CN116130393B - 晶圆盒移载机构及方法、***、存储库 - Google Patents

晶圆盒移载机构及方法、***、存储库 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种晶圆盒移载机构及方法、***、存储库，应用于半导体制造设备技术领域，其中晶圆盒移载机构包括：天轨、地轨、立柱和设置为360度以内旋转的多关节机械手，地轨为立柱和多关节机械手在沿巷道长度方向的运动提供驱动力，地轨和天轨为立柱和多关节机械手在沿巷道长度方向的运动提供导向，立柱为多关节机械手在沿巷道高度方向的运动提供动力，多关节机械手设置为对存储库中位于巷道两侧的阁位进行晶圆盒取放操作。通过天轨、地位和立柱为机械手的运动提供导向和运动动力，整体结构简单，体积小，有利于移载机构灵活部署于存储库中，另外机械手可以快捷、平稳、可靠定进行取放操作及运动，提高整体效率。

Description

晶圆盒移载机构及方法、***、存储库
技术领域
本申请涉及半导体制造设备技术领域，具体涉及一种晶圆盒移载机构及方法、***、存储库。
背景技术
自动物料搬运***(AMHS：Automatic Material Handling System)已在半导体制造工厂中得到应用，AMHS下的存储库(Stocker，简称STK)通常用于配合空中天车(OverheadHoist Transport，简称OHT)、地面机器人等进行各个加工工序的晶圆(或者说装载有晶圆的晶圆盒Foup)临时存放及周转。
存储库通常采用立体库形式，比如存储库的高度大于5米、长度大于10米，无法再依靠人力在其内部进行晶圆盒取放操作，需要智能机械进行辅助，用于在存储库内部进行晶圆盒(Foup)自动取放操作的堆垛机应运而生。
但是，现有存储库中堆垛机仍采用传统运动结构形式，整体结构复杂，体积大，取放速度慢等，已经很难跟上半导体生产制造需要。
因此，需要一种能够应用于晶圆盒存储库内部的新移载装置。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种晶圆盒移载机构及方法、***、存储库，可以存储库内部自动化地进行大行程、多方向、高速的晶圆移载操作。
本申请提供以下技术方案：
本申请提供一种晶圆盒移载机构，包括：
设置于存储库内部巷道上部的天轨；
设置于存储库内部巷道底部的地轨；
立柱，所述立柱的一端与所述天轨滑动连接，所述立柱的另一端与所述地轨滑动连接；
多关节机械手，所述多关节机械手滑动连接于所述立柱的一侧面；
其中，所述地轨为所述立柱和所述多关节机械手在沿巷道长度方向的运动提供驱动力，所述地轨和所述天轨为所述立柱和所述多关节机械手在沿巷道长度方向的运动提供导向，所述立柱为所述多关节机械手在沿巷道高度方向的运动提供动力，所述多关节机械手设置为360度以内旋转以用于对存储库中位于巷道两侧的阁位进行晶圆盒取放操作。
本申请还提供一种晶圆盒移载方法，应用于本说明书中任一项实施例所述的晶圆盒移载机构，所述晶圆盒移载方法包括：
获取当前位置和目标位置，所述当前位置为所述多关节机械手当前所处的位置，所述目标位置为所述多关节机械手对存储库的阁位进行晶圆盒取放操作时的位置；
将所述多关节机械手从所述当前位置运动到所述目标位置；
控制所述多关节机械手对所述目标位置对应存储库的阁位进行晶圆盒取放操作。
本申请还提供一种晶圆盒移载***，包括：
位置获取单元，获取当前位置和目标位置，所述当前位置为所述多关节机械手当前所处的位置，所述目标位置为所述多关节机械手对存储库的阁位进行晶圆盒取放操作时的位置；
运动控制单元，将所述多关节机械手从所述当前位置运动到所述目标位置；
取放控制单元，所述多关节机械手对所述目标位置对应存储库的阁位进行晶圆盒取放操作。
本申请还提供一种晶圆盒存储库，所述晶圆盒存储库的内部设置有如本说明书中任一项实施例所述的晶圆盒移载机构，或者所述晶圆盒存储库的内部设置有如本说明书中任一项实施例所述的晶圆盒移载***。
与现有技术相比，本申请采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：
通过在存储库内部，充分利用巷道、地轨、立柱等空间对移载机构进行整体布局设计，并分别通过地轨、立柱提供运动的驱动力，以及利用天轨和地轨共同提供导向来限制移载机构的运动自由度，有效地简化移载机构的结构，使得移载机构非常简单，有利于实现小型化、通用化的移载机构，使得移载机构能够在存储库内部进行灵活部署，而且机械手能够分别受控于地轨、立柱和多关节自身360度以内旋转的协同工作，可以大行程、多方向、高速移载晶圆，移载机构整体取放速度更快、效率更高，运行更安全、可靠。因此，新型移载机构在应用于存储库后，能够满足半导体工厂出现的新产能对存储库的新需求，有利于在半导体工厂中快速部署存储库，提高半导体生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本申请中一种晶圆盒移载机构的轴侧视图结构示意图；
图2是本申请中一种晶圆盒移载机构的轴侧视图结构示意图；
图3是本申请中一种晶圆盒移载机构的俯视结构示意图；
图4是本申请中一种晶圆盒移载机构中立柱的正面视图结构示意图；
图5是本申请中一种晶圆盒移载机构中立柱与天轨之间滑动连接的局部放大视图结构示意图；
图6是本申请中一种晶圆盒移载机构中机械手的结构示意图；
图7是本申请中一种晶圆盒移载机构中机械手载盘的结构示意图；
图8是本申请中一种晶圆盒移载机构中机械手安装的结构示意图；
图9是本申请中一种晶圆盒移载方法的流程图；
图10是本申请中一种晶圆盒移载方法中机械手从存储库取出晶圆盒的流程图；
图11是本申请中一种晶圆盒移载方法中机械手向存储库存入晶圆盒的流程图；
图12是本申请中一种晶圆盒移载***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践。
在半导体工厂中，为满足晶圆在各个加工工序中流转，工厂里通常设置有用于暂存晶圆(或者说装满晶圆的晶圆盒)的存储库，并在存储库内部设置有如堆垛机的取放装置。
近年来，半导体器件已经被广泛应用于各类产品中，半导体器件的整体市场需求非常旺盛，因而在面对新产能需求时，半导体工厂对存储库也有了新需求，比如存储库小型化，灵活部署，存储容量大，周转效率高，高可靠地运行等需求。但是，现有存储库中的取放装置，仍是采用传统堆垛机结构形式，不仅自身结构复杂，占用较大空间，而且在水平方向和垂直方向上的移动不够灵活，取放速度较慢等，这些因素成为存储库发展瓶颈，造成存储库已经很难跟上半导体工厂出现的新产能需求。
在对存储库及其堆垛机进行深入分析和调研，发现：现有存储库中，传统堆垛机在地轨上设置有一个运动底座，水平及垂直的运动机构及其驱动机构均设置于该运动底座上，不仅整体结构复杂，占用体积大，而且整体运行速度不能过快，运行平稳性不高，安全性和可靠性有待提高，无法适应新型存储库快速部署的应用需要。
基于此，本说明书实施例提供一种可应用于半导体存储库的移载机构：如图1所示，设置于存储库内部的移载机构包括机械手1、立柱2、天轨3和地轨4，其中机械手1可用于暂存满载晶圆的晶圆盒，并在存储库内搬运满载晶圆的晶圆盒，并跟随立柱2在水平方向沿天轨3与地轨4构成导向进行移动，以及可沿立柱2在垂直方向上下移动；立柱2可在固定的天轨和地轨上滑动，并与机械手1连接；天轨3可为高空轨道，通常设于天花板上或其他高空位置；地轨4可设于地面或底部支撑面上的轨道，与天轨3一起限制立柱2和机械手1的运动自由度，并提供给导向滑轨，使立柱2与机械手1在预设路径上运行。
该移载机构设置于存储库内部，整体可作为巷道式移载机构，机械手1可存入或取出存储库阁位上满载晶圆的晶圆盒，并在运输晶圆盒的过程中依靠天轨3与地轨4提供的支撑与水平导向，变化水平方向(如水平方向设为X向)上的位置，依靠立柱2提供的支撑与垂直导向，变化在垂直方向(如垂直方向设为Y向)上的位移，以及依靠机械手1自身设置的旋转机构提供的支撑与导向，沿垂直轴旋转方向(如旋转方向设为R向)进行一定角度的旋转，进而通过在X/Y/R方向进行坐标与位移变化，使得整体移载机构可在巷道中对存储库阁位进行晶圆盒存取操作。
通过地轨结合天轨向立柱和机械手在滑行运动中提供导向和动力，使得立柱和机械手在结构方面得到极大简化，非常有利于实现小型化、通用化的移载机构，也有利于存储库中灵活部署移载机构，有利于提高整体运行速度、运行可靠性等半导体工厂出现的新产能情况对存储库提出的新需求。
以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。
如图1所示，本说明书实施例提供的一种晶圆盒移载机构，包括多关节机械手1、立柱2、天轨3和地轨4。其中，天轨3设置于存储库内部巷道上部空间，地轨4设置于存储库内部巷道底部空间，立柱2的一端与天轨3滑动连接，立柱2的另一端与地轨4滑动连接，多关节机械手1滑动连接于立柱2的一侧面(如图1中立柱2沿巷道水平运动方向的立柱侧面)。
实施中，地轨4为立柱2和多关节机械手1在沿巷道长度方向的运动提供驱动力，天轨3和地轨4共同为立柱2和多关节机械手1在沿巷道长度方向的运动提供导向，立柱2为多关节机械手1在沿巷道高度方向的运动提供动力，多关节机械手1设置为360度以内旋转以用于对存储库中位于巷道两侧的阁位进行晶圆盒取放操作。
实施中，多关节机械手1设置为360度以内旋转，可以根据实际需求设置角度限位传感器，按角度限位传感器设置的旋转角度进行旋转，以用于对存储库中位于巷道两侧的阁位进行晶圆盒取放操作。
实施中，用于地轨产生驱动动力的驱动机构，可以安装于地轨的一侧或两侧，用于立柱向机械手提供驱动力的驱动机构，可以安装于立柱内部。需要说明的是，驱动机构的数量、安装位置等不作限定。
实施中，立柱在天轨和地轨提供的导向和滑动作用下，通过立柱与天轨、地轨之间的滑动连接进行平稳、快速的滑行。相应地，机械手在与地轨、立柱提供的导向和滑动作用下，通过机械手与地轨、立柱之间的滑动连接进行平稳、快速的滑行。
通过充分利用巷道、地轨、立柱等充裕的空间，并分别通过地轨、立柱提供运动的驱动力，以及利用天轨和地轨共同提供导向来限制移载机构的运动自由度，不仅有效地简化了移载机构的结构，使得移载机构非常简单，有利于实现小型化、通用化的移载机构，使得移载机构能够在存储库内部进行灵活部署，而且机械手能够分别受控于地轨、立柱和多关节自身360度以内旋转的协同工作，机械手能够对存储库巷道两侧阁位进行晶圆盒取放操作，移载机构整体取放速度更快、效率更高，运行更安全、可靠。因此，新型移载机构能够满足半导体工厂出现的新产能对存储库的新需求，有利于在半导体工厂中快速部署存储库，提高半导体生产效率。
在一些实施方式中，可以采用作直线运动的驱动模组作为移载机构运动动力的核心部件，不仅有利于简化直线运动控制，而且有利于减小移载机构体积，更灵活部署应用、使用维修等。
在一种示例中，如图2至图3所示，地轨4上设置有第一直线模组41，这时立柱2的另一端连接于第一直线模组41的滑座10上，比如立柱与机械手共同的底部滑座或底板，安装连接于第一直线模组41的滑座10上，以使3立柱的底部与地轨4滑动连接，以及多关节机械手1活动连接于第一直线模组41的滑座10上以使多关节机械手1和立柱2在第一直线模组41的驱动下同步沿巷道长度方向的运动。
需要说明的是，直线模组可指能够做往复直线运动的单元，因而直线模组又称为线性模组、直角坐标机器人、直线滑台等，通过模组内部各个单元带动负载作预设运动。由于模组自身结构简单，可以简化负载自动化运动的驱动结构，有利于驱动更加灵活部署，运动定位精度更高。
通过在地轨上水平方向设置第一直线模组41，并将其设置于机械手底部、立柱底部，利用直线模组保证机械手与立柱沿地轨作简单易控的高精度直线滑动。
在一种示例中，如图4所示，立柱2上设置有第二直线模组21，其中第二直线模组21设置于立柱2中，多关节机械手1连接于第二直线模组21的滑座上以使多关节机械手1滑动连接于立柱2上。
在一些实施方式中，可在地轨上采用辅助滑轨对立柱和机械手的水平运动提供辅助导向和辅助滑动作用，使得运动更加快捷和平稳。
在一种示例中，当地轨1上设置有第一直线模组41时，地轨4上还设置有第一滑轨42，其中第一直线模组41和第一滑轨42平行设置于存储库内部巷道底部(如地轨骨架上)。
具体地，第一直线模组41水平方向上与机械手底部、立柱底部一侧连接，以保证机械手与立柱沿地轨滑动；第一滑轨42平行第一直线模组41并设置于地轨4上，与机械手底部一侧连接，如多关节机械手1活动连接于第一滑轨42上，从而第一滑轨42跟随第一直线模组41的驱动，辅助机械手和立柱在轨道上直线滑行，即在第一直线模组41的驱动下，第一滑轨42辅助多关节机械手1和立柱2同步沿巷道长度方向直线滑行，整体滑行更快、更平稳，安全性和可靠性更高。
在一些实施方式中，采用滑块在模组和滑动负载之间进行匹配，使得整体结构更灵活，滑动结构更平稳、安全、可靠。
在一种示例中，如图2至图3所示，当设置有第一直线模组41时，所述晶圆盒移载机构还包括：至少两个第一滑块19，所述至少两个第一滑块19安装于所述第一直线模组的滑座上，并可以两个滑块为一组，分别与机械手和立柱底部一侧连接，根据模组的驱动带动机械手和立柱水平移动。
具体地，所述至少两个第一滑块19安装于所述第一直线模组的滑座上，其中立柱2的另一端连接于所述至少两个第一滑块之中的至少一个所述第一滑块上，多关节机械手1连接于所述至少两个第一滑块之中的另外至少一个第一滑块上，不仅结构简单，而且采用滑块适配后，部件之间连接更可靠，运动平稳性得到缓冲，使得移载机构整体更平稳、安全可靠，维护也更方便。
实施中，第一滑块19可以设置为异形滑块，以更好地将立柱、机械手连接于第一直线模组41上。需要说明的是，滑块形状、大小、安装等不作限定。
在一种示例中，如图2至图3所示，当设置有第一滑轨42时，所述晶圆盒移载机构还包括：至少两个第二滑块110，所述多关节机械手通过所述至少两个第二滑块110活动连接于所述第一滑轨42上。
具体地，第二滑块110可以两个滑块为一组，分别与机械手底部一侧连接，从而在跟随模组驱动辅助机械手和立柱在轨道上直线滑行时，提供更加平稳、安全的连接结构。
需要说明的是，第一滑块19、第二滑块110的结构可参考图8示出的示意结构，但该结构不应构成对本申请的限定。
在一种示例中，如图4所示，当设置有所述第二直线模组21时，所述晶圆盒移载机构还包括：第三滑块111，所述第三滑块111连接于第二直线模组21的滑座上，多关节机械手1连接于所述第三滑块111上。
实施中，第三滑块111可以位于立柱内部，与机械手立侧面连接，从而根据立柱中的驱动机构带动机械手在竖直方向上运动。滑块设置于立柱内部后，移载机构对巷道空间的占用更小。
在一些实施方式中，可在天轨设置相关导向面，通过导向面为立柱提供良好导向的滑动运动。
在一种示例中，如图5所示，所述天轨3的下方两侧设置有导向轨道，所述晶圆盒移载机构还包括：至少两个行进轮，所述至少两个行进轮与所述导向轨道配合以使所述立柱的一端与所述天轨滑动连接，通过导向面与行进轮接触共同限制立柱滑行自由度，保证水平运行时的直线度，以及为立柱提供良好导向作用和滑动作用。
在一种示例中，如图5所示，架设于高空轨道的天轨，可以包含有L型结构的导向轨道，比如在其截面结构中，天轨3的两侧对称设置有L型结构的导向面，导向面与滑轮(即行进轮)配合使用，以控制机械手与立柱的上方沿预设轨道运行。
具体地，所述导向轨道的截面为L型结构，所述至少两个行进轮之中的第一行进轮沿所述导向轨道竖直摆放以使所述第一行进轮22抵接于L型结构的一个面滑动，所述至少两个行进轮之中的第二行进轮23沿所述导向轨道水平摆放以使所述第二行进轮抵接于L型结构的另一个面滑动。
优选地，导向轨道一侧设置有4个行进轮，其中两个水平摆放以作为第一行进轮22，另外两个竖直摆放作为第二行进轮23。进一步，第一行进轮22和第二行进轮23可以交替部署，平稳性更好。
在一些实施方式中，如图1和图6所示，多关节机械手1在沿巷道高度方向和/或水平方向进行运动中，基于多关节机械手1的360度以内旋转能力，使得各个关节能够收缩，便于多关节机械手1实现整体收缩，能够减小移载机构对巷道空间的占用，从而减小了存储库对半导体工厂空间的占用，比如基于传统堆垛机的存储库宽度在1400cm，而采用新型移载机构后，存储库宽度可以缩小到800cm，甚至是600cm等。
需要说明的是，机械手可为对存储库两侧库位上的晶圆盒进行存取操作的机械手臂，其自身可以具有多节手臂，比如两节手臂和一节机械手载盘，其中一节手臂具有摆动作用，一节手臂具有前后运动的功能，机械手载盘可存放晶圆盒、将晶圆盒存入库位、将晶圆盒从库位取出等。
在一种示例中，如图6至图8所示，多关节机械手1包括依次活动连接的第一节手臂12、第二节手臂13和第三节手臂14，其中第一节手臂12设置为以巷道高度方向为轴在第一水平面内进行转动摆动，第二节手臂13设置为以巷道高度方向为轴在第二水平面内进行前后运动，所述第三节手臂14设置为以巷道高度方向为轴在第三水平面内旋转运动以使机械手载盘对存储库的阁位进行晶圆盒取放操作，所述机械手载盘设置于所述第三节手臂14上。需要说明的是，设置于机械手臂末端第三节手臂上的机械手载盘，可以跟随第三节手臂进行旋转，并且可以用于暂存晶圆盒，将晶圆盒存入存储库或从存储库位上取出，其中图中示出了第三节手臂14和机械手载盘一体的结构设计，但不应构成限定。
在一些实施方式中，如图6所示，所述多关节机械手还包括基台11，所述第一节手臂12连接于所述基台11上，所述基台11的内部设置有驱动机构(图中未示出)以驱动所述第一节手臂、第二节手臂和第三节手臂分别运动。
在一些实施方式中，基台11中可以设置第一节手臂12的驱动机构，第一节手臂12中设置第二节手臂13的驱动机构，第二节手臂13中设置第三节手臂14的驱动机构，不仅实现小型化，还能将各关节的驱动机构分开设置，更容易进行驱动控制和调节。
需要说明的是，各手臂实现转动的驱动方式，可以根据应用需要而设置，这里不作限定。
在一些实施方式中，可在机械手上设置检测单元，以便在取放晶圆盒时进行检测，提高整体运行效率、平稳性、安全性、可靠性等。
在一种示例中，如图6所示，多关节机械手1还包括第一晶圆盒检测单元144，所述第一晶圆盒检测单元144设置于所述机械手载盘的前端，以检测存储库中待存取操作的阁位上是否存有晶圆盒。
在一种示例中，如图6所示，所述多关节机械手还包括第二晶圆盒检测单元145，所述第二晶圆盒检测单元145设置于所述机械手载盘的后端第一侧，以检测所述机械手载盘上是否存有晶圆盒。
在一种示例中，如图6所示，所述多关节机械手还包括第三晶圆盒检测单元146，所述第三晶圆盒检测单元146设置于所述机械手载盘的后端第二侧，以在将晶圆盒存入存储库的阁位时，检测存储库的阁位位置，以及判断所述机械手载盘是否已位于第一预设位置。实施中，第一预设位置可以为判断机械手的机械手载盘是否已经位于存储库载盘正上方的位置，这里不作限定。
在一种示例中，如图6所示，所述多关节机械手还包括第四晶圆盒检测单元147，所述第四晶圆盒检测单元147设置于所述机械手载盘的后端第二侧，以在从存储库的阁位上取晶圆盒时，检测存储库的阁位位置，以及判断所述机械手载盘是否已位于第二预设位置。实施中，第二预设位置可以为判断机械手载盘是否已经位于存储库载盘正下方，这里不作限定。
在一种示例中，所述第三晶圆盒检测单元146和所述第四晶圆盒检测单元147分为上下设置，对应用于机械手载盘进出阁位是否到达预设位置的检测出。
在一种示例中，所述第三晶圆盒检测单元146和所述第四晶圆盒检测单元147可以构成一组传感器，通过传感检测的组合值对机械手进出存储库的阁位时的状态进行检测，具体组合值和检测状态可以根据实际需要确定，这里不作限定。
在一种示例中，如图7所示，所述多关节机械手还包括第五晶圆盒检测单元142，所述第五晶圆盒检测单元142设置于所述机械手载盘上表面，以判断所述机械手载盘上的晶圆盒是否平稳。实施中，所述第五晶圆盒检测单元142可以为按压型传感器，如分设于机械手载盘上的两个按压型传感器，当晶圆盒放置于机械手载盘上时，晶圆盒的底部将按压该传感器，进而通过这两个传感器的检测信号可以判断晶圆盒是否平稳的放置在机械手载盘上，并根据检测信号作相应控制，比如当晶圆盒底部同时使这两个按压型传感器被按压并发送信号至***，则***判断晶圆盒已平稳放置在机械手机械手载盘上，从而可以携带晶圆盒进行动作，又比如当晶圆盒未平稳放置时，晶圆盒底部使这两个按压型传感器输出的检测信号可能不一致，这时***可以停止运动，或者调整机械手位置以使晶圆盒平稳放置后再继续运动。
在一种示例中，如图7所示，当所述第五晶圆盒检测单元142设置于所述机械手载盘上表面时，所述机械手载盘上设置有线槽143，所述线槽143用于所述第五晶圆盒检测单元的电连接。通过设置线槽，从而利用机械手载盘空间，既实现电信号连线，又能保证电信号连线安全可靠。
需要说明的是，前述各个实施示例中，晶圆盒检测单元采用的传感器，可以相同，也可以不同；以及，传感检测方式可以是光电传感器，也可以其其他形式。因此，这里不对检测单元作限定。
在一些实施方式中，如图7所示，所述多关节机械手还包括定位销141，所述定位销141设置于所述机械手载盘上，以用于在晶圆盒放置于所述机械手载盘上时，与晶圆盒的底部凹槽配合进行定位。实施中，定位销141可以为3个一组地设置于机械手载盘上表面，定位销之间的位置关系可以与晶圆盒底部凹槽对应，从而当晶圆盒将要放置在机械手载盘上时，依靠定位销方便地对晶圆盒进行定位引导，既能够准确地实现晶圆盒放置在机械手载盘上，也能提高晶圆盒放置效率、平稳性、安全性和可靠性。
在一些实施方式中，在机械手载盘周围设置保护机构，以限制晶圆盒在运动中的运动自由度，提供运动中晶圆盒的平稳性、安全性。
在一种示例中，如图6所示，所述多关节机械手还包括背部保护板15，所述背部保护板15垂直设置于所述机械手载盘的后端以对放置于所述机械手载盘上的晶圆盒向后运动的自由度进行限位保护。需要说明的是，所述背部保护板15的结构形式、大小、形状等不作限定。
在一种示例中，如图6所示，所述多关节机械手还包括两侧保护板16，所述两侧保护板16分设于所述机械手载盘的上方两侧以对放置于所述机械手载盘上的晶圆盒向左右运动的自由度进行限位保护。实施中，所述两侧保护板16可以设置为可伸缩调节的保护板，以便于根据不同体积的晶圆盒进行伸缩调节，使得在晶圆盒放置于机械手载盘上后，保护板能尽可能地靠近晶圆盒，从而为晶圆盒在运动中提供更平稳、安全可靠限位保护，比如当满载晶圆的晶圆盒放置在机械手载盘上时，为了防止其在运动过程中左右滑动，设置两侧保护板，限制其左右运动的自由度。
在一种示例中，如图8所示，所述多关节机械手还包括顶部保护板17，所述顶部保护板17设置于所述机械手载盘的上方空间以对放置于所述机械手载盘上的晶圆盒向上下运动的自由度进行限位保护防止倾覆或坠落。实施中，顶部保护板17可以设置为可伸缩调节的保护板，以便于根据不同体积的晶圆盒进行伸缩调节，使得在晶圆盒放置于机械手载盘上后，保护板能尽可能地靠近晶圆盒顶部，从而为晶圆盒在运动中提供更平稳、安全可靠限位保护，比如当满载晶圆的晶圆盒放置在机械手机械手载盘上进行运载时，运动过程中的震动或非正常碰撞容易导致晶圆盒倾覆或坠落，跌落后会造成巨大的经济损失，所以需要顶部保护板进行预防。
在一种示例中，如图8所示，所述多关节机械手通过机械手外壳18整体固定于所述立柱的外圈，以使所述多关节机械手跟随所述立柱同步运动，其中多关节机械手仍与立柱进行滑动连接，以跟随立柱提供的驱动动力进行垂直方向的运动。需要说明的是，外壳可以设置相应加强结构、减重结构、安装结构等部位，这里不作限定。
在一种示例中，如图8所示，机械手外壳18底部通过第一滑块19、第二滑块110滑动连接于地轨上。
在一些实施方式中，可在运动方向上设置相关检测单元，以对运动进行限位检测，提高运动平稳性、安全性和可靠性。
在一种示例中，如图3所示，所述晶圆盒移载机构还包括：若干第一限位传感检测单元43，其中若干所述第一限位传感检测单元43部署于所述地轨4的侧面以对所述立柱2和/或所述多关节机械手1在沿巷道长度方向的运动进行限位检测。
实施中，可以将3个第一限位传感检测单元43为一组，分别设置在第一直线模组41的侧边，其中3个第一限位传感检测单元43可以分别为正限位位置、原点位置、负限位位置。
实施中，可以将检测单元的检测信号和运行位置结合对运行进行整体控制，比如在距离目标位置较远时，可以加速运动，比如距离目标位置较近时减速运动等等。
在一种示例中，如图4所示，所述晶圆盒移载机构还包括：若干第二限位传感检测单元24，其中若干所述第二限位传感检测单元24部署于所述立柱2的侧面以对所述多关节机械手1在沿巷道高度方向的运动进行限位检测。
实施中，可以在竖直的第二直线模组21上设置3个限位传感器，分别为正限位位置、原点限位位置、负限位位置，保证机械手在一定的安全范围内运动。
基于相同的发明构思，本说明书实施例还提供基于前述任意一项实施例所述的晶圆盒移载机构的晶圆盒移载方法及***。
当接收到移载任务命令时，如图9所示，一种晶圆盒移载方法包括：
步骤902、获取当前位置和目标位置，其中所述当前位置为所述多关节机械手当前所处的位置，所述目标位置为所述多关节机械手对存储库的阁位进行晶圆盒取放操作时的位置；
步骤904、将所述多关节机械手从所述当前位置运动到所述目标位置；
步骤906、控制所述多关节机械手对所述目标位置对应存储库的阁位进行晶圆盒取放操作。
通过确定出当前位置和目标位置，比如当机械手需要从当前位置坐标(30，90)到目标位置坐标(80，60)，进而确定出从当前位置运动到目标位置的运动控制过程，从而将机械手快速、平稳、安全可靠地运行到目标位置进行晶圆盒取放操作，比如机械手分别在水平方向移动50、在垂直方向移动-30(这里，负号表示往下运动)。另外，可以根据待存取阁位的需要，再控制机械手旋转相应角度，实现取放操作动作。
需要说明的是，运动过程可以采用相应路径规划方式，进一步提高运动效率，路径规划不作限定。还有，机械手可以根据立柱作水平方向运动的同时，在立柱的驱动下作垂直方向运动，这里不作限定。
在一些实施方式中，可结合晶圆盒移载机构的相应检测单元实施晶圆盒取放操作。
下面以机械手将晶圆盒存入存储库的阁位和机械手从存储库的阁位取走晶圆盒的过程作示意说明：其中，存储库的阁位上设置有相应的存储库载盘，机械手设置有相应机械手载盘；
当接收到移载任务命令时，如图10所示，机械手将晶圆盒存入存储库载盘的工作流程示意如下：机械手上的第一光电传感器检测存储库载盘上是否有晶圆盒，当存储库载盘上有晶圆盒的时候再存入晶圆盒会造成碰撞，甚至严重财产损失，因而只有待存入晶圆盒的存储库载盘上无晶圆盒时才进行该存储阁位的晶圆盒存入操作，若有晶圆盒则报警；第二光电传感器实时监测机械手载盘上的晶圆盒状态，保证有晶圆盒可以存入存储库库位上，因而机械手载盘上有晶圆盒时继续存入操作，否则报警；第三光电传感器检测机械手载盘是否已经位于存储库载盘正上方，因而只有机械手载盘已经位于存储库载盘正上方时继续存入操作，若不是则需要重新调整机械手载盘的位置；在存入过程中，当机械手载盘上的定位销与晶圆盒底部凹槽完全脱离，且机械手载盘上的按压型传感器完全被释放，则判断已将晶圆盒存入存储库位载盘上，从而完成存入操作；
当接收到移载任务命令时，如图11所示，从存储库某个阁位上取走晶圆盒的工作流程示意如下：机械手上设置多个传感器，第一光电传感器可检测存储库载盘上是否有待取晶圆盒，如果没有则无法取到晶圆盒并报警；第二光电传感器可实时检测当前机械手载盘上晶圆盒的状态，如果机械手载盘上有待存入存储库的晶圆盒则不正常，无法从存储库载盘上取晶圆盒，此时输出报警，如果机械手载盘上没有待存储库的晶圆盒则正常，可从存储库载盘上取晶圆盒；第四光电传感器可检测当前机械手载盘是否已位于存储库载盘正下方，当位置正确时可准确取晶圆盒，当检测不到时表示机械手载盘当前位置不适合取晶圆盒，需要调整；当从机械手载盘上取下晶圆盒时，需要将晶圆盒放置在机械手载盘上预设位置，并使用一组按压型传感器检测当前晶圆盒是否稳定放置在机械手载盘面上；在取出过程中，当机械手载盘上的定位销与晶圆盒底部凹槽定位配合，且机械手载盘上的按压型传感器完全被按压，则判断晶圆盒已经平稳放置于机械手载盘上，从而完成取出操作。
需要说明的是，前述第一光电传感器至第四光电传感器，可以为前述对应示例中对晶圆盒进行检测时各检测单元所采用的传感器，这里不再赘述。
如12所示，一种晶圆盒移载***，包括：
位置获取单元1001，获取当前位置和目标位置，所述当前位置为所述多关节机械手当前所处的位置，所述目标位置为所述多关节机械手对存储库的阁位进行晶圆盒取放操作时的位置；
运动控制单元1003，将所述多关节机械手从所述当前位置运动到所述目标位置；
取放控制单元1005，所述多关节机械手对所述目标位置对应存储库的阁位进行晶圆盒取放操作。
需要说明的是，晶圆盒移载***可以根据晶圆盒移载机构的控制需要而设置有相应功能单元，以通过相应功能单元执行相关动作，这里不再展开说明。
基于相同发明构思，本说明实施例还提供一种存储库，所述晶圆盒存储库的内部设置有前述任一项实施例所述的晶圆盒移载机构，或者所述晶圆盒存储库的内部设置有前述任一项实施例所述的晶圆盒移载***。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种晶圆盒移载机构，其特征在于，所述晶圆盒移载机构包括：
设置于存储库内部巷道上部的天轨；
设置于存储库内部巷道底部的地轨，地轨与天轨平行设置；
立柱，所述立柱的一端与所述天轨滑动连接，所述立柱的另一端与所述地轨滑动连接；
多关节机械手，所述多关节机械手滑动连接于所述立柱的一侧面；
其中，所述地轨为所述立柱和所述多关节机械手在沿巷道长度方向的运动提供驱动力，所述地轨和所述天轨为所述立柱和所述多关节机械手在沿巷道长度方向的运动提供导向，所述立柱为所述多关节机械手在沿巷道高度方向的运动提供动力，所述多关节机械手设置为360度以内旋转以用于对存储库中位于巷道两侧的阁位进行晶圆盒取放操作；
所述地轨上设置有第一直线模组，其中所述立柱的另一端连接于所述第一直线模组的滑座上，以使所述立柱的底部与所述地轨滑动连接，所述多关节机械手活动连接于所述第一直线模组的滑座上以使所述多关节机械手和所述立柱在所述第一直线模组的驱动下同步沿巷道长度方向的运动；
所述立柱设置有第二直线模组，其中所述第二直线模组设置于所述立柱中，所述多关节机械手的一侧面连接于所述第二直线模组的滑座上以使所述多关节机械手滑动连接于所述立柱上。
2.根据权利要求1所述的晶圆盒移载机构，其特征在于，当设置有所述第一直线模组时，所述地轨上还设置有第一滑轨，其中所述第一直线模组和所述第一滑轨平行设置于存储库内部巷道底部，所述多关节机械手活动连接于所述第一滑轨上以在所述第一直线模组的驱动下辅助所述多关节机械手和所述立柱同步沿巷道长度方向直线滑行；
和/或，当设置有所述第一直线模组时，所述晶圆盒移载机构还包括：至少两个第一滑块，所述至少两个第一滑块安装于所述第一直线模组的滑座上，所述立柱的另一端连接于所述至少两个第一滑块之中的至少一个所述第一滑块上，所述多关节机械手连接于所述至少两个第一滑块之中的另外至少一个第一滑块上；
和/或，当设置有所述第一滑轨时，所述晶圆盒移载机构还包括：至少两个第二滑块，所述多关节机械手通过所述至少两个第二滑块活动连接于所述第一滑轨上；
和/或，当设置有所述第二直线模组时，所述晶圆盒移载机构还包括：第三滑块，所述第三滑块连接于所述第二直线模组的滑座上，所述多关节机械手的一侧面连接于所述第三滑块上。
3.根据权利要求1所述的晶圆盒移载机构，其特征在于，所述天轨的下方两侧设置有导向轨道，所述晶圆盒移载机构还包括：至少两个行进轮，所述至少两个行进轮与所述导向轨道配合以使所述立柱的一端与所述天轨滑动连接。
4.根据权利要求3所述的晶圆盒移载机构，其特征在于，所述导向轨道的截面为L型结构，所述至少两个行进轮之中的第一行进轮沿所述导向轨道竖直摆放以使所述第一行进轮抵接于L型结构的一个面滑动，所述至少两个行进轮之中的第二行进轮沿所述导向轨道水平摆放以使所述第二行进轮抵接于L型结构的另一个面滑动。
5.根据权利要求1所述的晶圆盒移载机构，其特征在于，所述多关节机械手包括依次活动连接的第一节手臂、第二节手臂和第三节手臂，其中第一节手臂设置为以巷道高度方向为轴在第一水平面内进行转动摆动，第二节手臂设置为以巷道高度方向为轴在第二水平面内进行前后运动，所述第三节手臂设置为以巷道高度方向为轴在第三水平面内旋转运动以使机械手载盘对存储库的阁位进行晶圆盒取放操作，所述机械手载盘设置于所述第三节手臂上；所述多关节机械手还包括第一晶圆盒检测单元，所述第一晶圆盒检测单元设置于所述机械手载盘的前端，以检测存储库中待存取操作的阁位上是否存有晶圆盒。
6.根据权利要求5所述的晶圆盒移载机构，其特征在于，所述多关节机械手还包括第二晶圆盒检测单元，所述第二晶圆盒检测单元设置于所述机械手载盘的后端第一侧，以检测所述机械手载盘上是否存有晶圆盒；
和/或，所述多关节机械手还包括第三晶圆盒检测单元，所述第三晶圆盒检测单元设置于所述机械手载盘的后端第二侧，以在将晶圆盒存入存储库的阁位时，检测存储库的阁位位置，以及判断所述机械手载盘是否已位于第一预设位置；
和/或，所述多关节机械手还包括第四晶圆盒检测单元，所述第四晶圆盒检测单元设置于所述机械手载盘的后端第二侧，以在从存储库的阁位上取晶圆盒时，检测存储库的阁位位置，以及判断所述机械手载盘是否已位于第二预设位置；
和/或，所述多关节机械手还包括第五晶圆盒检测单元，所述第五晶圆盒检测单元设置于所述机械手载盘上表面，以判断所述机械手载盘上的晶圆盒是否平稳。
7.根据权利要求6所述的晶圆盒移载机构，其特征在于，当所述第五晶圆盒检测单元设置于所述机械手载盘上表面时，所述机械手载盘上设置有线槽，所述线槽用于所述第五晶圆盒检测单元的电连接。
8.根据权利要求5所述的晶圆盒移载机构，其特征在于，所述多关节机械手还包括背部保护板，所述背部保护板垂直设置于所述机械手载盘的后端以对放置于所述机械手载盘上的晶圆盒向后运动的自由度进行限位保护；
和/或，所述多关节机械手还包括两侧保护板，所述两侧保护板分设于所述机械手载盘的上方两侧以对放置于所述机械手载盘上的晶圆盒向左右运动的自由度进行限位保护；
和/或，所述多关节机械手还包括顶部保护板，所述顶部保护板设置于所述机械手载盘的上方空间以对放置于所述机械手载盘上的晶圆盒向上下运动的自由度进行限位保护防止倾覆或坠落。
9.根据权利要求5所述的晶圆盒移载机构，其特征在于，所述多关节机械手通过机械手外壳整体固定于所述立柱的外圈，以使所述多关节机械手跟随所述立柱同步运动；
和/或，所述多关节机械手还包括基台，所述第一节手臂连接于所述基台上，所述基台的内部设置有驱动机构以驱动所述第一节手臂、第二节手臂和第三节手臂分别运动；
和/或，所述多关节机械手还包括定位销，所述定位销设置于所述机械手载盘上，以用于在晶圆盒放置于所述机械手载盘上时，与晶圆盒的底部凹槽配合进行定位。
10.根据权利要求1所述的晶圆盒移载机构，其特征在于，所述晶圆盒移载机构还包括：若干第一限位传感检测单元，其中若干所述第一限位传感检测单元部署于所述地轨的侧面以对所述立柱和/或所述多关节机械手在沿巷道长度方向的运动进行限位检测；
和/或，所述晶圆盒移载机构还包括：若干第二限位传感检测单元，其中若干所述第二限位传感检测单元部署于所述立柱的侧面以对所述多关节机械手在沿巷道高度方向的运动进行限位检测。
11.一种晶圆盒移载方法，其特征在于，应用于如权利要求1-10中任一项所述的晶圆盒移载机构，所述晶圆盒移载方法包括：
获取当前位置和目标位置，所述当前位置为多关节机械手当前所处的位置，所述目标位置为所述多关节机械手对存储库的阁位进行晶圆盒取放操作时的位置；
将所述多关节机械手从所述当前位置运动到所述目标位置；
控制所述多关节机械手对所述目标位置对应存储库的阁位进行晶圆盒取放操作。
12.一种基于如权利要求1-10中任意一项所述的晶圆盒移载机构晶圆盒移载***，其特征在于，包括：
位置获取单元，获取当前位置和目标位置，所述当前位置为多关节机械手当前所处的位置，所述目标位置为所述多关节机械手对存储库的阁位进行晶圆盒取放操作时的位置；
运动控制单元，将所述多关节机械手从所述当前位置运动到所述目标位置；
取放控制单元，所述多关节机械手对所述目标位置对应存储库的阁位进行晶圆盒取放操作。
13.一种晶圆盒存储库，其特征在于，所述晶圆盒存储库的内部设置有如权利要求1-10中任一项所述的晶圆盒移载机构，或者所述晶圆盒存储库的内部设置有如权利要求12所述的晶圆盒移载***。
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