[发明专利]晶圆传输装置及其真空吸附机械手

说明书

本发明涉及真空吸附机械手技术领域，公开了晶圆传输装置及其真空吸附机械手。该用于晶圆传输的真空吸附机械手，包括底座、支撑环、旋转支撑板、支柱、旋转结构、起降结构、伸缩结构、吸附结构，底座内设置有旋转结构，起降结构、伸缩结构和吸附结构设置于支柱上。通过旋转结构控制机械手的旋转，起降结构控制机械手的上下移动，伸缩结构控制机械手的伸缩，再配合吸附结构对晶圆进行吸附和转动，不仅吸附能力好，而且在吸附运输过程中姿态灵活可调，运输所需空间小，减小产线投资；通过伸缩吸附嘴的单点吸附，不仅保证翘曲晶圆依然可以被吸附在晶圆机械手上，保障晶圆的质量安全，而且可以在晶圆垂直地面的方式可靠吸附，应用范围广。

技术领域

本发明涉及真空吸附机械手技术领域，具体为晶圆传输装置及其真空吸附机械手。

背景技术

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC产品。而受到晶圆制作的影响，晶圆的质量不同导致其存在翘曲晶圆。在诸多半导体工艺过程中都需要利用晶圆传输装置来传送晶圆。现有晶圆传输装置均包括真空吸附机械手，其利用真空吸附的原理来吸附晶圆以将晶圆传送至所需位置，并且真空吸附机械手的动态控制多采用三轴机械臂以及传送带等，不仅晶圆运输中姿态受限，晶圆运输所需的空间大，增加产线投资。

如公开号CN105428290B中，在传送晶圆时，将晶圆的背面置于吸附绝缘凸台上，利用抽真空装置抽走真空气道内的空气，以在真空气道内形成负压从而将晶圆的背面吸附住。然后，移动真空吸附机械手以将晶圆运送至所需位置。由于吸附绝缘凸台的硬度小于待传送晶圆的背面的硬度，故利用真空吸附机械手将晶圆传送至所需位置之后，晶圆的背面中与真空吸附机械手接触的位置不会形成印记，提高了晶圆的合格率。但其中存在如下问题：晶圆中存在翘曲晶圆，真空吸附晶圆时可能会导致掉片，尤其是晶圆垂直于地面时，吸附力的不足会导致掉片的频繁发生，晶圆位置偏离机械手臂上的预设位置或者频繁的真空报警等情况发生，导致无法保障翘曲晶圆传输过程的质量，特别是晶圆传输中的姿态变化受到极大的限制；为将翘曲晶圆吸附到机械手上，现有技术大多为通过施加外力来改变晶圆的翘曲度，使晶圆吸附到机械手，但在出现偏移或真空报警后再对晶圆施加外力较为不便，还需要人工消除设备的警报，同时施加外力也增加了传输晶圆时的工作量，降低了机械手的工作效率。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了晶圆传输装置及其真空吸附机械手，具备良好的吸附翘曲晶圆、防止翘曲晶圆翘曲处的吸附力不够而使晶圆掉落，进而可以根据工况需要以多种姿态，例如晶圆垂直于地面的姿态被运输，以提高晶圆运输的灵活性，节省晶圆运输的空间需求等优点，解决了无法良好的吸附翘曲晶圆、翘曲晶圆翘曲处的吸附力不够而使晶圆掉落的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于晶圆传输的真空吸附机械手，包括底座、支撑环、旋转支撑板、支柱、旋转结构、起降结构、伸缩结构、吸附结构，所述底座顶面固定安装有支撑环，所述支撑环内活动安装有旋转支撑板、所述旋转支撑板顶面固定安装有支柱，所述底座内设置有旋转结构，所述支柱上设置有起降结构，所述支柱上设置有伸缩结构，所述支柱上设置有吸附结构，所述旋转结构用于控制机械手进行旋转，所述起降结构用于控制机械手上下移动，所述伸缩结构用于控制机械手伸缩，所述吸附结构用于控制机械手对晶圆进行吸附。

优选的，所述旋转结构包括固定安装在所述底座内的伺服电机，所述伺服电机的转轴上固定安装有转杆，所述转杆的上端固定安装有外齿轮，所述旋转支撑板的底面固定安装有内齿轮，所述内齿轮与所述外齿轮啮合在一起，旋转结构用于控制机械手进行旋转，以使机械手可以对有方向进行工作。