CN115424976B - 晶圆夹持机构及晶圆传输设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆夹持机构及晶圆传输设备，包括夹持单元和检测单元，夹持单元包括治具块，晶圆放置在治具块上，治具块连接升降结构，通过升降结构治具块可根据其受到的压力情况上下升降；夹爪，用于夹持晶圆，夹爪由两个左右对称且结构相同的夹块组成，夹块与治具块活动连接，同时夹块通过第一销轴与一固定设置的立柱连接；当治具块升降时，治具块带动夹块绕第一销轴转动；所述检测单元包括测距传感器和压力传感器；本发明设计的一种用在晶圆传输设备上的针对于晶圆的夹持机构，夹持单元可根据晶圆的尺寸和重量进行夹持，检测单元可测量治具块的移动距离、晶圆的重力以及尺寸，从而得出夹爪的夹持力，以此判断夹持是否存在异常。

Description

晶圆夹持机构及晶圆传输设备
技术领域
本发明涉及半导体设备技术领域，具体涉及一种晶圆夹持机构及晶圆传输设备。
背景技术
在半导体的生产过程中，晶圆传输设备可对晶圆进行批量传输，其主要应用于槽式清洗设备、扩散工艺设备上的晶圆传输；晶圆传输设备上的WTS系统包括晶圆暂存区与机械夹爪。
在传统的WTS系统中，机械夹爪的结构是固定，其无法调节用于夹取晶圆的夹紧力，而经不同工艺处理后汇聚在WTS系统中同一个晶圆暂存区中的晶圆尺寸会有差异，同时晶圆重量也会有所差异，尤其是经研磨或者蚀刻减薄后晶圆的重量与未减薄晶圆的重量具有明显差异，而传统的WTS系统无法测量晶圆的具体尺寸和重量，同时也无法根据晶圆的具体尺寸和重量调节夹紧力并判断夹持是否存在异常，从而导致机械夹爪抓取并传送晶圆的过程中存在掉片或者夹紧力过大而导致碎片的情况。
现有专利CN114496867A虽然能将检测到的不同厚度或者重量的晶圆数据发送至夹持单元来提高夹持的可靠性，但其无法判断夹持单元是否存在夹持异常的情况。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆夹持机构及晶圆传输设备，解决传统设备无法根据晶圆重量和尺寸进行夹持并无法判断晶圆夹持是否存在异常的技术问题。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种晶圆夹持机构，包括装置本体，所述装置本体包括夹持单元和检测单元，其中：
所述夹持单元包括：
治具块，晶圆放置在所述治具块上，所述治具块连接升降结构，通过所述升降结构所述治具块可根据其受到的压力情况上下升降；
夹爪，用于夹持晶圆，所述夹爪由两个左右对称且结构相同的夹块组成，所述夹块与所述治具块活动连接，同时所述夹块通过第一销轴与一固定设置的立柱连接；
当所述治具块升降时，所述治具块带动所述夹块绕所述第一销轴转动；
所述检测单元用于检测所述夹爪的夹持力。
本发明的有益效果为：本发明设计的一种用在晶圆传输设备上的针对于晶圆的夹持测量机构，将夹持单元和检测单元进行结合，夹持单元可根据晶圆的尺寸和重量进行夹持，避免了在批量搬运时因为晶圆尺寸或重量不一致，传输系统在抓取并传输晶圆过程中发生掉片或夹持力过大引起碎片的情况；而检测单元可通过测距传感器测量治具块的移动距离和晶圆的尺寸，通过压力传感器测量晶圆的重力，从而得出夹爪的夹持力，再通过夹持力判断夹持是否存在异常，实现了对不同直径、重量的晶圆执行夹持及检测的功能。
夹持原理为：当晶圆放置在治具块上时，晶圆会因自身的重力给治具块施加向下的压力，而治具块会在升降机构的作用下向下移动，治具块在移动时会带着两个对称的夹块朝晶圆的圆中心方向旋转，通过杠杆运动，带动夹爪向靠近晶圆的方向夹紧，从而实现夹持的功能。
进一步地，所述升降结构包括固定设置在底座上的固定块、固定设置在治具块上的导向杆，所述固定块上开设有与所述导向杆对应的导向孔，同时所述导向杆上套设有第一弹簧；升降结构的工作原理为：当治具块受压力向下移动时，治具块底部的导向杆会向下移动进入固定块上的导向孔内部，导向杆在导向孔内部的移动可对治具块进行导向，保持其移动轨迹不发生偏移，而导向杆向下移动时，套设在导向杆上的第一弹簧会被压缩，将晶圆从治具块上拿走后，治具块不受压力，弹簧的回弹力可使治具块自动复位。
进一步地，所述检测单元包括测距传感器和压力传感器，其中：
所述测距传感器用于测量所述治具块的移动距离和晶圆的尺寸；
所述压力传感器用于测量所述治具块上晶圆的重力；
所述治具块的移动距离等于所述第一弹簧被压缩的高度，所述第一弹簧结合自身参数和被压缩的高度，计算出所述第一弹簧对所述治具块的弹力，根据所述第一弹簧的弹力、所述晶圆的重力和夹爪对晶圆的夹持力等力的力矩平衡，计算出夹持力。
判断夹持是否存在异常的原理为：当晶圆放置在治具块上时会使治具块向下移动，同时治具块受到的压力与晶圆的重力相等，测距传感器可以测量治具块下移的高度，压力传感器可以测量晶圆的重力，弹簧结合自身参数和被压缩的高度，在机构控制系统中能自动计算出弹簧对治具块的弹力，根据弹力、重力和夹块对晶圆的夹持力等力的力矩平衡，在控制系统中自动计算出夹持力，计算所得夹持力与晶圆所能承受的最大夹持力进行对比，若计算所得夹持力小于晶圆所能承受的最大夹持力，说明夹块夹持力合理，其中，所述晶圆所能承受的最大夹持力为晶圆出厂实验数据值，以此实施监测夹块对晶圆的夹持力的大小，避免夹持力的异常造成晶圆的损坏。
进一步地，所述测距传感器包括第一测距传感器、第二测距传感器、第三测距传感器以及第四测距传感器，其中，
所述第一测距传感器、所述第二测距传感器以及所述第三测距传感器用于测量晶圆的尺寸；
所述第四测距传感器用于测量所述治具块的移动距离；
第一测距传感器、第二测距传感器和第三测距传感器配合测量晶圆尺寸的具体原理为：所述第一测距传感器与晶圆边缘部位A点上下对应设置，所述第二测距传感器与晶圆边缘部位B点上下对应设置，所述第三测距传感器与晶圆边缘部位C点上下对应设置；所述A、B、C三点不重合；传感器可为“光谱共焦传感器，激光测距传感器”等；A、B、C三点为晶圆边缘上的三点，其分别与第一测距传感器、第二测距传感器以及第三测距传感器上下对应设置，已知三个传感器之间的水平距离，即A与B、A与C和B与C之间水平方向的距离，通过光纤测距，测量出A、B两点之间和A、C两点竖直方向的距离，测出距离点位后，通过三点定圆方法，可算出圆心及半径参数。其基本原理是不共线的三个点可唯一确定一个圆。且不共线的三点相互连接必然构成一个三角形，这个三角形称为圆的内接三角形，这个圆称为三角形的外接圆，三角形三边垂直平分线的交点即为三角形外接圆的圆心。
进一步地，所述治具块为V字形，其底部的V型面上开设有带圆弧底面的V型槽；带圆弧底面的V型槽与晶圆的底部圆弧面适配，从而使治具块起到对晶圆定位的作用。
进一步地，所述夹块的第一部位上开设有导向槽，所述治具块上设置有凸柱，所述凸柱可移动地设置在所述导向槽内；当治具块向下移动时，治具块上的凸柱在导向槽内滑动，从而使治具块将力传导至夹爪上。
进一步地，所述夹块顶部的夹持端设置有夹持块，所述夹持块通过第二销轴与所述夹块可转动连接，所述夹持块用于夹持晶圆侧面；夹块的夹持端用销轴连接有夹持块，通过夹持块的旋转来调节角度，从而适用不同尺寸的晶圆，使夹持块表面与晶圆侧面贴合。
进一步地，所述夹持块与晶圆的接触面上开设有与晶圆对应的夹槽；当晶圆放置在治具块上时，晶圆的侧边正好位于夹槽内部，对晶圆起到限位作用。
进一步地，所述夹块顶部的夹持端开设有安装槽，所述第二销轴的两端分别与安装槽的两侧槽壁连接，所述安装槽的槽口部位设置有限位凸起；夹持块旋转角度有限，在顺时针旋转方向上，夹持块下端被夹块右侧面限位，在逆时针旋转方向上，夹持块上端被限位凸起限位。
进一步地，所述治具块的下方设置有磁吸伸缩杆，同时所述治具块的底面上设置有与所述磁吸伸缩杆对应的磁吸块；当晶圆放在治具块上被夹爪夹住后，治具块、晶圆、弹簧和夹爪处于平衡状态，即晶圆重力、弹簧反弹力和夹持力等等平衡；而当整个装置在传输过程中，不可避免的会有轻微晃动，力的平衡会被打破，晶圆会晃动。因此，晶圆被夹持后，需要设置固定结构，通过固定治具块的方式来保证晶圆不会晃动，具体原理为：治具块的下方放置的第四测距传感器能测量其与治具块之间的距离，当晶圆在治具块上放置完成后，治具块也不再继续下移，此时第四测距传感器感应后发送信号至系统，系统控制磁吸伸缩杆往上伸出，上移距离刚好使伸缩杆顶部与治具块顶部的磁吸块接触，接触后，控制电磁部件通电，电磁部件通磁与磁吸块相吸，则磁吸伸缩杆从底部将治具块固定住，从而有效地避免晶圆传输装置在运输过程中出现晶圆晃动的情况。
进一步地，所述固定块的内部开设有腔体，所述腔体内可移动地设置有顶杆，所述顶杆上套设有第二弹簧，所述腔体与所述导向孔连通，所述固定块上开设有气孔，所述气孔连通所述腔体内部，同时所述气孔通过通气管与气源连接。
进一步地，所述顶杆的头部设有圆弧型凹槽，通气时，所述顶杆的头部伸入所述导向孔内部并抵靠在所述导向杆的侧面；上述为第二种固定治具块的固定结构，具体原理为：当往固定块腔体内通气时，气体推动顶杆，使顶杆的头部进入导向孔内，顶杆头部的圆弧型凹槽抵靠在导向杆的侧面并压住导向杆使其固定不动，导向杆不动则与导向杆连接的治具块也被固定住；顶杆在伸入导向孔内时，顶杆上套设的第二弹簧被压缩，而当停止通气时，腔体内的推杆不再受到气体作用，则第二弹簧的回弹力可使顶杆自动复位。
本发明还公开一种晶圆传输设备，其包括上述晶圆夹持机构。
附图说明
图1为本发明实施例一的夹持机构整体示意图。
图2为本发明实施例一的夹持机构结构原理图。
图3为本发明实施例一的夹持机构正视图。
图4为本发明实施例一的治具块结构示意图。
图5为本发明实施例一的夹块结构示意图。
图6为本发明实施例一的夹块移动距离测量原理图。
图7位为本发明实施例一的夹块的受力关系图。
图8为本发明实施例一的晶圆尺寸测量装置原理图。
图9为本发明实施例二的结构放大原理图。
图10为本发明实施例二的夹持块结构放大示意图。
图11为本发明实施例三的第一种固定结构原理图。
图12为本发明实施例三的第二种固定结构外部示意图。
图13为本发明实施例三的第二种固定结构原理图。
图14为本发明实施例三的图13中局部结构放大示意图。
图15为本发明实施例三的第二种固定结构顶杆头部示意图。
图中：1、治具块；2、夹块；3、第一销轴；4、立柱；5、V型槽；6、导向槽；7、凸柱；8、底座；9、固定块；10、导向杆；11、导向孔；12、第一弹簧；13、第一测距传感器；14、第二测距传感器；15、第三测距传感器；16、压力传感器；17、夹持块；18、第二销轴；19、夹槽；20、限位凸起；21、磁吸伸缩杆；22、磁吸块；23、第四测距传感器；24、顶杆；25、第二弹簧；26、气孔；27、通气管；28、圆弧型凹槽；29、安装槽；100、晶圆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1~图15。须知，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：
本发明实施例一公开了一种晶圆夹持机构，如图1所示，整个夹持装置由多个夹持机构组成，一个夹持机构对应夹持一个晶圆，整个装置可同时夹持多个晶圆；如图2-图5所示，所述夹持机构包括装置本体，所述装置本体包括夹持单元和检测单元，其中：
所述夹持单元包括治具块1，晶圆100放置在所述治具块1上，所述治具块1连接升降结构，通过所述升降结构所述治具块1可根据其受到的压力情况上下升降；
所述夹持单元还包括夹爪，夹爪用于夹持晶圆100，夹爪由两个左右对称且结构相同的夹块2组成，所述夹块2与所述治具块1活动连接，同时所述夹块2通过第一销轴3与一固定设置的立柱4连接；
当所述治具块1升降时，所述治具块1带动所述夹块2绕所述第一销轴3转动；
如图3所示，所述升降结构包括固定设置在底座8上的固定块9、固定设置在治具块1上的导向杆10，所述固定块9上开设有与所述导向杆10对应的导向孔11，同时所述导向杆10上套设有第一弹簧12。
上述升降结构的工作原理为：当治具块1受压力向下移动时，治具块1底部的导向杆10会向下移动进入固定块9上的导向孔11内部，导向杆10在导向孔11内部的移动可对治具块1进行导向，保持其移动轨迹不发生偏移，而导向杆10向下移动时，套设在导向杆10上的第一弹簧12会被压缩，将晶圆100从治具块1上拿走后，治具块1不受压力，弹簧的回弹力可使治具块1自动复位。
所述检测单元用于检测所述夹爪的夹持力，所述检测单元包括：
测距传感器，所述测距传感器用于测量所述治具块的移动距离和晶圆的尺寸。
所述测距传感器包括第一测距传感器13、第二测距传感器14、第三测距传感器15以及第四第四测距传感器23。
所述第一测距传感器13、所述第二测距传感器14以及所述第三测距传感器15用于测量晶圆的尺寸；
所述第四第四测距传感器23用于测量所述治具块1的移动距离；
所述检测单元还包括压力传感器16，所述压力传感器16设置在治具块1的底部，用于测量所述治具块1上晶圆100的重力。
上述实施例一中夹持单元的工作原理：当晶圆100放置在治具块1上时，晶圆100会因自身的重力给治具块1施加向下的压力，而治具块1会在升降机构的作用下向下移动，治具块1在移动时会带着夹块2朝晶圆100的圆中心方向旋转，通过杠杆运动，带动夹爪向靠近晶圆的方向夹紧，从而实现夹持的功能。
上述实施例一中第一测距传感器13、第二测距传感器14和第三测距传感器15配合测量晶圆尺寸的具体原理为：如图8所示，所述第一测距传感器13与晶圆100边缘部位A点上下对应设置，所述第二测距传感器14与晶圆100边缘部位B点上下对应设置，所述第三测距传感器15与晶圆100边缘部位C点上下对应设置；所述A、B、C三点不重合；传感器可为“光谱共焦传感器，激光测距传感器”等；A、B、C三点为晶圆100边缘上的三点，其分别与第一测距传感器13、第二测距传感器14以及第三测距传感器15上下对应设置，已知三个传感器之间的水平距离，即A与B、A与C和B与C之间水平方向的距离，通过光纤测距，测量出A、B两点之间和A、C两点竖直方向的距离，测出距离点位后，通过三点定圆方法，可算出圆心及半径参数。其基本原理是不共线的三个点可唯一确定一个圆。且不共线的三点相互连接必然构成一个三角形，这个三角形称为圆的内接三角形，这个圆称为三角形的外接圆，三角形三边垂直平分线的交点即为三角形外接圆的圆心。
上述实施例一中判断夹持是否存在异常的原理为：当晶圆100放置在治具块1上时会使治具块1向下移动，同时治具块1受到的压力与晶圆100的重力相等，第四测距传感器23可以测量治具块1下移的高度，压力传感器16可以测量晶圆100的重力，弹簧结合自身参数和被压缩的高度，在机构控制系统中能自动计算出弹簧对治具块1的弹力，根据弹力、重力和夹块2对晶圆100的夹持力等力的力矩平衡，在控制系统中自动计算出夹持力，计算所得夹持力与晶圆所能承受的最大夹持力进行对比，若计算所得夹持力小于晶圆所能承受的最大夹持力，说明夹块夹持力合理，其中，所述晶圆所能承受的最大夹持力为晶圆出厂实验数据值，以此实施监测夹块对晶圆的夹持力的大小，避免夹持力的异常造成晶圆的损坏。
如图6所示，第四测距传感器23测量治具块1下移高度为H，结合夹块2自身的尺寸参数和安装位置参数，可以得出夹块2的旋转角度为θ。上述测量计算出夹块2旋转角度θ后所达到的位置与所测晶圆半径得出的晶圆尺寸对比，可以判断夹块2夹持位置与晶圆尺寸是否匹配，以此来判断晶圆100夹持是否异常。
如图7所示，由力矩平衡，可得
Figure 48611DEST_PATH_IMAGE001
其中，F夹为夹块2对晶圆的夹持力，l·sinα为夹持力的力臂，G为晶圆和治具块等部件的重力，b为F的力臂，F弹为弹簧弹力
Figure 862983DEST_PATH_IMAGE002
其中，H为治具块下移高度，k为弹簧的弹性系数。
治具块等部件为已知重量，压力传感器16测量得出G后可以得出晶圆重量。l和b由夹块2自身尺寸参数决定，角度α由夹块自身尺寸参数和晶圆半径决定，可直接计算得出。
上述l、k和b为已知，G为测量所得，sinα计算得出，结合公式（1）、（2）和（3）可计算得出夹持力F夹
Figure 121664DEST_PATH_IMAGE003
晶圆实际夹持力F夹与晶圆所能承受的最大夹持力进行对比，若计算得晶圆实际夹持力F夹小于晶圆所能承受的最大夹持力，说明晶圆的夹持力为合适夹持力。
综上，本发明设计的一种用在晶圆传输设备上的针对于晶圆的夹持测量机构，将夹持单元和检测单元进行结合，夹持单元可根据晶圆的尺寸和重量进行夹持，避免了在批量搬运时因为晶圆尺寸或重量不一致，传输系统在抓取并传输晶圆过程中发生掉片或夹持力过大引起碎片的情况；而检测单元可通过测距传感器测量治具块的移动距离和晶圆的尺寸，通过压力传感器测量晶圆的重力，从而得出夹爪的夹持力，再通过夹持力判断夹持是否存在异常，实现了对不同直径、重量的晶圆执行夹持及检测的功能。
在实施例一的基础上，具体地，如图4所示，所述治具块1为V字形，其底部的V型面上开设有带圆弧底面的V型槽5。
上述带圆弧底面的V型槽5与晶圆100的底部圆弧面适配，从而使治具块1起到对晶圆100定位的作用。
在实施例一的基础上，具体地，如图3和图5所示，所述夹块2的第一部位上开设有导向槽6，所述治具块1上设置有凸柱7，所述凸柱7可移动地设置在所述导向槽6内。
当治具块1向下移动时，治具块1上的凸柱7在导向槽6内滑动，从而使治具块1将力传导至夹爪上。
实施例二：
本实施例二公开一种晶圆夹持机构，其与实施例一主体结构相同，而不同之处在于：
如图9-图10所示，所述夹块2顶部的夹持端设置有夹持块17，所述夹持块17通过第二销轴18与所述夹块可转动连接，所述夹持块17用于夹持晶圆100侧面。
夹块2的夹持端用销轴连接有夹持块17，通过夹持块17的旋转来调节角度，从而适用不同尺寸的晶圆100，使夹持块17表面与晶圆100侧面贴合，所述夹持块17与晶圆100的接触面上开设有与晶圆100对应的夹槽19。
当晶圆放置在治具块1上时，晶圆的侧边正好位于夹槽19内部，对晶圆起到限位作用。
所述夹块2顶部的夹持端开设有安装槽29，所述第二销轴18的两端分别与安装槽29的两侧槽壁连接，所述安装槽29的槽口部位设置有限位凸起20。
夹持块17旋转角度有限，在顺时针旋转方向上，夹持块17下端被夹块2右侧面限位，在逆时针旋转方向上，夹持块17上端被限位凸起20限位。
实施例三：
本实施例二公开一种晶圆夹持机构，其与实施例一、实施例二主体结构相同，而不同之处在于：
在治具块1的下方设置了固定结构，固定结构的主要作用是在晶圆100在治具块1上放置完成后让治具块1固定不动。
具体原因是当晶圆100放在治具块1上被夹爪夹住后，治具块1、晶圆100、弹簧和夹爪处于平衡状态，即晶圆100重力、弹簧反弹力和夹持力等等平衡；而当整个装置在传输过程中，不可避免的会有轻微晃动，力的平衡会被打破，晶圆100会晃动。因此，晶圆100被夹持后，需要设置固定结构，通过固定治具块1的方式来保证晶圆100不会晃动。
上述固定结构有两种，具体如下：
第一种固定结构：如图11所示，固定结构包括在所述治具块1的下方设置有磁吸伸缩杆21，同时所述治具块1的底面上设置有与所述磁吸伸缩杆21对应的磁吸块22。
上述第一种固定结构的原理为：治具块1的下方放置的第四测距传感器23能测量其与治具块1之间的距离，当晶圆100在治具块1上放置完成后，治具块1也不再继续下移，此时第四测距传感器23感应后发送信号至系统，系统控制磁吸伸缩杆21往上伸出，上移距离刚好使伸缩杆顶部与治具块1顶部的磁吸块22接触，接触后，控制电磁部件通电，电磁部件通磁与磁吸块22相吸，则磁吸伸缩杆21从底部将治具块1固定住，从而有效地避免晶圆100传输装置在运输过程中出现晶圆100晃动的情况。
第二种固定结构：如图12-图14所示，所述固定块9的内部开设有腔体，所述腔体内可移动地设置有顶杆24，所述顶杆24上套设有第二弹簧25，所述腔体与所述导向孔11连通，所述固定块9上开设有气孔26，所述气孔26连通所述腔体内部，同时所述气孔26通过通气管27与气源连接；如图15所示，所述顶杆24的头部设有圆弧型凹槽28，通气时，所述顶杆24的头部伸入所述导向孔11内部并抵靠在所述导向杆10的侧面。
上述为第二种固定结构的原理为：当往固定块9腔体内通气时，气体推动顶杆24，使顶杆24的头部进入导向孔11内，顶杆头部的圆弧型凹槽28抵靠在导向杆10的侧面并压住导向杆10使其固定不动，导向杆10不动，则与导向杆10连接的治具块1也被固定住；顶杆24在伸入导向孔11内时，顶杆24上套设的第二弹簧25被压缩，而当停止通气时，腔体内的推杆不再受到气体作用，则第二弹簧25的回弹力可使顶杆24自动复位。
实施例四：
本实施例四公开一种晶圆传输设备，该晶圆传输设备包括了上述实施例一至实施例三中任一晶圆夹持机构。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种晶圆夹持机构，其特征在于：包括装置本体，所述装置本体包括夹持单元和检测单元，其中：
所述夹持单元包括：
治具块，晶圆放置在所述治具块上，所述治具块连接升降结构，通过所述升降结构所述治具块可根据其受到的压力情况上下升降；所述升降结构包括固定设置在底座上的固定块、固定设置在治具块上的导向杆，所述固定块上开设有与所述导向杆对应的导向孔，同时所述导向杆上套设有第一弹簧；
夹爪，用于夹持晶圆，所述夹爪由两个左右对称且结构相同的夹块组成，所述夹块与所述治具块活动连接，同时所述夹块通过第一销轴与一固定设置的立柱连接；
当所述治具块升降时，所述治具块带动所述夹块绕所述第一销轴转动；
所述检测单元用于检测所述夹爪的夹持力；所述检测单元包括测距传感器和压力传感器，其中：
所述测距传感器用于测量所述治具块的移动距离和晶圆的尺寸；
所述压力传感器用于测量所述治具块上晶圆的重力；
所述治具块的移动距离等于所述第一弹簧被压缩的高度，所述第一弹簧结合自身参数和被压缩的高度，计算出所述第一弹簧对所述治具块的弹力，根据所述第一弹簧的弹力、所述晶圆的重力和夹爪对晶圆的夹持力的力矩平衡，计算出夹持力。
2.根据权利要求1所述的晶圆夹持机构，其特征在于：所述测距传感器包括第一测距传感器、第二测距传感器、第三测距传感器以及第四测距传感器，其中，
所述第一测距传感器、所述第二测距传感器以及所述第三测距传感器用于测量晶圆的尺寸；
所述第四测距传感器用于测量所述治具块的移动距离。
3.根据权利要求1所述的晶圆夹持机构，其特征在于：所述治具块为V字形，其底部的V型面上开设有带圆弧底面的V型槽。
4.根据权利要求1所述的晶圆夹持机构，其特征在于：所述夹块与所述治具块的连接部位上开设有导向槽，所述治具块上设置有凸柱，所述凸柱可移动地设置在所述导向槽内。
5.根据权利要求1所述的晶圆夹持机构，其特征在于：所述夹块顶部的夹持端设置有夹持块，所述夹持块通过第二销轴与所述夹块可转动连接，所述夹持块用于夹持晶圆侧面。
6.根据权利要求5所述的晶圆夹持机构，其特征在于：所述夹持块与晶圆的接触面上开设有与晶圆对应的夹槽。
7.根据权利要求5所述的晶圆夹持机构，其特征在于：所述夹块顶部的夹持端开设有安装槽，所述第二销轴的两端分别与安装槽的两侧槽壁连接，所述安装槽的槽口部位设置有限位凸起。
8.根据权利要求1所述的晶圆夹持机构，其特征在于：所述治具块的下方设置有磁吸伸缩杆，同时所述治具块的底面上设置有与所述磁吸伸缩杆对应的磁吸块。
9.根据权利要求1所述的晶圆夹持机构，其特征在于：所述固定块的内部开设有腔体，所述腔体内可移动地设置有顶杆，所述顶杆上套设有第二弹簧，所述腔体与所述导向孔连通，所述固定块上开设有气孔，所述气孔连通所述腔体内部，同时所述气孔通过通气管与气源连接。
10.根据权利要求9所述的晶圆夹持机构，其特征在于：所述顶杆的头部设有圆弧型凹槽，通气时，所述顶杆的头部伸入所述导向孔内部并抵靠在所述导向杆的侧面。
11.一种晶圆传输设备，其特征在于：其包括上述权利要求1-10中的任一项所述晶圆夹持机构。
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