晶圆传送机械臂及晶圆传送方法技术

本发明专利技术涉及半导体集成电路芯片制造的设备技术领域，为了解决现有技术中机械臂拿取晶圆不便的问题，本发明专利技术提供了一种晶圆传送机械臂，该机械臂包括夹持组件、摆动组件、翻转组件，通过组件间的配合，对晶圆进行夹持，从而方便外部的配合机构将晶圆从卡盘取出，避免了现有技术中机械臂伸入到晶圆相邻的缝隙中对进行进行夹取的不便的问题，本发明专利技术还提供了使用上述机械臂传送晶圆的方法，具体的是，通过摆动组件带动夹持组件在驱动架上作竖直移动和水平移动，并且水平移动夹持组件还能实现翻转，从而能够方便外部的配合机构对晶圆进行夹取，从而使用方便。从而使用方便。从而使用方便。

【技术实现步骤摘要】
晶圆传送机械臂及晶圆传送方法


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路芯片制造的设备
，具体是涉及晶圆传送机械臂及晶圆传送方法。

技术介绍

[0002]随着半导体产业的迅速发展，集成电路特征尺寸不断趋于微细化，半导体晶片不断地朝小体积、高电路密集度、快速、低耗电方向发展，集成电路现已进入超大规模集成电路（Ultra
‑
Large
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scaleintegration，ULSI）亚微米级的技术阶段，其中，晶圆是基本的基础材料，根据需要在上面蚀刻出所需要的电路，然后分割成小块的芯片。
[0003]目前，晶圆在加工过程中，由于晶圆堆积放置，需要机械臂进行逐一拿取进行深度加工，在现有技术中，拿取晶圆的机械臂结构复杂，有夹持机构、伸缩机构以及转向机构构成的，在拿取晶圆的过程中，夹持机构需要伸入到相邻的晶圆缝隙中对晶圆进行夹持，从而方便将晶圆取出。
[0004]但是，现有机械臂对于晶圆进行夹取时由于夹持机构需要伸入晶圆的缝隙中对晶圆进行夹持固定，而晶圆在堆积放置的时候其间隙较小，不便于机械臂伸入到晶圆缝隙中进行夹持，从而给拿取工作造成一定的不便，更有甚者机械手伸入到两个晶圆的缝隙中时，由于缝隙较小机械手容易于晶圆发生碰撞导致晶圆损坏的问题。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，提供晶圆传送机械臂及晶圆传送方法，通过驱动组驱动架、驱动组件、翻转组件、夹持组件和摆动组件的配合，使得机械手无需过多的调节自身的位置，由于驱动架上的滑轨位置为固定的，使得机械手只需要对于驱动架上卡盘匹配即可，已完成对于卡盘上的晶圆的夹持，降低了外部机械手所需要的精度，同时降低了生产的成本，还能有效提高外部机械手对于晶圆夹持的效率，降低调整的时间。
[0006]为解决现有技术中晶圆之间缝隙过小导致机械臂不便夹取的问题，本专利技术采用的技术方案为：一种晶圆传送机械臂，包括晶圆盒，晶圆盒内沿着其长度方向放置有卡盘，卡盘均呈竖直状态放置，卡盘用于固定晶圆；其特征在于，晶圆盒的上方设置有对卡盘进行夹取的拾取机构，拾取机构包括驱动架、翻转组件、夹持组件和摆动组件；驱动架侧壁上设置有滑轨，滑轨呈倒置的L形状；夹持组件滑动地位于滑轨上，夹持组件用于对卡盘进行夹持；摆动组件位于滑轨的旁侧，摆动组件用于带动夹持组件沿滑轨进行滑动；翻转组件位于驱动架的顶部，且翻转组件位于滑轨的旁侧，翻转组件用于带动夹持组件进行90
°
的翻转。
[0007]作为本专利技术进一步的方案，上述晶圆传送机械臂中，拾取机构还包括驱动组件，驱动组件包括丝杆、位置驱动电机和两个安装耳，晶圆盒的顶部设置有沿其长度方向的滑槽，
驱动架能滑动的位于滑槽上，两个安装耳位于其中一个滑槽的旁侧的侧壁上，丝杆呈水平状态能转动地位于两个安装耳之间，位置驱动电机固定连接于其中一个安装耳上，位置驱动电机的输出轴贯穿通过安装耳与丝杆连接，驱动架的侧壁上固定有驱动板，丝杆贯穿通过驱动板且与其螺纹配合。
[0008]作为本专利技术再进一步的方案，上述晶圆传送机械臂中，夹持组件包括夹持架、两个滑动杆、两个弹扣和两个安装孔，夹持架位于矩形的架体结构，夹持架的中央设置有与卡盘相互匹配的方槽，两个滑动杆分别固定连接于夹持架的宽度方向上的两端外侧，两个滑动杆上均套设有滑轮，滑轮与滑轨滑动配合，两个安装孔位于夹持架上宽度方向的两端的内壁上，两个安装孔内均设置有与外部电性连接的电磁铁，两个弹扣均能滑动地位于两个安装孔内，两个弹扣上均设置有弹性件，弹性件的两端分别于弹扣和安装孔的内壁固定连接，弹扣与电磁铁磁性连接，卡盘的顶端设置有与弹扣相互匹配的卡接孔。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案，上述晶圆传送机械臂中，摆动组件包括摆动驱动电机、安装架、传动齿轮、主动齿轮、直线驱动器、传动轴和主动轴，安装架固定连接于驱动架侧壁上，摆动驱动电机固定连接于安装架上，且摆动驱动电机的输出轴与主动轴连接，主动轴上固定有主动齿轮，传动轴上固定有传动齿轮，主动齿轮与传动齿轮啮合，直线驱动器的其中一端与传动轴固定连接，直线驱动器的另外一端与夹持组件铰接，卡盘的中央设置有能供晶圆放置的容置槽。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案，上述晶圆传送机械臂中，翻转组件包括翻转齿轮和齿条，翻转齿轮固定于夹持架的其中一个滑动杆上，且翻转齿轮与滑动杆固定连接，齿条呈水平状态位于驱动架的侧壁上，且齿条位于滑轨旁侧，齿条与翻转齿轮啮合连接。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案，上述晶圆传送机械臂中，驱动架的顶部设置有限位板，限位板内设置有胶垫，限位板呈水平状态固定连接于驱动架的顶部。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案，上述晶圆传送机械臂中，夹持架的方槽的顶部设置有两侧倾斜的引导槽。
[0013]本专利技术还提供了上述晶圆传送机械臂传送晶圆的方法，其技术方案如下：一种传送晶圆的方法，包括以下步骤：S1、卡盘竖直移动：通过夹持组件卡接卡盘，摆动组件带动夹持组件沿滑轨向滑轨的顶部滑动，使得夹持组件带动卡盘移动；S2、卡盘水平移动：直线驱动器工作驱使夹持组件沿着滑轨水平方向移动，与此同时，翻转组件中的翻转齿轮与齿条配合使得卡盘翻转呈水平状态；S3、配合机构对卡盘内的晶圆进行夹取取出。
[0014]作为本专利技术进一步的方案，上述方法中，夹持组件卡接卡盘的步骤如下：夹持组件向下移动直至方槽套设在卡盘顶端，使得弹扣可滑入卡盘的卡接孔内。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案，上述方法中，晶圆取出后对卡盘进行复位，复位步骤如下：摆动组件带动夹持组件沿滑轨向滑轨的底部滑动，与此同时，翻转组件带动夹持组件翻转，使得夹持组件呈竖直状态下落，直至将夹持组件内的卡盘插入晶圆盒内，此时夹持组件松开对于卡盘的夹持，摆动组件带动夹持组件恢复到初始位置。
[0016]本专利技术相比较于现有技术的有益效果是：
本专利技术通过驱动组驱动架、驱动组件、翻转组件、夹持组件和摆动组件的配合，使得机械手无需过多的调节自身的位置，由于驱动架上的滑轨位置为固定的，使得机械手只需要对于驱动架上卡盘匹配即可，已完成对于卡盘上的晶圆的夹持，避免了现有技术中需要将机械臂伸入到相邻晶圆之间的缝隙中对晶圆进行夹持固定以造成不便的问题，降低了外部机械手所需要的精度，同时降低了生产的成本，还能有效提高外部机械手对于晶圆夹持的效率，避免了因机械臂伸入到缝隙中夹持时可能对晶圆造成损坏的问题。
[0017]本专利技术方法中，通过摆动组件带动夹持组件沿着滑轨作竖直向上以及水平方向的移动，一方面能够方便夹持机构对卡盘进行卡接固定，另一方面，水平移动的同时翻转组件能够将卡盘进行翻转，从而方便了外部的配合机构对晶圆进行夹持，便于拿取。
[0018]本专利技术中，驱动架可以沿着晶圆盒的长度方向在晶圆盒表面移动，因此，当外部机构对晶圆进行夹取时，能够调整驱动架与外部机构之间的距离，进而调整了晶圆与外部机构之间的距离，方便外部机构拿取，从而提高了传送效率。
[0019]本专利技术中，弹扣与弹性件的相互配合，一方面能够对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆传送机械臂，包括晶圆盒（100），晶圆盒（100）内沿着其长度方向放置有卡盘（102），卡盘（102）均呈竖直状态放置，卡盘（102）用于固定晶圆；其特征在于，晶圆盒（100）的上方设置有对卡盘（102）进行夹取的拾取机构（200），拾取机构（200）包括驱动架（201）、翻转组件（203）、夹持组件（204）和摆动组件（205）；驱动架（201）侧壁上设置有滑轨（201d），滑轨（201d）呈倒置的L形状；夹持组件（204）滑动地位于滑轨（201d）上，夹持组件（204）用于对卡盘（102）进行夹持；摆动组件（205）位于滑轨（201d）的旁侧，摆动组件（205）用于带动夹持组件（204）沿滑轨（201d）进行滑动；翻转组件（203）位于驱动架（201）的顶部，且翻转组件（203）位于滑轨（201d）的旁侧，翻转组件（203）用于带动夹持组件（204）进行90
°
的翻转。2.根据权利要求1所述的晶圆传送机械臂，其特征在于，拾取机构（200）还包括驱动组件（202），驱动组件（202）包括丝杆（202a
‑
1）、位置驱动电机（202b）和两个安装耳（202a），晶圆盒（100）的顶部设置有沿其长度方向的滑槽（101），驱动架（201）能滑动的位于滑槽（101）上，两个安装耳（202a）位于其中一个滑槽（101）的旁侧的侧壁上，丝杆（202a
‑
1）呈水平状态能转动地位于两个安装耳（202a）之间，位置驱动电机（202b）固定连接于其中一个安装耳（202a）上，位置驱动电机（202b）的输出轴贯穿通过安装耳（202a）与丝杆（202a
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1）连接，驱动架（201）的侧壁上固定有驱动板（201c），丝杆（202a
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1）贯穿通过驱动板（201c）且与其螺纹配合。3.根据权利要求1所述的晶圆传送机械臂，其特征在于，夹持组件（204）包括夹持架（204a）、两个滑动杆（204a
‑
1）、两个弹扣（204d
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1）和两个安装孔（204b），夹持架（204a）位于矩形的架体结构，夹持架（204a）的中央设置有与卡盘（102）相互匹配的方槽（204c），两个滑动杆（204a
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1）分别固定连接于夹持架（204a）的宽度方向上的两端外侧，两个滑动杆（204a
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1）上均套设有滑轮（204a
‑
2），滑轮（204a
‑
2）与滑轨（201d）滑动配合，两个安装孔（204b）位于夹持架（204a）上宽度方向的两端的内壁上，两个安装孔（204b）内均设置有与外部电性连接的电磁铁，两个弹扣（204d
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1）均能滑动地位于两个安装孔（204b）内，两个弹扣（204d
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1）上均设置有弹性件（204d
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2），弹性件（204d
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2）的两端分别于弹扣（204d
‑
1）和安装孔（204b）的内壁固定连接，弹扣（204d
‑
1）与电磁铁磁性连接，卡盘（102）的顶端设置有与弹扣（204d
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1）相互匹配的卡接孔（102a）。4.根据权利要求1所述的晶圆传送机械臂，其特征在于，摆动组件（205）包括摆动驱动电机（205a
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【专利技术属性】
技术研发人员：林坚，王彭，
申请(专利权)人：泓浒苏州半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：