CN117423647A - 晶圆盒的转运装置、转运系统及转运方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种晶圆盒的转运装置、转运系统及转运方法，用于供晶圆处理设备与空中运输车交换晶圆盒，其中转运装置包括机台和机械手模组，机台沿Y向设有天车对接口和设备对接口，天车对接口包括沿X向间隔设有至少两个上料工位；机械手模组，包括平移机构、升降机构、旋转机构、机械手，平移机构用于驱动机械手沿所述X向移动，升降机构用于驱动机械手沿Z向升降；旋转机构用于驱动机械手旋转。转运装置、转运系统及转运方法，利用转运装置能够实现空中运输车与晶圆处理设备之间晶圆盒的交换需求。

Description

晶圆盒的转运装置、转运系统及转运方法
技术领域
本申请涉及半导体搬运设备技术领域，特别是涉及一种晶圆盒的转运装置，用于供晶圆处理设备与空中运输车交换晶圆盒，还提出一种晶圆盒的转运系统及转运方法。
背景技术
不同的半导体工艺通常需要在不同类型的晶圆处理设备上进行，有时各工段之间需要等待，因此需要在这些处理设备之间或者存储设备与处理设备之间移送物料。
空中运输系统(OHT:Overhead-Hosit-Transportation)是一种搬运物料的系统，主要包括吊装于顶棚(天花板)上的轨道及沿着该轨道行驶的空中运输车(又称OHT小车)，其所搬运的物料主要为前开式料盒(Foup：Front Open Unified Pod)即晶圆盒。
通常，晶圆处理设备的前端设有可以与OHT小车进行对接的装载端口。在一些情况下，晶圆处理设备不具备与OHT小车进行对接的条件，例如老旧晶圆厂中早期的晶圆处理设备，由于设备结构的限制导致OHT小车无法下降至晶圆处理设备的装载端口上，或者由于晶圆处理设备不具有与OHT小车通信交互以完成料盒取放操作的通讯装置。
因此，当OHT小车不能直接与晶圆处理设备间进行料盒物料传送，需要单独设置外部的辅助设备，以实现OHT小车与晶圆处理设备间的料盒中转传送。而装载晶圆片的晶圆盒相对较重，如果人工徒手搬运装载有晶圆片的晶圆盒时还需要将晶圆盒放置在预设定位装置处，对人工操作来说具有较大的难度，并且工人在无尘室中还需要穿着无尘服，进一步地增加了搬运的难度，因此导致人工徒手搬运晶圆盒的过程中容易出现不可控因素，比如造成芯片污染、芯片碰撞破碎、与堆垛机发生触碰等情形发生。
发明内容
基于此，有必要针对空中运输车不能直接与晶圆处理设备间进行晶圆盒传送，导致人工搬运存在搬运费力且容易出现不可控因素的问题，提供一种晶圆盒的转运装置，用于供晶圆处理设备与空中运输车交换晶圆盒，及提供一种晶圆盒的转运系统，还提供一种晶圆盒的转运方法。
根据本申请的一个方面，一种晶圆盒的转运装置，用于供晶圆处理设备与空中运输车交换晶圆盒，所述转运装置包括：
机台，所述机台沿Y向依次设有天车对接口和设备对接口，所述天车对接口用于对接所述空中运输车，所述天车对接口包括沿X向间隔设置的至少两个上料工位，所述上料工位用于存放所述晶圆盒，所述设备对接口用于与所述晶圆处理设备的接料工位对接；以及
机械手模组，包括平移机构、安装于所述平移机构的升降机构，安装于所述升降机构的旋转机构、安装于所述旋转机构的机械手，所述平移机构用于驱动所述机械手沿所述X向移动，所述升降机构用于驱动所述机械手沿Z向升降；所述旋转机构用于驱动所述机械手旋转，所述机械手设置在所述上料工位近所述设备对接口的一侧，所述机械手用于拾取所述上料工位处或所述接料工位处的晶圆盒；其中所述X向、所述Y向、所述Z向彼此垂直，所述Z向为所述机台的高度方向。
根据本申请的另一个方面，一种晶圆盒的转运系统，包括：如上所述的转运装置；以及空中运输车，所述空中运输车用于向所述上料工位放置所述晶圆盒或自所述上料工位移走所述晶圆盒。
上述转运装置及转运系统，能够实现空中运输车与晶圆处理设备之间晶圆盒的交换需求。以从空中运输车向与晶圆处理设备转移晶圆盒为例，空中运输车将晶圆盒放置于上料工位后，机械手模组的升降机构驱动机械手将晶圆盒抬起，然后旋转机构的旋转动作即可将晶圆盒放置于晶圆处理设备的接料工位处。如此，转运装置在空中运输车与晶圆处理设备之间建立桥梁，解决了相关技术中空中运输车不能直接与晶圆处理设备间对接无法进行晶圆盒物料的问题，继而避免人工搬运存在搬运费力且容易出现不可控因素的问题。此外，在应用时，允许通过控制平移机构带动所述晶圆盒沿X向平移使晶圆盒在X方向上避开障碍物，从而在使得晶圆盒与机台在X方向上的障碍物之间可以预留相对小的距离，利于转运装置和转运系统的小型化设计。
根据本申请的又一个方面，还提出一种晶圆盒的转运方法，应用于所述的转运装置或所述的晶圆盒的转运系统，其中所述平移机构、所述升降机构、所述旋转机构均配置为能够各自独立的被控制工作，所述方法包括：控制所述机械手模组拾取对应设置的上料工位和接料工位二者中之一处存放的晶圆盒；控制所述机械手模组搬运晶圆盒至所述二者中之另一的上方；及控制所述机械手模组将所述晶圆盒放置于所述二者中之另一上。
上述的晶圆盒转运方法，一方面能够实现将空中运输车输送的晶圆盒搬运至晶圆处理设备，解决了空中运输车与晶圆处理设备对接的问题。另一方面，通过控制平移机构带动所述晶圆盒沿X向平移，能够以增加所述旋转机构的旋转空间，从而在使得晶圆盒与机台在X方向上的障碍物之间可以预留相对小的距离，利于转运装置的小型化设计。再一方面，能够实现多个上料工位与对应的多个双接料工位之间的连续搬运，从而节约补料时间，提高搬运效率。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的供晶圆处理设备与空中运输车交换晶圆盒的转运装置的轴侧视图。
图2为本申请一实施例提供的转运装置的正视图。
图3为本申请一实施例提供的转运装置的俯视图。
图4为本申请一实施例提供的转运装置的上料工位与晶圆处理设备的装载口的位置关系的俯视示意图。
图5为本申请一实施例提供的转运装置的侧视图。
图6为图5的转运装置的轴侧视图。
图7为本申请一实施例提供的转运装置的夹持有晶圆盒的机械手模组的结构示意图。
图8为图7所示机械手模组的正视图。
图9为本申请一实施例提供的机械手模组中的货叉抓取晶圆盒时的轴侧图。
图10为图7所示装置的正视图。
图11为于本申请一对比例中晶圆盒在旋转臂带动下旋转时的轨迹示意图。
图12为本申请一实施例提供的晶圆盒在旋转臂带动下旋转时的轨迹示意图。
图13为本申请一实施例提供的转运装置的底部的正视图。
图14为本申请一实施例提供的转运装置的底部的轴侧视图。
图15为本申请一实施例提供的晶圆盒搬运方法的流程图。
附图标记说明：
100、转运装置；10、机台；101、导向配合结构；102、销孔；103、调整脚轮；111、天车对接口、；112、上料工位；A1、第一上料工位；A2、第二上料工位；113、设备对接口；120、底座；130、第一侧板；140、第二侧板；150、横板；151、开口；160、柜门；170、传感器接口；180、识别器；190、安全检测门；20、机械手模组；210、平移机构；211、X向驱动模组；212、X向移动部；213、X向固定部；220、升降机构；221、Z向驱动模组；222、升降板；223、第一安装板；224、升降传动单元；2241、丝杠；2242、丝杠螺母；2243、轴承；225、第二安装板；230、旋转机构；231、第一旋转轴；232、旋转驱动模组；240、机械手；241、旋转臂；242、第二旋转轴；243、货叉；2431、支撑部；2432、定位单元；2433、按压传感器；244、自转驱动模组；250、控制单元；200、晶圆盒；201、凸起；202、定位部；C1、第一晶圆盒；C2、第二晶圆盒；300、晶圆处理设备；310、接料工位；B1、第一接料工位；B2、第一接料工位；400、安装基础；401；滑轨；402、停止挡块；500、锁定件。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“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”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。
此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
本申请提出一种供晶圆处理设备与空中运输车交换晶圆盒的转运装置，用以实现空中运输车与晶圆处理设备之间的晶圆盒的交换。晶圆处理设备具体执行的工艺不作限定。在其他实施例中，本申请的转运装置不限于只能转运输送晶圆盒，也可以对任意待转移的物品进行中转输送。
下面结合附图介绍本申请实施例提供的技术方案。
本申请中，如图1所示，X、Y、Z向表示三个彼此垂直的方向。具体而言，其中X、Y均为水平方向，Z向则为竖直向即转运装置的高度方向。同时，当涉及元件能够在某个方向运动时，如无特别说明，均指元件具备在该方向上向两侧移动的能力。
参阅图1至图3，其中图1至图3为本申请一实施例提供的供晶圆处理设备300与空中运输车交换晶圆盒200(参图4)的转运装置100(下文简称转运装置100)不同视角下的结构示意图。本申请一实施例提供的转运装置100，包括机台10，及设置于机台10的机械手模组20。
参见图1，机台10设有天车对接口111。天车对接口111包括沿X向间隔设有至少两个上料工位112，上料工位112用于存放晶圆盒200。机台10于天车对接口111沿Y向的一侧还设有设备对接口113，其中天车对接口111用于对接空中运输车(未图示)。设备对接口113用于与晶圆处理设备300的接料工位310(参图4)对接。转运装置100在工作时，承载有晶圆盒200的空中运输车将晶圆盒200下降至进入天车对接口111内并将晶圆盒200存放至上料工位112。晶圆处理设备300的接料工位310则位于设备对接口113的一侧，接料工位310与设备对接口113在Z向上高度大致一致，在Y向上对应上料工位112。机械手模组20能够将上料工位112处的晶圆盒200转移至晶圆处理设备300的接料工位310。接料工位310也可以设置为能够至少部分地伸入到设备对接口113。这里的大致一致包括二者的高度相等或者存在一定范围的高度差。
需要强调的是，转运装置100在工作时，同样可以是用于将晶圆处理设备300的接料工位310上的晶圆盒200经设备对接口113转移至天车对接口111内的上料工位112，然后利用空中运输车自天车对接口111将晶圆盒200取走。
如图3所示，本实施例中，上料工位112具体设置有两个，分别为左侧的第一上料工位A1和第二上料工位A2；但其他实施例中上料工位112的数量也可以多于两个。另外，参图4所示，晶圆处理设备300的接料工位310的数量设置为与上料工位112一致且一一对应设置。具体地，本实施例中，接料工位310包括第一接料工位B1、第二接料工位B2，第一接料工位B1、第二接料工位B2在Y向上分别正对第一上料工位A1和第二上料工位A2,它们在Z向上高度相等。
参考图5和图6，机械手模组20包括平移机构210、安装于平移机构210的升降机构220，安装于升降机构220的旋转机构230、安装于旋转机构230的机械手240。机械手240用于拾取所述上料工位112处或接料工位310处的晶圆盒200。平移机构210用于驱动机械手240沿X向移动，以便机械手240能够拾取不同上料工位112处的晶圆盒200。升降机构220用于驱动机械手240沿Z向移动以能够将晶圆盒200自上料工位112或接料工位310处抬起或者放下。旋转机构230则用于驱动机械手240旋转，从而使机械手240能够实现晶圆盒200在上料工位112与接料工位310之间的转移。旋转机构230可以是驱动机械手240在XY平面内旋转，也可以是与XY平面相交的平面内旋转。
应当理解，平移机构210驱动机械手240沿X向移动，指平移机构210通过驱动升降机构220沿X向平移而带动旋转机构230以及机械手240一起沿X向平移。升降机构220驱动机械手240沿Z向移动，则指升降机构220通过驱动旋转机构230沿Z向移动而带动机械手240沿Z向升降。较佳地，平移机构210、升降机构220、旋转机构230和机械手240均配置为能够各自独立的被控制工作，从而能够根据需要灵活设计晶圆盒200的搬运路径。
平移机构210为可以驱动升降机构220在X向上平移的机构，具体类型不作限制。例如，平移机构210可以是包括直线电机、由直线电机驱动的滑块。升降机构220为可以驱动旋转机构230在Z向上升降的结构，具体类型不作限制。例如，升降机构220可以是曲柄滑块机构等。旋转机构230为能够带动机械手240旋转以改变在空间内位置的机构，具体类型不作限制。例如，旋转机构230可以是由电机驱动的转盘。机械手240设置为能够拾取晶圆盒200；具体类型不作限制，例如可以为夹爪。
参考图1、图4和图5，上述的转运装置100在工作时，能够实现空中运输车与晶圆处理设备300之间晶圆盒200的交换需求。以从空中运输车向晶圆处理设备300转移晶圆盒200为例，空中运输车将晶圆盒200放置于上料工位112后，机械手模组20的升降机构220驱动机械手240将晶圆盒200抬起，然后旋转机构230的旋转动作即可将晶圆盒200放置于晶圆处理设备300的接料工位310处。如此，转运装置100在空中运输车与晶圆处理设备300之间建立桥梁，解决了相关技术中空中运输车不能直接与晶圆处理设备300间对接，进而无法进行晶圆盒200传送的问题，继而避免人工搬运存在搬运费力且容易出现不可控因素的问题。
上述的转运装置100中，升降机构220、旋转机构230及机械手240是由平移机构210带动沿X向平移,一方面能够拾取不同工位的晶圆盒200；另一方面，升降机构220、旋转机构230在Y向上不会运动，故在Y向上占用空间小而不会与转运装置100的其他元件发生干涉。而旋转机构230旋转晶圆盒200时则是利用天车对接口111和设备对接口113的内部空间，也不会与转运装置100的其他元件发生干涉。因此，本申请的转运装置100的机械手模组20的设置方式，利于转运装置100在Y向结构紧凑，各运动元件不会与装置的其他元件发生干涉。
进一步地，上述的转运装置100中，平移机构210、升降机构220、旋转机构230和机械手240被配置为能够各自被独立控制时，在搬运晶圆盒200的过程中，晶圆盒200的平移、升降及旋转可以择一地进行或者同时进行。故本申请中的机械手模组20具有结构紧凑、控制灵活的优点。
可理解地，天车对接口111、设备对接口113在Z向上的高度根据需要对接的空中运输车与晶圆处理设备300的位置而定。并且，天车对接口111、设备对接口113的具体形成方式不限制。
参考图1、图2、图5和图6，一些实施例中，机台10包括底座120、沿Z向延伸且设置于底座120的第一侧板130和第二侧板140，及横板150。第一侧板130和第二侧板140在X向上位于横板150的两侧且与横板150连接，横板150上方的空间在Y向上向两侧开放并分别形成天车对接口111和设备对接口113。第一侧板130和第二侧板140之间的空间为天车对接口111和设备对接口113的内部空间。上料工位112设于横板150的顶部；机械手240则位于横板150上方。上述方式中，通过简单的侧板和横板150的拼接，即形成用于实现晶圆盒200转运的天车对接口111和设备对接口113，提供了一种简单易行的设计方案。
示例性的，横板150连接在第一侧板130和第二侧板140的中部位置；相应地，天车对接口111的位置大致位于机台10高度方向上的中部位置。
示例性的，各上料工位112所处的空间向上开放，以允许空中运输车将晶圆盒下降后将晶圆盒放置在上料工位112上。
参考图5和图6，一些实施例中，平移机构210和升降机构220均位于横板150的下方；而旋转机构230的至少部分位于横板150的下方。另参考图1、横板150的下方的空间在周向上还可以设置有柜门160。
平移机构210和升降机构220均位于横板150的下方。这样平移机构210和升降机构220均只在横板150下方的空间内运动，它们的运动也不会与横板150上方的空间中的其他机构/组件产生干涉。此外，旋转机构230的至少部分位于横板150的下方，这样旋转机构230占用天车对接口111和设备对接口113内部空间很小，从而晶圆盒200的旋转腾出较多空间，利于节约机台10在Z向上尺寸紧凑。
参考图1、图5和图6，一些实施例中，横板150上开设有沿Z向贯通横板150的开口151，开口151设于设备对接口113；旋转机构230包括第一旋转轴231，第一旋转轴231穿设于开口151中；开口151在X向的长度不小于机械手240沿X向的最大移动距离。第一旋转轴231能够绕自身的轴线旋转，从而带动机械手240在XY平面内旋转。第一旋转轴231穿设于开口151中，其上端则伸入到横板150上方且与机械手240相连；其下端位于横板150的下方从而减小对横板150上方空间的占用。平移机构210驱动机械手240沿X向移动时，第一旋转轴231在开口151中移动。开口151在X向的长度不小于机械手240沿X向的最大移动距离，能适应第一旋转轴231沿X向的平移。
如图1、图5所示，一些实施例中，转运装置100还包括控制单元250，控制单元250用于控制平移机构210、升降机构220，旋转机构230、机械手240的运动。转运装置100的机械手模组20由控制单元250控制工作。控制单元250其可以为控制器、控制板等形式，具体类型则没有限定。具体的，控制单元250采用工控机。控制单元250的具体安装位置不作限制，可以根据需要布置。较佳地，控制单元250可以是集成在机台10上。具体地，控制单元250架设在两个侧板的顶部。
进一步地，参考图1，机台10上设置有用于与控制单元250连接并实现通信的传感器接口170，该传感器接口170用于连接传感器，传感器用于与空中运输车信号对接。这样，转运装置100的控制单元250可以利用传感器接口170与空中运输车信号对接，从而完成取放晶圆盒200时的信息交互及控制。交互及控制过程可根据已经有技术(如semi e84标准)实现。如图1所示，示例性的，传感器接口170设置于第二侧板140的背对第一侧板130的表面上。此外，第二侧板140的背对第一侧板130的表面还可设置显示器，用以显示晶圆盒200搬运进程信息。
如图1所示，机台10上还设有识别器180。识别器180用于读取晶圆盒200或晶圆盒200中的晶圆的属性信息并发送给控制单元250；识别器180设置于天车对接口111，识别器180位于上料工位112在Y向上背对设备对接口113的一侧。控制单元250根据属性信息判断当前所接收的晶圆盒200为目标晶圆盒时，控制单元250执行将该晶圆盒200转运至晶圆处理设备300的转运控制；控制单元250根据所述属性信息判断当前所接收的晶圆盒200非目标晶圆盒时，控制单元250不执行所述转运控制并且向运输该晶圆盒的空中运输车或上位控制系统发送晶圆盒搬运信息错误的指令。通过上述手段，能够保证晶圆盒200的准确搬运。
识别器180的类型不受限制，可以是NFC识别单元，二维码识别器、RFID读取装置等。属性信息的类型不限定。例如，属性信息可以是包括以下信息中的一种或多种：晶圆类型、晶圆尺寸、裸片在晶圆中的位置信息、裸片的制作工艺、裸片的功能等。
示例性的，晶圆盒200上设置NFC标识、二维码、RFID标签等识别标识。识别器180读取到晶圆盒200上的识别标识并发送识别信息给控制单元250，控制单元250确认识别信息后控制机械手模组20工作。示例性的，识别器180可设置在横板150的边缘，当晶圆盒被放置在横板150上的上料工位上时，识别器180与该晶圆盒上的识别标识相对。在其他的实施方式中，识别器180也可以设置在第一侧板130或第二侧板140上。
识别器180设置于天车对接口111，其与机械手240是位于上料工位112在Y向上的两侧。由此，识别器180的设置不会影响机械手240旋转搬运晶圆盒200。
如图1所示，天车对接口111还设有安全检测门190，安全检测门190位于上料工位112在Y向上背对设备对接口113的一侧。安全检测门190用于向控制单元250发送表征有“异物”自Y向进入天车对接口111的检测信号。控制单元250配置为能够响应于所述检测信号而执行下述控制动作中的至少一种：停止机械手模组20的转运控制、与空中运输车的交接控制和发出报警。例如，当控制单元250接收到检测信号后，控制机械手模组20暂停工作，同时也暂停与空中运输车对接，以防止造成伤害。
示例性的，安全检测门190为光栅门。其中，第一侧板130和第二侧板140上分别设有相对朝向的安全光栅。当操作人员或者其他设备遮挡安全光栅时，安全光栅检测到有“异物”自Y向进入转运装置的工作区域，此时，机械手模组20停止工作，同时也暂停也暂停与空中运输车对接，以防止造成伤害。
参图7至图10，一些实施例中，平移机构210包括X向驱动模组211、X向移动部212、X向固定部213。X向驱动模组211和X向固定部213设置于机台10并用于驱动X向移动部212沿X向移动。X向移动部212与升降机构220相连。X向固定部213也可以是机台10的一部分。
示例性的，平移机构210为滑台机构。X向移动部212与X向固定部213沿X向滑动连接。其中，X向驱动模组211为固定在机台10上的伺服电机。X向移动部212具体为滑动板。X向固定部213为固定于机台10的滑轨。由此滑动板与滑轨构成滑轨-滑块结构以实现可相对平移滑动地连接。伺服电机与滑动板之间通过同步带组件连接，实现滑动板沿X向的平稳移动。
参图7至图10，一些实施例中，升降机构220包括Z向驱动模组221、升降板222、第一安装板223、升降传动单元224。其中Z向驱动模组221直接或通过第一安装板223固定于X向移动部212。升降板222与X向移动部212在Z向上滑动连接，第一安装板223固定于X向移动部212。升降传动单元224设置于第一安装板223，且升降传动单元224传动连接升降板222与Z向驱动模组221，其将Z向驱动模组221的输出转换为升降板222的直线运动。
示例性的，Z向驱动模组221采用伺服电机。伺服电机与第一旋转轴231之间可以通过同步带、齿轮等方式实现传动联接，Z向驱动模组221安装在第一安装板223在Z向上的下侧。
升降板222与X向移动部212滑动连接。具体地，X向移动部212为滑动板，升降板222与滑动板之间滑轨-滑块结构可相对平移滑动地连接。升降板222与X向移动部212均采用板状元件，二者沿Y方向层叠设置，在Y方向上尺寸紧凑。
平移机构210、升降机构220均采用滑块-滑轨式的滑动引导机构连接，滑块与滑轨401之间的咬合提供了较佳地支撑，能够容易地适应于晶圆盒200的需要承重的搬运场景。
示例性的，升降传动单元224为丝杠、丝杠螺母系统。具体地，升降传动单元224包括成旋转直线运动转换副的丝杠2241、丝杠螺母2242，其中所述丝杠螺母2242与丝杠2241中的一者与Z向驱动模组221传动连接，丝杠螺母2242与丝杠2241中的另一者安装于第一安装板223且与升降板222相连。
具体地，丝杠螺母2242与Z向驱动模组221传动连接，丝杠螺母2242通过轴承2243可转动地安装于第一安装板223在Z向上的下侧，丝杠2241沿Z向穿设于第一安装板223且下端与丝杠螺母2242配合,丝杠2241的上端与升降板222相连。在其他的实施方式中，也可以是设置为使丝杠螺母2242做直线运动，利用丝杠螺母2242带动升降板222升降，不再赘述。丝杠2241与丝杠螺母2242之间可以是通过螺纹滑动配合，或者通过两者的滚道与滚动件的配合实现滚动配合，或者替换为其他变形的方式，因此，在本申请中除有特别限定的情况之外，对丝杠2241与丝杠螺母2242之间的配合结构不作限制，其能够满足在旋转丝杠螺母2242时可驱动丝杠2241作直线运动，或者，在旋转丝杠2241时可驱动丝杠螺母2242作直线运动即可。
本实施方式中，第一安装板223用以安装升降传动单元224，及Z向驱动模组221。第一安装板223为垂直于Z向，其平行于XY平面设置。这样第一安装板223在Y向上提供了更多用于安装升降传动单元224及Z向驱动模组221的空间。
丝杠螺母2242的旋转运动驱动丝杠2241作直线运动，从而带动升降板222升降。丝杠螺母2242设置在第一安装板223在Z向上的下侧，这样丝杠2241能够伸到第一安装板223的下方，从而丝杠2241升降时能够利用第一安装板223下方的空间，从而在满足升降行程需求的同时在Z向上结构紧凑。
进一步地，升降机构220还包括第二安装板225。第二安装板225固定于升降板222，第二安装板225用于安装旋转机构230的第一旋转轴231。
具体地，旋转机构230包括第一旋转轴231、旋转驱动模组232。第一旋转轴231的轴向平行于Z向且转动支撑于第二安装板225。升降机构220的丝杠2241的顶端连接至第二安装板225。第二安装板225提供了一个稳定第一旋转轴231的安装基础400。第二安装板225具体也沿垂直于Z向设置。
旋转驱动模组232可至少固定于升降板222和第二安装板225中之一。示例性的，旋转驱动模组232可为伺服电机。
参图7和图8，一些实施例中，机械手240包括旋转臂241、第二旋转轴242、货叉243及自转驱动模组244。其中旋转臂241的一端固定于第一旋转轴231。此外，旋转臂241也不限于一端固定于第一旋转轴231，如可以是中部固定于第一旋转轴，第二旋转轴242、自转驱动模组244分别设置于所述旋转臂241的相对两端，第二旋转轴242的轴向平行于Z向。自转驱动模组244用于驱动第二旋转轴242旋转。自转驱动模组244由控制单元250控制。货叉243用于拾取晶圆盒200。货叉243与第二旋转轴242传动连接且由第二旋转轴242驱动绕第二旋转轴242的轴线旋转。示例性地，货叉243固定于第二旋转轴242。
通过上述方式，一方面当第一旋转轴231绕其轴线自转时，第一旋转轴231通过旋转臂241带动整个机械手240在XY平面内旋转；另一方面，自转驱动模组244可控制第二旋转轴242绕其轴线自转，从而可以微调货叉243的位置，使得货叉243更好地与晶圆盒200对准。再一方面，旋转臂241固定于第一旋转轴231，能得到较好的支撑。
一实施方式中，旋转臂241具有内腔(图中未示出)。自转驱动模组244包括至少部分设置在前述内腔中的自转伺服电机(图中未示出)、传动连接第二旋转轴242与自转伺服电机的减速器(未图示)。减速机的输出端则与第二旋转轴242传动连接。自转伺服电机的相关导线等线缆也布置在内腔中。减速器例如可以具体为谐波减速器，利于旋转臂241小型化设计。
上述的设置方式，可以充分利用旋转臂241的两端部处的内部空间，避免在旋转臂241的一端占用较多的空间，进而使得旋转臂241在空间布局上具有更加灵活的特点。旋转臂241的两端部由于不需要容纳过多的元件，体积得以缩小，占用空间较小，在旋转过程中不容易与其他物品产生干涉。
参阅图8、图9，机械手240的货叉243包括间隔设置的两个支撑部2431，两个支撑部2431分别用于支撑承托晶圆盒200相背对的两侧壁上的凸起201。机械手240拾取晶圆盒200时，两个支撑部2431分别伸至晶圆盒200的侧壁上的凸起201下方，然后机械手240上升将晶圆盒200托起。此外，晶圆盒200也可以设置可与支撑部2431配合的凹槽。本申请中，货叉243利用两个支撑部2431托起晶圆盒200，这种方式能够很好适应晶圆盒200自身结构，不需要对晶圆盒200进行非标改进。
各支撑部2431上还设有定位单元2432，定位单元2432用于与晶圆盒200的侧壁上设置的形状互补的定位部202相配合。定位单元2432起到导向及定位的作用，引导支撑部2431自下方抵靠于晶圆盒200的托起。示例性的，定位单元2432为呈V形的凸起201。晶圆盒200上的定位部202为V形槽。
一些实施例中，各支撑部2431上还设置有按压传感器2433，按压传感器2433与控制单元250信号连接，用以检测晶圆盒200是否正常支撑于货叉243。例如，当晶圆盒200放置支撑于所述支撑部2431且同时触发所有的按压传感器2433时，按压传感器2433能够向控制单元250发送表征所晶圆盒200放置状态的信号。
如，可以在机台10上设置不同颜色的指示灯，当晶圆盒200放置平稳后，表征放置平稳的指示灯亮起，否则其他指示灯亮起。此时可以控制机械手240重新拾取晶圆盒200，直到晶圆盒200放置平稳。
一些实施例中，参阅图7、图9，货叉243的两个支撑部2431通过连接臂2434相连。连接臂2434连接至第二旋转轴242的上端。两个支撑部2431均位于第二旋转轴242的一侧，从而能够跟随第二旋转轴242的转动而托举距离第二旋转轴242的轴线一定距离的晶圆盒，使得可以缩减第二旋转轴242的直径。
前文已叙，本申请的机械手模组20自身具有结构紧凑的优点；及控制灵活的优点，能够根据需要灵活设计晶圆盒200的搬运路径。此外，本申请的机械手模组20对于转运装置的整体结构的小型化也有积极的促进。具体而言，本申请的机械手模组20在搬运晶圆盒200的过程中具有利于机台10在X向尺寸的小型化设计的优势。下面结合一对比例详细说明这种优势。
理论上使旋转臂241朝向晶圆处理设备300这一侧旋转，就能将晶圆盒200转移到晶圆处理设备300的接料工位310上方。但其存在的不足是，旋转半径对既定的旋转臂241及其所抓持的晶圆盒200是确定的，这导致第一侧板130及第二侧板140与相应的上料工位112之间需要预留更大的距离以提供前述旋转半径的空间。
如图11所示的一对比例的晶圆盒200搬运轨迹示意图，以搬运第一上料工位A1处的第一晶圆盒C1至第一接料工位B1为例。假设第一晶圆盒C1置于第一上料工位A1后，第一晶圆盒C1与第一侧板130在X向上的距离为D1，此时直接旋转旋转臂241会发生与第一侧板130干涉的情况。晶圆盒200的运动轨迹如图中S所示。因此，需要保证第一晶圆盒C1与第一侧板130在X向上的距离为D2。显然这样不利于转运装置100整体结构的小型化。
而本申请中，由于机械手模组20的平移机构210、升降机构220、旋转机构230的运动之间可以是彼此独立，且升降机构220和旋转机构230是设置在平移机构210上，由平移机构210带动一起沿X向移动。由此，搬运晶圆盒200的过程中，可以合理的控制各机构的动作，使得旋转机构230能够提前远离第一侧板130，从而旋转时不需要较大的空间即可避让第一侧板130，使得第一晶圆盒C1与第一侧板130可以预留相对小的距离。
参考图12，仍以搬运第一上料工位A1处的第一晶圆盒C1至第一接料工位B1为例。假设第一晶圆盒C1置于第一上料工位A1后，第一晶圆盒C1与第一侧板130在X向上的距离仍旧为D1。此时为了解决旋转臂241会发生与第一侧板130干涉的情况，可以使旋转臂241旋转的同时，平移机构210带动旋转机构230沿箭头D1移动，使得第一晶圆盒C1在X向上远离第一侧板130，这样旋转臂241不会与第一侧板130干涉。可理解地，旋转臂241旋转，晶圆盒200在Y方向上靠近第一接料工位B1。当晶圆盒200随着旋转臂241旋转一定角度后，平移机构210再带动旋转机构230沿箭头D2朝向第一侧板130移动；第一晶圆盒C1继续随着旋转臂241旋转以运动至第一接料工位B1的上方。
搬运第二上料工位A2处的第二晶圆盒C2至第二接料工位B2为例的步骤可以是与搬运第一上料工位A1处的第一晶圆盒C1至第一接料工位B1的步骤对称，暂不赘述。
此外，在不增加距离D1的前提下，为了避免旋转臂241不会与第一侧板130干涉，机械手模组20的上述结构设计允许有其他的运动轨迹。例如，平移机构210带动旋转机构230沿箭头D1移动的过程中旋转机构230可以先旋转机械手240。又例如，在其他的实施例中，晶圆盒200的轨迹是控制为曲线运动加旋转。
本申请的转运装置100用于与晶圆处理设备300配合使用，二者构成一种晶圆盒的转运系统。实施时，参考图4，晶圆处理设备300设置在转运装置100的设备对接口113的一侧，二者相互靠近。而晶圆处理设备300会需要定期维护。此时，需要将转运装置100拉出以与晶圆处理设备300相对远离，待维护结束后再将转运装置100朝向晶圆处理设备300推进使转运装置100复位。并且为了确保与空中运输车的对接精度，机台10需确保复位后的机械位置无偏差。
针对上述问题，一些实施例中，如图13和图14所示，机台10的底部设有导向配合结构101，导向配合结构101用于与安装基础400在Y向上滑动配合。当需要维护晶圆处理设备300时，将转运装置100沿Y向拉出，从而留出足够的维护空间，在维护结束后再做Y方向推进，以使转运装置100复位。利用导向配合结构101与安装基础400在Y向上滑动配合，能够保证机台10在Y向上的移动精度。
一实施例中，导向配合结构101为滑块。滑轨401固定在机台10的底座120的底端。安装基础400(如地面)上固定有滑轨401，滑轨401与滑块滑动配合。
进一步地，安装基础400上设有停止挡块402，停止挡块402用于机台10沿Y方向推向晶圆处理设备300时限位机台10。转运装置还包括锁定件500。锁定件500用于与机台10和安装基础400同时连接以锁定机台10，或与机台10和安装基础500中的至少一个分离以解除锁定。
示例性的，机台10的底部设有销孔102，滑轨401也设置有对应的销孔(未图示)；滑轨401上还设有停止挡块402。锁定件500具体为定位销。转运装置100正常工作时，定位销插入滑轨401及机台10底部的销孔102以锁定转运装置100的位置。当需要拉出转运装置100时，拔掉定位销，再将转运装置100沿Y向拉出。需要推进转运装置100时，使转运装置100沿滑轨401运动至碰到停止挡块402即便在Y向上定位完成，然后将定位销500插入滑轨401及机台10底部的销孔102以锁定转运装置100的位置，确保转运装置100最终定位精度满足需求，过程中转运装置100在X向上不移动。
进一步地，转运装置100的底部还设有调整脚轮103。调整脚轮103可在安装基础400上滚动，从能让更加方便及容易得推动转运装置100移动。
参考图4，本申请还提出一种晶圆盒的转运系统，包括前述任一实施例所述的转运装置100，及空中运输车(图中未示出)。空中运输车用于向上料工位112放置晶圆盒200或自上料工位112移走晶圆盒200。晶圆盒的转运系统能够实现空中运输车与晶圆处理设备300之间晶圆盒的交换。转运系统应用时。晶圆处理设备300设置于所述转运装置100的设备对接口113在Y向上的一侧，晶圆处理设备300具有用以接收晶圆盒200的接料工位310，接料工位310的数量与上料工位112的数量相同且一一对应设置。
图4中仅示例性的示意出晶圆处理设备300的与本申请的转运装置100对接的部分，即接料工位310。图4中，具体设置有两个接料工位310，分别定义为第一接料工位B1和第二接料工位B2。在Y向上，第一接料工位B1正对第一上料工位A1，第二接料工位B2正对第二上料工位A2。
本申请还提出一种晶圆盒的转运方法，可应用于上述的转用装置或晶圆盒的转运系统。晶圆盒的转运系统中的平移机构210、升降机构220、旋转机构230均配置为能够各自独立的被控制工作。
参考图15，且请结合参考图4至图6，本申请一实施例的晶圆盒的转运方法，包括：
S110、控制所述机械手模组20拾取对应设置的上料工位112和接料工位310二者中之一处存放的晶圆盒200。
上料工位112和接料工位310对应设置指二者能够配对使用。较佳地，对应设置的上料工位112和接料工位310中，二者在Y向上位置对应，在Z向上高度大致一致。
机械手模组20可以是拾取上料工位112处的晶圆盒200，以将晶圆盒200搬运至接料工位310；也可以是拾取接料工位310处的晶圆盒200，以将晶圆盒200搬运至上料工位112。可理解地，上料工位112和接料工位310二者中之一为上料工位112时，则二者中之另一为接料工位310；反之则刚好相反。
S120、控制所述机械手模组20搬运晶圆盒200至所述二者中之另一的上方。
以机械手模组20将第一晶圆盒C1自第一上料工位A1处搬运至第一接料工位B1为例，机械手模组20的升降机构220将第一晶圆盒C1抬升，使得旋转机构230能够将所述第一晶圆盒C1旋转至第一接料工位B1的上方。此过程中，升降机构220、旋转机构230可以同步工作，也可以先后工作。并且，平移机构210可以配合工作，使旋转臂241在旋转过程中远离第一侧板130，从而实现在相对狭小的空间内实现旋转旋转臂241且避免干涉的目的。
S130、控制所述机械手模组20将所述晶圆盒200放置于所述二者中之另一上。
以机械手模组20将第一晶圆盒C1自第一上料工位A1处搬运至第一接料工位B1为例，第一晶圆盒C1随着旋转臂241旋转至第一接料工位B1上方后，机械手模组20跟随升降机构220下降以将第一晶圆盒C1放置于第一接料工位B1。
S140、重复步骤S110-S130,实现多个不同的上料工位112与对应的接料工位310之间的晶圆盒200的搬运。
一些实施例中，步骤S120包括：
S121、先后或同步进行如下控制动作：控制所述旋转机构230旋转晶圆盒200、控制所述平移机构210带动所述晶圆盒200沿X向平移以使晶圆盒200在X方向上避开障碍物。示例性的，障碍物为第一侧板130或第二侧板140。具体而言，至少可以有以下的几种实现方式。
方式一、控制所述旋转机构230旋转晶圆盒200的过程中，控制所述平移机构210带动所述晶圆盒200沿X向移动以增加所述旋转机构230的旋转空间。即机械手240的旋转、晶圆盒200的平移同步进行。
方式二、先控制旋转机构230旋转晶圆盒200一定角度，再控制平移晶圆盒200。
方式三、先平移晶圆盒200，再控制旋转机构230旋转晶圆盒200一定角度。
在一些实施例中，以上移送操作的方式还可以作进一步变形，例如，在机械手240的旋转动作开始一段时间后，开始平移且旋转与平移的动作此时同步行进，或者，在机械手240的平移动作开始一段时间后，开始旋转且旋转与平移的动作此时同步行进，因此，平移和旋转的动作可以是先后开始执行的，或者还可以设置为交替地执行的。
以上晶圆盒200的移送操作可以择一地，或者组合地应用于其他各实施例，进而产生相应变形的实施例。
一些实施例中，机台10在X向上的两端分别定义为第一端和第二端；其中步骤S121包括，控制旋转机构230旋转所述机械手240至预定位置，所述预定位置为X向上晶圆盒200距离所述第一端或第二端最近的位置。
本申请的实施例中，第一端和第二端分别设有第一侧板130和第二侧板140。预定位置为晶圆盒200距离第一侧板130或第二侧板140的内侧最近的位置。晶圆盒200距离第一侧板130或第二侧板140的内侧最近的位置，意味着晶圆盒200即将被旋转至开始朝向接料工位310。在其他的实施例中，第一端和第二端的第一侧板130或第二侧板140可能是其他障碍物，如其他设备的某种元件。
通过这种方式，可以在满足机械手240的旋转臂241的旋转半径要求的同时，可以减少升降机构220的平移距离，从而能够提高搬运效率。
S122、控制所述平移机构210沿反向移动所述晶圆盒200，使所述晶圆盒200运动至所述二者中之另一的上方。
利用本申请的晶圆盒200搬运方法，一方面能够实现将空中运输车输送的晶圆盒200搬运至晶圆处理设备300，解决了空中运输车与晶圆处理设备300对接的问题。另一方面，通过控制平移机构210带动所述晶圆盒200沿X向平移，能够以增加所述旋转机构230的旋转空间，从而在使得第一晶圆盒C1与机台10在X方向上的障碍物之间可以预留相对小的距离，利于转运装置的小型化设计。再一方面，能够实现多个上料工位112与对应的多个双接料工位310之间的连续搬运，从而节约补料时间，提高搬运效率。
下面介绍本申请晶圆盒转运方法的一具体应用场景。
结合参考图4和图5，转运装置100的上料工位112包括第一上料工位A1和第二上料工位A2，晶圆处理设备300的接料工位310包括第一接料工位B1和第二接料工位B2。
晶圆盒转运方法具体包括：
S210、控制所述机械手模组20拾取第一上料工位A1处的第一晶圆盒C1。
S220、控制所述旋转机构230旋转所述机械手240，同时控制所述平移机构210沿X向朝第二端平移所述升降机构220、所述旋转机构230、所述机械手240及第一晶圆盒C1。
S230、当旋转机构230旋转所述机械手240至第一预定位置时，控制所述平移机构210带动所述升降机构220、旋转机构230及机械手240沿X向朝第一端移动，同时控制所述旋转机构230继续旋转所述机械手240，使所述第一晶圆盒C1移动至第一接料工位B1的上方。
第一预定位置为X向上第一晶圆盒C1距离第一侧板130最近的位置。这样可以在满足机械手240的旋转臂241的旋转半径要求的同时，减少升降机构220的平移距离，从而能够提高搬运效率。
S240、控制所述机械手模组20将所述第一晶圆盒C1放置于所述第一接料工位B1。
S250、控制所述机械手模组20拾取第二上料工位A2处的第二晶圆盒C2。
S260、控制所述旋转机构230旋转所述机械手240，同时控制所述平移机构210沿X向朝第一端平移所述升降机构220、旋转机构230及机械手240及第二晶圆盒C2。
S270、当旋转机构230旋转所述机械手240至第二预定位置时，控制所述平移机构210带动所述升降机构220、旋转机构230及机械手240沿X向朝第二端移动，同时控制所述旋转机构230继续旋转所述机械手240，使所述第二晶圆盒C2移动至第二接料工位310的上方。
所述第二预定位置为X向上第一晶圆盒C1距离第二侧板140最近的位置。这样可以在满足机械手240的旋转臂241的旋转半径要求的同时，减少升降机构220的平移距离，从而能够提高搬运效率。
S280、控制所述机械手模组20将所述第二晶圆盒C2放置于所述第二接料工位310。
本实施例的晶圆盒转运方法，可以实现将空中运输车输送的晶圆盒200搬运至晶圆处理设备300，解决了空中运输车与晶圆处理设备300对接的问题。并且，本实施例的晶圆盒转运方法实现了双上料工位112与双接料工位310之间的连续搬运，从而节约补料时间，提高搬运效率。
最后应说明的是，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种晶圆盒的转运装置，用于供晶圆处理设备与空中运输车交换晶圆盒，其特征在于，所述转运装置包括：
机台，所述机台沿Y向依次设有天车对接口和设备对接口，所述天车对接口用于对接所述空中运输车，所述天车对接口包括沿X向间隔设置的至少两个上料工位，所述上料工位用于存放所述晶圆盒，所述设备对接口用于与所述晶圆处理设备的接料工位对接；以及
机械手模组，包括平移机构、安装于所述平移机构的升降机构，安装于所述升降机构的旋转机构、安装于所述旋转机构的机械手，所述平移机构用于驱动所述机械手沿所述X向移动，所述升降机构用于驱动所述机械手沿Z向升降；所述旋转机构用于驱动所述机械手旋转，所述机械手设置在所述上料工位近所述设备对接口的一侧，所述机械手用于拾取所述上料工位处或所述接料工位处的晶圆盒；其中所述X向、所述Y向、所述Z向彼此垂直，所述Z向为所述机台的高度方向。
2.根据权利要求1所述的转运装置，其特征在于，所述机台包括底座、横板、沿所述Z向延伸且设置于所述底座的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板在所述X向上分别位于所述横板的两侧且均与所述横板连接，所述横板上方的空间在所述Y向上向两侧开放并分别形成所述天车对接口和所述设备对接口；所述上料工位设于所述横板的顶部；所述机械手位于所述横板上方。
3.根据权利要求2所述的转运装置，其特征在于，所述上料工位设于所述横板的顶部；所述平移机构和所述升降机构均位于所述横板的下方；所述旋转机构的至少部分位于所述横板的下方。
4.根据权利要求3所述的转运装置，其特征在于，所述横板上开设有沿Z向贯通所述横板的开口，所述开口位于所述设备对接口；所述旋转机构包括轴向沿所述Z向的第一旋转轴，所述第一旋转轴穿设于所述开口中，所述第一旋转轴的上端与所述机械手相连接；所述开口在所述X向的长度不小于所述机械手沿所述X向的最大移动距离。
5.根据权利要求1所述的转运装置，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述平移机构、所述升降机构、所述旋转机构、所述机械手的运动。
6.根据权利要求5所述的转运装置，其特征在于，所述机台上还设有识别器，所述识别器设置于所述天车对接口，所述识别器位于所述上料工位在所述Y向上背对所述设备对接口的一侧，所述识别器用于读取所述晶圆盒或所述晶圆盒中的晶圆的属性信息并发送给所述控制单元；所述控制单元根据所述属性信息判断当前所接收的晶圆盒为目标晶圆盒时，所述控制单元执行将该晶圆盒转运至晶圆处理设备的转运控制；所述控制单元根据所述属性信息判断当前所接收的晶圆盒非目标晶圆盒时，所述控制单元不执行所述转运控制并且向运输该晶圆盒的空中运输车或上位控制系统发送晶圆盒搬运信息错误的指令。
7.根据权利要求5所述的转运装置，其特征在于，所述天车对接口还设有安全检测门，所述安全检测门设于所述上料工位在所述Y向上背对所述设备对接口的一侧，所述安全检测门用于向所述控制单元发送表征有异物沿所述Y向进入所述天车对接口的检测信号；所述控制单元配置为能够响应于所述检测信号而执行下述控制动作中的至少一种：停止机械手模组的转运控制、与空中运输车的交接控制和发出报警。
8.根据权利要求1所述的转运装置，其特征在于，
所述平移机构包括X向驱动模组、X向移动部，所述X向驱动模组设置于所述机台并用于驱动所述X向移动部沿所述X向移动；
所述升降机构包括Z向驱动模组、升降板、第一安装板、升降传动单元，所述Z向驱动模组连接于所述X向移动部，所述升降板与所述X向移动部在所述Z向上滑动连接，所述第一安装板固定于所述X向移动部，所述升降传动单元包括构成旋转直线运动转换副的丝杠、丝杠螺母，其中所述丝杠螺母与所述丝杠中的一者与所述Z向驱动模组传动连接，所述丝杠螺母与所述丝杠中的另一者安装于所述第一安装板且与所述升降板相连，其中所述丝杠螺母与所述Z向驱动模组传动连接时，所述丝杠螺母可转动地安装于所述第一安装板在Z向上的下侧，所述丝杠沿所述Z向穿设于所述第一安装板且与所述丝杠螺母配合；
所述旋转机构设置于所述升降板。
9.根据权利要求8所述的转运装置，其特征在于，所述升降机构还包括第二安装板，第二安装板固定于所述升降板；
所述旋转机构包括第一旋转轴、与所述第一旋转轴传动连接的旋转驱动模组，所述第一旋转轴的轴向平行于所述Z向且转动支撑于所述第二安装板。
10.根据权利要求1所述的转运装置，其特征在于，
所述旋转机构包括轴向平行于所述Z向的第一旋转轴；
所述机械手包括旋转臂、第二旋转轴、货叉及自转驱动模组，其中所述旋转臂固定于所述第一旋转轴，所述第二旋转轴、自转驱动模组分别连接于所述旋转臂的相对两端，所述第二旋转轴的轴向平行于所述Z向，所述自转驱动模组用于驱动所述第二旋转轴旋转，所述货叉与所述第二旋转轴传动连接且由所述第二旋转轴驱动绕所述第二旋转轴的轴线旋转。
11.根据权利要求1所述的转运装置，其特征在于，所述机械手包括间隔设置的两个支撑部，两个所述支撑部分别用于支撑承托所述晶圆盒相背对的两侧壁上的凸起或凹槽，两个所述支撑部上还分别设有定位单元，所述定位单元用于与所述晶圆盒的侧壁上设置的形状互补的定位部相配合。
12.根据权利要求1所述的转运装置，其特征在于，所述机台的底部设有导向配合结构，所述导向配合结构用于与安装基础在所述Y向上滑动配合；
所述转运装置还包括锁定件，所述转运装置还包括锁定件，所述锁定件用于与所述机台和所述安装基础同时连接以锁定所述机台，或与所述机台和所述安装基础中的至少一个分离以解除锁定。
13.一种晶圆盒的转运系统，其特征在于，
包括如权利要求1-12任一项所述的转运装置；以及
空中运输车，所述空中运输车用于向所述上料工位放置所述晶圆盒或自所述上料工位移走所述晶圆盒。
14.一种晶圆盒的转运方法，其特征在于，应用于权利要求1-12任一项所述的转运装置或如权利要求13所述的晶圆盒的转运系统，其中所述平移机构、所述升降机构、所述旋转机构均配置为能够各自独立的被控制工作，所述方法包括：
控制所述机械手模组拾取对应设置的上料工位和接料工位二者中之一处存放的晶圆盒；
控制所述机械手模组搬运晶圆盒至所述二者中之另一的上方；及
控制所述机械手模组将所述晶圆盒放置于所述二者中之另一上。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述控制所述机械手模组搬运晶圆盒至所述二者中之另一的上方包括:
先后或同步进行如下控制动作：控制所述旋转机构旋转晶圆盒、控制所述平移机构带动所述晶圆盒沿所述X向平移以使所述晶圆盒在所述X向上避开障碍物；
控制所述平移机构沿反向移动所述晶圆盒，使所述晶圆盒运动至所述二者中之另一的上方。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述机台在所述X向上的两端分别定义为第一端和第二端；其中所述先后或同步进行如下控制动作：控制所述旋转机构旋转晶圆盒、控制所述平移机构带动所述晶圆盒沿所述X向平移以使所述晶圆盒在所述X向上避开障碍物包括：
控制所述旋转机构旋转所述机械手至预定位置，所述预定位置为所述X向上所述晶圆盒距离所述第一端或第二端最近的位置。
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