机构驱动并沿竖直方向运动的悬臂，设置于悬臂末端的旋转机构，受控于旋转机构的机械手；所述机械手包括：水平设置的基座，对称设置于所述基座两侧的偶数个传动机构，与所述传动机构连接的承托机构，以及间隔布置并重叠的多个晶圆托掌，所述传动机构所包含的驱动单元对称设置于所述基座两端；所述晶圆托掌与所述承托机构连接，所述传动机构带动所述承托机构使所述晶圆托掌沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动。通过本申请，实现了在对晶圆进行运输时能够获取多个晶圆，并同时实现在对晶圆进行运输时确保基座两端配重平衡，以防止晶圆发生倾斜。

Description

一种晶圆传输装置以及搬运方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆传输装置以及搬运方法。
背景技术
在半导体制程中，通常需要用到机械手传输晶圆，例如将晶圆在晶圆花篮与晶圆花篮之间进行传输。在晶圆制造的过程中，晶圆的传输效率由多种因素决定，除机械手传输晶圆所需要的时间以及机械手行程等因素影响外，机械手在传输晶圆时获取的晶圆片数对晶圆的传输效率亦具有影响。
然而，公开号为CN114628311B的中国发明专利公开了一种晶圆传输装置及半导体设备。该现有技术中的机械手在运输晶圆时存在难以获取多个晶圆的缺陷，降低了晶圆传输装置对晶圆的传输效率。并且由于第三驱动装置与第四驱动装置设置在第一机械手壳体的末端，导致第一机械手壳体两端配重不平衡，从而使第一晶圆托架与第二晶圆托架在托持晶圆执行横向移动时容易出现倾斜的问题。
有鉴于此，有必要对现有技术中的晶圆传输装置予以改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于揭示一种晶圆传输装置以及搬运方法，用于解决现有技术中的晶圆传输装置所存在的在对晶圆进行运输时难以获取多个晶圆的缺陷，并同时实现在对晶圆进行运输时确保基座两端配重平衡，以防止晶圆发生倾斜。
为实现上述目的，本发明提供了一种晶圆传输装置，包括：升降机构，被升降机构驱动并沿竖直方向运动的悬臂，设置于悬臂末端的旋转机构，受控于旋转机构的机械手；
所述机械手包括：水平设置的基座，对称设置于所述基座两侧的偶数个传动机构，与所述传动机构连接的承托机构，以及间隔布置并重叠的多个晶圆托掌，所述传动机构所包含的驱动单元对称设置于所述基座两端；
所述晶圆托掌与所述承托机构连接，所述传动机构带动所述承托机构使所述晶圆托掌沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动。
作为本发明的进一步改进，所述晶圆托掌的数量与所述传动机构的数量相同，所述晶圆托掌独立地被对应配置的传动机构沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动。
作为本发明的进一步改进，所述基座沿所述晶圆托掌所在位置纵向延伸形成用于安装所述传动机构的立板；
所述立板包括：平行且对称设置的第一立板与第二立板。
作为本发明的进一步改进，所述传动机构被配置为在竖直方向上并排设置于所述第一立板的第二传动机构与第四传动机构，以及在竖直方向上并排设置于所述第二立板的第一传动机构与第三传动机构。
作为本发明的进一步改进，所述驱动单元包括：
分别配置于所述第二传动机构与所述第四传动机构的第二驱动单元与第四驱动单元，所述第二驱动单元与第四驱动单元形成于所述基座一端，以及分别配置于所述第一传动机构与所述第三传动机构的第一驱动单元与第三驱动单元，所述第一驱动单元与第三驱动单元形成于所述基座另一端。
作为本发明的进一步改进，所述晶圆托掌被构造出托持晶圆的两个托指，所述托指末端形成向内对称设置的指尖，所述晶圆托掌形成所述托指的一侧设置托持件；
所述指尖与所述托持件水平向内凸伸设置托持晶圆底部边缘的垫块，所述垫块形成指向晶圆圆心的凸脊。
作为本发明的进一步改进，所述机械手还包括：配置于所述晶圆托掌的夹紧组件；
所述夹紧组件包括：伸缩单元，容置于所述晶圆托掌所形成的导引槽内的推杆，以及至少部分托持所述推杆的底板；
所述推杆靠近所述托持件的一端形成用于水平抵持晶圆边缘的推块，所述伸缩单元驱动所述推块沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动以对晶圆边缘实现夹紧或放开。
作为本发明的进一步改进，所述推块远离所述伸缩单元的一侧凸伸形成若干延伸部，所述延伸部形成与晶圆边缘弧度吻合的抵块。
作为本发明的进一步改进，所述晶圆托掌被配置为自上而下依次设置的第一托掌、第二托掌、第三托掌与第四托掌；
所述承托机构包括：承托所述第一托掌的第一托持件，承托所述第二托掌的第二托持件，承托所述第三托掌的第三托持件，以及承托所述第四托掌的第四托持件。
作为本发明的进一步改进，所述第一传动机构所包含的第一双头同步带固定块与第一托持件末端连接，所述第一传动机构以驱动所述第一双头同步带固定块同步带动所述第一托掌沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动；
所述第二传动机构所包含的第二双头同步带固定块与第二托持件末端连接，所述第二传动机构以驱动所述第二双头同步带固定块同步带动所述第二托掌沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动；
所述第三传动机构所包含的第三双头同步带固定块与第三托持件末端连接，所述第三传动机构以驱动所述第三双头同步带固定块同步带动所述第三托掌沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动；
所述第四传动机构所包含的第四双头同步带固定块与第四托持件末端连接，所述第四传动机构以驱动所述第四双头同步带固定块同步带动所述第四托掌沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动。
作为本发明的进一步改进，所述基座沿纵长延伸方向形成罩设于所述传动机构的壳体，所述壳体沿纵长延伸方向形成供所述第一双头同步带固定块、所述第二双头同步带固定块、所述第三双头同步带固定块与所述第四双头同步带固定块活动的条形孔，所述壳体顶部设置用于检测被所述晶圆托掌所托持的晶圆的距离传感器。
基于相同发明思想，本发明还揭示了一种晶圆传输装置的搬运方法，包括如下步骤：
S1、在所述机械手获取晶圆时，所述传动机构驱动所述晶圆托掌沿基座纵长延伸方向伸入晶圆花篮；
S2、所述升降机构驱动悬臂使机械手沿竖直方向向上运动，以带动多个晶圆托掌同步托持晶圆；
S3、所述传动机构驱动晶圆托掌缩回到零位，并在晶圆托掌缩回的过程中通过夹紧组件夹紧晶圆。
作为本发明的进一步改进，在所述机械手获取晶圆时，传动机构驱动晶圆托掌沿基座纵长延伸方向伸入晶圆花篮，包括：
在机械手获取晶圆时，旋转机构驱动机械手面向晶圆花篮的开口方向，随后，多个晶圆托掌将独立地被对应配置的传动机构驱动，以使多个晶圆托掌以相同的速度沿基座纵长延伸方向伸出，同步地伸入晶圆花篮，直至多个晶圆托掌位于对应的晶圆下方。
作为本发明的进一步改进，所述传动机构驱动晶圆托掌缩回到零位，包括：
传动机构驱动多个晶圆托掌自上而下依次缩回到零位，同时，多个晶圆托掌缩回到零位的时间间隔能够确保距离传感器对每片晶圆的位置进行检测。
作为本发明的进一步改进，所述传动机构驱动晶圆托掌缩回到零位，包括：
传动机构驱动多个晶圆托掌以相同的速度缩回，并使多个晶圆托掌在接近零位的对应位置时自上而下地依次缩回到零位，多个晶圆托掌缩回到零位的时间间隔能够确保距离传感器对每片晶圆的位置进行检测。
作为本发明的进一步改进，所述并在晶圆托掌缩回的过程中通过夹紧组件夹紧晶圆，包括：
在晶圆托掌缩回到零位的过程中，伸缩单元驱动推杆水平抵持晶圆边缘，使晶圆边缘相反于推块的一侧抵持两个指尖处的垫块，以对晶圆实现夹紧定位。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
首先，间隔布置并重叠的多个晶圆托掌在传动机构的驱动下，可实现对多片晶圆执行同步取片操作与同步或者自上而下依次执行放片操作，从而提高了对晶圆的传输效率；
其次，通过对称设置于基座两侧的偶数个传动机构，能够对基座两侧起到配重平衡的作用，从而提高晶圆托掌在托持晶圆执行水平移动时的稳定性，以防止晶圆进行运输时发生倾斜。
附图说明
图1为本发明一种晶圆传输装置的整体图；
图2为晶圆托掌缩回状态示意图；
图3为基座与基板连接的立体图；
图4为第一双头同步带固定块与第一托持件连接的立体图；
图5为第二双头同步带固定块与第二托持件连接的立体图；
图6为图2中所示的晶圆托掌伸出状态示意图；
图7为托掌与托指连接的立体图；
图8为托掌与托指连接的另一个视角的立体图；
图9为本发明所揭示的晶圆传输装置的搬运方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
需要理解的是，在本申请中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术方案的限制。
尤其需要说明的是，在下述的实施例中，术语 “竖直方向”是指与地平线或水平面的垂直方向。术语 “水平方向”是指与地平线或水平面的平行方向。
请参图1至图9所揭示的一种晶圆传输装置的一种具体实施方式。
本实施例揭示了一种晶圆传输装置，用以实现对晶圆（wafer）在半导体设备所内设的各个工艺点之间执行传输作业，以满足晶圆在执行不同半导体制程的流转需求。
参图1至图6所示，在本实施方式中，该晶圆传输装置包括：升降机构10，被升降机构10驱动并沿竖直方向运动的悬臂11，设置于悬臂11末端的旋转机构20，受控于旋转机构20的机械手30；机械手30包括：水平设置的基座31，对称设置于基座31两侧的偶数个传动机构33，与传动机构33连接的承托机构34，以及间隔布置并重叠的多个晶圆托掌35，传动机构33所包含的驱动单元对称设置于基座31两端；晶圆托掌35与承托机构34连接，传动机构33带动承托机构34使晶圆托掌35沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动。通过对称设置于基座31两侧的偶数个传动机构33，以平衡基座31两侧所承受的重量。
通过传动机构33驱动承托机构34沿基座31纵长延伸方向（即，沿图2中双向箭头B所示方向）作往复运动，以通过承托机构34同步带动晶圆托掌35实现伸出或者缩回运动，并在升降机构10的驱动下使机械手30沿竖直方向作小幅度的升降运动，从而使多个晶圆托掌35能够对多片晶圆50执行取片操作或者放片操作。通过机械手30在执行取片操作时通过多个晶圆托掌35可同时获取多个晶圆50，以提高机械手30对晶圆50的传输效率。同时，由于传动机构33所包含的驱动单元对称设置于基座31两端，以通过驱动单元平衡基座31两端所承受的重量，使基座31两端受力均衡，从而在旋转机构20驱动基座31执行转动的过程中能够避免因基座31两端承重不平衡造成倾斜的问题，进而提高了晶圆托掌35在托持晶圆50执行水平移动时的稳定性，防止晶圆50发生倾斜。
具体地，如图4至图6所示，晶圆托掌35的数量与传动机构33的数量相同，晶圆托掌35独立地被对应配置的传动机构33沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动。需要说明的是，多个晶圆托掌35可被对应配置的传动机构33沿基座31纵长延伸方向同时驱动伸出，也可自下而上地依次被对应配置的传动机构33驱动伸出，只要能够实现伸出获取晶圆50均可。本实施方式优选为多个晶圆托掌35被对应配置的传动机构33沿基座31纵长延伸方向同时驱动伸出，并且多个晶圆托掌35之间的伸出速度一致。
以晶圆50在晶圆花篮（未示出）与晶圆花篮（未示出）之间进行传输为例。首先，通过旋转机构20驱动机械手30绕图1中轴线A转动，使机械手30的伸出方向（即，图5中箭头B1所示的方向）面向晶圆花篮（未示出）的开口方向；
其次，通过传动机构33驱动承托机构34使晶圆托掌35沿图5中箭头B1所示的方向运动，使晶圆托掌35实现伸出，并使承托机构34形成图6中承托机构34＇状态，同时，多个晶圆托掌35在被对应配置的传动机构33以相同的速度驱动下保持伸出速度一致，从而使多个晶圆托掌35能够同步地伸入晶圆花篮（未示出）中，直至多个晶圆托掌35位于晶圆花篮（未示出）中对应的晶圆下方，再通过升降机构10驱动机械手30沿竖直方向作小幅度的上升运动，以使多个晶圆托掌35同步托持起晶圆50，形成图6中晶圆托掌35＇状态，进而使多个晶圆托掌35实现同时获取多片晶圆50，提高了机械手30对晶圆50的传输效率。
示例性地，可根据实际需求使晶圆托掌35自下而上地依次被传动机构33驱动伸出，在多个晶圆托掌35自下而上地依次被传动机构33驱动伸出时，距离传感器40能够通过检测晶圆托掌35的位置，以检测晶圆托掌35是否全部伸出，以便于检测晶圆托掌35是否出现故障。
具体地，如图7和图8所示，晶圆托掌35被构造出托持晶圆的两个托指351，托指351末端形成向内对称设置的指尖352，晶圆托掌35形成托指351的一侧设置托持件353；指尖352与托持件353水平向内凸伸设置托持晶圆底部50边缘的垫块354，垫块354形成指向晶圆圆心的凸脊（未标注）。在晶圆托掌35被升降机构10驱动沿竖直方向作小幅度的上升运动时，将同步带动两个指尖352与托持件353处的垫块354与晶圆50底部边缘接触，并通过垫块354形成的凸脊（未标注）与晶圆50的底部形成线接触，以减少垫块354与晶圆50的接触面积，并降低垫块354对晶圆50造成划伤的概率。垫块354采用弹性材料制成。
如图7和图8所示，机械手30还包括：配置于晶圆托掌35的夹紧组件36；夹紧组件36包括：伸缩单元361，容置于晶圆托掌35所形成的导引槽356内的推杆362，以及至少部分托持推杆362的底板363；推杆362靠近托持件353的一端形成用于水平抵持晶圆50边缘的推块364；伸缩单元361驱动推块364沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动以对晶圆边缘实现夹紧或放开。在晶圆托掌35托持其晶圆50后，伸缩单元361驱动推杆362沿图8中箭头B1所示方向在导引槽356中运动，以使推杆362同步带动推块364向晶圆50所在位置运动，直至推块364水平抵持晶圆50边缘，并推动晶圆50边缘相反于推块364的一侧抵持两个指尖352处的垫块354，以对晶圆50实现夹紧，防止晶圆托掌35在运输晶圆50的过程中晶圆50受离心力影响发生位移，以便于晶圆托掌35后续在对晶圆50执行放片操作时准确地放置入晶圆花篮中。通过底板363托持推杆362，以对推杆362起到支撑作用，提高推杆362运动的稳定性，防止推杆362在运动的过程中受重力影响导致整体倾斜并带动推块364产生位移，致使推块364难以准确抵持晶圆50边缘并造成推块364难以稳定夹紧晶圆50的问题，并且严重时推块364可能会对晶圆50边缘造成损伤，影响晶圆50良率。
进一步地，推块364远离伸缩单元361的一侧凸伸形成若干延伸部3641，延伸部3641形成与晶圆50边缘弧度吻合的抵块3642。抵块3642抵持晶圆50边缘的一侧与晶圆50边缘吻合，从而使抵块3642能够贴合晶圆50边缘，以防止抵块3642在抵持晶圆50边缘的过程中晶圆50发生滑片，进而使多个晶圆托掌35所托持的晶圆50圆心能够在同一轴线（如图6中多个晶圆托掌35在完成同步托持多片晶圆50后的状态中虚线所示的轴线C），以实现多片晶圆50之间在俯视角度下重合，在多个晶圆托掌35在自上而下依次缩回零位后或者缩回速度一致的情况下同时缩回零位后依然能够保持所托持的晶圆50圆心在同一轴线，以便于后续晶圆托掌35对所托持的晶圆50能够整齐地被放入晶圆花篮（未示出）中，提高了机械手30对晶圆50的传输效率。
如图3至图5所示，基座31沿晶圆托掌35所在位置纵向（即，竖直方向）延伸形成用于安装传动机构33的立板32；立板32包括：平行且对称设置的第一立板321与第二立板322。通过第一立板321与第二立板322对称设置于基座31两侧，以起到平衡基座31两侧所承受的重量的作用。具体地，传动机构33被配置为在竖直方向上并排设置于第一立板321的第二传动机构332与第四传动机构334，以及在竖直方向上并排设置于第二立板322的第一传动机构331与第三传动机构333。优选地，本实施方式传动机构33被配置为四组，分别为第一传动机构331、第二传动机构332、第三传动机构333与第四传动机构334。第二传动机构332与第四传动机构334在竖直方向上并排设置于第一立板321，第一传动机构331与第三传动机构333在竖直方向上并排设置于第二立板322，从而进一步达到平衡基座31两侧所承受的重量的作用，以提高基座31在被旋转机构20驱动时转动的稳定性。
示例性地，如图3至图6所示，晶圆托掌35被配置为自上而下依次设置的第一托掌3501、第二托掌3502、第三托掌3503与第四托掌3504；承托机构34包括：承托第一托掌3501的第一托持件341，承托第二托掌3502的第二托持件342，承托第三托掌3503的第三托持件343，以及承托第四托掌3504的第四托持件344。第一传动机构331所包含的第一双头同步带固定块3314与第一托持件341末端连接，第一传动机构331以驱动第一双头同步带固定块3314同步带动第一托掌3501沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动。
以第一传动机构331为例，第一传动机构331包括：传动面呈垂直的主动同步带3312与被动同步带3313，分别固定连接主动同步带3312与被动同步带3313的第一双头同步带固定块3314，第一驱动单元3301驱动主动同步带3312周转运动，以带动第一双头同步带固定块3314沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动。同时，第一双头同步带固定块3314将带动被动同步带3313周转运动，以使主动同步带3312与被动同步带3313可同步进行周转运动，提高主动同步带3312与被动同步带3313运动过程中的稳定性，并且第一双头同步带固定块3314将同步带动第一托持件341使第一托掌3501沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动，以避免第一托掌3501托持晶圆50在执行水平移动中晶圆50存在抖动现象，并进一步地避免第一托掌3501在托持晶圆50执行水平移动时发生倾斜。
具体地，第一托持件341包括：连接第一双头同步带固定块3314延伸过条形孔38一端的第一撑块3411，第一撑块3411远离第一双头同步带固定块3314的一端形成支撑第一托掌3501的第一托块3412。
需要说明的是，第二传动机构332、第三传动机构333与第四传动机构334均设置有主动同步带与被动同步带，并且与第一传动机构331驱动晶圆托掌35执行水平移动的作动方式一致。
因此，第二传动机构332所包含的第二双头同步带固定块3324与第二托持件342末端连接，第二传动机构332以驱动第二双头同步带固定块3324同步带动第二托掌3502沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动；第二传动机构332驱动主动同步带周转运动，以带动第二双头同步带固定块3324沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动，同时第二双头同步带固定块3324将带动被动同步带周转运动，以使主动同步带与被动同步带可同步进行周转运动，并且第二双头同步带固定块3324将同步带动第二托持件342使第二托掌3502沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动，以使第二托掌3502对晶圆50实现取片或放片操作。具体地，第二托持件342包括：连接第二双头同步带固定块3324延伸过条形孔38一端的第二撑块3421，第二撑块3421远离第二双头同步带固定块3324的一端形成支撑第二托掌3502的第二托块3422。
第三传动机构333所包含的第三双头同步带固定块3334与第三托持件343末端连接，第三传动机构333以驱动第三双头同步带固定块3334同步带动第三托掌3503沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动；第三传动机构333驱动主动同步带周转运动，以带动第三双头同步带固定块3334沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动，同时第三双头同步带固定块3334将带动被动同步带周转运动，以使主动同步带与被动同步带可同步进行周转运动，并且第三双头同步带固定块3334将同步带动第三托持件343使第三托掌3503沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动，以使第三托掌3503对晶圆50实现取片或放片操作。具体地，第三托持件343包括：连接第三双头同步带固定块3334延伸过条形孔38一端的第三撑块3431，第三撑块3431远离第三双头同步带固定块3334的一端形成支撑第三托掌3503的第三托块3432。
第四传动机构334所包含的第四双头同步带固定块3344与第四托持件344末端连接，第四传动机构334以驱动第四双头同步带固定块3344同步带动第四托掌3504沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动；第四传动机构334驱动主动同步带周转运动，以带动第四双头同步带固定块3344沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动，同时第四双头同步带固定块3344将带动被动同步带周转运动，以使主动同步带与被动同步带可同步进行周转运动，并且第四双头同步带固定块3344将同步带动第四托持件344使第四托掌3504沿基座31纵长延伸方向作水平往复运动，以使第四托掌3504对晶圆50实现取片或放片操作。具体地，第四托持件344包括：连接第四双头同步带固定块3344延伸过条形孔38一端的第四撑块3441，第三撑块3431远离第四双头同步带固定块3344的一端形成支撑第四托掌3504的第四托块3442。
如图2、图3与图6所示，基座31沿纵长延伸方向形成罩设于传动机构33的壳体37，壳体37沿纵长延伸方向形成供第一双头同步带固定块3314、第二双头同步带固定块3324、第三双头同步带固定块3334与第四双头同步带固定块3344活动的条形孔38，壳体37顶部设置用于检测被晶圆托掌35所托持的晶圆的距离传感器40。第一传动机构331、第二传动机构332、第三传动机构333与第四传动机构334分别驱动第一双头同步带固定块3314、第一双头同步带固定块3314、第三双头同步带固定块3334与第四双头同步带固定块3344沿条形孔38运动。通过距离传感器40用于检测第一托掌3501、第二托掌3502、第三托掌3503与第四托掌3504在自上而下地依次缩回到零位（即，如图4中所示的晶圆托掌35获取晶圆50后的缩回状态）的过程中所托持的晶圆50的位置，以避免第一托掌3501、第二托掌3502、第三托掌3503与第四托掌3504在回到零位时出现错落不齐的问题，以确保第一托掌3501、第二托掌3502、第三托掌3503与第四托掌3504回到零位后多个晶圆50之间的规整性，便于晶圆托掌33后续对晶圆50实现同步放片操作，防止晶圆50在晶圆花篮内放置不齐时需要对晶圆50位置重新调整降低工作效率，以提高机械手30对晶圆50的运输效率。
具体地，驱动单元包括：分别配置于第二传动机构332与第四传动机构334的第二驱动单元3302与第四驱动单元3304，第二驱动单元3302与第四驱动单元3304形成于基座31一端，以及分别配置于第一传动机构331与第三传动机构333的第一驱动单元3301与第三驱动单元3303，第一驱动单元3301与第三驱动单元3303形成于基座31另一端。由于第二驱动单元3302与第四驱动单元3304形成于基座31一端，第一驱动单元3301与第三驱动单元3303形成于基座31另一端，以通过第二驱动单元3302与第四驱动单元3304、第一驱动单元3301与第三驱动单元3303达到平衡基座31两端所承受的重量的作用，使基座31两端配重均衡，从而避免晶圆托掌35在托持晶圆50执行水平移动时因两端配重不平衡导致出现倾斜的问题。
结合图1至图9所示，本发明还提供了一种采用上述晶圆传输装置100的搬运方法，包括以下步骤：
步骤S1、在机械手30获取晶圆50时，传动机构33驱动晶圆托掌35沿基座31纵长延伸方向伸入晶圆花篮（未示出）。
在机械手30获取晶圆50时，旋转机构20驱动机械手30面向晶圆花篮（未示出）的开口方向，随后，多个晶圆托掌35将独立地被对应配置的传动机构33驱动，以使多个晶圆托掌35以相同的速度沿基座31纵长延伸方向伸出，同步地伸入晶圆花篮，直至多个晶圆托掌35位于对应的晶圆50下方。
步骤S2、升降机构10驱动悬臂11使机械手30沿竖直方向向上运动，以带动多个晶圆托掌35同步托持晶圆50。
升降机构10驱动机械手30沿竖直方向作小幅度的上升运动，以使多个晶圆托掌35同步托持晶圆50。
步骤S3、传动机构33驱动晶圆托掌35缩回到零位（即，如图4中所示的晶圆托掌35获取晶圆50后的缩回状态），并在晶圆托掌35缩回的过程中通过夹紧组件36夹紧晶圆。
传动机构33可驱动多个晶圆托掌35自上而下依次缩回到零位，同时，多个晶圆托掌35缩回到零位的时间间隔能够确保距离传感器40对每片晶圆的位置进行检测。
传动机构33也可驱动多个晶圆托掌35以相同的速度缩回，并使多个晶圆托掌35在接近零位的对应位置时自上而下地依次缩回到零位。从而使多个晶圆托掌35能够快速退出晶圆花篮，并在升降机构10与旋转机构20驱动晶圆托掌35执行升降、旋转运动的过程中多个圆托掌35能够自上而下依次缩回到零位，以减少升降机构10与旋转机构20在等待晶圆托掌35获取晶圆50过程中的等待时间，进而提高了晶圆传输装置100的整体工作效率。通过距离传感器40用于检测多个晶圆托掌35在自上而下地依次缩回到零位的过程中所托持的晶圆50的位置，以避免多个晶圆托掌35在回到零位时出现错落不齐的问题。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (16)

1.一种晶圆传输装置，包括：升降机构，被升降机构驱动并沿竖直方向运动的悬臂，设置于悬臂末端的旋转机构，受控于旋转机构的机械手；
其特征在于，
所述机械手包括：水平设置的基座，对称设置于所述基座两侧的偶数个传动机构，与所述传动机构连接的承托机构，以及间隔布置并重叠的多个晶圆托掌，所述传动机构所包含的驱动单元对称设置于所述基座两端；
所述晶圆托掌与所述承托机构连接，所述传动机构带动所述承托机构使所述晶圆托掌沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动。
2.根据权利要求1所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述晶圆托掌的数量与所述传动机构的数量相同，所述晶圆托掌独立地被对应配置的传动机构沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动。
3.根据权利要求2所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述基座沿所述晶圆托掌所在位置纵向延伸形成用于安装所述传动机构的立板；
所述立板包括：平行且对称设置的第一立板与第二立板。
4.根据权利要求3所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述传动机构被配置为在竖直方向上并排设置于所述第一立板的第二传动机构与第四传动机构，以及在竖直方向上并排设置于所述第二立板的第一传动机构与第三传动机构。
5.根据权利要求4所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述驱动单元包括：
分别配置于所述第二传动机构与所述第四传动机构的第二驱动单元与第四驱动单元，所述第二驱动单元与第四驱动单元形成于所述基座一端，以及分别配置于所述第一传动机构与所述第三传动机构的第一驱动单元与第三驱动单元，所述第一驱动单元与第三驱动单元形成于所述基座另一端。
6.根据权利要求4所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述晶圆托掌被构造出托持晶圆的两个托指，所述托指末端形成向内对称设置的指尖，所述晶圆托掌形成所述托指的一侧设置托持件；
所述指尖与所述托持件水平向内凸伸设置托持晶圆底部边缘的垫块，所述垫块形成指向晶圆圆心的凸脊。
7.根据权利要求6所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述机械手还包括：配置于所述晶圆托掌的夹紧组件；
所述夹紧组件包括：伸缩单元，容置于所述晶圆托掌所形成的导引槽内的推杆，以及至少部分托持所述推杆的底板；
所述推杆靠近所述托持件的一端形成用于水平抵持晶圆边缘的推块，所述伸缩单元驱动所述推块沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动以对晶圆边缘实现夹紧或放开。
8.根据权利要求7所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述推块远离所述伸缩单元的一侧凸伸形成若干延伸部，所述延伸部形成与晶圆边缘弧度吻合的抵块。
9.根据权利要求7所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述晶圆托掌被配置为自上而下依次设置的第一托掌、第二托掌、第三托掌与第四托掌；
所述承托机构包括：承托所述第一托掌的第一托持件，承托所述第二托掌的第二托持件，承托所述第三托掌的第三托持件，以及承托所述第四托掌的第四托持件。
10.根据权利要求9所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述第一传动机构所包含的第一双头同步带固定块与第一托持件末端连接，所述第一传动机构以驱动所述第一双头同步带固定块同步带动所述第一托掌沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动；
所述第二传动机构所包含的第二双头同步带固定块与第二托持件末端连接，所述第二传动机构以驱动所述第二双头同步带固定块同步带动所述第二托掌沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动；
所述第三传动机构所包含的第三双头同步带固定块与第三托持件末端连接，所述第三传动机构以驱动所述第三双头同步带固定块同步带动所述第三托掌沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动；
所述第四传动机构所包含的第四双头同步带固定块与第四托持件末端连接，所述第四传动机构以驱动所述第四双头同步带固定块同步带动所述第四托掌沿所述基座纵长延伸方向作水平往复运动。
11.根据权利要求10所述的晶圆传输装置，其特征在于，所述基座沿纵长延伸方向形成罩设于所述传动机构的壳体，所述壳体沿纵长延伸方向形成供所述第一双头同步带固定块、所述第二双头同步带固定块、所述第三双头同步带固定块与所述第四双头同步带固定块活动的条形孔，所述壳体顶部设置用于检测被所述晶圆托掌所托持的晶圆的距离传感器。
12.一种如权利要求11所述的晶圆传输装置的搬运方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在所述机械手获取晶圆时，所述传动机构驱动所述晶圆托掌沿基座纵长延伸方向伸入晶圆花篮；
S2、所述升降机构驱动悬臂使机械手沿竖直方向向上运动，以带动多个晶圆托掌同步托持晶圆；
S3、所述传动机构驱动晶圆托掌缩回到零位，并在晶圆托掌缩回的过程中通过夹紧组件夹紧晶圆。
13.根据权利要求12所述的晶圆传输装置的搬运方法，其特征在于，在所述机械手获取晶圆时，传动机构驱动晶圆托掌沿基座纵长延伸方向伸入晶圆花篮，包括：
在机械手获取晶圆时，旋转机构驱动机械手面向晶圆花篮的开口方向，随后，多个晶圆托掌将独立地被对应配置的传动机构驱动，以使多个晶圆托掌以相同的速度沿基座纵长延伸方向伸出，同步地伸入晶圆花篮，直至多个晶圆托掌位于对应的晶圆下方。
14.根据权利要求12所述的晶圆传输装置的搬运方法，其特征在于，所述传动机构驱动晶圆托掌缩回到零位，包括：
传动机构驱动多个晶圆托掌自上而下依次缩回到零位，同时，多个晶圆托掌缩回到零位的时间间隔能够确保距离传感器对每片晶圆的位置进行检测。
15.根据权利要求12所述的晶圆传输装置的搬运方法，其特征在于，所述传动机构驱动晶圆托掌缩回到零位，包括：
传动机构驱动多个晶圆托掌以相同的速度缩回，并使多个晶圆托掌在接近零位的对应位置时自上而下地依次缩回到零位，多个晶圆托掌缩回到零位的时间间隔能够确保距离传感器对每片晶圆的位置进行检测。
16.根据权利要求12所述的晶圆传输装置的搬运方法，其特征在于，所述并在晶圆托掌缩回的过程中通过夹紧组件夹紧晶圆，包括：
在晶圆托掌缩回到零位的过程中，伸缩单元驱动推杆水平抵持晶圆边缘，使晶圆边缘相反于推块的一侧抵持两个指尖处的垫块，以对晶圆实现夹紧定位。
CN202211232343.1A 2022-10-10 2022-10-10 一种晶圆传输装置以及搬运方法 Active CN115312437B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211232343.1A CN115312437B (zh) 2022-10-10 2022-10-10 一种晶圆传输装置以及搬运方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211232343.1A CN115312437B (zh) 2022-10-10 2022-10-10 一种晶圆传输装置以及搬运方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115312437A true CN115312437A (zh) 2022-11-08
CN115312437B CN115312437B (zh) 2023-03-24

Family

ID=83867648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211232343.1A Active CN115312437B (zh) 2022-10-10 2022-10-10 一种晶圆传输装置以及搬运方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115312437B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117476523A (zh) * 2023-12-25 2024-01-30 浙江果纳半导体技术有限公司 一种晶圆传输方法及晶圆前端传输装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002134586A (ja) * 2000-10-24 2002-05-10 Assist Japan Kk 基板保持装置
JP2007035669A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Nikon Corp ウェハ搬送装置、ウェハ積層体搬送装置及び積層型半導体装置製造方法
CN212953024U (zh) * 2020-08-07 2021-04-13 智程半导体设备科技(昆山)有限公司 一种晶圆搬运机械手
CN114628311A (zh) * 2022-05-17 2022-06-14 智程半导体设备科技(昆山)有限公司 一种晶圆传输装置及半导体设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002134586A (ja) * 2000-10-24 2002-05-10 Assist Japan Kk 基板保持装置
JP2007035669A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Nikon Corp ウェハ搬送装置、ウェハ積層体搬送装置及び積層型半導体装置製造方法
CN212953024U (zh) * 2020-08-07 2021-04-13 智程半导体设备科技(昆山)有限公司 一种晶圆搬运机械手
CN114628311A (zh) * 2022-05-17 2022-06-14 智程半导体设备科技(昆山)有限公司 一种晶圆传输装置及半导体设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117476523A (zh) * 2023-12-25 2024-01-30 浙江果纳半导体技术有限公司 一种晶圆传输方法及晶圆前端传输装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN115312437B (zh) 2023-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115312437B (zh) 一种晶圆传输装置以及搬运方法
CN107275268B (zh) 机械手单元及移载方法
JP5696135B2 (ja) ウエハーハンドリングシステムおよびその方法
US20080156357A1 (en) Substrate processing apparatus
TWI617403B (zh) Substrate transfer robot and substrate processing system
US20050006029A1 (en) Method and apparatus for picking up work piece and mounting machine
CN110870057B (zh) 基板保持装置
CN107098023B (zh) 手机贴标机构
US9931730B2 (en) Automatic handling apparatus with positioning pins
CN107527848B (zh) 一种机械手臂及基板的抓取方法
CN114628311B (zh) 一种晶圆传输装置及半导体设备
CN110913681B (zh) 具有相互接合的转子的装配头
CN113587818B (zh) 用于3c产品的检测装置及检测方法
CN117665338B (zh) 卡盘组件及探针台
KR100307774B1 (ko) 직선이동기구
US6464069B1 (en) Quadruple pick and place head construction
KR101617671B1 (ko) 와플 트레이 공급장치 및 이를 구비하는 반도체칩 본딩 시스템
CN216435847U (zh) 芯片贴片装置
CN115771755A (zh) 机械手、保持装置及装卸系统
JP2862956B2 (ja) 基板搬送装置
CN117690858B (zh) 机械手组件及探针台
CN112166662A (zh) 元件安装机
CN216435862U (zh) 一种硅片输送定位装置
CN118311412B (zh) 预对准组件及探针台
JP2002080125A (ja) 物品保持装置および物品移載装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Room 3, 299 Yuyang Road, Yushan Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Suzhou Zhicheng Semiconductor Technology Co.,Ltd.

Address before: Room 3, 299 Yuyang Road, Yushan Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: Zhicheng semiconductor equipment technology (Kunshan) Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 215000, No. 889 Zhonghua Road, Bacheng Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Suzhou Zhicheng Semiconductor Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: Room 3, 299 Yuyang Road, Yushan Town, Kunshan City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: Suzhou Zhicheng Semiconductor Technology Co.,Ltd.

Country or region before: China