CN218939638U - 机械臂 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种机械臂，用于固定晶圆，机械臂包括臂主体、安装槽和感应器。臂主体具有用于承载晶圆的承载面，安装槽凹设于承载面，感应器设于安装槽内，且用于感测放置于承载面的晶圆的在位信号。其中，感应器不凸于安装槽的槽口。利用该机械臂取放晶圆时，由于安装槽凹设于承载面，且设于安装槽内的感应器不凸于安装槽的槽口。感应器不会对取放过程中的晶圆造成干涉，避免出现因晶圆碰到感应器而划伤晶圆的情形。

Description

机械臂

技术领域

本申请涉及晶圆技术领域，特别是涉及一种机械臂。

背景技术

晶圆放置在晶圆盒内，通过需要机械臂取放晶圆，然而，再利用传统的机械臂取放晶圆的过程中，容易出现晶圆被划伤的情形。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的机械臂取放晶圆的过程中，容易出现晶圆被划伤的情形的问题，提供一种机械臂。

一种机械臂，用于固定晶圆，所述机械臂包括：

臂主体，具有用于承载所述晶圆的承载面；

安装槽，凹设于所述承载面；以及

感应器，设于所述安装槽内，且用于感测放置于所述承载面的所述晶圆的在位信号；

其中，所述感应器不凸于所述安装槽的槽口。

在其中一个实施例中，所述机械臂还包括限位驱动件、至少一第一限位件和至少一第二限位件；

所述限位驱动件和所述第二限位件设于所述臂主体沿第一方向的相对两侧；

所述限位驱动件朝向所述第二限位件的一侧与所述第一限位件连接，以驱动所述第一限位件沿所述第一方向朝靠近所述第二限位件的一侧移动，并将放置于所述承载面的所述晶圆固定于所述承载面；

其中，所述第一方向平行于所述臂主体的纵向方向。

在其中一个实施例中，所述机械臂包括两个所述第一限位件和两个所述第二限位件；

两个所述第一限位件沿第二方向间隔布设，且分别连接于所述限位驱动件，以在所述限位驱动件的驱动下沿所述第一方向移动；

两个所述第二限位件沿所述第二方向间隔布设于所述臂主体远离所述第一限位件的一侧；

所述第一方向和所述第二方向彼此相交。

在其中一个实施例中，所述第一限位件靠近所述第二限位件的一侧设有第一限位面，所述第一限位面与所述第一方向呈角度设置，以与所述晶圆相切设置。

在其中一个实施例中，所述第二限位件朝向所述第一限位件的一侧设有用于与所述晶圆相切设置的第二限位面。

在其中一个实施例中，所述机械臂还包括驱动组件，所述驱动组件连接所述臂主体，以驱动所述臂主体沿第一方向、第二方向和/或第三方向移动；

其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直。

在其中一个实施例中，所述驱动组件包括三轴移动机构和旋转机构，所述旋转机构的输出端与所述臂主体连接，以驱动所述臂主体绕平行于所述第一方向的轴线旋转；

所述三轴移动机构的输出端与所述旋转机构连接，以驱动所述旋转机构和所述臂主体沿所述第一方向、所述第二方向和/或所述第三方向移动；

所述第一方向平行于所述臂主体的纵向方向。

在其中一个实施例中，所述臂主体具有与所述承载面相背设置的背面；

所述感应器包括用于感测放置于所述承载面的所述晶圆的在位信号的感应器主体，以及与所述感应器主体电性连接的信号线；

所述信号线沿所述臂主体的厚度方向穿过所述臂主体，并沿所述第一方向朝远离所述晶圆的一侧延伸，以与所述驱动组件电性连接。

在其中一个实施例中，所述背面包括第一面和第二面，沿所述臂主体的厚度方向，相较于所述第一面，所述第二面更靠近所述承载面；

所述信号线穿过所述臂主体的部分包括相连的第一部分和第二部分，所述第一部分固定于所述第二面，且不凸出于所述第一面；

所述第二部分位于所述第二面外，且用于与所述驱动组件电性连接。

在其中一个实施例中，所述机械臂还包括定位件，所述定位件连接于所述臂主体的所述第二面，以将所述第一部分固定于所述第二面；

所述定位件不凸出于所述第一面。

上述机械臂，利用该机械臂取放晶圆时，由于安装槽凹设于承载面，且设于安装槽内的感应器不凸于安装槽的槽口。感应器不会对取放过程中的晶圆造成干涉，避免出现因晶圆碰到感应器而划伤晶圆的情形。

附图说明

图1示出了本申请一实施例中的机械臂的局部结构示意图；

图2示出了本申请一实施例中的机械臂的局部俯视图；

图3示出了本申请一实施例中的机械臂的局部仰视图；

图4示出了本申请一实施例中的晶圆盒和臂主体的结构示意图。

图中：10、机械臂；110、臂主体；111、承载面；112、安装槽；1121、槽口；113、背面；1131、第一面；1132、第二面；120、感应器；121、感应器主体；122、信号线；1221、第二部分；130、第一限位件；131、第一限位面；140、第二限位件；141、第二限位面；150、定位件；160、连接部分；20、晶圆；30、晶圆盒；31、盒体；32、承载块。

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，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，术语“第一”、“第二”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，“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，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，第一特征在第二特征“上”或“下”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，当元件被称为“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。当一个元件被认为是“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。本文所使用的术语“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。

本申请的发明人经过研究发现，在传统的机械臂取放晶圆的过程中，由于机械臂上的传感器凸出于机械臂，导致取放过程中的晶圆容易碰到传感器而被划伤。

为了解决“传统的机械臂取放晶圆的过程中，容易出现晶圆被划伤的情形”这一技术问题，本申请设计了一种机械臂，将传感器嵌入机械臂的臂主体中，传感器不突出于机械臂的臂主体的承载面，可防止晶圆在取放过程中被划伤。

图1示出了本申请一实施例中的机械臂的局部结构示意图，图2示出了本申请一实施例中的机械臂的局部俯视图。

请参阅图1及图2，本申请一实施例提供的机械臂10，用于固定晶圆20，机械臂10包括臂主体110、安装槽112和感应器120。

臂主体110具有用于承载晶圆20的承载面111，安装槽112凹设于承载面111，感应器120设于安装槽112内，且感应器120用于感测放置于承载面111的晶圆20的在位信号。其中，感应器120不凸于安装槽112的槽口1121。

利用该机械臂10取放晶圆20时，由于安装槽112凹设于承载面111，且设于安装槽112内的感应器120不凸于安装槽112的槽口1121。感应器120不会对取放过程中的晶圆20造成干涉，避免出现因晶圆20碰到感应器120而划伤晶圆20的情形。

在一些实施例中，机械臂10还包括限位驱动件、至少一第一限位件130和至少一第二限位件140，限位驱动件和第二限位件140设于臂主体110沿第一方向F₁的相对两侧，限位驱动件朝向第二限位件140的一侧与第一限位件130连接，以驱动第一限位件130沿第一方向F₁朝靠近第二限位件140的一侧移动，并将放置于承载面111的晶圆20固定于承载面111，其中，第一方向F₁平行于臂主体110的纵向方向。

机械臂10使用时，如需要翻转臂主体110，使承载面111和晶圆20翻转朝下，以便释放晶圆20，可先通过限位驱动件带动第一限位件130沿第一方向F₁朝靠近第二限位件140的一侧移动，将承载面111上的晶圆20限位在第一限位件130和第二限位件140之间，以使承载面111上的晶圆20能够固定于承载面111；然后臂主体110移动至用于接收晶圆20的地方，比如使臂主体110移动至伸入晶圆盒30内用于放置该晶圆20的位置处，再通过限位驱动件带动第一限位件130沿第一方向F₁朝远离第二限位件140的一侧移动，如此就能使晶圆20落在晶圆盒30内用于放置该晶圆20的位置处。

在一些实施例中，机械臂10包括两个第一限位件130和两个第二限位件140，两个第一限位件130沿第二方向F₂间隔布设，且分别连接于限位驱动件，以在限位驱动件的驱动下沿第一方向F₁移动。两个第二限位件140沿第二方向F₂间隔布设于臂主体110远离第一限位件130的一侧。其中，第一方向F₁和第二方向F₂彼此相交。

具体地，第一方向F₁和第二方向F₂彼此垂直。

利用两个第一限位件130和两个第二限位件140，能够更好地将晶圆20固定于承载面111上。

在一些实施例中，第一限位件130靠近第二限位件140的一侧设有第一限位面131，第一限位面131与第一方向F₁呈角度设置，以与晶圆20相切设置。

当限位驱动件带动第一限位件130沿第一方向F₁朝靠近第二限位件140的一侧移动时，能够使晶圆20限位于第一限位件130的第一限位面131和第二限位件140之间，且第一限位件130的第一限位面131能够相切于晶圆20，能够很好地将晶圆20固定承载面111上，且能有效保护晶圆20，避免第一限位件130划伤晶圆20。

在一些实施例中，第二限位件140朝向第一限位件130的一侧设有用于与晶圆20相切设置的第二限位面141。

第二限位面141可以是圆弧形状，比如第二限位件140被构造为圆柱结构，第二限位面141为第二限位件140的圆周面的一部分。当然，第二限位面141也可以与第一方向F₁呈角度设置，以与晶圆20相切设置。

当限位驱动件带动第一限位件130沿第一方向F₁朝靠近第二限位件140的一侧移动时，能够使晶圆20限位于第一限位件130和第二限位件140的第二限位面141之间，且第二限位件140的第二限位面141能够相切于晶圆20，能够很好地将晶圆20固定承载面111上，且能有效保护晶圆20，避免第二限位件140划伤晶圆20。

在另一些实施例中，也可以通过吸附机构将晶圆20吸附固定承载面111上，具体地，吸附机构包括真空抽吸机构和开设于承载面111的吸附孔，吸附孔与真空抽吸机构的进气口相连通，以将晶圆20吸附固定承载面111上。

在一些实施例中，机械臂10还包括驱动组件，驱动组件连接臂主体110，以驱动臂主体110沿第一方向F₁、第二方向F₂和/或第三方向F₃移动；其中，第一方向F₁、第二方向F₂和第三方向F₃两两垂直。

能够利用驱动组件带动臂主体110沿第一方向F₁、第二方向F₂和/或第三方向F₃移动，方便根据需要将承载面111上的晶圆20移动至需要的地方。

在一些实施例中，驱动组件包括三轴移动机构和旋转机构，旋转机构的输出端与臂主体110连接，以驱动臂主体110绕平行于第一方向F₁的轴线旋转；三轴移动机构的输出端与旋转机构连接，以驱动旋转机构和臂主体110沿第一方向F₁、第二方向F₂和/或第三方向F₃移动，其中，第一方向F₁平行于臂主体110的纵向方向。

在一些实施例中，臂主体110具有与承载面111相背设置的背面113，感应器120包括用于感测放置于承载面111的晶圆20的在位信号的感应器主体121，以及与感应器主体121电性连接的信号线122，信号线122沿臂主体110的厚度方向穿过臂主体110，并沿第一方向F₁朝远离晶圆20的一侧延伸，以与驱动组件电性连接。

在驱动组件驱动臂主体110和臂主体110上的晶圆20移动的过程中，若感应器主体121未感测到晶圆20的在位信号，则表明晶圆20很有可能偏离承载面111而出现凸片的情形，可使驱动组件停止运行，以便及时地调整晶圆20，避免晶圆20在移动过程中发生碎片。

信号线122穿出臂主体110的部分朝沿第一方向F₁朝远离晶圆20的一侧延伸，也能有效防止晶圆20取放过程中触碰信号线122而划伤。

在一些实施例中，背面113包括第一面1131和第二面1132，沿臂主体110的厚度方向，相较于第一面1131，第二面1132更靠近承载面111。信号线122穿过臂主体110的部分包括相连的第一部分和第二部分1221，第一部分固定于第二面1132，且不凸出于第一面1131，第二部分1221位于第二面1132外，且用于与驱动组件电性连接。

如此，一方面，感应器主体121通过信号线122与驱动组件电性连接，以能够在晶圆20凸片时及时地使驱动组件停止运行。另一方面，信号线122的第一部分固定于第二面1132，信号线122的第一部分不凸出于第一面1131，且第二部分1221位于第二面1132外，防止信号线122干涉晶圆20，能有效保护晶圆20。

在一些实施例中，如图3所示，机械臂10还包括定位件150，定位件150连接于臂主体110的第二面1132，以将第一部分固定于第二面1132，定位件150不凸出于第一面1131。

臂主体110的厚度是指第一面1131和承载面111之间的间距，臂主体110的厚度小于晶圆盒30内相邻的两个晶圆20之间的间距(如图4所示)，以便臂主体110伸入晶圆盒30内，并将臂主体110上的晶圆20释放至晶圆盒30的盒体31内的承载块32上。

由于定位件150不凸出于第一面1131，在臂主体110上的晶圆20释放至晶圆盒30的盒体31内的承载块32上的过程中，臂主体110的背面113不会接触到与该晶圆20相邻的晶圆20，定位件150也不会接触到与该晶圆20相邻的晶圆20，能有效避免定位件150划伤晶圆20，提高该机械臂10的可靠性。

在一些实施例中，定位件150可拆卸地连接于臂主体110的第二面1132。可根据需要拆装定位件150以更好地将第一部分固定于第二面1132。

在一些实施例中，机械臂10还包括连接部分160，连接部分160分别连接于驱动组件和臂主体110远离第二限位件140的一侧。

在一些实施例中，机械臂10包括臂主体110、安装槽112和感应器120。机械臂10还包括限位驱动件、至少一第一限位件130、至少一第二限位件140和驱动组件，限位驱动件和第二限位件140设于臂主体110沿第一方向F₁的相对两侧，限位驱动件朝向第二限位件140的一侧与第一限位件130连接，以驱动第一限位件130沿第一方向F₁朝靠近第二限位件140的一侧移动，并将放置于承载面111的晶圆20固定于承载面111，其中，第一方向F₁平行于臂主体110的纵向方向。

可先通过限位驱动件带动第一限位件130沿第一方向F₁朝靠近第二限位件140的一侧移动，将承载面111上的晶圆20限位在第一限位件130和第二限位件140之间，以使承载面111上的晶圆20能够固定于承载面111；然后通过驱动组件驱动臂主体110移动至晶圆盒30的盒体31内的承载块32处，再通过限位驱动件带动第一限位件130沿第一方向F₁朝远离第二限位件140的一侧移动，如此就能使晶圆20在重力的作用下落在盒体31内的承载块32上(结合图4进行理解)。这个过程中，晶圆20不会撞到感应器120和定位件150，能有效避免划伤晶圆20。

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实用新型专利范围的限制。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 (10)

1.一种机械臂，用于固定晶圆，其特征在于，所述机械臂包括：

臂主体，具有用于承载所述晶圆的承载面；

安装槽，凹设于所述承载面；以及

感应器，设于所述安装槽内，且用于感测放置于所述承载面的所述晶圆的在位信号；

其中，所述感应器不凸于所述安装槽的槽口。

2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述机械臂还包括限位驱动件、至少一第一限位件和至少一第二限位件；

所述限位驱动件和所述第二限位件设于所述臂主体沿第一方向的相对两侧；

所述限位驱动件朝向所述第二限位件的一侧与所述第一限位件连接，以驱动所述第一限位件沿所述第一方向朝靠近所述第二限位件的一侧移动，并将放置于所述承载面的所述晶圆固定于所述承载面；

其中，所述第一方向平行于所述臂主体的纵向方向。

3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述机械臂包括两个所述第一限位件和两个所述第二限位件；

两个所述第一限位件沿第二方向间隔布设，且分别连接于所述限位驱动件，以在所述限位驱动件的驱动下沿所述第一方向移动；

两个所述第二限位件沿所述第二方向间隔布设于所述臂主体远离所述第一限位件的一侧；

所述第一方向和所述第二方向彼此相交。

4.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述第一限位件靠近所述第二限位件的一侧设有第一限位面，所述第一限位面与所述第一方向呈角度设置，以与所述晶圆相切设置。

5.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述第二限位件朝向所述第一限位件的一侧设有用于与所述晶圆相切设置的第二限位面。

6.根据权利要求1-5任一项所述的机械臂，其特征在于，所述机械臂还包括驱动组件，所述驱动组件连接所述臂主体，以驱动所述臂主体沿第一方向、第二方向和/或第三方向移动；

其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直。

7.根据权利要求6所述的机械臂，其特征在于，所述驱动组件包括三轴移动机构和旋转机构，所述旋转机构的输出端与所述臂主体连接，以驱动所述臂主体绕平行于所述第一方向的轴线旋转；

所述三轴移动机构的输出端与所述旋转机构连接，以驱动所述旋转机构和所述臂主体沿所述第一方向、所述第二方向和/或所述第三方向移动；

所述第一方向平行于所述臂主体的纵向方向。

8.根据权利要求7所述的机械臂，其特征在于，所述臂主体具有与所述承载面相背设置的背面；

所述感应器包括用于感测放置于所述承载面的所述晶圆的在位信号的感应器主体，以及与所述感应器主体电性连接的信号线；

所述信号线沿所述臂主体的厚度方向穿过所述臂主体，并沿所述第一方向朝远离所述晶圆的一侧延伸，以与所述驱动组件电性连接。

9.根据权利要求8所述的机械臂，其特征在于，所述背面包括第一面和第二面，沿所述臂主体的厚度方向，相较于所述第一面，所述第二面更靠近所述承载面；

所述信号线穿过所述臂主体的部分包括相连的第一部分和第二部分，所述第一部分固定于所述第二面，且不凸出于所述第一面；

所述第二部分位于所述第二面外，且用于与所述驱动组件电性连接。

10.根据权利要求9所述的机械臂，其特征在于，所述机械臂还包括定位件，所述定位件连接于所述臂主体的所述第二面，以将所述第一部分固定于所述第二面；

所述定位件不凸出于所述第一面。

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