CN218274546U - 一种晶圆校准搬运机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种晶圆校准搬运机械手，包括安装架驱动机构、安装架、牙叉驱动机构、牙叉、晶圆校准机构；安装架驱动机构连接并驱动安装架升降以及水平旋转；牙叉驱动机构将牙叉连接在安装架上，驱动牙叉相对安装架水平前后运动，以通过牙叉的顶面叉取、叉放晶圆，牙叉上纵向贯穿形成有避位部；晶圆校准机构安装在安装架上，且位于牙叉的水平前后运动路径下方，包括转盘、转盘驱动机构，转盘驱动机构驱动转盘相对安装架进行升降运动、水平左右运动、水平旋转运动，牙叉上的避位部供转盘上升后穿过。本实用新型使晶圆搬运、校准过程中的效率更高，搬运后将晶圆放置在对应工位时更加精准。
Description
技术领域
本实用新型涉及晶圆搬运装置技术领域，特别涉及一种晶圆校准搬运机械手。
背景技术
目前在晶圆生产过程中，将晶圆放置到相关的工位上，进行晶圆上料，是必不可少的步骤。
在对晶圆进行上料的过程中，通常需要满足如下要求：需要保证晶圆在工位上的放置位置精确；每个晶圆都有一个缺口，在放置到工位上时，要求缺口方向一致；每个晶圆上都有一个刻号，上料前需要对刻号进行读取。
现有的晶圆机械手在对晶圆进行上料时，晶圆机械手从晶圆盒里取出一个晶圆，然后放置到晶圆校准器上，对晶圆进行偏心补正，缺口寻找并旋转到指定方向进行刻号读取，之后再由机械手将晶圆从晶圆校准器搬运到对应工位上，当前的晶圆机械手存在如下缺点：上料过程，晶圆经过了两次搬运，效率低下；在晶圆校准器对晶圆进行偏心补正后，再经过一次搬运才放置到对应工位上，会产生新的误差，影响位置精度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种晶圆校准搬运机械手，克服上述缺陷，使晶圆搬运、校准过程中的效率更高，搬运后将晶圆放置在对应工位时更加精准。
为达成上述目的，本实用新型的解决方案为：一种晶圆校准搬运机械手，包括安装架驱动机构、安装架、牙叉驱动机构、牙叉、晶圆校准机构；
所述安装架驱动机构连接并驱动所述安装架升降以及水平旋转；
所述牙叉驱动机构将所述牙叉连接在所述安装架上，驱动所述牙叉相对所述安装架水平前后运动，以通过所述牙叉的顶面叉取、叉放晶圆，所述牙叉上纵向贯穿形成有避位部；
所述晶圆校准机构安装在所述安装架上，且位于所述牙叉的水平前后运动路径下方，包括转盘、转盘驱动机构，所述转盘驱动机构驱动所述转盘相对所述安装架进行升降运动、水平左右运动、水平旋转运动，所述牙叉上的避位部供所述转盘上升后穿过，上顶所述牙叉上的晶圆与牙叉分离，使所述牙叉上的晶圆受所述转盘承接，进而随所述转盘进行升降运动、水平左右运动、水平旋转运动。
进一步，所述安装架上设置有检测所述牙叉叉取晶圆经过的多个第一对射光电传感器，多个所述第一对射光电传感器沿左右方向依次排布。
进一步，所述牙叉纵向阵列设置有两个，两个所述牙叉各通过一个所述牙叉驱动机构连接在所述安装架上。
进一步，所述安装架上还设置有缺口检测组件，所述缺口检测组件包括一个第二对射光电传感器，位于所述转盘旁侧，用于配合所述转盘带动晶圆的旋转，检测转盘上的晶圆的缺口。
进一步，所述安装架上还设置有刻号读取组件，所述刻号读取组件位于所述转盘旁侧，用于在所述转盘带动晶圆旋转的过程中，使晶圆上的刻号运动至刻号读取组件处时，对刻号进行读取。
进一步，所述牙叉呈月牙形，所述牙叉月牙形的缺口处形成所述避位部。
进一步，所述牙叉顶面设置有多个真空气孔。
进一步，所述转盘顶面设置有多个真空气孔。
进一步，所述安装架驱动机构包括主架、主架旋转电机、底板、安装架升降直线电机，所述主架通过所述主架旋转电机连接在所述底板上，所述主架旋转电机连接并驱动所述主架水平旋转，所述安装架升降直线电机安装在所述主架上，用于连接并驱动所述安装架相对所述主架升降。
进一步，所述转盘驱动机构包括左右运动直线电机、左右运动架、凸轮、凸轮旋转驱动电机、升降运动架、转盘旋转电机，所述左右直线运动电机安装在所述安装架上，连接并驱动所述左右运动架相对所述安装架左右位移，所述凸轮纵向转动连接在所述左右运动架上，所述凸轮旋转驱动电机安装在所述左右运动架上，连接并驱动所述凸轮旋转，所述升降运动架纵向滑动连接在所述左右运动架上，并在所述凸轮外周抵接推动下进行升降，所述转盘旋转电机安装在所述升降运动架上，连接并驱动所述转盘旋转。
采用上述方案后，本实用新型的有益效果在于：
(1)所述安装架驱动机构连接并驱动所述安装架升降以及水平旋转，所述牙叉驱动机构将所述牙叉连接在所述安装架上，驱动所述牙叉相对所述安装架水平前后运动，进而通过简洁的结构驱动牙叉进行三轴位移，实现对晶圆的插取、转移、插放；
(2)所述牙叉上纵向贯穿形成有避位部，晶圆校准机构位于所述牙叉的水平前后运动路径下方，晶圆校准机构的转盘上升后穿过牙叉上的避位部，上顶所述牙叉上的晶圆与牙叉分离，使所述牙叉上的晶圆受所述转盘承接，进而随所述转盘进行升降运动、水平左右运动、水平旋转运动，配合牙叉插取晶圆进行的前后运动，实现调整晶圆在牙叉上的前后、左右、周向位置，转盘下降即可将晶圆再次落回到牙叉上，同时完成对晶圆的定位，使晶圆在整个搬运、校准过程中移动路径更短，提升了工作效率，并且在对晶圆进行位置调整时，直接调整晶圆相对牙叉的位置，使晶圆能够更精准地定位在牙叉上，从而搬运后将晶圆放置在对应工位时更加精准。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为本实用新型的安装架立体结构示意图；
图3为本实用新型的晶圆校准机构立体结构示意图；
图4为本实用新型的安装架另一方向的立体结构示意图。
标号说明：1-安装架驱动机构，2-安装架，3-刻号读取组件，4-缺口检测组件，5-牙叉驱动机构，6-牙叉，7-晶圆校准机构，8-避位部，9-转盘，10-转盘驱动机构，11-转盘旋转电机，12-主架，13-主架旋转电机，14-底板，15-安装架升降直线电机，16-左右运动直线电机，17-左右运动架，18-凸轮，19-凸轮旋转驱动电机，20-升降运动架，21-随动轮，22-第一对射光电传感器。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做详细的说明。
本实用新型提供一种晶圆校准搬运机械手，如图1-4所示，此处重点结合图1、图4所示，包括安装架驱动机构1、安装架2、刻号读取组件3、牙叉6、晶圆校准机构7；
所述安装架驱动机构1连接并驱动所述安装架2升降以及水平旋转，所述安装架驱动机构1的结构不具体限定，具体在本实施例中，所述安装架驱动机构1包括主架12、主架旋转电机13、底板14、安装架升降直线电机15，所述主架12通过所述主架旋转电机13连接在所述底板14上，所述底板14用于固定在相应的工作台或设备上，所述主架旋转电机13连接并驱动所述主架12相对所述底板14水平旋转，所述安装架升降直线电机15安装在所述主架12上，用于连接并驱动所述安装架2相对所述主架12升降，进而通过简洁地结构实现安装架2的升降运动以及水平旋转运动；
所述牙叉驱动机构5将所述牙叉6连接在所述安装架2上，所述牙叉驱动机构5可以是气缸或直线电机等现有的任意一种直线驱动机构，进而通过所述压叉驱动机构5驱动所述牙叉6相对所述安装架2水平前后运动，以通过所述牙叉6的顶面叉取、叉放晶圆，在使用过程中，晶圆通常被放置在晶圆盒中(常规设置，附图中未给出)，晶圆盒中的多个晶圆纵向等距阵列，使牙叉6伸入到一个晶圆的下方，而后使牙叉6上升承载晶圆，即可将晶圆叉取出晶圆盒，牙叉6承载晶圆至对应的工位，使晶圆部分底面落在对应的工位上，牙叉6下行离开晶圆，即可将晶圆插放到对应的工位上，所述牙叉6上纵向贯穿形成有避位部8，具体在本实施例中，所述牙叉6呈月牙形，所述牙叉6月牙形的缺口处形成所述避位部8，为防止晶圆在被牙叉6转移时，从牙叉6上脱落，所述牙叉6顶面设置有多个真空气孔；
此处重点结合图2、图3所示，所述晶圆校准机构7安装在所述安装架2上，且位于所述牙叉6的水平前后运动路径下方，包括转盘9、转盘驱动机构10，所述转盘驱动机构10驱动所述转盘9相对所述安装架2进行升降运动、水平左右运动、水平旋转运动，所述转盘驱动机构10的具体结构不限，具体在本实施例中，所述转盘驱动机构10包括左右运动直线电机16、左右运动架17、凸轮18、凸轮旋转驱动电机19、升降运动架20、转盘旋转电机11，所述左右直线运动电机16安装在所述安装架2上，连接并驱动所述左右运动架17相对所述安装架2左右位移，所述凸轮18纵向转动连接在所述左右运动架17上，所述凸轮旋转驱动电机19安装在所述左右运动架17上，连接并驱动所述凸轮18旋转，所述升降运动架20纵向滑动连接在所述左右运动架17上，并在所述凸轮18外周抵接推动下进行升降，为减小摩擦阻力，所述升降互动架20上纵向转动连接有与所述凸轮18外周滚动配合的随动轮21，所述凸轮18外周抵接所述随动轮21，进而推动所述随动轮21带动所述升降运动架20上升或下降，所述转盘旋转电机11安装在所述升降运动架20上，连接并驱动所述转盘9水平旋转，所述牙叉6上的避位部8供所述转盘9上升后穿过，上顶所述牙叉6上的晶圆与牙叉6分离，使所述牙叉6上的晶圆受所述转盘9承接，进而随所述转盘9进行升降运动、水平左右运动、水平旋转运动，为防止晶圆在转盘9上的位移，所述转盘9顶面设置有多个真空气孔，用于吸附固定转盘9上的晶圆。
再重点结合图1所示，所述安装架2上设置有检测所述牙叉6叉取晶圆经过的多个第一对射光电传感器22，多个所述第一对射光电传感器22沿左右方向依次排布，在牙叉6将晶圆叉取出晶圆盒移动至转盘9上方的过程中，通过多个所述第一对射光电传感器22检测晶圆的经过，每个对射光电传器分别能够检测到两个信号，即晶圆开始遮挡各第一对射光电传器的光路时产生的信号，以及晶圆结束遮挡各第一对射光电传感器22的光路时产生的信号，再结合晶圆的边缘轮廓以及牙叉6的水平前后运动速度，即可计算得到晶圆在牙叉6上的具体位置，在牙叉6承载晶圆经过多个所述第一对射光电传感器22后，结合晶圆的具体位置，使牙叉继续移动相应的距离，同时使转盘9根据晶圆在牙叉6上的实际位置，左右移动相应的距离，即可实现转盘9的旋转轴芯与晶圆圆心的重合，而后使转盘9上升承接牙叉6上的晶圆，带动晶圆左右位移对位，同时牙叉6进行前后位移对位，转盘9再次下降即可使晶圆放置在牙叉6上的预定位置。
所述安装架2上还设置有缺口检测组件4，所述缺口检测组件4包括一个第二对射光电传感器，位于所述转盘9旁侧，用于配合所述转盘9带动晶圆的旋转，检测转盘9上的晶圆的缺口，当所述转盘9承载晶圆进行旋转的过程中，第二对射光电传感器检测到晶圆停止遮挡其光路时，即晶圆的缺口处旋转至第二对射光电传感器处，从而确定晶圆当前的圆周方向，而后使所述转盘停止或继续承载所述晶圆旋转，即可将晶圆旋转至预定的圆周方向。
所述安装架2上还设置有刻号读取组件3，所述刻号读取组件3用于读取晶圆上的刻号，所述刻号读取组件3位于所述转盘9旁侧，用于在所述转盘9带动晶圆旋转的过程中，使晶圆上的刻号运动至刻号读取组件3处时，对刻号进行读取。
优选地实施例中，在预定工位上已经放置有晶圆的情况下，为实现移出预定工位上原有的晶圆，并放置另一晶圆在预定工位上，所述牙叉6纵向阵列设置有两个，两个所述牙叉6各通过一个所述牙叉驱动机构5连接在所述安装架2上。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
Claims (10)
1.一种晶圆校准搬运机械手，其特征在于：包括安装架驱动机构(1)、安装架(2)、牙叉驱动机构(5)、牙叉(6)、晶圆校准机构(7)；
所述安装架驱动机构(1)连接并驱动所述安装架(2)升降以及水平旋转；
所述牙叉驱动机构(5)将所述牙叉(6)连接在所述安装架(2)上，驱动所述牙叉(6)相对所述安装架(2)水平前后运动，以通过所述牙叉(6)的顶面叉取、叉放晶圆，所述牙叉(6)上纵向贯穿形成有避位部(8)；
所述晶圆校准机构(7)安装在所述安装架(2)上，且位于所述牙叉(6)的水平前后运动路径下方，包括转盘(9)、转盘驱动机构(10)，所述转盘驱动机构(10)驱动所述转盘(9)相对所述安装架(2)进行升降运动、水平左右运动、水平旋转运动，所述牙叉(6)上的避位部(8)供所述转盘(9)上升后穿过，上顶所述牙叉(6)上的晶圆与牙叉(6)分离，使所述牙叉(6)上的晶圆受所述转盘(9)承接，进而随所述转盘(9)进行升降运动、水平左右运动、水平旋转运动。
2.如权利要求1所述一种晶圆校准搬运机械手，其特征在于：所述安装架(2)上设置有检测所述牙叉(6)叉取晶圆经过的多个第一对射光电传感器(22)，多个所述第一对射光电传感器(22)沿左右方向依次排布。
3.如权利要求1所述一种晶圆校准搬运机械手，其特征在于：所述牙叉(6)纵向阵列设置有两个，两个所述牙叉(6)各通过一个所述牙叉驱动机构(5)连接在所述安装架(2)上。
4.如权利要求1所述一种晶圆校准搬运机械手，其特征在于：所述安装架(2)上还设置有缺口检测组件(4)，所述缺口检测组件(4)包括一个第二对射光电传感器，位于所述转盘(9)旁侧，用于配合所述转盘(9)带动晶圆的旋转，检测转盘(9)上的晶圆的缺口。
5.如权利要求1所述一种晶圆校准搬运机械手，其特征在于：所述安装架(2)上还设置有刻号读取组件(3)，所述刻号读取组件(3)位于所述转盘(9)旁侧，用于在所述转盘(9)带动晶圆旋转的过程中，使晶圆上的刻号运动至刻号读取组件(3)处时，对刻号进行读取。
6.如权利要求1所述一种晶圆校准搬运机械手，其特征在于：所述牙叉(6)呈月牙形，所述牙叉(6)月牙形的缺口处形成所述避位部(8)。
7.如权利要求1所述一种晶圆校准搬运机械手，其特征在于：所述牙叉(6)顶面设置有多个真空气孔。
8.如权利要求1所述一种晶圆校准搬运机械手，其特征在于：所述转盘(9)顶面设置有多个真空气孔。
9.如权利要求1所述一种晶圆校准搬运机械手，其特征在于：所述安装架驱动机构(1)包括主架(12)、主架旋转电机(13)、底板(14)、安装架升降直线电机(15)，所述主架(12)通过所述主架旋转电机(13)连接在所述底板(14)上，所述主架旋转电机(13)连接并驱动所述主架(12)水平旋转，所述安装架升降直线电机(15)安装在所述主架(12)上，用于连接并驱动所述安装架(2)相对所述主架(12)升降。
10.如权利要求1所述一种晶圆校准搬运机械手，其特征在于：所述转盘驱动机构(10)包括左右运动直线电机(16)、左右运动架(17)、凸轮(18)、凸轮旋转驱动电机(19)、升降运动架(20)、转盘旋转电机(11)，所述左右运动直线电机(16)安装在所述安装架(2)上，连接并驱动所述左右运动架(17)相对所述安装架(2)左右位移，所述凸轮(18)纵向转动连接在所述左右运动架(17)上，所述凸轮旋转驱动电机(19)安装在所述左右运动架(17)上，连接并驱动所述凸轮(18)旋转，所述升降运动架(20)纵向滑动连接在所述左右运动架(17)上，并在所述凸轮(18)外周抵接推动下进行升降，所述转盘旋转电机(11)安装在所述升降运动架(20)上，连接并驱动所述转盘(9)旋转。
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|---|---|---|---|
| CN202221561346.5U CN218274546U (zh) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | 一种晶圆校准搬运机械手 |
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| CN218274546U true CN218274546U (zh) | 2023-01-10 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116666301A (zh) * | 2023-07-28 | 2023-08-29 | 沈阳元创半导体有限公司 | 一种基片传送测试平台及测试方法 |
| CN116913832A (zh) * | 2023-05-31 | 2023-10-20 | 江苏亚电科技有限公司 | 一种晶圆搬运装置 |
| CN117246620A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-19 | 厦门普诚科技有限公司 | 一种双面胶带撕膜机 |
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