[發明專利]一種具有多軸聯動機械手的晶圓自動傳輸裝置

在審

• 申請號: 202110228760.8
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN112736004A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 張凱
• 申請（專利權）人: 韋森特(東莞)科技技術有限公司
• 主分類號: H01L21/677
• 分類號: H01L21/677;B25J9/12;B25J15/02
• 代理公司: 東莞技創百科知識產權代理事務所(普通合伙) 44608
• 代理人: 邱凱

本發明公開了一種具有多軸聯動機械手的晶圓自動傳輸裝置，包括機架；固定安裝在機架內的機械手傳動機構和風箱傳動機構；與機械手傳動機構傳動連接的機械手機構，所述機械手機構通過數個機械手傳動組件聯動形成多軸聯動機械手，且機械手機構上設置有夾持機構；與風箱傳動機構傳動連接的風箱機構，所述風箱機構活動安裝在機架上。本發明通過機械手機構多軸聯動提供XY方向運動，機械手傳動機構提供上下Z軸運動，可以將晶圓上料至不同加工機型的對應位置，可有效解決單臺上料設備無法兼容不同的加工機型的問題，避免了需要配置不同款式的定制版上料設備，導致了企業成本的急劇上升的問題，具有適用性強的優點。

技術領域

本發明涉及晶圓加工裝置技術領域，具體為一種具有多軸聯動機械手的晶圓自動傳輸裝置。

背景技術

晶圓是指制作硅半導體集成電路所用的硅晶片，其原始材料是硅，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓。二氧化硅礦石經由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并經蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達99.999999999%。晶圓制造廠再將此多晶硅熔解，再于溶液內摻入一小粒的硅晶體晶種，然后將其慢慢拉出，以形成圓柱狀的單晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一顆小晶粒在融熔態的硅原料中逐漸生成，此過程稱為“長晶”。硅晶棒再經過研磨，拋光，切片后，即成為集成電路工廠的基本原料——硅晶圓片，這就是“晶圓”。簡單的說,單晶硅圓片由普通硅砂拉制提煉，經過溶解、提純、蒸餾一系列措施制成單晶硅棒，單晶硅棒經過拋光、切片之后，就成為了晶圓。晶圓經多次光罩處理，其中每一次的步驟包括感光劑途布、曝光、顯影、腐蝕、滲透或蒸煮等等，制成具有多層線路與元件的IC晶圓，再交由后段的測試、切割、封裝廠，以制成實體的集成電路成品。

晶圓在生產加工過程中，非常容易受到環境中粉塵的污染，小到幾十納米的微小顆粒，大到幾百微米的灰塵，自于生產加工中晶圓表面的灰塵、空氣純凈度未到達標準以及加工過程中化學試劑等。這些顆粒在光刻時會遮擋光線，造成集成電路結構上的缺陷，污染物可能會附著在晶圓表面，造成圖案的不完整，直接影響芯片的電氣特性，因此通常通過SMIF（標準機械界面）隔離技術，使晶圓可以在對外界環境要求相對較低的情況下，保障晶圓自動上下料過程中的潔凈。

如中國發明專利公開號CN101459100B公布了一種緊湊式晶圓自動傳輸裝置，包括機架、上料平臺、風箱體和手臂機構，手臂機構的升降、伸展電機不在一個平面上，下手臂通過平移機構和翻轉機構連接抓取機構，并利用齒輪連桿傳動機構驅動抓取機構繞軸線轉動，抓取機構的抓取電機驅動夾爪往復移動，抓取機構上的定位機構設置可調定位塊。

如中國發明專利公開號CN101459101B公布了一種翻轉式晶圓自動傳輸裝置，包括機架、上料平臺、風箱體和手臂機構，手臂機構的下手臂通過翻轉機構連接抓取機構，抓取機構的固定板通過翻轉軸鉸接在翻轉基座上，抓取機構的抓取電機通過渦輪蝸桿驅動抓取連桿帶動夾爪沿抓取滑軌往復移動，抓取機構上的定位機構設置可調定位塊。

如中國發明專利公開號CN101465308B公布了一種旋轉型晶圓自動傳輸裝置，包括機架、上料平臺、風箱體和手臂機構，手臂機構的抓取機構利用組裝在下手臂固定座內的大、小帶輪組成的傳動機構繞軸轉動，設置在抓取機構的抓取電機通過蝸輪蝸桿驅動抓取連桿帶動夾爪沿抓取滑軌往復移動，抓取機構上的定位機構設置可調定位塊。

如中國發明專利公開號CN101465309公布了一種平移翻轉式晶圓自動傳輸裝置，包括機架、上料平臺、風箱體和手臂機構，手臂機構的下手臂通過組裝在一起的平移機構和翻轉機構連接抓取機構，并利用組裝齒輪連桿傳動機構驅動抓取機構繞軸線轉動，抓取機構的抓取電機驅動夾爪往復移動，抓取機構上的定位機構設置可調定位塊。

但是在實際使用中發現，上述對比文件中的技術方案均存在缺陷，如對比文件一中的技術方案，僅可在有限行程空間內完成晶圓水平或垂直狀態的自動傳輸，同時實現晶圓匣左右平移和翻轉；又如對比文件三中的技術方案，僅僅是在完成晶圓自動傳輸的同時，實現晶圓匣隨意旋轉和180度反向置放。