[發明專利]晶圓傳輸裝置及其真空吸附機械手

在審

• 申請號: 202110682648.1
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113394156A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 尹明清
• 申請（專利權）人: 深圳市星國華先進裝備科技有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683;H01L21/67;H01L21/677
• 代理公司: 合肥國晟知識產權代理事務所(普通合伙) 34204
• 代理人: 王少勇

本發明涉及真空吸附機械手技術領域，公開了晶圓傳輸裝置及其真空吸附機械手。該用于晶圓傳輸的真空吸附機械手，包括底座、支撐環、旋轉支撐板、支柱、旋轉結構、起降結構、伸縮結構、吸附結構，底座內設置有旋轉結構，起降結構、伸縮結構和吸附結構設置于支柱上。通過旋轉結構控制機械手的旋轉，起降結構控制機械手的上下移動，伸縮結構控制機械手的伸縮，再配合吸附結構對晶圓進行吸附和轉動，不僅吸附能力好，而且在吸附運輸過程中姿態靈活可調，運輸所需空間小，減小產線投資；通過伸縮吸附嘴的單點吸附，不僅保證翹曲晶圓依然可以被吸附在晶圓機械手上，保障晶圓的質量安全，而且可以在晶圓垂直地面的方式可靠吸附，應用范圍廣。

技術領域

本發明涉及真空吸附機械手技術領域，具體為晶圓傳輸裝置及其真空吸附機械手。

背景技術

晶圓是指硅半導體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓；在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結構，而成為有特定電性功能之IC產品。而受到晶圓制作的影響，晶圓的質量不同導致其存在翹曲晶圓。在諸多半導體工藝過程中都需要利用晶圓傳輸裝置來傳送晶圓。現有晶圓傳輸裝置均包括真空吸附機械手，其利用真空吸附的原理來吸附晶圓以將晶圓傳送至所需位置，并且真空吸附機械手的動態控制多采用三軸機械臂以及傳送帶等，不僅晶圓運輸中姿態受限，晶圓運輸所需的空間大，增加產線投資。

如公開號CN105428290B中，在傳送晶圓時，將晶圓的背面置于吸附絕緣凸臺上，利用抽真空裝置抽走真空氣道內的空氣，以在真空氣道內形成負壓從而將晶圓的背面吸附住。然后，移動真空吸附機械手以將晶圓運送至所需位置。由于吸附絕緣凸臺的硬度小于待傳送晶圓的背面的硬度，故利用真空吸附機械手將晶圓傳送至所需位置之后，晶圓的背面中與真空吸附機械手接觸的位置不會形成印記，提高了晶圓的合格率。但其中存在如下問題：晶圓中存在翹曲晶圓，真空吸附晶圓時可能會導致掉片，尤其是晶圓垂直于地面時，吸附力的不足會導致掉片的頻繁發生，晶圓位置偏離機械手臂上的預設位置或者頻繁的真空報警等情況發生，導致無法保障翹曲晶圓傳輸過程的質量，特別是晶圓傳輸中的姿態變化受到極大的限制；為將翹曲晶圓吸附到機械手上，現有技術大多為通過施加外力來改變晶圓的翹曲度，使晶圓吸附到機械手，但在出現偏移或真空報警后再對晶圓施加外力較為不便，還需要人工消除設備的警報，同時施加外力也增加了傳輸晶圓時的工作量，降低了機械手的工作效率。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了晶圓傳輸裝置及其真空吸附機械手，具備良好的吸附翹曲晶圓、防止翹曲晶圓翹曲處的吸附力不夠而使晶圓掉落，進而可以根據工況需要以多種姿態，例如晶圓垂直于地面的姿態被運輸，以提高晶圓運輸的靈活性，節省晶圓運輸的空間需求等優點，解決了無法良好的吸附翹曲晶圓、翹曲晶圓翹曲處的吸附力不夠而使晶圓掉落的問題。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種用于晶圓傳輸的真空吸附機械手，包括底座、支撐環、旋轉支撐板、支柱、旋轉結構、起降結構、伸縮結構、吸附結構，所述底座頂面固定安裝有支撐環，所述支撐環內活動安裝有旋轉支撐板、所述旋轉支撐板頂面固定安裝有支柱，所述底座內設置有旋轉結構，所述支柱上設置有起降結構，所述支柱上設置有伸縮結構，所述支柱上設置有吸附結構，所述旋轉結構用于控制機械手進行旋轉，所述起降結構用于控制機械手上下移動，所述伸縮結構用于控制機械手伸縮，所述吸附結構用于控制機械手對晶圓進行吸附。

優選的，所述旋轉結構包括固定安裝在所述底座內的伺服電機，所述伺服電機的轉軸上固定安裝有轉桿，所述轉桿的上端固定安裝有外齒輪，所述旋轉支撐板的底面固定安裝有內齒輪，所述內齒輪與所述外齒輪嚙合在一起，旋轉結構用于控制機械手進行旋轉，以使機械手可以對有方向進行工作。