本发明涉及晶圆的生产领域,特别是涉及一种用于晶圆抓取和定位的晶圆运输系统和方法。
背景技术:
1、晶圆的运输离不开伯努利吸盘的运输和运输至指定位置的定位。伯努利吸盘是一种利用伯努利原理制造出来的真空吸具产品。伯努利原理,即流速增加,压强降低,喷气口中喷出的气体遇到圆盘后,使自圆盘中心沿圆盘径向外迅速扩散,从而使得圆盘上部的气流速度大于其下部。根据伯努利原理,此时圆盘底部气压大于其上部的气压,因而圆盘便悬浮在空中。伯努利吸盘具有吸力强、操作简单、无需电源等优点,广泛应用于光伏行业、电池片行业、注塑行业、手机行业等领域,以提高生产效率,保障产品安全。
2、在伯努利吸盘将晶圆运输至指定位置后,需要将晶圆进行定位,以便完成诸如涂抹光刻胶的工艺。
3、在传统的晶圆运输和定位工艺中,通常需要至少两套甚至多套定位装置配合同一伯努利吸盘以保证晶圆被运输至每一处均可定位,这大大增加了设置多个定位装置的成本。
4、中国发明专利一种晶圆中心定位装置及方法,公开号为cn106393458a,公开了一种通过定位推柱在气缸的作用下推动固定环沿着载物台滑槽进入定位装置中的设备。上述专利的定位结构较为单一,不具备运输晶圆的吸附功能。
5、中国发明专利一种晶片中心定位装置,公开号为cn 105702605 a,公开了一种利用偏心盘的偏心指的旋转来定位晶片中心的装置。上述专利的定位结构较为单一,不具备运输晶圆的吸附功能。
6、中国发明专利晶圆定位装置及方法,公开号为cn 113013077 a,公开了一种利用旋转机构定位晶圆,并且能够和多个不同直径尺寸的晶圆相适配。上述专利的定位结构较为单一,不具备运输晶圆的吸附功能。
7、中国发明专利一种晶圆抓取系统,公开号为cn 105448795 a,公开了一种抓取装置,其在有晶圆位置进行吸附,并且通过光纤传感器判断其是否吸附。上述结构的吸附功能较为单一,不具备晶圆的定位功能。并且,其利用的是真空吸附的功能,并非伯努利吸盘,这也造成了晶圆会与吸盘进行物理接触,容易对晶圆造成损伤。
8、中国发明专利一种吸附装置,公开号为 cn 105428296 a,其采用第一通道和第四通道的双通道设计,两个通道之间互不影响,可使用多个尺寸的晶圆,减少密封圈本体的与旋转轴本体之间的摩擦。上述结构的吸附功能较为单一,不具备晶圆的定位功能。并且,其利用的是真空吸附的功能,并非伯努利吸盘,这也造成了晶圆会与吸盘进行物理接触,容易对晶圆造成损伤。
9、综上,上述产品的功能较为单一,要么只能吸附,要么只能定位。并且在吸附时仅仅利用了真空吸附的原理,容易磨损晶圆。因此,目前需要一种能够结合伯努利原理,对晶圆的运输同时进行吸附和定位的一种晶圆运输系统。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是提供一种能够结合伯努利原理,对晶圆的运输同时进行吸附和定位的一种晶圆运输系统和方法。
2、为了解决上述问题,本发明提供了一种晶圆运输系统,包括:伯努利吸盘,与所述伯努利吸盘固定连接的导气筒,以及通过伯努利吸盘的流速驱动的定位结构;
3、所述伯努利吸盘包括:与所述导气筒连通且固定的托盘,以及沿所述导气筒的内部轴承连接的风涡轮;
4、所述定位结构包括:与所述托盘可旋转地密封连接的第一轴,以及与所述第一轴的端面偏心固定的偏心指,所述风涡轮通过甩盘机构与第一轴连接;
5、所述甩盘机构包括与风涡轮固定的第一导轨,沿所述第一导轨移动的第一滑块,两端分别与所述第一滑块和第一导轨固定的第一弹簧,与所述导气筒内部轴承连接的内齿圈,两端分别与所述内齿圈和第一轴固定的拉绳,以及两端分别与所述第一轴和托盘固定的复位碟簧。
6、在一些实施例中,所述第一轴的外圆周面与所述第一限位块固定,所述第一限位块能够与所述第二限位块限位搭接,所述第二限位块与所述托盘固定。
7、在一些实施例中,所述第一轴的端面同轴固定有偏心盘,所述偏心盘的外沿固定有偏心指,所述偏心盘与所述第一限位块固定,所述第一限位块能够与所述第二限位块限位搭接,所述第二限位块与所述托盘固定。
8、在一些实施例中,所述第一滑块的端面与第三限位块固定,所述第三限位块能够与所述第一导轨的端面搭接,所述第三限位块能够与所述内齿圈的内齿搭接。
9、在一些实施例中,所述托盘的表面开设有引流槽,所述引流槽位于两个所述第一轴之间。
10、在一些实施例中,所述风涡轮同轴固定有两组风扇,两个风扇之间固定有第一导轨。
11、在一些实施例中,所述导气筒与所述风涡轮同轴设置,所述导气筒内沿径向固定有第一横梁,所述第一横梁与所述风涡轮的一端轴承连接。
12、在一些实施例中,所述风涡轮的另一端与所述托盘的内部轴承连接。
13、在一些实施例中,所述导气筒内沿径向固定有第二横梁,所述第二横梁与所述风涡轮的一端轴承连接。
14、本发明还提供了一种晶圆运输方法,包括如下步骤:
15、抓取:将气流从导气筒的一端以第一流速吹至所述伯努利吸盘,将伯努利吸盘的圆心对准晶圆的圆心;
16、运输:通过机械臂驱动导气筒移动;
17、放下:将气流从导气筒的一端以第二流速吹至所述伯努利吸盘,风涡轮驱动甩盘机构带动偏心指夹持晶圆至静止后,停止所述气流的流动。
18、本发明一种晶圆运输系统与现有技术不同之处在于本发明一种晶圆运输系统通过上述伯努利吸盘以吹气的形式而非真空吸附的方式来运输晶圆,从而避免晶圆在运输过程中的损坏;并且,由于伯努利吸盘的一直吹气且吹气的功率可变的原理,改变风涡轮的旋转速度,致使甩盘机构切换风涡轮是否驱动所述定位结构的第一轴的旋转,致使所述偏心指夹持定位所述晶圆。本发明仅仅以普通吸盘的尺寸和相差无几的结构,来同时实现了晶圆的抓取和定位,并且避免了晶圆在抓取过程的机械磨损,提高了良品率。
19、本发明一种晶圆运输系统与现有技术不同之处在于本发明一种晶圆运输方法通过第一流速和第二流速均可使伯努利吸盘来吸附所述晶圆,但不同的是,第一流速不会驱动偏心指夹持所述晶圆,而第二流速会驱动偏心指夹持所述晶圆,从而实现晶圆的定位,再通过完全关闭气流即可实现定位后的放下的动作。
20、下面结合附图对本发明的一种晶圆运输系统作进一步说明。
1.一种晶圆运输系统,其特征在于,包括:伯努利吸盘(1),与所述伯努利吸盘(1)固定连接的导气筒(2),以及通过伯努利吸盘(1)的流速驱动的定位结构(3);
2.根据权利要求1所述的晶圆运输系统,其特征在于:所述第一轴(8)的外圆周面与第一限位块(16)固定,所述第一限位块(16)能够与第二限位块(17)限位搭接,所述第二限位块(17)与托盘(5)固定。
3.根据权利要求2所述的晶圆运输系统,其特征在于:所述第一轴(8)的端面同轴固定有偏心盘(18),所述偏心盘(18)的外沿固定有偏心指(9),所述偏心盘(18)与所述第一限位块(16)固定,所述第一限位块(16)能够与第二限位块(17)限位搭接,所述第二限位块(17)与托盘(5)固定。
4.根据权利要求1所述的晶圆运输系统,其特征在于:所述第一滑块(11)的端面与第三限位块(19)固定,所述第三限位块(19)与所述第一导轨(10)的端面搭接,所述第三限位块(19)与所述内齿圈(13)的内齿搭接。
5.根据权利要求1所述的晶圆运输系统,其特征在于:所述托盘(5)的表面开设有引流槽(20),所述引流槽(20)位于两个第一轴(8)之间。
6.根据权利要求1所述的晶圆运输系统,其特征在于:所述风涡轮(7)同轴固定有两组风扇,两组风扇之间固定有第一导轨(10)。
7.根据权利要求6所述的晶圆运输系统,其特征在于:所述导气筒(2)与风涡轮(7)同轴设置,所述导气筒(2)内沿径向固定有第一横梁(21),所述第一横梁(21)与风涡轮(7)的一端轴承连接。
8.根据权利要求7所述的晶圆运输系统,其特征在于:所述风涡轮(7)的另一端与托盘(5)的内部轴承连接。
9.根据权利要求7所述的晶圆运输系统,其特征在于:所述导气筒(2)内沿径向固定有第二横梁,所述第二横梁与所述风涡轮(7)的一端轴承连接。
10.利用权利要求1至9中任一项所述晶圆运输系统的晶圆运输方法,其特征在于,包括如下步骤: