CN218138118U - 一种晶圆转运机械手 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机械手的领域，尤其是涉及一种晶圆转运机械手，其包括设置在机架上的支撑架、升降块、旋转平台、连接架和若干个取料件，支撑架固定连接于机架，升降块沿竖直方向滑动连接于支撑架，升降块固定连接有承载座，旋转平台固定连接于承载座，连接架底部固定连接于旋转平台顶部，取料件设置有抽气口和若干个吸附口，吸附口位于取料件的顶部，吸附口与抽气口之间通过气路连通。本申请具有降低晶圆的生产成本的效果。

Description

一种晶圆转运机械手

技术领域

本申请涉及机械手的领域，尤其是涉及一种晶圆转运机械手。

背景技术

目前，需要把硅结晶切割成很薄的圆片，由于其形状为圆形，所以也把硅晶片称为晶圆，晶圆是制备各种电路元件结构的重要组成之一。

良品率是晶圆制造厂追求的一个关键指标，它直接影响生产效率和公司效益。在晶圆制造的过程中，良品率由多种因素决定，除工艺腔室等硬件因素以及工艺条件等因素影响外，晶圆在传输过程中亦有至关重要的影响。目前通常利用机械手夹持晶圆以运输至检测的工位。

针对上述中的相关技术，发明人认为晶圆非常薄，机械手夹持晶圆时，容易划损晶圆或夹坏晶圆，晶圆的生产成本本来就高，这无疑又进一步提高了晶圆的生产成本。

实用新型内容

为了降低晶圆的生产成本，本申请提供一种晶圆转运机械手。

本申请提供的一种晶圆转运机械手采用如下的技术方案：

一种晶圆转运机械手，包括设置在机架上的支撑架、升降块、旋转平台、连接架和若干个取料件，所述支撑架固定连接于机架，所述升降块沿竖直方向滑动连接于支撑架，所述升降块固定连接有承载座，所述旋转平台固定连接于承载座，所述连接架底部固定连接于旋转平台顶部，所述取料件设置有抽气口和若干个吸附口，所述吸附口位于取料件的顶部，所述吸附口与抽气口之间通过气路连通。

通过采用上述技术方案，改变取料件在竖直方向、水平方向上的位置，至取料件位于待取的晶圆下方，然后与抽气口连通的、用于负压的装置（如：真空发生器）作业，吸附口对晶圆进行吸附，晶圆被固定在取料件上，利用吸力吸住晶圆，在保证固定住晶圆的同时，对晶圆的损坏较轻，晶圆不易受损。通过减少运输过程中晶圆的损坏以降低报废率，从而降低生产成本。

可选的，所述取料件的数量为2，两个所述取料件在竖直方向上存在间距。

通过采用上述技术方案，交错设置的两个取料件可以同时取两片晶圆而互不阻碍，提高了取料效率。

可选的，所述机架上设置有检测组件，所述检测组件位于取料件上方，所述连接架底部设置有用于旋转晶圆的校准机构。

通过采用上述技术方案，检测组件对取料件上的晶圆的缺口位置进行实时监测，将信息反馈至控制器处，控制器传输信号至校准机构处，校准机构转动晶圆至其缺口到达指定的位置。统一缺口位置的晶圆更加便利后期的检测工作。

可选的，所述校准机构包括升降组件、转动组件和吸附组件，所述升降组件固定连接于连接架底部，所述吸附组件转动连接于升降组件，所述吸附组件与带动其旋转的转动组件连接。

通过采用上述技术方案，通过升降组件改变吸附组件在竖直方向上的位置，使吸附组件轻轻顶起取料件上的晶圆，然后通过转动组件转动吸附组件，晶圆随之转动。完成校准后，再次通过升降组件使吸附组件往下降，晶圆重新被取料件吸附，然后通过旋转组件将取料件转动至下一个用于检测的工位处。在取料的同时对晶圆进行校准，方便快捷，提高检测效率。

可选的，所述升降组件包括安装壳、升降板、第一驱动件和螺杆，所述安装壳固定连接于连接架底部，用于转动所述螺杆的第一驱动件固定连接于安装壳底部，所述螺杆底部转动连接于安装壳内底部，所述螺杆顶部转动连接于安装壳内顶部，沿竖直方向移动的所述升降板套设且固定连接于螺杆外壁；所述吸附组件与带动其沿竖直方向移动的升降板连接。

通过采用上述技术方案，需要升降时，通过第一驱动件转动螺杆，升降板随螺杆沿竖直方向移动，吸附组件同步移动，从而实现吸附组件位置的调节。通过螺杆、升降板的升降方式使得吸附组件移动更加平稳，减少了对晶圆的损伤。

可选的，所述吸附组件包括气嘴、吸附杆和吸附座，所述吸附杆转动连接于安装壳底部，所述吸附杆与带动其沿竖直方向移动的升降板连接，用于承托晶圆的所述吸附座底部固定连接于吸附杆顶部，所述气嘴固定连接于吸附杆底部，所述气嘴与吸附杆、吸附座连通，所述吸附杆与带动其转动的转动组件连接。

通过采用上述技术方案，吸附座顶起晶圆时，与气嘴连接的用于负压的装置作业，使得吸附座可以牢牢吸住晶圆，减少了晶圆滑片的情况发生。且吸附的方式可以令吸附座在移动晶圆时不损坏晶圆。

可选的，所述吸附座顶部设置有若干个凹槽。

通过采用上述技术方案，通过设置凹槽使晶圆更加牢固地吸附在吸附座上，减少晶圆移位的情况发生。

可选的，所述取料件呈类“Y”字形，所述吸附座沿竖直方向穿设于取料件的岔开部分。

通过采用上述技术方案，“Y”字形的取料组件可以更好地承托晶圆，吸附座从岔开部分穿过，即吸附座托起的地方为晶圆的中心位置，提高了吸附座作业的稳定性，晶圆不易脱落。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.取料件通过第一升降组件和滑移组件改变其在竖直方向、水平方向上的位置，至取料件位于待取的晶圆下方，然后与抽气口连通搞的、用于负压的装置（如：真空发生器）作业，吸附口对晶圆进行吸附，晶圆被固定在取料件上，利用吸力吸住晶圆，在保证固定住晶圆的同时，对晶圆的损坏较轻，晶圆不易受损。通过减少运输过程中晶圆的损坏以降低报废率，从而降低生产成本；

2.检测组件对取料件上的晶圆的缺口位置进行实时监测，将信息反馈至控制器处，控制器传输信号至校准机构处，校准机构转动晶圆至其缺口到达指定的位置。统一缺口位置的晶圆更加便利后期的检测工作；

3.“Y”字形的取料组件可以更好地承托晶圆，吸附座从岔开部分穿过，即吸附座托起的地方为晶圆的中心位置，提高了吸附座作业的稳定性，晶圆不易脱落。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的部分结构示意图。

图3是本申请实施例校准机构和其它部分的示意图。

附图标记说明：1、机架；2、检测组件；3、升降块；4、旋转平台；5、取料件；51、抽气口；52、吸附口；6、支撑架；7、校准机构；71、升降组件；711、安装壳；712、升降板；713、第一电机；714、螺杆；72、转动组件；721、第二电机；722、第一同步轮；723、第二同步轮；724、同步带；73、吸附组件；731、气嘴；732、吸附杆；733、吸附座；734、凹槽；8、连接架；9、承载座。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种晶圆转运机械手。参照图1，一种晶圆转运机械手包括设置在机架1上的支撑架6、升降块3、旋转平台4、连接架8和若干个取料件5。支撑架6底部固定连接于机架1，升降块3沿竖直方向滑动连接于支撑架6，升降块3可以通过丝杠模组或者气缸进行移动。升降块3的一侧固定连接有承载座9，旋转平台4固定连接于承载座9，连接架8底部固定连接于旋转平台4顶部。旋转平台4用于带动连接架8旋转至下一个检测晶圆的工位。取料件5沿水平方向滑动连接于连接架8，取料件5可以通过丝杠模组或气缸或直线导轨实现移动。

参照图2，取料件5呈类“Y”字形，岔开的部分用于承接晶圆。取料件5开设有抽气口51，取料件5顶部开设有若干个吸附口52。取料件5内设置有若干条用于连通吸附口52与抽气口51的气路，气路之间互为连通。抽气口51与用于负压的装置连接。

参照图1，当需要取出晶圆时，利用升降块3改变取料件5在竖直方向的位置，使取料件5与待取晶圆在同一水平面上。然后再改变取料件5在水平方向上的位置，使取料件5伸入到晶圆盒内，取料件5位于对应的晶圆下方，然后控制抽气口51处于抽气状态，从而使得晶圆被吸附口52吸住，然后令取料件5离开晶圆盒，完成晶圆的取出。

在本实施例中，取料件5的数量为2，其中一个取料件5位于另一个取料件5的上方，两个取料件5在竖直方向上存在间距。两个取料件5分别由两个独立的驱动电机驱动，两个取料件5能够分别伸入晶圆盒内取出晶圆。连接架8底部设置有校准机构7，校准机构7用于旋转晶圆。

参照图3，校准机构7包括升降组件71、转动组件72和吸附组件73，升降组件71用于带动吸附组件73沿竖直方向移动，转动组件72用于带动吸附组件73转动，吸附组件73用于固定晶圆的位置。

升降组件71包括安装壳711、升降板712、第一驱动件和螺杆714，安装壳711固定连接于连接架8底部。在本实施例中，第一驱动件为第一电机713，第一电机713固定连接于安装壳711底部，螺杆714底部转动连接于安装壳711内底部，螺杆714顶部转动连接于安装壳711内顶部，螺杆714呈竖直设置；第一电机713的输出轴通过联轴器与螺杆714底部连接。升降板712套设且固定连接于螺杆714外壁，升降板712外壁与安装壳711内壁抵接。转动组件72位于升降板712下方。

参照图3，转动组件72包括第二驱动件和传动件，第二驱动件通过传动件带动吸附组件73转动。在本实施例中，第二驱动件为第二电机721，传动件包括第一同步轮722、第二同步轮723和同步带724，第一同步轮722通过联轴器与第二电机721的输出轴连接，第二同步轮723套设且固定连接于吸附组件73，同步带724套设于第二同步轮723与第一同步轮722。

吸附组件73包括气嘴731、吸附杆732和吸附座733，吸附杆732转动连接于安装壳711底部，吸附杆732转动连接于升降板712，吸附杆732随升降板712沿竖直方向移动。吸附座733底部固定连接于吸附杆732顶部，安装壳711顶部开设有供吸附座733通过的通孔。取料件5的岔开部分与吸附座733相适配，吸附座733在竖直方向移动时，可从取料件5的岔开部分穿过、不受阻挡。气嘴731固定连接于吸附杆732底部，气嘴731伸出安装壳711，气嘴731与用于负压的装置连接。吸附杆732内设置有通道，通道与吸附座733、气嘴731连通。吸附座733顶部设置有若干个凹槽734，使得晶圆更加牢固地吸附在吸附座733上。第二同步轮723套设且固定连接于吸附杆732外壁。

参照图1，检测组件2固定连接于机架1，检测组件2位于取料件5上方，检测组件2用于检测晶圆是否排放整齐，识别录晶圆的片号。检测组件2可以为晶圆探针测试机。

本申请实施例一种晶圆转运机械手的实施原理为：取晶圆时，通过改变升降块3的位置改变取料件5的位置，使其与对应的晶圆同高；位于上方的取料件5用于取第一片晶圆，位于下方的取料件5用于取第二片晶圆。具体的，使位于上方的取料件5伸入晶圆盒内，启动用于负压的装置使对应晶圆吸附在取料件5上，然后再改变取料件5在水平方向的位置，使取料件5离开晶圆盒，至取料件5位于检测组件2下方。然后利用升降组件71带动吸附组件73向上移动至将第一片晶圆顶起，第一片晶圆与取料件5分离，利用转动组件72旋转第一片晶圆，当检测组件2监测到第一片晶圆的缺口转动到指定位置时，发送信号使转动组件72停止运转。然后利用升降组件71使完成校正的晶圆向下运动至位于上方的取料件5，完成第一片晶圆的取出，然后进行第二片晶圆的取出。

取出第二片晶圆时，大致过程与取出第一片晶圆的相仿，不同之处在于，监测第二片晶圆的片号和缺口时，需要调节位于上方的取料件5在水平方向的位置，与位于下方的取料件5错开，使检测组件2可以照到第二片晶圆。且需要注意的是，转动组件72顶起第二片晶圆时，第二片晶圆顶部与第一片晶圆底部之间存在间距。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种晶圆转运机械手，包括设置在机架(1)上的支撑架(6)、升降块(3)、旋转平台(4)、连接架(8)和若干个取料件(5)，所述支撑架(6)固定连接于机架(1)，所述升降块(3)沿竖直方向滑动连接于支撑架(6)，所述升降块(3)固定连接有承载座(9)，所述旋转平台(4)固定连接于承载座(9)，所述连接架(8)底部固定连接于旋转平台(4)顶部，其特征在于：所述取料件(5)设置有抽气口(51)和若干个吸附口(52)，所述吸附口(52)位于取料件(5)的顶部，所述吸附口(52)与抽气口(51)之间通过气路连通。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆转运机械手，其特征在于：所述取料件(5)的数量为2，两个所述取料件(5)在竖直方向上存在间距，可伸入晶圆盒内的两个所述取料件(5)分别由两个独立的驱动电机驱动。

3.根据权利要求1所述的一种晶圆转运机械手，其特征在于：所述机架(1)上设置有检测组件(2)，所述检测组件(2)位于取料件(5)上方，所述连接架(8)底部设置有用于旋转晶圆的校准机构(7)。

4.根据权利要求3所述的一种晶圆转运机械手，其特征在于：所述校准机构(7)包括升降组件(71)、转动组件(72)和吸附组件(73)，所述升降组件(71)固定连接于连接架(8)底部，所述吸附组件(73)转动连接于升降组件(71)，所述吸附组件(73)与带动其旋转的转动组件(72)连接。

5.根据权利要求4所述的一种晶圆转运机械手，其特征在于：所述升降组件(71)包括安装壳(711)、升降板(712)、第一驱动件和螺杆(714)，所述安装壳(711)固定连接于连接架(8)底部，用于转动所述螺杆(714)的第一驱动件固定连接于安装壳(711)底部，所述螺杆(714)底部转动连接于安装壳(711)内底部，所述螺杆(714)顶部转动连接于安装壳(711)内顶部，沿竖直方向移动的所述升降板(712)套设且固定连接于螺杆(714)外壁；所述吸附组件(73)与带动其沿竖直方向移动的升降板(712)连接。

6.根据权利要求5所述的一种晶圆转运机械手，其特征在于：所述吸附组件(73)包括气嘴(731)、吸附杆(732)和吸附座(733)，所述吸附杆(732)转动连接于安装壳(711)底部，所述吸附杆(732)与带动其沿竖直方向移动的升降板(712)连接，用于承托晶圆的所述吸附座(733)底部固定连接于吸附杆(732)顶部，所述气嘴(731)固定连接于吸附杆(732)底部，所述气嘴(731)与吸附杆(732)、吸附座(733)连通，所述吸附杆(732)与带动其转动的转动组件(72)连接。

7.根据权利要求6所述的一种晶圆转运机械手，其特征在于：所述吸附座(733)顶部设置有若干个凹槽(734)。

8.根据权利要求6所述的一种晶圆转运机械手，其特征在于：所述取料件(5)呈类“Y”字形，所述吸附座(733)沿竖直方向穿设于取料件(5)的岔开部分。

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