[发明专利]晶圆转移机械臂、晶圆水平承托装置以及承托方法

说明书

本发明公开了一种晶圆转移机械臂，包括：机械臂本体；以及设置于机械臂上的晶圆水平承托装置，晶圆水平承托装置包括驱动机构和至少一个托爪盘，托爪盘上设置有两个托爪组，两托爪组均包括至少一个托爪块，驱动机构与至少一个托爪组连接，以驱动一托爪组相对另一托爪组移动，并形成用于容纳并承托晶圆的收容空间。本发明通过机械臂本体和晶圆水平承托装置相配合，实现对水平状态晶圆平稳、高效地取放、转移；进一步地，晶圆水平承托装置通过驱动机构驱动托爪组形成多种用于容纳并承托晶圆的收容空间，进而适宜不同状态或尺寸的晶圆，并且阶梯状托爪块，实现了在同一托爪块区分承托不同状态晶圆，提高了空间利用率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆转移机械臂、晶圆水平承托装置以及承托方法。

背景技术

在半导体行业内，晶圆在某些制程工艺前后，会有清洗或者蚀刻的需求。在这些工艺设备里，晶圆片在工艺前后会有脏片和干净片的区分。为了避免干净片不被污染，需要将脏片和干净片分开搬运。

在现有的机械手臂技术里，最常用的是单臂单爪的设计。这种应用在搬运晶圆时，因为只有一个抓爪对晶圆实现抓取，那么脏片会污染抓爪上的托爪，从而导致该抓爪在搬运干净片时，干净片会因接触到此托爪而被污染，影响后续流程的进行。同时，单爪设计一次只能进行一片晶圆的搬运，导致整批25片晶圆搬运流程费时较多，严重制约了工艺流程的效率，同时重复操作过于频繁，对于机构件来说，也面临磨损和使用寿命的问题。

为了解决交叉污染问题，现有技术里，也有采用单臂双爪，或者是双臂双爪的设计。脏片和干净片分别采用不同抓爪取放，解决了交叉污染问题。然而，单臂双爪设计所需要的平面工作空间几乎是双臂双爪设计的2倍，而双臂双爪同样一次只能进行一片晶圆搬运，搬运效率有限。

为节省平面工作空间，现有技术里也有采用多层叠加抓爪设计，以增加晶圆片的搬运效率。但是现有设计的叠加结构基本都是采用逐片抓爪层叠的结构，由于是片片叠加，如果需要更换其中的一片抓爪时，需要逐层拆掉上面所有的抓爪才能实现。组装时，每片抓爪之间的平行度和水平度调整互相影响，整个操作过程繁琐费时。

因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案，以至少解决其中一个问题。

发明内容

本发明旨在提供一种晶圆转移机械臂、晶圆水平承托装置以及承托方法，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种晶圆转移机械臂，包括：

机械臂本体；以及

设置于所述机械臂上的晶圆水平承托装置，所述晶圆水平承托装置包括驱动机构和至少一个托爪盘，所述托爪盘上设置有两个托爪组，两所述托爪组均包括至少一个托爪块，以形成用于容纳并承托晶圆的收容空间，所述托爪块为阶梯状，且沿其高度方向包括至少两个承托面和限位面，两所述托爪组内的对应所述承托面相适配，以用于承托所述晶圆，所述限位面用于限制所述晶圆水平移动，所述驱动机构用于驱动至少一所述托爪组移动，以使对应所述承托面与待收容的所述晶圆相适配，并且对应的相邻两所述限位面之间的最小距离小于所述晶圆的直径。

本发明的一个较佳实施例中，所述机械臂能够带动所述晶圆水平承托装置平移和/或旋转。

另一技术方案是：

一种晶圆水平承托装置，包括：

至少一个托爪盘，所述托爪盘上设置有两个托爪组，两所述托爪组均包括至少一个托爪块，以形成用于容纳并承托晶圆的收容空间，所述托爪块为阶梯状，且沿其高度方向包括至少两个承托面和限位面，两所述托爪组内的对应所述承托面相适配，以用于承托所述晶圆，所述限位面用于限制所述晶圆水平移动；