CN212182270U - 晶圆取放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种晶圆取放装置，包括控制器、平移平台、旋转平台和升降机构，平移平台上设有用于在晶圆匣取放晶圆的晶圆夹爪，以及驱动晶圆夹爪进行间隙性伸缩的第一执行机构；晶圆夹爪呈U形叉状，其叉头位置相对设置一组用于监测其上是否放置晶圆钢圈的对射式光电传感器；旋转平台上设有连接并带动平移平台绕轴自转的第二执行机构；升降机构上设有连接并带动所述旋转平台相对于升降机构进行升降的第三执行机构；控制器连接对射式光电传感器、第一执行机构、第二执行机构和第三执行机构。其优点是：能够自动检测并判断晶圆匣内每层存放位的晶圆有无情况并记录，之后可以根据其内部记录对应进行自动存取操作。

Description

晶圆取放装置

技术领域

本实用新型涉及半导体晶圆制造制造，尤其涉及一种用于将晶圆或晶圆匣放入进晶圆库库位中的晶圆取放装置。

背景技术

目前在半导体晶圆制造行业里，在由晶圆生产芯片的过程中，由于生产工艺问题，生产过程中需要将晶圆存储在晶圆匣(cassette)中以备使用。这时就需要货叉机构对晶圆进行存取。

现在使用最多的是通过最简单的皮带传动方式将晶圆夹爪前后拖动至库位口将晶圆夹紧带出。其缺陷是无法判断晶圆匣中晶圆存放情况，需要人工判断后控制货叉机构操作，由于晶圆匣内晶圆叠放密集，不仅增加了作业人员工作强度，而且若作业人员误将晶圆匣中某层存在晶圆判断为没有晶圆，还有可能造成晶圆损坏，造成极大经济损失。

不仅如此，由于常见货叉只是简单的皮带传动的方式，所以整个货叉机构的长度需要比传动距离要长才能满足作业要求(现有的机构在同样的长度下只能有0.8倍左右机构长度的行程)，致使设备占用洁净车间过大的空间，经济性极差，因此亟待改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术结构上的缺点，提出一种晶圆取放装置，本机构能够自动检测并判断晶圆匣内每层存放位的晶圆有无情况，并记录后对应进行存取操作，而且还可以实现1.5倍以上的机构长度的行程，在晶圆搬运设备中可以使设备尺寸更小，响应速度更快。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型实施例提出的一种晶圆取放装置，通过以下技术方案实现的:

一种晶圆取放装置，其特征在于包括：

平移平台，其上设有用于在晶圆匣取放晶圆的晶圆夹爪，以及驱动所述晶圆夹爪进行间隙性伸缩的第一执行机构；所述晶圆夹爪呈与晶圆钢圈形状相适配的U形叉状，其叉头位置相对设置一组用于监测其上是否放置晶圆钢圈的对射式光电传感器；

旋转平台，其上设有连接并带动所述平移平台绕轴自转的第二执行机构；

升降机构，其上设有连接并带动所述旋转平台相对于所述升降机构进行升降的第三执行机构；

控制器，其内设置有晶圆匣进深、存取行程、读取行程、晶圆匣晶圆层数和层高的数据，所述控制器连接所述对射式光电传感器、第一执行机构、第二执行机构和第三执行机构，控制所述第一执行机构和第三执行机构，带动所述晶圆夹爪依次以设定的读取行程伸入所述晶圆匣中每层晶圆存放位，并根据所接受的对射式光电传感器信号，记录晶圆匣内每层晶圆存放位有无晶圆数据，以及根据所述晶圆匣内每层晶圆存放位有无晶圆数据，存取晶圆。

所述平移平台包括在一对第一带轮之间卷绕的第一皮带、在一对第二带轮之间卷绕的第二皮带，以及由下至上依次叠置的底板、中板和顶板；所述底板上固定设置有第一导轨、驱动电机和第一从动轮座；所述一对第一带轮直径相同，其一安装在所述驱动电机的输出轴上，另一可转动设置在所述第一从动轮座上，使所述第一皮带沿所述第一导轨长度方向水平布置；所述中板可活动式支撑于所述第一导轨上并与所述第一皮带上侧固定，可在所述第一皮带带动下沿所述第一导轨滑动；所述中板上固定设置有第二导轨和一对第二从动轮座；所述第二导轨和第一导轨同向；所述的一对第二带轮直径相同，分别可转动设置在所述一对第二从动轮座上，并使所述第二皮带沿所述第二导轨长度方向水平布置；所述第二皮带下侧与所述底板固定，其上侧与所述顶板固定；所述顶板支撑于所述第二导轨上，并在所述第二皮带带动下沿所述第二导轨滑动；所述晶圆夹爪形成于所述顶板的端部。

所述平移平台上还设有用于当晶圆夹爪缩回时，用于读取所述晶圆夹爪上晶圆编码的读码器，所述控制器连接所述读码器。

所述读码器固定于所述顶板一侧。

本实用新型的优点是：

1、该晶圆取放装置能够自动检测并判断晶圆匣内每层存放位的晶圆有无情况并记录，之后可以根据其内部记录对应进行自动存取操作，极大的降低了作业人员工作量，而且避免了存取过程中由于人为因素造成的晶圆损坏。

2、现有的机构在同样的长度下只能有0.8倍左右机构长度的行程，而本实用新型同样以一个驱动电机为动力，即可实现1.5倍以上机构长度的传动距离，大幅降低了设备占用洁净车间的空间；而且该货叉能够实现两倍的传动速度，机构响应速度更快。

附图说明

通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本实用新型上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1为本实用新型实施例晶圆取放装置结构示意图I；

图2为本实用新型实施例晶圆取放装置结构示意图II；

图3为本实用新型实施例晶圆夹爪71的结构示意图；

图4为本实用新型实施例晶圆取放装置的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

参见图1-4所示，本实用新型提供一种晶圆取放装置，适用于晶圆匣内晶圆进行存取作业。

参见图1-4所示，该传动货叉包括：

平移平台

平移平台由下至上主要由底板3、中板6和顶板7构成。顶板7上固定设有用于在晶圆匣取放晶圆的晶圆夹爪71。

晶圆夹爪71呈与晶圆钢圈形状相适配的U形叉状，其叉头位置相对设置一组用于监测其上是否放置晶圆钢圈的对射式光电传感器711，晶圆夹爪71的侧面还开设有用于布设对射式光电传感器711线缆的线缆通道713。

底板3上固定设置有第一导轨31、驱动电机32和第一从动轮座33。第一导轨31由一对直线导轨构成。驱动电机32同样选用伺服电机。

第一皮带4在一对第一带轮41和42之间卷绕，这对第一带轮41和42直径相同，其一第一带轮41安装在驱动电机32的输出轴上，另一第一带轮42 可转动设置在第一从动轮座33上，并能够绕自身转轴转动。通过一对第一带轮 41和42的支撑，第一皮带4水平布置。

中板6支撑于第一导轨31上并与第一皮带4的上侧固定，具体的说，中板 6的底面与第一导轨31的滑块311固定连接，并与第一皮带4的上侧固定通过连接件43固定。由此，中板6能在第一皮带4的带动下沿第一导轨31滑动。另外，中板6上还固定设置有第二导轨61和一对第二从动轮座62。第二导轨 61同样由一对直线导轨构成，且第二导轨61和第一导轨31的中心线位于同一竖直平面上。

第二皮带5在一对第二带轮51和52之间卷绕，这对第二带轮51和52直径相同，一一对应的可转动设置在第二从动轮座62上，并使第二皮带5水平布置。第一带轮41和42之间的中心距和第二带轮51和52的中心距相同。第二皮带5的下侧与底板3通过连接块53固定连接，其上侧通过连接块54与顶板 7固定。

顶板7支撑于第二导轨61上，晶圆夹爪71形成于顶板7的端部。顶板7 可在第二皮带5带动下沿第二导轨61滑动。

另外，中板6上还设有用于当晶圆夹爪71缩回时，用于读取晶圆夹爪71 上晶圆编码的读码器712。

旋转平台1

旋转平台1上设有连接并带动平移平台绕轴自转的第二执行机构11，该第二执行机构11包括旋转平台1下部固定有转动伺服电机111，底板3可转动设置于旋转平台1上端，通过齿轮传动的结构连接转动伺服电机12，并在转动伺服电机12的驱动下绕轴自转。

升降机构2

升降机构2上设有第三执行机构21，旋转平台1连接第三执行机构21，并在第三执行机构21带动下相对于升降机构2进行升降。

由于上述旋转平台1和升降机构2的结构为本领域技术人员习见的技术手段，故在此不再赘述。

控制器8

控制器8连接读码器712、对射式光电传感器711、第一执行机构11、第二执行机构和第三执行机构81。

控制器8内设置有晶圆匣进深数据、晶圆匣存取晶圆时的晶圆夹爪71存取行程数据、晶圆夹爪71读取晶圆匣内晶圆存放情况的读取行程数据、晶圆匣晶圆层数和晶圆层高数据。

结合上述结构，本实用新型取放装置的读取流程如下：

1、控制器8控制第二执行机构11将平移平台转动到对应晶圆匣的位置。

2、控制器8基于存取行程数据、读取行程数据、晶圆匣晶圆层数和晶圆层高数据，控制第一执行机构11和第三执行机构81，进而带动晶圆夹爪71以设定的读取行程伸入晶圆匣中第一层晶圆存放位置(可设定为晶圆匣中最下层或最上层)，当晶圆夹爪71进入该层晶圆存放位置的读取行程后，对射式光电传感器711即可判断该位置是否存在晶圆钢圈。

在平移平台作业时，驱动电机32带动第一皮带4运动，进而使中板6沿第一导轨31向前移动。在中板6移动的同时，由于第二皮带5的下部与底板3 固定，故相对中板6同速的向后运动，从而使第二皮带5的上部相对中板6同速向前运动，进而带动与之固定的顶板7前进，即驱动电机32带动第一带轮 41一圈，则顶板7向前移动两圈的位置，由此可以实现1.5倍以上机构宽度的行程。

3、控制器8记录该层晶圆存放位有无晶圆的数据，并控制晶圆夹爪71缩回；

4、之后控制器8基于读取行程数据、晶圆匣晶圆层数和晶圆层高数据，依次控制晶圆夹爪71读取晶圆匣内每层晶圆存放位置有无晶圆数据；并记录该晶圆匣存放情况。

5、之后控制器8可以根据晶圆匣存放情况的记录数据，以及晶圆夹爪71 存取行程数据对晶圆进行取放。

本实用新型的优点是：

该晶圆取放装置能够自动检测并判断晶圆匣内每层存放位的晶圆有无情况并记录，之后可以根据其内部记录对应进行自动存取操作，极大的降低了作业人员工作量，而且避免了存取过程中由于人为因素造成的晶圆损坏。

现有的机构在同样的长度下只能有0.8倍左右机构长度的行程，而本实用新型同样以一个驱动电机为动力，即可实现1.5倍以上机构长度的传动距离，大幅降低了设备占用洁净车间的空间；而且该货叉能够实现两倍的传动速度，机构响应速度更快。

以上通过实施例对于本实用新型的实用新型意图和实施方式进行详细说明，但是本实用新型所属领域的一般技术人员可以理解，本实用新型以上实施例仅为本实用新型的优选实施例之一，为篇幅限制，这里不能逐一列举所有实施方式，任何可以体现本实用新型权利要求技术方案的实施，都在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种晶圆取放装置，其特征在于包括：

平移平台，其上设有用于在晶圆匣取放晶圆的晶圆夹爪，以及驱动所述晶圆夹爪进行间隙性伸缩的第一执行机构；所述晶圆夹爪呈与晶圆钢圈形状相适配的U形叉状，其叉头位置相对设置一组用于监测其上是否放置晶圆钢圈的对射式光电传感器；

旋转平台，其上设有连接并带动所述平移平台绕轴自转的第二执行机构；

升降机构，其上设有连接并带动所述旋转平台相对于所述升降机构进行升降的第三执行机构；

控制器，其内设置有晶圆匣进深、存取行程、读取行程、晶圆匣晶圆层数和层高的数据，所述控制器连接所述对射式光电传感器、第一执行机构、第二执行机构和第三执行机构，控制所述第一执行机构和第三执行机构，带动所述晶圆夹爪依次以设定的读取行程伸入所述晶圆匣中每层晶圆存放位，并根据所接受的对射式光电传感器信号，记录晶圆匣内每层晶圆存放位有无晶圆数据，以及根据所述晶圆匣内每层晶圆存放位有无晶圆数据，存取晶圆。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆取放装置，其特征在于：所述平移平台包括在一对第一带轮之间卷绕的第一皮带、在一对第二带轮之间卷绕的第二皮带，以及由下至上依次叠置的底板、中板和顶板；所述底板上固定设置有第一导轨、驱动电机和第一从动轮座；所述一对第一带轮直径相同，其一安装在所述驱动电机的输出轴上，另一可转动设置在所述第一从动轮座上，使所述第一皮带沿所述第一导轨长度方向水平布置；所述中板可活动式支撑于所述第一导轨上并与所述第一皮带上侧固定，可在所述第一皮带带动下沿所述第一导轨滑动；所述中板上固定设置有第二导轨和一对第二从动轮座；所述第二导轨和第一导轨同向；所述的一对第二带轮直径相同，分别可转动设置在所述一对第二从动轮座上，并使所述第二皮带沿所述第二导轨长度方向水平布置；所述第二皮带下侧与所述底板固定，其上侧与所述顶板固定；所述顶板支撑于所述第二导轨上，并在所述第二皮带带动下沿所述第二导轨滑动；所述晶圆夹爪形成于所述顶板的端部。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆取放装置，其特征在于：所述平移平台上还设有用于当晶圆夹爪缩回时，用于读取所述晶圆夹爪上晶圆编码的读码器，所述控制器连接所述读码器。

4.根据权利要求3所述的一种晶圆取放装置，其特征在于：所述读码器固定于所述顶板一侧。

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