CN115394698B - 晶圆传送机械臂及晶圆传送方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体集成电路芯片制造的设备技术领域，为了解决现有技术中机械臂拿取晶圆不便的问题，本发明提供了一种晶圆传送机械臂，该机械臂包括夹持组件、摆动组件、翻转组件，通过组件间的配合，对晶圆进行夹持，从而方便外部的配合机构将晶圆从卡盘取出，避免了现有技术中机械臂伸入到晶圆相邻的缝隙中对进行进行夹取的不便的问题，本发明还提供了使用上述机械臂传送晶圆的方法，具体的是，通过摆动组件带动夹持组件在驱动架上作竖直移动和水平移动，并且水平移动夹持组件还能实现翻转，从而能够方便外部的配合机构对晶圆进行夹取，从而使用方便。

Description

晶圆传送机械臂及晶圆传送方法

技术领域

本发明涉及半导体集成电路芯片制造的设备技术领域，具体是涉及晶圆传送机械臂及晶圆传送方法。

背景技术

随着半导体产业的迅速发展，集成电路特征尺寸不断趋于微细化，半导体晶片不断地朝小体积、高电路密集度、快速、低耗电方向发展，集成电路现已进入超大规模集成电路（Ultra-Large-scaleintegration，ULSI）亚微米级的技术阶段，其中，晶圆是基本的基础材料，根据需要在上面蚀刻出所需要的电路，然后分割成小块的芯片。

目前，晶圆在加工过程中，由于晶圆堆积放置，需要机械臂进行逐一拿取进行深度加工，在现有技术中，拿取晶圆的机械臂结构复杂，有夹持机构、伸缩机构以及转向机构构成的，在拿取晶圆的过程中，夹持机构需要伸入到相邻的晶圆缝隙中对晶圆进行夹持，从而方便将晶圆取出。

但是，现有机械臂对于晶圆进行夹取时由于夹持机构需要伸入晶圆的缝隙中对晶圆进行夹持固定，而晶圆在堆积放置的时候其间隙较小，不便于机械臂伸入到晶圆缝隙中进行夹持，从而给拿取工作造成一定的不便，更有甚者机械手伸入到两个晶圆的缝隙中时，由于缝隙较小机械手容易于晶圆发生碰撞导致晶圆损坏的问题。

发明内容

针对上述问题，提供晶圆传送机械臂及晶圆传送方法，通过驱动组驱动架、驱动组件、翻转组件、夹持组件和摆动组件的配合，使得机械手无需过多的调节自身的位置，由于驱动架上的滑轨位置为固定的，使得机械手只需要对于驱动架上卡盘匹配即可，已完成对于卡盘上的晶圆的夹持，降低了外部机械手所需要的精度，同时降低了生产的成本，还能有效提高外部机械手对于晶圆夹持的效率，降低调整的时间。

为解决现有技术中晶圆之间缝隙过小导致机械臂不便夹取的问题，本发明采用的技术方案为：

一种晶圆传送机械臂，包括晶圆盒，晶圆盒内沿着其长度方向放置有卡盘，卡盘均呈竖直状态放置，卡盘用于固定晶圆；其特征在于，晶圆盒的上方设置有对卡盘进行夹取的拾取机构，拾取机构包括驱动架、翻转组件、夹持组件和摆动组件；

驱动架侧壁上设置有滑轨，滑轨呈倒置的L形状；

夹持组件滑动地位于滑轨上，夹持组件用于对卡盘进行夹持；

摆动组件位于滑轨的旁侧，摆动组件用于带动夹持组件沿滑轨进行滑动；

翻转组件位于驱动架的顶部，且翻转组件位于滑轨的旁侧，翻转组件用于带动夹持组件进行90°的翻转。

作为本发明进一步的方案，上述晶圆传送机械臂中，拾取机构还包括驱动组件，驱动组件包括丝杆、位置驱动电机和两个安装耳，晶圆盒的顶部设置有沿其长度方向的滑槽，驱动架能滑动的位于滑槽上，两个安装耳位于其中一个滑槽的旁侧的侧壁上，丝杆呈水平状态能转动地位于两个安装耳之间，位置驱动电机固定连接于其中一个安装耳上，位置驱动电机的输出轴贯穿通过安装耳与丝杆连接，驱动架的侧壁上固定有驱动板，丝杆贯穿通过驱动板且与其螺纹配合。

作为本发明再进一步的方案，上述晶圆传送机械臂中，夹持组件包括夹持架、两个滑动杆、两个弹扣和两个安装孔，夹持架位于矩形的架体结构，夹持架的中央设置有与卡盘相互匹配的方槽，两个滑动杆分别固定连接于夹持架的宽度方向上的两端外侧，两个滑动杆上均套设有滑轮，滑轮与滑轨滑动配合，两个安装孔位于夹持架上宽度方向的两端的内壁上，两个安装孔内均设置有与外部电性连接的电磁铁，两个弹扣均能滑动地位于两个安装孔内，两个弹扣上均设置有弹性件，弹性件的两端分别于弹扣和安装孔的内壁固定连接，弹扣与电磁铁磁性连接，卡盘的顶端设置有与弹扣相互匹配的卡接孔。

作为本发明再进一步的方案，上述晶圆传送机械臂中，摆动组件包括摆动驱动电机、安装架、传动齿轮、主动齿轮、直线驱动器、传动轴和主动轴，安装架固定连接于驱动架侧壁上，摆动驱动电机固定连接于安装架上，且摆动驱动电机的输出轴与主动轴连接，主动轴上固定有主动齿轮，传动轴上固定有传动齿轮，主动齿轮与传动齿轮啮合，直线驱动器的其中一端与传动轴固定连接，直线驱动器的另外一端与夹持组件铰接，卡盘的中央设置有能供晶圆放置的容置槽。

作为本发明再进一步的方案，上述晶圆传送机械臂中，翻转组件包括翻转齿轮和齿条，翻转齿轮固定于夹持架的其中一个滑动杆上，且翻转齿轮与滑动杆固定连接，齿条呈水平状态位于驱动架的侧壁上，且齿条位于滑轨旁侧，齿条与翻转齿轮啮合连接。

作为本发明再进一步的方案，上述晶圆传送机械臂中，驱动架的顶部设置有限位板，限位板内设置有胶垫，限位板呈水平状态固定连接于驱动架的顶部。

作为本发明再进一步的方案，上述晶圆传送机械臂中，夹持架的方槽的顶部设置有两侧倾斜的引导槽。

本发明还提供了上述晶圆传送机械臂传送晶圆的方法，其技术方案如下：

一种传送晶圆的方法，包括以下步骤：

S1、卡盘竖直移动：通过夹持组件卡接卡盘，摆动组件带动夹持组件沿滑轨向滑轨的顶部滑动，使得夹持组件带动卡盘移动；

S2、卡盘水平移动：直线驱动器工作驱使夹持组件沿着滑轨水平方向移动，与此同时，翻转组件中的翻转齿轮与齿条配合使得卡盘翻转呈水平状态；

S3、配合机构对卡盘内的晶圆进行夹取取出。

作为本发明进一步的方案，上述方法中，夹持组件卡接卡盘的步骤如下：

夹持组件向下移动直至方槽套设在卡盘顶端，使得弹扣可滑入卡盘的卡接孔内。

作为本发明再进一步的方案，上述方法中，晶圆取出后对卡盘进行复位，复位步骤如下：

摆动组件带动夹持组件沿滑轨向滑轨的底部滑动，与此同时，翻转组件带动夹持组件翻转，使得夹持组件呈竖直状态下落，直至将夹持组件内的卡盘插入晶圆盒内，此时夹持组件松开对于卡盘的夹持，摆动组件带动夹持组件恢复到初始位置。

本发明相比较于现有技术的有益效果是：

本发明通过驱动组驱动架、驱动组件、翻转组件、夹持组件和摆动组件的配合，使得机械手无需过多的调节自身的位置，由于驱动架上的滑轨位置为固定的，使得机械手只需要对于驱动架上卡盘匹配即可，已完成对于卡盘上的晶圆的夹持，避免了现有技术中需要将机械臂伸入到相邻晶圆之间的缝隙中对晶圆进行夹持固定以造成不便的问题，降低了外部机械手所需要的精度，同时降低了生产的成本，还能有效提高外部机械手对于晶圆夹持的效率，避免了因机械臂伸入到缝隙中夹持时可能对晶圆造成损坏的问题。

本发明方法中，通过摆动组件带动夹持组件沿着滑轨作竖直向上以及水平方向的移动，一方面能够方便夹持机构对卡盘进行卡接固定，另一方面，水平移动的同时翻转组件能够将卡盘进行翻转，从而方便了外部的配合机构对晶圆进行夹持，便于拿取。

本发明中，驱动架可以沿着晶圆盒的长度方向在晶圆盒表面移动，因此，当外部机构对晶圆进行夹取时，能够调整驱动架与外部机构之间的距离，进而调整了晶圆与外部机构之间的距离，方便外部机构拿取，从而提高了传送效率。

本发明中，弹扣与弹性件的相互配合，一方面能够对卡盘进行卡接，便于夹取，另外，弹扣与电磁铁之间的相互配合，方便对卡盘解除卡接固定的作用，便于实现卡盘复位，从而便于循环使用。

附图说明

图1是晶圆传送机械臂的立体结构示意图；

图2是晶圆传送机械臂的俯视图；

图3是晶圆传送机械臂的另一视角的结构示意图；

图4是晶圆传送机械臂中驱动架的立体结构示意图；

图5是晶圆传送机械臂中驱动架的部分结构示意图及局部放大图；

图6是晶圆传送机械臂中驱动架的侧视图；

图7是晶圆传送机械臂中夹持组件的结构示意图；

图8是晶圆传送机械臂中夹持组件的纵向剖面结构示意图；

图9是晶圆传送机械臂中夹持组件的内部结构示意图及局部放大图；

图10是晶圆传送机械臂中晶圆盒和驱动组件的立体结构示意图；

图11是晶圆传送机械臂中卡盘的立体结构示意图。

图中标注与附图部件之间的关系为：

100、晶圆盒；

101、滑槽；

102、卡盘；102a、卡接孔；102b、容置槽；

200、拾取机构；

201、驱动架；201a、限位板；201a-1、胶垫；201b、传感器；201c、驱动板；201d、滑轨；

202、驱动组件；202a、安装耳；202a-1、丝杆；202b、位置驱动电机；

203、翻转组件；203a、齿条；203b、翻转齿轮；

204、夹持组件；204a、夹持架；204a-1、滑动杆；204a-2、滑轮；204b、安装孔；204c、方槽；204d、引导槽；204d-1、弹扣；204d-2、弹性件；

205、摆动组件；205a、安装架；205a-1、摆动驱动电机；205b、传动轴；205b-1、传动齿轮；205c、直线驱动器；205d、主动轴；205d-1、主动齿轮。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1、图2以及图3所示，其为本实施例中晶圆传送机械臂的结构示意图，本实施例中的晶圆传送机械臂，包括晶圆盒100，晶圆盒100为顶部设置有开口的矩形的盒体结构，晶圆盒100内放置有多个等距沿其长度方向的卡盘102，多个卡盘102均呈竖直状态放置，卡盘102与晶圆盒100滑动配合，多个卡盘102均用于固定晶圆；晶圆盒100的上方设置有对卡盘102进行夹取的拾取机构200，拾取机构200可以将卡盘从102中取出，方便外侧的配合机构拿取晶圆。本实施例中拾取机构200包括驱动架201、驱动组件202、翻转组件203、夹持组件204和摆动组件205；驱动架201位于晶圆盒100的上方，且驱动架201能沿晶圆盒100的长度方向进行滑动；驱动组件202位于晶圆盒100的侧壁上，驱动架201与驱动组件202传动连接，从而驱动组件202能够驱使驱动架201在晶圆盒100表面沿着晶圆盒100的长度方向滑动，如图4所示，驱动架201上侧壁上设置有滑轨201d，滑轨201d呈倒置的L形状；夹持组件204能滑动地位于滑轨201d上，夹持组件204用于对卡盘102进行夹持；摆动组件205位于滑轨201d的旁侧，摆动组件205用于带动夹持组件204沿滑轨201d进行滑动；翻转组件203位于驱动架201的顶部，且翻转组件203位于滑轨201d的旁侧，翻转组件203用于带动夹持组件204进行90°的翻转。

通过将晶圆放置于卡盘102上，通过卡盘102使得晶圆可保持竖直状态位于晶圆盒100内，当需要将晶圆取出时，首先通过驱动组件202带动与其传动连接的驱动架201移动，使得驱动架201沿晶圆盒100的长度方向进行滑动，直至驱动架201移动至晶圆盒100内待拿取的卡盘102的上方，此时通过摆动组件205带动夹持组件204沿滑轨201d进行滑动，夹持组件204的初始位于L形滑轨201d的中间的交汇处，首先通过摆动组件205带动夹持组件204移动至滑轨201d的底部，使得夹持组件204位于卡盘102上，通过夹持组件204对于卡盘102进行固定，此时摆动组件205带动夹持组件204，夹持组件204带动卡盘102呈竖直状态移动至滑轨201d的顶部，并带动卡盘102沿滑轨201d向远离翻转组件203的一侧滑动，在此过程中，夹持组件204会与翻转组件203接触，通过翻转组件203带动夹持组件204进行翻转，使得夹持组件204呈水平状态，夹持组件204带动晶圆呈水平状态，并通过驱动组件202带动驱动架201移动至晶圆盒100的端部，通过外部的配合机构对于卡盘102内的晶圆进行夹持，在晶圆夹持后通过上述的反向操作，使得卡盘102被放置晶圆盒100，便于下次对于晶圆的放置，通过拾取机构200的设置，使得机械手无需过多的调节自身的位置，由于驱动架201上的滑轨201d位置为固定的，使得外侧的配合机构只需要对于驱动架201上卡盘102匹配即可，已完成对于卡盘102上的晶圆的夹持，避免了现有技术中机械臂在夹取晶圆的时候由于晶圆之间缝隙较小导致夹取不便的问题，方便使用，还能有效提高外部配合机构对于晶圆夹持的效率。

如图2、图3和图10所示：驱动组件202包括丝杆202a-1、位置驱动电机202b和两个安装耳202a，晶圆盒100的顶部设置有沿其长度方向的滑槽101，驱动架201能滑动的位于滑槽101上，两个安装耳202a位于其中一个滑槽101的旁侧的侧壁上，丝杆202a-1呈水平状态能转动地位于两个安装耳202a之间，位置驱动电机202b固定连接于其中一个安装耳202a上，位置驱动电机202b的输出轴贯穿通过安装板202a与丝杆202a-1固定连接，从而位置驱动电机202b工作能够驱使丝杆202a-1转动，驱动架201的侧壁上设置有驱动板201c，丝杆202a-1贯穿通过驱动板201c且与其螺纹配合。

通过启动位置驱动电机202b，位置驱动电机202b的输出轴带动丝杆202a-1转动，丝杆202a-1的转动带动了与其螺纹配合的驱动板201c移动，使得驱动架201沿滑槽101的方向进行滑动，位置驱动电机202b优选为伺服电机，通过位置驱动电机202b可带动驱动架201移动至任意位置，从而方便驱动架201的夹持组件204与晶圆盒100的卡盘102进行对接，方便通过夹持组件204对于卡盘102进行夹持，由此实现对于卡盘102的拾取。

如图1至图5和图7至图9以及图11所示：夹持组件204包括夹持架204a、两个滑动杆204a-1、两个弹扣204d-1和两个安装孔204b，夹持架204a为矩形的架体结构，夹持架204a的中央设置有与卡盘102相互匹配的方槽204c，两个滑动杆204a-1分别固定连接于夹持架204a的宽度方向上的两端外侧，两个滑动杆204a-1上均套设有滑轮204a-2，滑轮204a-2与滑轨201d滑动配合，两个安装孔204b位于夹持架204a上宽度方向的两端的内壁上，两个安装孔204b内均设置有与外部电性连接的电磁铁，两个弹扣204d-1均能滑动地位于两个安装孔204b内，两个弹扣204d-1上均设置有弹性件204d-2，弹性件204d-2的两端分别于弹扣204d-1和安装孔204b的内壁固定连接，弹扣204d-1与电磁铁磁性连接，卡盘102的顶端设置有与弹扣204d-1相互匹配的卡接孔102a。

通过夹持架204a两端的滑动杆204a-1和滑轮204a-2，使得夹持架204a可沿滑轨201d进行滑动，通过滑轮204a-2的设置，使得夹持组件204可更加平稳的沿滑轨201d进行滑动，通过方槽204c的设置，通过摆动组件205的驱动可带动方槽204c套设于卡盘102的顶端，使得弹扣204d-1可滑入卡盘102的卡接孔102a内，通过弹扣204d-1带动卡盘102随夹持组件204移动，当夹持组件204被摆动组件205带动回到晶圆盒100内，通过对电磁铁进行通电，通过电磁铁吸附弹扣204d-1，使得弹扣204d-1沿安装孔204b的方向向安装孔204b内滑动，从而挤压弹性件204d-2，使得夹持组件204失去对卡盘102的接触，使得卡盘102放回晶圆盒100内，此时断开电磁铁的通电，弹扣204d-1会在弹性件204d-2的复位下恢复，方便其下次对于其他卡盘102进行固定，当翻转齿轮203b移动至齿条203a末端无法继续移动时，卡盘102平行于水平位置。

如图1至图6所示：摆动组件205包括摆动驱动电机205a-1、安装架205a、传动齿轮205b-1、主动齿轮205d-1、直线驱动器205c、传动轴205b和主动轴205d，传动轴205b和主动轴205d均位于滑轨201d的旁侧并且转动连接在驱动架201的侧壁上，安装架205a固定连接于驱动架201侧壁上，摆动驱动电机205a-1固定连接于安装架205a上，且摆动驱动电机205a-1的输出轴贯穿安装架205a与主动轴205d连接，通过摆动驱动电机205a-1工作带动主动轴205d转动，传动齿轮205b-1固定连接在传动轴205b上，主动齿轮205d-1固定连接在主动轴205d上，主动齿轮205d-1与传动齿轮205b-1啮合，因此，通过摆动驱动电机205a-1工作能够驱使主动齿轮205d-1带动从动齿轮205b-1转动，从动齿轮205b-1带动从动轴205b转动。直线驱动器205c的其中一端与从动轴205b固定连接，直线驱动器205c的另外一端与夹持组件204铰接。

通过摆动驱动电机205a-1工作带动与其连接的主动轴205d转动，主动轴205d带动了与其连接的主动齿轮205d-1，主动齿轮205d-1的转动带动了与其啮合连接的从动齿轮205b-1的转动，从而带动了传动轴205b的转动，传动轴205b的转动带动了与其固定连接的直线驱动器205c的以传动轴205b为圆心的弧形转动，通过直线驱动器205c的转动带动了与其铰接的夹持组件204沿滑轨201d的竖直方向进行滑动，该过程中直线驱动器205c的长度可伸缩，当夹持组件204移动至滑轨201d的顶端时，直线驱动器205c工作伸长，带动夹持组件204沿滑轨201d的水平方向进行移动，与此同时夹持组件204与翻转组件203接触，使得夹持组件204实现90°的翻转，方便带动位于夹持组件204内的卡盘102实现翻转，通过直线驱动器205c和摆动驱动电机205a-1的配合，当卡盘102翻转以后，外部配合机构对于卡盘102内的晶圆进行夹持，避免了现有技术中机械臂需要伸入到晶圆相邻的缝隙中对晶圆进行夹持的困难，降低对于晶圆的夹持难度，提高夹取晶圆的效率。

如图1至图5所示：翻转组件203包括翻转齿轮203b和齿条203a，第三齿轮203b固定于夹持架204a的其中一个滑动杆204a-1上，且翻转齿轮203b与滑动杆204a-1固定连接，齿条203a呈水平状态位于驱动架201的侧壁上，且齿条203a位于滑轨201d旁侧，齿条203a与第三齿轮203b啮合连接，当翻转齿轮203b移动至齿条203a末端无法继续移动时，卡盘102平行于水平位置。

通过摆动组件205带动夹持组件204沿滑轨201d的水平方向进行滑动，此时夹持架204a的翻转齿轮203b会与位于滑轨201d旁侧的齿条203a啮合，由于齿条203a固定连接于驱动架201的侧壁上，且翻转齿轮203b与滑动杆204a-1固定连接，夹持架204a的移动使得齿条203a带动了翻转齿轮203b的旋转，翻转齿轮203b带动滑动杆204a-1，滑动杆204a-1带动整个夹持架204a实现90°的转动，从而带动了位于夹持架204a内的卡盘102的翻转，使得外部配合机构可对于翻转后的卡盘102进行对接，方便对卡盘102内的晶圆进行夹取。

如图1至图5所示：驱动架201的顶部设置有限位板201a，限位板201a内设置有胶垫201a-1，限位板201a呈水平状态固定连接于驱动架201的顶部。

通过限位板201a的设置，可对于夹持组件204翻转后的位置进行限定，防止因为夹持组件204的翻转角度过大，导致卡盘102内的晶圆因为翻转角度过大而从卡盘102中滑落，胶垫201a-1的设置用于减轻翻转后夹持组件204与限位板201a接触时的冲击力，起到缓冲的作用，可避免了晶圆的损坏，同时可以减少夹持组件204因翻转而产生的振动，提高卡盘102在夹持组件204内的稳定性，确保晶圆不会滑落。

如图8所示：夹持架204a的方槽204c的顶部设置有两侧倾斜的引导槽204d。

通过引导槽204d的设置，使得夹持架204a的方槽204c与卡盘102对接时，卡盘102被夹持组件204带动时可更好地进入方槽204c内，防止因为对接精度不高造成夹持架204a与卡盘102对接时卡死，具有纠偏的作用，同时也可降低对于设备精度的要求，降低生产的成本。

如图4和图6所示：滑轨201d的顶部设置有用于对夹持组件204进行识别的传感器201b。

在旋转轴205b带动通过直线驱动器205c转动时，直线驱动器205c一直保持随夹持架204a上的滑动杆204a-1自由滑动的状态，当夹持组件204移动至滑轨201d顶部的转接点时，传感器201b会识别到夹持组件204，通过将电信号发送给后端的控制器，通过后端的控制器带动直线驱动器205c伸出输出轴，从而使得夹持组件204可沿滑轨201d的水平方向进行滑动，实现自动推动夹持组件204移动，进一步提高设备的自动化程度，提高效率，减轻工作人员的负担。

如图11所示：卡盘102为半圆弧状结构设置，卡盘102的中央设置有能供晶圆放置的容置槽102b。

通过半圆弧状结构的卡盘102的设置，使得晶圆被放置于容置槽102b内后，外部的配合机构更加的方便的对于晶圆进行夹持，可以放置晶圆的同时，增加外部机械手与晶圆的接触面积，降低外部机械手的精度。

采用上述的传送机械臂在对晶圆夹持的时候，具体的步骤如下：

S1、当需要将晶圆取出时，通过驱动组件202带动驱动架201移动至晶圆盒100中目标卡盘102的上方，夹持组件204的初始位置位于L形滑轨201d的横向和竖向的交汇处，摆动组件205带动夹持组件204沿滑轨201d向滑轨201d的底部滑动，直至夹持组件204与卡盘102对接，通过夹持组件204对于卡盘102进行夹持，摆动组件205继续带动夹持组件204沿滑轨201d向滑轨201d的顶部滑动，使得夹持组件204带动卡盘102移动，并带动夹持组件204与翻转组件203接触，通过翻转组件203带动夹持组件204进行翻转，使得夹持组件204呈水平状态；

S2、驱动组件202带动驱动架201移动至晶圆盒100的端部，此时外部配合机构对于卡盘102上的晶圆进行夹取，直至夹取完成。

本实施例中，晶圆夹取完成后，需要将卡盘进行复位至原始位置，具体的复位步骤如下：

驱动组件202带动驱动架201回到卡盘102的拾取位置，直线驱动器205c带动夹持架204a沿着滑轨201d水平方向移动至竖向滑轨201d和横向滑轨201d的交汇处，与此同时，翻转组件203对夹持架204a进行反向翻转，使得卡盘102处于竖直状态，通过摆动组件205带动夹持组件204沿滑轨201d向滑轨201d的底部滑动，使得夹持组件204呈竖直状态下落，直至将夹持组件204内的卡盘102插入晶圆盒100内，此时夹持组件204松开对于卡盘102的夹持，摆动组件205带动夹持组件204恢复到初始位置。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种晶圆传送机械臂，包括晶圆盒（100），晶圆盒（100）内沿着其长度方向放置有卡盘（102），卡盘（102）均呈竖直状态放置，卡盘（102）用于固定晶圆；其特征在于，晶圆盒（100）的上方设置有对卡盘（102）进行夹取的拾取机构（200），拾取机构（200）包括驱动架（201）、翻转组件（203）、夹持组件（204）和摆动组件（205）；

驱动架（201）侧壁上设置有滑轨（201d），滑轨（201d）呈倒置的L形状；

夹持组件（204）滑动地位于滑轨（201d）上，夹持组件（204）用于对卡盘（102）进行夹持；

摆动组件（205）位于滑轨（201d）的旁侧，摆动组件（205）用于带动夹持组件（204）沿滑轨（201d）进行滑动；

翻转组件（203）位于驱动架（201）的顶部，且翻转组件（203）位于滑轨（201d）的旁侧，翻转组件（203）用于带动夹持组件（204）进行90°的翻转。

2.根据权利要求1所述的晶圆传送机械臂，其特征在于，拾取机构（200）还包括驱动组件（202），驱动组件（202）包括丝杆（202a-1）、位置驱动电机（202b）和两个安装耳（202a），晶圆盒（100）的顶部设置有沿其长度方向的滑槽（101），驱动架（201）能滑动的位于滑槽（101）上，两个安装耳（202a）位于其中一个滑槽（101）的旁侧的侧壁上，丝杆（202a-1）呈水平状态能转动地位于两个安装耳（202a）之间，位置驱动电机（202b）固定连接于其中一个安装耳（202a）上，位置驱动电机（202b）的输出轴贯穿通过安装耳（202a）与丝杆（202a-1）连接，驱动架（201）的侧壁上固定有驱动板（201c），丝杆（202a-1）贯穿通过驱动板（201c）且与其螺纹配合。

3.根据权利要求1所述的晶圆传送机械臂，其特征在于，夹持组件（204）包括夹持架（204a）、两个滑动杆（204a-1）、两个弹扣（204d-1）和两个安装孔（204b），夹持架（204a）位于矩形的架体结构，夹持架（204a）的中央设置有与卡盘（102）相互匹配的方槽（204c），两个滑动杆（204a-1）分别固定连接于夹持架（204a）的宽度方向上的两端外侧，两个滑动杆（204a-1）上均套设有滑轮（204a-2），滑轮（204a-2）与滑轨（201d）滑动配合，两个安装孔（204b）位于夹持架（204a）上宽度方向的两端的内壁上，两个安装孔（204b）内均设置有与外部电性连接的电磁铁，两个弹扣（204d-1）均能滑动地位于两个安装孔（204b）内，两个弹扣（204d-1）上均设置有弹性件（204d-2），弹性件（204d-2）的两端分别于弹扣（204d-1）和安装孔（204b）的内壁固定连接，弹扣（204d-1）与电磁铁磁性连接，卡盘（102）的顶端设置有与弹扣（204d-1）相互匹配的卡接孔（102a）。

4.根据权利要求1所述的晶圆传送机械臂，其特征在于，摆动组件（205）包括摆动驱动电机（205a-1）、安装架（205a）、传动齿轮（205b-1）、主动齿轮（205d-1）、直线驱动器（205c）、传动轴（205b）和主动轴（205d），安装架（205a）固定连接于驱动架（201）侧壁上，摆动驱动电机（205a-1）固定连接于安装架（205a）上，且摆动驱动电机（205a-1）的输出轴与主动轴（205d）连接，主动轴（205d）上固定有主动齿轮（205d-1），传动轴（205b）上固定有传动齿轮（205b-1），主动齿轮（205d-1）与传动齿轮（205b-1）啮合，直线驱动器（205c）的其中一端与传动轴（205b）固定连接，直线驱动器（205c）的另外一端与夹持组件（204）铰接，卡盘（102）的中央设置有能供晶圆放置的容置槽（102b）。

5.根据权利要求3所述的晶圆传送机械臂，其特征在于，翻转组件（203）包括翻转齿轮（203b）和齿条（203a），翻转齿轮（203b）固定于夹持架（204a）的其中一个滑动杆（204a-1）上，且翻转齿轮（203b）与滑动杆（204a-1）固定连接，齿条（203a）呈水平状态位于驱动架（201）的侧壁上，且齿条（203a）位于滑轨（201d）旁侧，齿条（203a）与翻转齿轮（203b）啮合连接。

6.根据权利要求5所述的晶圆传送机械臂，其特征在于，驱动架（201）的顶部设置有限位板（201a），限位板（201a）内设置有胶垫（201a-1），限位板（201a）呈水平状态固定连接于驱动架（201）的顶部。

7.根据权利要求5所述的晶圆传送机械臂，其特征在于，夹持架（204a）的方槽（204c）的顶部设置有两侧倾斜的引导槽（204d）。

8.一种使用如权利要求5-7任一项所述的晶圆传送机械臂传送晶圆的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、卡盘竖直移动：通过夹持组件（204）卡接卡盘（102），摆动组件（205）带动夹持组件（204）沿滑轨（201d）向滑轨（201d）的顶部滑动，使得夹持组件（204）带动卡盘（102）移动；

S2、卡盘水平移动：直线驱动器（205c）工作驱使夹持组件（204）沿着滑轨（201d）水平方向移动，与此同时，翻转组件（203）中的翻转齿轮（203b）与齿条（203a）配合使得卡盘（102）翻转呈水平状态；

S3、配合机构对卡盘（102）内的晶圆进行夹取取出。

9.根据权利要求8所述传送晶圆的方法，其特征在于，夹持组件（204）卡接卡盘（102）的步骤如下：

夹持组件（204）向下移动直至方槽（204c）套设在卡盘（102）顶端，使得弹扣（204d-1）可滑入卡盘（102）的卡接孔（102a）内。

10.根据权利要求8所述传送晶圆的方法，其特征在于，晶圆取出后对卡盘进行复位，复位步骤如下：

摆动组件（205）带动夹持组件（204）沿滑轨（201d）向滑轨（201d）的底部滑动，与此同时，翻转组件（203）带动夹持组件（204）翻转，使得夹持组件（204）呈竖直状态下落，直至将夹持组件（204）内的卡盘（102）插入晶圆盒（100）内，此时夹持组件（204）松开对于卡盘（102）的夹持，摆动组件（205）带动夹持组件（204）恢复到初始位置。

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