CN117484526B - 用于传送晶圆的机械臂联动结构及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于传送晶圆的机械臂联动结构及其控制方法，涉及半导体晶圆技术领域，包括控制底座，控制底座的顶部设有第一机械手和第二机械手，所述控制底座的内部设有若干控制液压缸组，若干控制液压缸组的输出均设有两个控制油缸，若干组控制液压缸组的内侧均设有减速机构，第一机械手和第二机械手的底端位置设有联动机构，第一机械手和第二机械手上均设有若干组驱动机构，第一机械手和第二机械手靠近晶圆的一端均设有负压机构；打开外轴和内轴之间的调节液压缸，校准外轴和内轴之间位置，使第一晶圆托盘和第二晶圆托盘处于半导体晶圆的正下方，保证第一晶圆托盘和第二晶圆托盘的取放半导体晶圆时的位置精确度高。

Description

用于传送晶圆的机械臂联动结构及其控制方法

技术领域

本发明涉及半导体晶圆技术领域，具体涉及用于传送晶圆的机械臂联动结构及其控制方法。

背景技术

在使用机械臂运输半导体晶圆的时候，需要保证机械臂上的晶圆托盘在取放半导体晶圆时，有较高的精准度，这样才不会出现偏差；

现有晶圆的机械臂例如：授权公告号为CN102315086B的中国专利公开的一种提高机械手臂运动准确性的装置及其使用方法以及授权公告号为CN116504694B的中国专利公开的一种半导体晶圆输送设备，一般采用两种手段控制晶圆托盘取放半导体晶圆的精准度：

一是通过晶圆盒与晶圆托盘之间的距离，精确计算出晶圆托盘的移动轨迹，保证晶圆托盘在计算机的控制下可以准确移动至设定的位置，但是由于机械臂上的机械传动设备多次重复使用，会出现疲劳，导致晶圆托盘的精准度会逐步降低，需要定期维护机械臂；

二是通过在晶圆托盘设置位置传感器，在晶圆进入圆托盘后，位置传感器通过获取半导体晶圆的位置，计算出晶圆托盘需要移动的位置来校准晶圆托盘的位置，这种方法会使晶圆托盘在运输半导体晶圆的过程中，机械臂需要获取大量半导体晶圆的位置数据以及进行大量的数据计算，增加了机械臂的数据处理成本。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供用于传送晶圆的机械臂联动结构及其控制方法，以解决现有技术中，晶圆托盘在精准定位半导体晶圆位置时，定期维护成本和数据处理成本之间无法做到折中的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

具体是提供一个用于传送晶圆的机械臂联动结构，包括控制底座，控制底座的顶部设有第一机械手和第二机械手，所述控制底座的内部设有若干控制液压缸组，若干控制液压缸组的输出均设有两个控制油缸，若干组控制液压缸组的内侧均设有减速机构，第一机械手和第二机械手的底端位置设有联动机构，第一机械手和第二机械手上均设有若干组驱动机构，第一机械手和第二机械手靠近晶圆的一端均设有负压机构。

作为本发明进一步的方案：若干所述控制液压缸组的输出端固定连接有与控制油缸相匹配的控制活塞，减速机构侧面与控制活塞底面之间固定连接有连接杆。

作为本发明进一步的方案：所述减速机构包括机构主架，机构主架的侧面与连接杆的一端固定连接，机构主架的底面两侧位置转动连接有两组旋转臂，两组旋转臂远离机构主架的一端通过转轴安装有减速齿轮，机构主架的底面中间位置固定连接有减速液压缸，减速液压缸的输出端连接有推动杆，推动杆的两端转动连接有拨杆，拨杆远离推动杆的一端与旋转臂的侧面固定连接，机构主架的顶面中间位置固定连接有减速弹簧，减速弹簧的顶端与减速齿轮的轮面之间固定连接有长绳。

作为本发明进一步的方案：所述第一机械手包括第一大臂，第一大臂的顶部转动连接有第一小臂，第一小臂远离第一大臂的一端转动连接有第一托盘臂，第一托盘臂远离第一小臂的一端活动连接有第一晶圆托盘。

作为本发明进一步的方案：所述第二机械手包括第二大臂，第二大臂的顶部转动连接有第二小臂，第二小臂远离第二大臂的一端转动连接有第二托盘臂，第二托盘臂远离第二小臂的一端活动连接有第二晶圆托盘。

作为本发明进一步的方案：所述联动机构包括外圈，外圈的内壁固定连接有至少三个液压推杆，且至少三个液压推杆的输出端固定连接有传动齿轮，第一大臂的底端侧面固定连接有第一齿圈，第二大臂的底端侧面固定连接有齿圈液压缸，齿圈液压缸的输出端固定连接有第二齿圈，传动齿轮与第一齿圈、第二齿圈相匹配。

作为本发明进一步的方案：若干组所述驱动机构分别设在第一大臂、第一小臂、第二大臂和第二小臂的内侧，驱动机构包括驱动液压缸，驱动液压缸的输出端连接有橡胶齿带，橡胶齿带的内侧啮合有驱动轴，控制油缸通过油管与驱动液压缸连通。

作为本发明进一步的方案：所述驱动轴包括外轴和内轴，外轴的顶端转动连接有调节液压缸，调节液压缸的输出端与内轴的顶端转动连接。

作为本发明进一步的方案：两个所述负压机构包括负压套和与负压套相匹配的活塞柱，两个活塞柱的底面分别与第一晶圆托盘和第二晶圆托盘的顶面固定连接，第一晶圆托盘和第二晶圆托盘的内侧均开设有输送槽，两个活塞柱通过两个输送槽分别连接有负压孔，第一晶圆托盘和第二晶圆托盘的底面均设有气囊。

具体还提供了用于传送晶圆的机械臂联动结构的控制方法，该控制方法基于上述的用于传送晶圆的机械臂联动结构实现，包括以下步骤：

S1：根据晶圆盒中的半导体晶圆与第一晶圆托盘和第二晶圆托盘之间的距离确定第一大臂、第一小臂、第二大臂和第二小臂的旋转角度；

S2：通过若干控制液压缸组控制与其对应的驱动液压缸，驱动液压缸再通过橡胶齿带带动驱动轴，实现第一大臂、第一小臂、第二大臂和第二小臂的角度调节，使第一晶圆托盘和第二晶圆托盘伸入晶圆盒的内侧；

S3：通过在第一晶圆托盘和第二晶圆托盘上设置的红外传感器校准第一大臂、第一小臂、第二大臂和第二小臂的角度，使第一晶圆托盘和第二晶圆托盘刚好处于半导体晶圆的正下方；

S4：气囊充气膨胀，提升第一晶圆托盘和第二晶圆托盘的高度，使第一晶圆托盘和第二晶圆托盘提起半导体晶圆，然后第一晶圆托盘和第二晶圆托盘将半导体晶圆带出晶圆盒；

S5：气囊抽气凹陷，降低第一晶圆托盘和第二晶圆托盘的高度的同时对半导体晶圆的底面产生吸附力；

S6：通过第一晶圆托盘和第二晶圆托盘将半导体晶圆运输至设定的工位上。

本发明的有益效果：

1、本发明中，通过设置的减速机构，在第一晶圆托盘或者第二晶圆托盘取放半导体晶圆的过程中，使控制油缸通过油管进入驱动液压缸中液压油的流量降低，这样可以降低第一大臂、第一小臂、第二大臂和第二小臂的转速，保证第一晶圆托盘和第二晶圆托盘在进入晶圆盒中时，速度会变慢，有助于第一晶圆托盘和第二晶圆托盘上的红外传感器进行识别操作。

2、本发明中，通过设置的第一晶圆托盘和第二晶圆托盘底部设置的气囊，实现了半导体晶圆高度的微调整，无需调整第一机械手和第二机械手整体的高度，节约了能耗。

3、本发明中，再通过第一晶圆托盘和第二晶圆托盘底部设置的气囊降低半导体晶圆高度的同时，输送槽中的气压会降低，形成负压状态，这样负压孔对半导体晶圆的底面就会产生吸附效果，使半导体晶圆紧紧吸附在第二晶圆托盘的顶面，提高了第一晶圆托盘和第二晶圆托盘运输半导体晶圆的安全性。

4、本发明中，通过设置的驱动机构，当红外传感器检测到第一晶圆托盘和第二晶圆托盘的位置出现偏差时，打开外轴和内轴之间的调节液压缸，校准外轴和内轴之间位置，使第一晶圆托盘和第二晶圆托盘处于半导体晶圆的正下方，保证第一晶圆托盘和第二晶圆托盘的取放半导体晶圆时的位置精确度高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明中第一机械手的结构示意图；

图4是本发明中第二机械手的结构示意图；

图5是本发明中控制液压缸组的主视图；

图6是本发明中减速机构的主视图；

图7是本发明中驱动机构的结构示意图；

图8是本发明中驱动轴的结构示意图；

图9是本发明中联动机构的结构示意图；

图10是本发明中第一齿圈和第二齿圈的配合示意图；

图11是本发明中第一齿圈、第二齿圈和联动机构的配合示意图；

图12是本发明中第一机械手和第二机械手的配合仰视图；

图13是图12中A-A处的剖视图；

图14是图13中B处的局部放大图。

图中：1、控制底座；11、控制液压缸组；12、控制油缸；13、控制活塞；14、连接杆；15、减速机构；151、机构主架；152、旋转臂；153、减速齿轮；154、减速液压缸；155、推动杆；156、拨杆；157、减速弹簧；158、长绳；2、第一机械手；21、第一大臂；211、第一齿圈；22、第一小臂；23、第一托盘臂；24、第一晶圆托盘；3、第二机械手；31、第二大臂；311、齿圈液压缸；312、第二齿圈；32、第二小臂；33、第二托盘臂；34、第二晶圆托盘；4、联动机构；41、外圈；42、液压推杆；43、传动齿轮；5、驱动机构；51、驱动液压缸；52、橡胶齿带；53、驱动轴；531、外轴；532、内轴；533、调节液压缸；54、限位轮；55、限位块；6、负压机构；61、负压套；62、活塞柱；63、输送槽；64、负压孔；65、气囊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1:

如图1-图4所示，本发明公开了用于传送晶圆的机械臂联动结构，包括控制底座1，控制底座1的顶部设有第一机械手2和第二机械手3，控制底座1的内部设有若干控制液压缸组11，若干控制液压缸组11的输出均设有两个控制油缸12，若干组控制液压缸组11的内侧均设有减速机构15，第一机械手2和第二机械手3的底端位置设有联动机构4，第一机械手2和第二机械手3上均设有若干组驱动机构5，第一机械手2和第二机械手3靠近晶圆的一端均设有负压机构6；

需要说明的是，第一机械手2和第二机械手3是同时用来运输不同的半导体晶圆的，因此需要在控制底座1的侧面设置两个对称的晶圆盒，晶圆盒中放置多个晶圆，另外需要注意的是，联动机构4是用来实现第一机械手2和第二机械手3联动的机构，第一机械手2和第二机械手3联动的方式包括同步转动和异步转动，同步转动是指联动机构4在驱动时，使第一机械手2和第二机械手3的转动方向相同，异步转动是指联动机构4在驱动时，使第一机械手2和第二机械手3的转动方向相反；

在第一机械手2和第二机械手3抓取半导体晶圆时，可以使第一机械手2和第二机械手3同时运作，将两个对称的晶圆盒中的晶圆搬运至两个对称的晶圆加工位上。

如图5所示，若干控制液压缸组11的输出端固定连接有与控制油缸12相匹配的控制活塞13，减速机构15侧面与控制活塞13底面之间固定连接有连接杆14；

需要说明的是，每个控制液压缸组11上设有两个液压缸，当打开该液压缸时，液压缸可以通过控制活塞13作用在控制油缸12内，并挤压控制油缸12内的液压油，由于减速机构15侧面与控制活塞13底面之间固定连接有连接杆14，所以当控制活塞13在控制油缸12内移动时，减速机构15在连接杆14的带动下，会与控制活塞13同步转动。

如图6所示，减速机构15包括机构主架151，机构主架151的侧面与连接杆14的一端固定连接，机构主架151的底面两侧位置转动连接有两组旋转臂152，两组旋转臂152远离机构主架151的一端通过转轴安装有减速齿轮153，机构主架151的底面中间位置固定连接有减速液压缸154，减速液压缸154的输出端连接有推动杆155，推动杆155的两端转动连接有拨杆156，拨杆156远离推动杆155的一端与旋转臂152的侧面固定连接，机构主架151的顶面中间位置固定连接有减速弹簧157，减速弹簧157的顶端与减速齿轮153的轮面之间固定连接有长绳158；

具体的，在第一机械手2和第二机械手3的前端安装红外传感器，当第一机械手2和第二机械手3前端的红外传感器接触到晶圆盒时，也就是接下来需要伸入晶圆盒中拿取半导体晶圆时，红外传感器会被触发，并将触发信息传输至减速液压缸154，减速液压缸154则会启动，当减速液压缸154启动时，减速液压缸154会驱动推动杆155，另外需要注意的是，推动杆155采用可伸缩的套管组成，即推动杆155两端与拨杆156的连接处是可滑动的，当推动杆155向底部移动时，一方面推动杆155会通过拨杆156驱动旋转臂152，使旋转臂152转动，另一方面，拨杆156也会逐渐远离推动杆155的中心位置，所以推动杆155两端与拨杆156的连接处必须是可滑动的；

当旋转臂152转动后，旋转臂152会使减速齿轮153贴在控制液压缸组11的内侧，在控制液压缸组11的内侧开设齿槽，当减速齿轮153贴在控制液压缸组11的内侧时，由于减速机构15在连接杆14的带动下，会与控制活塞13同步转动，而控制液压缸组11是固定的，所以减速齿轮153会沿着控制液压缸组11的内侧转动，在减速齿轮153转动的过程中，减速齿轮153的侧面同时会缠绕长绳158，并通过长绳158拉动减速弹簧157，减速弹簧157在长绳158的拉动下会逐渐压缩，在减速弹簧157压缩的过程中，减速弹簧157的弹力会反作用在控制活塞13上，直至控制活塞13停止移动。

如图3所示，第一机械手2包括第一大臂21，第一大臂21的顶部转动连接有第一小臂22，第一小臂22远离第一大臂21的一端转动连接有第一托盘臂23，第一托盘臂23远离第一小臂22的一端活动连接有第一晶圆托盘24；

需要说明的是，第一小臂22设置在第一大臂21的底面，第一托盘臂23设置在第一小臂22的底面，第一晶圆托盘24设置在第一托盘臂23的端面上。

如图4所示，第二机械手3包括第二大臂31，第二大臂31的顶部转动连接有第二小臂32，第二小臂32远离第二大臂31的一端转动连接有第二托盘臂33，第二托盘臂33远离第二小臂32的一端活动连接有第二晶圆托盘34；

需要说明的是，第二小臂32设置在第二大臂31的顶面，第二托盘臂33设置在第二小臂32的顶面，第二晶圆托盘34设置在第二托盘臂33的端面上。

如图9、图10和图11所示，联动机构4包括外圈41，外圈41固定在控制底座1的内部，外圈41的内壁固定连接有至少三个液压推杆42，且至少三个液压推杆42的输出端固定连接有传动齿轮43，第一大臂21的底端侧面固定连接有第一齿圈211，第二大臂31的底端侧面固定连接有齿圈液压缸311，齿圈液压缸311的输出端固定连接有第二齿圈312，传动齿轮43与第一齿圈211、第二齿圈312相匹配；

需要说明的是，第一齿圈211的顶面和第二齿圈312的底面均设有两组齿圈，两组齿圈分别为平面齿圈和斜面齿圈，当第一大臂21和第二大臂31需要同步转动时，打开齿圈液压缸311，齿圈液压缸311会直接驱动第二齿圈312，使第二齿圈312的底面的平面齿圈与第一齿圈211顶面的平面齿圈接触，两个平面齿圈接触后会相互啮合，这样在第一大臂21转动时，会带动第二大臂31同步转动；

具体是在第一大臂21的底面通过减速器连接驱动电机（图中未出示），该驱动电机的输出轴会通过减速器带动第一大臂21，实现第一大臂21的转动，在驱动电机的底端还设置垂直液压缸，液压缸通过推动驱动电机来推动第一大臂21，使第一大臂21和第二大臂31可以同步上升或者下降；

当第一大臂21和第二大臂31需要异步转动时，首先通过齿圈液压缸311提升第二齿圈312的高度，使第一齿圈211和第二齿圈312之间的高度契合传动齿轮43的直径，然后打开液压推杆42，液压推杆42会推动传动齿轮43，使传动齿轮43嵌入第一齿圈211和第二齿圈312之间，并与第一齿圈211和第二齿圈312上的斜面齿圈啮合，这样当第一齿圈211顺时针转动时，由于传动齿轮43的位置被外圈41固定，所以第一齿圈211便可以通过传动齿轮43使第二齿圈312顺时针转动。

如图7所示，若干组驱动机构5分别设在第一大臂21、第一小臂22、第二大臂31和第二小臂32的内侧，驱动机构5包括驱动液压缸51，驱动液压缸51的输出端连接有橡胶齿带52，橡胶齿带52的内侧啮合有驱动轴53，控制油缸12通过油管与驱动液压缸51连通，如图8所示，驱动轴53包括外轴531和内轴532，外轴531的顶端转动连接有调节液压缸533，调节液压缸533的输出端与内轴532的顶端转动连接；

需要说明的是，第一大臂21、第一小臂22、第二大臂31和第二小臂32的内侧均安装有驱动机构5，这里以第一大臂21为例，如图7所示，驱动轴53上的内轴532与第一小臂22的顶面固定连接，当内轴532转动时，便可以带动第一小臂22同步转动，驱动机构5的体积根据第一大臂21、第一小臂22、第二大臂31或者第二小臂32的体积进行适应性设定，以此类推，第一小臂22中的内轴532与第一托盘臂23的顶面固定连接，第二大臂31中的内轴532与第二小臂32的底面固定连接，第二小臂32中的内轴532与第二托盘臂33的底面固定连接；

由于控制油缸12通过油管与驱动液压缸51连通，所以当控制油缸12将液压油通过油管输送至驱动液压缸51中时，驱动液压缸51便会推动橡胶齿带52，由于橡胶齿带52的质地较软，因此需要在橡胶齿带52外侧设置限位块55，限位块55主要是限制橡胶齿带52的移动轨迹，保证驱动液压缸51在推动橡胶齿带52时，橡胶齿带52不会变形，所以橡胶齿带52会带动驱动轴53，使驱动轴53转动，通过控制驱动液压缸51推动橡胶齿带52的长度来控制驱动轴53的旋转角度；

在驱动轴53的侧面设有限位轮54，限位轮54卡在橡胶齿带52的外侧，保证橡胶齿带52可以稳定卡在驱动轴53的外侧，这样橡胶齿带52与驱动轴53就能保证传动良好；

需要强调的是，在减速弹簧157压缩的过程中，减速弹簧157的弹力会反作用在控制活塞13上，直至控制活塞13停止移动，这个过程会使控制活塞13的移速降低，也就是说，控制油缸12通过油管进入驱动液压缸51中液压油的流量会降低，这样可以降低第一大臂21、第一小臂22、第二大臂31和第二小臂32的转速，保证第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34在进入晶圆盒中时，速度会变慢，有助于第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34上的红外传感器进行识别操作。

如图12、图13和图14所示，两个负压机构6包括负压套61和与负压套61相匹配的活塞柱62，两个活塞柱62的底面分别与第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34的顶面固定连接，第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34的内侧均开设有输送槽63，两个活塞柱62通过两个输送槽63分别连接有负压孔64，第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34的底面均设有气囊65；

需要说明的是，当使用第一晶圆托盘24或者第二晶圆托盘34拿取半导体晶圆的时候，这里以第二晶圆托盘34为例，首先要将第二晶圆托盘34的顶面调整至半导体晶圆的底部位置，然后再移动第二晶圆托盘34，使第二晶圆托盘34刚好处于半导体晶圆的底部中心位置，此时便可以向气囊65内充气，如图14所示，在第二托盘臂33的内部安装一个气泵，气泵的输出端与气囊65的内部通过气管连接，该气泵可以对气囊65进行充气或者抽气操作，当气囊65充气时，气囊65会膨胀，因此会作用在第二晶圆托盘34的底部，使第二晶圆托盘34的高度上升，在第二晶圆托盘34上升的过程中，第二晶圆托盘34会提起半导体晶圆，使该半导体晶圆脱离与晶圆盒的接触，再次移动第二晶圆托盘34，使第二晶圆托盘34脱离晶圆盒，当第二晶圆托盘34从晶圆盒的内部移出后，气泵对气囊65进行抽气操作，使气囊65凹陷，当气囊65凹陷的时候，气囊65会作用在第二晶圆托盘34上，使第二晶圆托盘34向下移动，在第二晶圆托盘34向下移动的过程中，输送槽63中的气压会降低，形成负压状态，这样负压孔64对半导体晶圆的底面就会产生吸附效果，使半导体晶圆紧紧吸附在第二晶圆托盘34的顶面；

而当第二晶圆托盘34需要将半导体晶圆放入工位时，先使用气泵对气囊65进行充气，使气囊65膨胀，这样就能保证半导体晶圆不会被吸附，同时将第二晶圆托盘34高度与工位的高度对准，然后将半导体晶圆运输至工位上，同时使用气泵对气囊65进行抽气操作，使气囊65凹陷，保证第二晶圆托盘34脱离半导体晶圆，这样就实现了半导体晶圆的取放，这个过程只需调整第二晶圆托盘34的高度即可，无需调整第一机械手2和第二机械手3整体的高度，节约了能耗。

实施例2:

与实施例1不同的是，将齿圈液压缸311替换为齿圈弹簧，齿圈弹簧的弹力会直接作用在第二齿圈312上，使第二齿圈312与第一齿圈211相互啮合，当第一大臂21和第二大臂31需要异步转动时，直接打开液压推杆42，液压推杆42会推动传动齿轮43，使传动齿轮43作用在第一齿圈211和第二齿圈312之间，并克服齿圈弹簧的弹力，将第二齿圈312推离第一齿圈211，最后使传动齿轮43嵌入第一齿圈211和第二齿圈312之间，并与第一齿圈211和第二齿圈312上的斜面齿圈啮合。

实施例3:

如图1-图14所示，本发明公开了用于传送晶圆的机械臂联动结构的控制方法，该控制方法基于上述的用于传送晶圆的机械臂联动结构实现，包括以下步骤：

S1：根据晶圆盒中的半导体晶圆与第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34之间的距离确定第一大臂21、第一小臂22、第二大臂31和第二小臂32的旋转角度；

具体是第一大臂21和第一小臂22之间的夹角，第一小臂22和第一托盘臂23之间的夹角，第二大臂31和第二小臂32之间的夹角，第二小臂32和第二托盘臂33之间的夹角，夹角分为取晶圆夹角和放晶圆夹角，取晶圆夹角的意思就是当第一晶圆托盘24正好处于晶圆盒中的半导体晶圆的正下方时，第一大臂21、第一小臂22和第一托盘臂23之间的夹角，放晶圆夹角的意思就是当第一晶圆托盘24正好处于工位正下方时，第一大臂21、第一小臂22和第一托盘臂23之间的夹角，第二机械手3的设置方式与第一机械手2的设置方式完全相同；

S2：通过四个控制液压缸组11控制与其对应的驱动液压缸51，驱动液压缸51再通过橡胶齿带52带动驱动轴53，实现第一大臂21、第一小臂22、第二大臂31和第二小臂32的角度调节，使第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34伸入晶圆盒的内侧；

具体是，当第一机械手2和第二机械手3需要异步转动时，首先通过齿圈液压缸311提升第二齿圈312的高度，使第一齿圈211和第二齿圈312直接的高度契合传动齿轮43的直径，然后打开液压推杆42，液压推杆42会推动传动齿轮43，使传动齿轮43嵌入第一齿圈211和第二齿圈312之间，并与第一齿圈211和第二齿圈312上的斜面齿圈啮合；

然后打开控制液压缸组11，控制液压缸组11上的两个液压缸通过控制活塞13作用在控制油缸12内，并挤压控制油缸12内的液压油，由于控制油缸12通过油管与驱动液压缸51连通，所以当控制油缸12将液压油通过油管输送至驱动液压缸51中时，驱动液压缸51便会推动橡胶齿带52，使驱动轴53转动，通过控制驱动液压缸51推动橡胶齿带52的长度来控制驱动轴53的旋转角度，控制第一大臂21、第一小臂22和第一托盘臂23之间的夹角以及第二大臂31、第二小臂32和第二托盘臂33之间的夹角；

S3：通过在第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34上设置的红外传感器校准第一大臂21、第一小臂22、第二大臂31和第二小臂32的角度，使第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34刚好处于半导体晶圆的正下方，当红外传感器检测到第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34的位置出现偏差时，打开外轴531和内轴532之间的调节液压缸533，校准外轴531和内轴532之间位置，使第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34处于半导体晶圆的正下方；

S4：当第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34处于半导体晶圆的正下方后，通过气泵对气囊65进行充气操作，当气囊65充气时，气囊65会膨胀，因此会作用在第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34的底部，使第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34的高度上升，在第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34上升的过程中，第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34会提起半导体晶圆，使该半导体晶圆脱离与晶圆盒的接触，再次移动第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34，使第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34脱离晶圆盒；

S5：当第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34从晶圆盒的内部移出后，气泵对气囊65进行抽气操作，使气囊65凹陷，当气囊65凹陷的时候，气囊65会作用在第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34上，使第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34向下移动，在第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34向下移动的过程中，输送槽63中的气压会降低，形成负压状态，这样负压孔64对半导体晶圆的底面就会产生吸附效果，使半导体晶圆紧紧吸附在第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34的顶面；

S6：通过第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34将半导体晶圆运输至设定的工位上，具体是先使用气泵对气囊65进行充气，使气囊65膨胀，这样就能保证半导体晶圆不会被吸附，同时将第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34高度与工位的高度对准，然后将半导体晶圆运输至工位上，同时使用气泵对气囊65进行抽气操作，使气囊65凹陷，保证第一晶圆托盘24和第二晶圆托盘34脱离半导体晶圆。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.用于传送晶圆的机械臂联动结构，包括控制底座（1），控制底座（1）的顶部设有第一机械手（2）和第二机械手（3），其特征在于：

所述控制底座（1）的内部设有若干控制液压缸组（11），若干控制液压缸组（11）的输出均设有两个控制油缸（12），若干组控制液压缸组（11）的内侧均设有减速机构（15），第一机械手（2）和第二机械手（3）的底端位置设有联动机构（4），第一机械手（2）和第二机械手（3）上均设有若干组驱动机构（5），第一机械手（2）和第二机械手（3）靠近晶圆的一端均设有负压机构（6）；

所述第一机械手（2）包括第一大臂（21），第一大臂（21）的顶部转动连接有第一小臂（22），第一小臂（22）远离第一大臂（21）的一端转动连接有第一托盘臂（23），第一托盘臂（23）远离第一小臂（22）的一端活动连接有第一晶圆托盘（24）；

所述第二机械手（3）包括第二大臂（31），第二大臂（31）的顶部转动连接有第二小臂（32），第二小臂（32）远离第二大臂（31）的二端转动连接有第二托盘臂（33），第二托盘臂（33）远离第二小臂（32）的一端活动连接有第二晶圆托盘（34）；

所述联动机构（4）包括外圈（41），外圈（41）的内壁固定连接有至少三个液压推杆（42），且至少三个液压推杆（42）的输出端固定连接有传动齿轮（43），第一大臂（21）的底端侧面固定连接有第一齿圈（211），第二大臂（31）的底端侧面固定连接有齿圈液压缸（311），齿圈液压缸（311）的输出端固定连接有第二齿圈（312），传动齿轮（43）与第一齿圈（211）、第二齿圈（312）相匹配；

若干组所述驱动机构（5）分别设在第一大臂（21）、第一小臂（22）、第二大臂（31）和第二小臂（32）的内侧，驱动机构（5）包括驱动液压缸（51），驱动液压缸（51）的输出端连接有橡胶齿带（52），橡胶齿带（52）的内侧啮合有驱动轴（53），控制油缸（12）通过油管与驱动液压缸（51）连通；

两个所述负压机构（6）包括负压套（61）和与负压套（61）相匹配的活塞柱（62），两个活塞柱（62）的底面分别与第一晶圆托盘（24）和第二晶圆托盘（34）的顶面固定连接，第一晶圆托盘（24）和第二晶圆托盘（34）的内侧均开设有输送槽（63），两个活塞柱（62）通过两个输送槽（63）分别连接有负压孔（64），第一晶圆托盘（24）和第二晶圆托盘（34）的底面均设有气囊（65）。

2.根据权利要求1所述的用于传送晶圆的机械臂联动结构，其特征在于，若干所述控制液压缸组（11）的输出端固定连接有与控制油缸（12）相匹配的控制活塞（13），减速机构（15）侧面与控制活塞（13）底面之间固定连接有连接杆（14）。

3.根据权利要求2所述的用于传送晶圆的机械臂联动结构，其特征在于，所述减速机构（15）包括机构主架（151），机构主架（151）的侧面与连接杆（14）的一端固定连接，机构主架（151）的底面两侧位置转动连接有两组旋转臂（152），两组旋转臂（152）远离机构主架（151）的一端通过转轴安装有减速齿轮（153），机构主架（151）的底面中间位置固定连接有减速液压缸（154），减速液压缸（154）的输出端连接有推动杆（155），推动杆（155）的两端转动连接有拨杆（156），拨杆（156）远离推动杆（155）的一端与旋转臂（152）的侧面固定连接，机构主架（151）的顶面中间位置固定连接有减速弹簧（157），减速弹簧（157）的顶端与减速齿轮（153）的轮面之间固定连接有长绳（158）。

4.根据权利要求1所述的用于传送晶圆的机械臂联动结构，其特征在于，所述驱动轴（53）包括外轴（531）和内轴（532），外轴（531）的顶端转动连接有调节液压缸（533），调节液压缸（533）的输出端与内轴（532）的顶端转动连接。

5.用于传送晶圆的机械臂联动结构的控制方法，该控制方法基于权利要求1-4任一项所述的用于传送晶圆的机械臂联动结构实现，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据晶圆盒中的半导体晶圆与第一晶圆托盘（24）和第二晶圆托盘（34）之间的距离确定第一大臂（21）、第一小臂（22）、第二大臂（31）和第二小臂（32）的旋转角度；

S2：通过若干控制液压缸组（11）控制与其对应的驱动液压缸（51），驱动液压缸（51）再通过橡胶齿带（52）带动驱动轴（53），实现第一大臂（21）、第一小臂（22）、第二大臂（31）和第二小臂（32）的角度调节，使第一晶圆托盘（24）和第二晶圆托盘（34）伸入晶圆盒的内侧；

S3：通过在第一晶圆托盘（24）和第二晶圆托盘（34）上设置的红外传感器校准第一大臂（21）、第一小臂（22）、第二大臂（31）和第二小臂（32）的角度，使第一晶圆托盘（24）和第二晶圆托盘（34）刚好处于半导体晶圆的正下方；

S4：气囊（65）充气膨胀，提升第一晶圆托盘（24）和第二晶圆托盘（34）的高度，使第一晶圆托盘（24）和第二晶圆托盘（34）提起半导体晶圆，然后第一晶圆托盘（24）和第二晶圆托盘（34）将半导体晶圆带出晶圆盒；

S5：气囊（65）抽气凹陷，降低第一晶圆托盘（24）和第二晶圆托盘（34）的高度的同时对半导体晶圆的底面产生吸附力；

S6：通过第一晶圆托盘（24）和第二晶圆托盘（34）将半导体晶圆运输至设定的工位上。