用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪制造技术

本发明专利技术公开了一种用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪。机械爪包括两卡爪组件、传动机构和驱动机构。卡爪组件具有第一夹紧部和第二夹紧部，两卡爪组件的第一夹紧部分别用于夹取第一尺寸晶圆盒的两把手，两第二夹紧部分别用于夹取第二尺寸晶圆盒的两把手。传动机构传动连接于两卡爪组件，驱动机构作用于传动机构，以使两卡爪组件在打开状态和关闭状态之间切换。当两卡爪组件位于打开状态时，两卡爪组件相远离；当两卡爪组件位于关闭状态时，两卡爪组件相靠近，以夹取晶圆盒。该机械手的卡爪组件具有第一夹紧部和第二夹紧部，使得卡爪组件能够夹取多尺寸的晶圆盒，扩大了机械设备的适用范围，有利于提高晶圆片的生产效率。

Mechanical claw for wafer handling in various sizes

The invention discloses a mechanical claw for carrying wafer boxes of various sizes. The mechanical claw comprises two jaw claw assemblies, a transmission mechanism and a driving mechanism. The claw assembly has a first clamping part and a second clamping part. The first clamping part of the two claw assemblies is respectively used to clamp two handles of the first size wafer box, and the two second clamping parts are respectively used to clamp two handles of the second size wafer box. The transmission mechanism is connected to the two claw assemblies, and the driving mechanism acts on the transmission mechanism so that the two claw assemblies can switch between the open state and the closed state. When the two claw assemblies are in the open state, the two claw assemblies are far away from each other; when the two claw assemblies are in the closed state, the two claw assemblies are close to each other to clamp the wafer box. The claw assembly of the manipulator has a first clamping part and a second clamping part, which enables the claw assembly to clamp multi-size wafer boxes, enlarges the application scope of the mechanical equipment, and is beneficial to improving the wafer production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪
本专利技术涉及半导体领域，特别一种用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪。
技术介绍
在半导体行业中，集成电路的加工制造离不开大量晶圆的使用，所用集成电路的设计和加工最终均需要集成在晶圆片上。晶圆片很薄，通常只有零点几个毫米，而且脆性较大，操作上稍有不当将可能直接导致晶片破损报废，另一方面考虑到晶圆片制备过程复杂，价格昂贵，因而晶圆片的制备和运输时的安全性和可靠性一直都是各大半导体行业所关注的重点。晶圆片在制备过程中，需要参与多个不同的工序才能得到最终的成品，而在不同工序之间流转时，其运输和保管都需要用到晶圆盒，起到防尘防碰的作用。晶圆盒一般是由白色透明、韧性较好的材料制成，其外部结构设有晶圆盒把手，以方便对其搬运。随着自动化程度的提高，通常采用机械爪对晶圆盒搬运以代替传统人工进行作业。因晶圆具有不同的尺寸，如4寸、8寸、12寸和16寸，晶圆盒的尺寸也与之相对应，即4寸、8寸、12寸和16寸晶圆盒。但是，在现有技术中，用来搬运晶圆盒的机械爪通常仅能搬运一种尺寸的晶圆盒，适用范围较窄，容易影响晶圆片的生产效率。综上，现有技术中用来搬运晶圆盒的机械爪通常具有适用范围较窄、易影响晶圆片的生产效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中用来搬运晶圆盒的机械爪通常具有适用范围较窄、易影响晶圆片的生产效率，提供一种用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪，其特点在于，其包括：相对设置的两卡爪组件，所述卡爪组件具有第一夹紧部和第二夹紧部，两所述卡爪组件的第一夹紧部分别用于夹取第一尺寸晶圆盒的两把手，两所述卡爪组件的第二夹紧部分别用于夹取第二尺寸晶圆盒的两把手；传动机构，所述传动机构传动连接于两所述卡爪组件；驱动机构，所述驱动机构作用于所述传动机构，以使两所述卡爪组件在打开状态和关闭状态之间切换；其中，当两所述卡爪组件位于打开状态时，两所述卡爪组件相远离；当两所述卡爪组件位于关闭状态时，两所述卡爪组件相靠近，以夹取所述晶圆盒。在本方案中，卡爪组件具有第一夹紧部和第二夹紧部，使得卡爪组件能够夹取两种尺寸的晶圆盒，扩大了机械爪的适用范围，有利于提高晶圆片的生产效率。较佳地，所述卡爪组件具有：支撑架，所述支撑架的顶部连接于所述传动机构；两卡爪板，两所述卡爪板相对设置且连接于所述支撑架的底部，每一所述卡爪板具有第一卡槽和第二卡槽，两所述卡爪板的第一卡槽围成所述第一夹紧部，两所述卡爪板的第二卡槽围成所述第二夹紧部；其中，相对于所述第一卡槽，所述第二卡槽远离所述支撑架。较佳地，所述第一卡槽和所述第二卡槽均具有水平部，两所述第一卡槽的两所述水平部用于支撑所述第一尺寸晶圆盒的把手的两端，两所述第二卡槽的两所述水平部用于支撑所述第二尺寸晶圆盒的把手的两端。在本方案中，第一卡槽和第二卡槽的结构基本相同，仅是尺寸上有所不同。其中，水平部支撑晶圆盒的把手，相当于晶圆盒通过两把手挂在两水平部上，通过较为简单的结构便能实现对晶圆盒的夹取。较佳地，所述第一卡槽和所述第二卡槽还具有倾斜部，所述水平部的两端均连接有所述倾斜部；其中，两所述倾斜部一一对应抵接于对应的所述把手的两端。在本方案中，倾斜部具有导向作用，当晶圆盒在两卡爪板之间发生倾斜时，通过倾斜部能够使得晶圆盒的轴线方向平行于卡爪板，有利于提高夹取晶圆盒的可靠性。较佳地，所述倾斜部与所述水平部之间形成有夹角，且所述夹角的范围为30°～75°。在本方案中，倾斜部与水平部之间的夹角的大小与对应的晶圆盒的规格相适配，也就是说，当夹取不同规格的晶圆盒时，对应的倾斜部与水平部之间的夹角可以相应地设置。较佳地，所述第二尺寸晶圆盒的尺寸小于所述第一尺寸晶圆盒的尺寸，两所述第一卡槽的两所述水平部之间具有第一间隙，两所述第二卡槽的两所述水平部之间具有第二间隙，且所述第一间隙大于所述第二间隙。在本方案中，第二卡槽中对应放置的是较小尺寸的晶圆盒(第二尺寸晶圆盒)，晶圆盒的把手的长度相对较短，使第二间隙小于第一间隙，有利于进一步提高夹取晶圆盒的可靠性。较佳地，所述机械爪还包括传感器，所述传感器设于所述支撑架的底部，且所述传感器位于两所述卡爪板之间；其中，所述传感器远离所述支撑架的一端连接有传感器杆，所述传感器杆延伸至所述第二卡槽的水平部的下方，所述传感器杆用于与所述第一尺寸晶圆盒和第二尺寸晶圆盒的侧壁相贴合。在本方案中，当传感器触碰到晶圆盒的侧壁时，表示卡爪板已夹紧晶圆盒，有利于较为可靠、高效地将晶圆盒转移到下一个加工部位。较佳地，所述第二尺寸晶圆盒的尺寸小于所述第一尺寸晶圆盒的尺寸，所述传感器杆中与所述第二卡槽相对应的部分具有弯折部，所述弯折部用于朝着靠近所述第二尺寸晶圆盒的方向弯折，且所述弯折部用于与所述第二尺寸晶圆盒的侧壁相贴合。在本方案中，由于第一卡槽中对应的是较大尺寸的晶圆盒，当通过传感器检测第一卡槽中是否夹取有第一尺寸晶圆盒时，传感器杆与第一尺寸晶圆盒的侧壁相贴合。此时，若将传感器杆设置为竖直的杆状结构，则当需要检测第二卡槽中是否夹取有第二尺寸晶圆盒时，传感器杆与第二尺寸晶圆盒的侧壁之间形成有间隙，传感器杆无法与第二尺寸晶圆盒的侧壁相贴合。也就是说，弯折部能够使得传感器杆较为可靠地与第二尺寸晶圆盒的侧壁相接触，能够增加由第二尺寸晶圆盒的尺寸引起的角偏转，并能够减少或避免传感器杆今日未对齐的晶圆盒的顶部，从而，有利于进一步提高夹取晶圆盒的可靠性。较佳地，所述传动机构包括：旋转臂，所述旋转臂沿长度方向具有首端和尾端；凸轮，所述凸轮连接于所述驱动机构，且所述凸轮作用于所述旋转臂的首端；其中，所述支撑架的顶部设有连接块，所述旋转臂的尾端穿设于所述连接块。在本方案中，凸轮在驱动机构的作用下带动旋转臂旋转，从而使得卡爪组件旋转，以实现卡爪组件的打开或关闭。较佳地，所述凸轮具有：连接杆，所述连接杆的一端作用于所述驱动机构；变径头，所述变径头连接于所述连接杆的另一端，且所述变径头的外表面沿轴线方向依次为第一平面、第一曲面和第二平面，所述第一平面相较于所述第二平面更加靠近所述连接杆，且自所述第一平面至所述第二平面，所述第一曲面的截面尺寸逐渐减小。在本方案中，当卡爪组件处于关闭状态时，变径头的曲面和平面有利于实现两卡爪组件实现完全关闭状态，以防止晶圆盒脱落，以将晶圆盒抓牢。较佳地，所述变径头的外表面沿轴线方向具有多组面单元，每组所述面单元依次包括平面、曲面和平面，其中，多组所述面单元中靠近所述连接杆的一组所述面单元包括所述第一平面、所述第一曲面和所述第二平面。较佳地，所述驱动机构包括气缸。在本方案中，驱动机构既可以通过气动方式驱动卡爪组件的状态转换，也可以通过电动方式驱动卡爪组件的状态转换。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。本专利技术的积极进步效果在于：在该用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪中，卡爪组件具有第一夹紧部和第二夹紧部，使得卡爪组件能够夹取多种尺寸的晶圆盒，扩大了机械设备的适用范围，有利于提高晶圆片的生产效率。附图说明图1为本专利技术一较佳实施例的用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪的结构示意图。图2为本专利技术一较佳实施例的用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪夹取第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪，其特征在于，其包括：相对设置的两卡爪组件，所述卡爪组件具有第一夹紧部和第二夹紧部，两所述卡爪组件的第一夹紧部分别用于夹取第一尺寸晶圆盒的两把手，两所述卡爪组件的第二夹紧部分别用于夹取第二尺寸晶圆盒的两把手；传动机构，所述传动机构传动连接于两所述卡爪组件；驱动机构，所述驱动机构作用于所述传动机构，以使两所述卡爪组件在打开状态和关闭状态之间切换；其中，当两所述卡爪组件位于打开状态时，两所述卡爪组件相远离；当两所述卡爪组件位于关闭状态时，两所述卡爪组件相靠近，以夹取所述晶圆盒。

【技术特征摘要】
1.一种用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪，其特征在于，其包括：相对设置的两卡爪组件，所述卡爪组件具有第一夹紧部和第二夹紧部，两所述卡爪组件的第一夹紧部分别用于夹取第一尺寸晶圆盒的两把手，两所述卡爪组件的第二夹紧部分别用于夹取第二尺寸晶圆盒的两把手；传动机构，所述传动机构传动连接于两所述卡爪组件；驱动机构，所述驱动机构作用于所述传动机构，以使两所述卡爪组件在打开状态和关闭状态之间切换；其中，当两所述卡爪组件位于打开状态时，两所述卡爪组件相远离；当两所述卡爪组件位于关闭状态时，两所述卡爪组件相靠近，以夹取所述晶圆盒。2.如权利要求1所述的用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪，其特征在于，所述卡爪组件具有：支撑架，所述支撑架的顶部连接于所述传动机构；两卡爪板，两所述卡爪板相对设置且连接于所述支撑架的底部，每一所述卡爪板具有第一卡槽和第二卡槽，两所述卡爪板的第一卡槽围成所述第一夹紧部，两所述卡爪板的第二卡槽围成所述第二夹紧部；其中，相对于所述第一卡槽，所述第二卡槽远离所述支撑架。3.如权利要求2所述的用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪，其特征在于，所述第一卡槽和所述第二卡槽均具有水平部，两所述第一卡槽的两所述水平部用于支撑所述第一尺寸晶圆盒的把手的两端，两所述第二卡槽的两所述水平部用于支撑所述第二尺寸晶圆盒的把手的两端。4.如权利要求3所述的用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪，其特征在于，所述第一卡槽和所述第二卡槽还具有倾斜部，所述水平部的两端均连接有所述倾斜部；其中，两所述倾斜部一一对应抵接于对应的所述把手的两端。5.如权利要求4所述的用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪，其特征在于，所述倾斜部与所述水平部之间形成有夹角，且所述夹角的范围为30°～75°。6.如权利要求3所述的用于多种尺寸的晶圆盒搬运的机械爪，其特征在于，所述第二尺寸晶圆盒的尺寸小于所述第一尺寸晶圆盒的尺寸，两所述第一卡槽的两所述水平部之间具有第一间隙，两所述第二卡...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔·罗伯特·休斯特，王溯，史蒂文·贺·汪，金金明，刘毅，
申请(专利权)人：新阳硅密上海半导体技术有限公司，硅密常州电子设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31