一种末端执行器、机械手和晶圆传输装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种末端执行器、机械手和晶圆传输装置，其中末端执行器包括双夹持片叉、限位块、垫块和夹持滚轮。限位块和垫块形成供晶圆放置的第一支撑位置和第二支撑位置，位于第一支撑位置的晶圆和第二支撑位置的晶圆相对于水平方向向两个相反的方向倾斜且不同心。夹持滚轮移动相同距离位置时，对第一支撑位置或第二支撑位置的晶圆进行夹持。规避了晶圆因相同的接触位置而易造成晶圆污染的问题，同时减少了繁琐的控制逻辑，提高了控制效率。提高了控制效率。提高了控制效率。

【技术实现步骤摘要】
一种末端执行器、机械手和晶圆传输装置


[0001]本专利技术涉及晶圆传输设备
，尤其涉及一种末端执行器、机械手和晶圆传输装置。

技术介绍

[0002]晶圆传输装置主要用于集成电路制造过程中各个工艺模块间精确、快速、稳定的传输并定位晶圆。其中传输机械手中的末端执行器，是机器人用于执行动作的关键部件，依据执行动作的不同而结构也不尽相同。在半导体集成电路制造过程中，根据不同工艺机台的要求，晶圆传输选择不同的夹持方式。目前，常用的晶圆夹持方式有真空吸附式和边缘夹持式，真空吸附式末端执行器与晶圆的接触方式为吸盘接触晶圆上表面或者下表面，通过吸盘的真空吸力抓取晶圆。但对于晶圆接触有特殊要求的，如晶圆表面不允许接触，则需要采用边缘夹持式末端执行器，边缘夹持式末端执行器的工作原理是通过气缸夹持动作和限位块共同作用抓取晶圆，将晶圆限定在限位块和气缸的夹持滚轮之间。
[0003]但对于一些上料和下料要求有不同的晶圆加工设备，如晶圆清洗设备，需要将清洗前的晶圆和清洗后的晶圆放置在机械手的不同位置，以免污染已经清洗过的晶圆，此时真空吸附式接触晶圆传输方式无法满足使用需求，必须采用边缘夹持式末端执行器。
[0004]参见附图1所示，为现有边缘夹持式末端执行器中采用的一种限位块，限位块上仅有一个晶圆接触面，晶圆的下端面只能抵接在此晶圆接触面上，会增加晶圆表面和此晶圆接触面的污染风险。限位块污染后，需要及时更换，降低了工作效率，提高了生产成本。也无法满足晶圆清洗设备这类加工设备的需求。
[0005]参见附图2所示，为现有边缘夹持式末端执行器中采用的另一种限位块，限位块具有位于不同高度的第一支撑位置和第二支撑位置，且第一支撑位置和第二支撑位置为上下并列台阶结构。每个支撑位置均包括垂直设置的一个接触面和一个抵接面，晶圆能放置在接触面上且端部抵接在抵接面上。在第一支撑位置的接触面污染时，可以使用第二支撑位置的接触面，能在两个不同的接触面接触晶圆，此时可以满足晶圆清洗设备这类加工设备的需求，也是现有边缘夹持式机械手中最常采用的限位块。
[0006]但对于这种限位块，位于较高位置的第一支撑位置的接触面在接触晶圆时，如果被污染，在机械手传输过程中，第一支撑位置的接触面上的污染颗粒容易被卷起掉落到下方第二支撑位置的接触面上造成下方接触面的污染。同时由于第一支撑位置和第二支撑位置支撑晶圆时，晶圆在水平面内位于不同的位置，则气缸需要驱动夹持滚轮移动到不同位置，即气缸的位移不一致，增加的位移控制单元二次控制，降低了控制效率。

技术实现思路

[0007]为克服上述缺点，本专利技术的目的在于提供一种末端执行器，利用在竖直和水平面上均错位的第一放置位置和第二放置位置放置晶圆，避免晶圆因相同的接触位置而易造成晶圆污染的问题。
[0008]为了达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种末端执行器，包括双夹持片叉，还包括限位块，所述限位块设置有两个，且对称设置在双夹持片叉的一侧，每个所述限位块均具有承载晶圆下表面的承载面和与晶圆边缘抵接的抵接面，所述承载面和抵接面对应设置，且均设置有两个。垫块，所述垫块设置有至少一个，且设置在双夹持片叉的另一侧，所述垫块具有承载晶圆下表面的两个接触面，一个所述承载面和一个接触面形成供晶圆放置的第一支撑位置，另一个所述承载面和另一个接触面成型供晶圆放置的第二支撑位置，位于所述第一支撑位置的晶圆和第二支撑位置的晶圆相对于水平方向向两个相反的方向倾斜且不同心。夹持滚轮，所述夹持滚轮设置有一个且和垫块位于双夹持片叉的同一侧，所述夹持滚轮能在驱动件驱动下沿水平面移动以靠近或远离限位块，所述夹持滚轮在移动相同距离位置时，能对所述第一支撑位置或第二支撑位置的晶圆进行夹持。
[0009]本专利技术的有益效果在于：一方面利用一个承载面和一个接触面形成供晶圆放置的第一支撑位置，另一个承载面和另一个接触面成型供晶圆放置的第二支撑位置，两个承载面和两个接触面均在竖直和水平面上错位，规避了晶圆因相同的接触位置而易造成晶圆污染的问题。另一方面利用一个夹持滚轮，在移动相同位移的情况下，能对不同位置的晶圆进行夹持，减少了繁琐的控制逻辑，提高了控制效率。
[0010]进一步来说，两个所述承载面位于不同高度位置，且两个所述承载面在水平方向并列且间隔设置，在水平方向靠近所述垫块的一个承载面的高度位置低于另一所述承载面的高度位置；两个所述接触面位于不同高度位置，且两个所述接触面在水平方向上并列且间隔设置。
[0011]两个承载面分别为承载面一个承载面二，两个接触面分别为接触面一和接触面二，当晶圆放置在第一支撑位置时，此时晶圆的下端面抵靠在承载面一和接触面二上，由于承载面二和承载面一在水平方向上交错，两者间存在距离，接触面一和接触面二同样在水平方向上错位，两者间存在距离。因此即使承载面一和接触面二受到污染后，污染的颗粒也不会掉落到承载面二和接触面一上。晶圆放置在第二支撑位置时，此时晶圆的下端面抵靠在承载面二和接触面一上，承载面二和接触面一仍是清洁的状态，不会对晶圆造成污染。
[0012]进一步来说，所述抵接面与对应设置的承载面垂直设置，且抵接面沿对应设置的承载面远离垫块的一侧的端部向上延伸。抵接面和承载面之间围成供晶圆放置的空间，当夹持滚轮移动时，能推动晶圆沿承载面微动，并将晶圆边缘顶紧在抵接面上。
[0013]进一步来说，位于低处的所述承载面对应的抵接面的延长线到另一个所述承载面朝向垫块的端面之间，在水平方向上留有间隙d。间隙d的设置，让晶圆放置到第二支撑位置，且晶圆的边缘抵接在位于低处的抵接面上时，位于高处的承载面不会对晶圆造成干扰。
[0014]进一步来说，两个所述抵接面均为圆弧面，且所述圆弧面的圆弧半径与晶圆半径相同，圆弧面的抵接面能与晶圆边缘完全贴合，增大接触面积，提高夹持晶圆的稳定性。所述抵接面的高度均大于晶圆的厚度，保证抵接面能完全覆盖与其抵接的晶圆的边缘。
[0015]进一步来说，两个所述承载面均倾斜设置，且位于高处的所述承载面朝向垫块向下倾斜，另一个所述承载面朝向垫块向上倾斜；两个所述接触面均倾斜设置，且位于高处的所述接触面朝向限位块向下倾斜，另一个所述接触面朝向限位块向上倾斜。由于晶圆是倾斜放置在第一支撑位置和第二支撑位置的，倾斜设置的承载面和接触面与晶圆的放置后的倾斜方向一致，能增大与晶圆的接触面积，提高对晶圆支撑的稳定性。同时由于两个承载面
是倾斜的，与承载面垂直设置的抵接面也是倾斜的。
[0016]进一步来说，两个所述抵接面和对应设置的承载面共同设置在一个限位块上，所述限位块包括连接部和沿连接部的一侧延伸的两个平行的阶梯结构，两个所述阶梯结构沿水平方向延伸且间隔设置。限位块成一体结构，节约空间、简化安装。
[0017]一个所述阶梯结构包括台阶一，所述台阶一的上表面为一个承载面，所述台阶一与连接部的交界处为对应设置的抵接面。另一个所述阶梯结构包括与连接部依次连接的台阶三和台阶二，所述台阶二和台阶二在同一竖直方向上，所述台阶二的上表面为另一个承载面，台阶二与台阶三的交本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种末端执行器，包括双夹持片叉，其特征在于：还包括限位块，所述限位块设置有两个，且对称设置在双夹持片叉的一侧，每个所述限位块均具有承载晶圆下表面的承载面和与晶圆边缘抵接的抵接面，所述承载面和抵接面对应设置，且均设置有两个；垫块，所述垫块设置有至少一个，且设置在所述双夹持片叉的另一侧，所述垫块具有承载晶圆下表面的两个接触面，一个所述承载面和一个接触面形成供晶圆放置的第一支撑位置，另一个所述承载面和另一个接触面形成供晶圆放置的第二支撑位置，位于所述第一支撑位置的晶圆和第二支撑位置的晶圆相对于水平方向向两个相反的方向倾斜，且晶圆的圆心不同心；夹持滚轮，所述夹持滚轮设置有一个且和垫块位于双夹持片叉的同一侧，所述夹持滚轮能在驱动件驱动下沿水平面移动以靠近或远离限位块，所述夹持滚轮在移动相同距离位置时，能对所述第一支撑位置或第二支撑位置的晶圆进行夹持。2.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于：两个所述承载面位于不同高度位置，且两个所述承载面在水平方向并列且间隔设置，在水平方向靠近所述垫块的一个承载面的高度位置低于另一所述承载面的高度位置；两个所述接触面位于不同高度位置，且两个所述接触面在水平方向上并列且间隔设置。3.根据权利要求2所述的末端执行器，其特征在于：所述抵接面与对应设置的承载面垂直设置，且所述抵接面沿对应设置的承载面远离垫块的一侧的端部向上延伸。4.根据权利要求3所述的末端执行器，其特征在于：位于低处的所述承载面对应的抵接面的延长线到另一个所述承载面朝向垫块的边缘之间，在水平方向上留有间隙d。5.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于：两个所述抵接面均为圆弧面，且所述圆弧面的圆弧半径与晶圆半径相同，所述抵接面的高度均大于晶圆的厚度。6.根据权利要求2所述的末端执行器，其特征在于：两个所述承载面均倾斜设置，且位于高处的所述承载面朝向垫块向下倾斜，另一个所述承载面朝向垫块向上倾斜；两个所述接触面均倾斜设置，且位于高处的所述接触面朝向限位块向下倾斜，另一个所述接触面朝向限位块向上倾斜。7.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于：两个所述抵接面和对应设置的承载面共同设置在一个限位块上，所述限位块包括连接部和沿连接部的一侧延伸的两个阶梯结构，两个所述阶梯结构沿水平方向延伸且间隔设置；一个所述阶梯结构包括台阶一，所述台阶一的上表面为一个承载面，所述台阶一与连接部的交界处为对应设置的抵接面；另一个所述阶梯结构包括与连接部依次连接的台阶三和台阶二，所述台...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍伟成，薛增辉，葛敬昌，王文广，张庆，叶莹，
申请(专利权)人：上海果纳半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：