单晶硅棒转运装置及单晶硅棒转运方法与流程

本申请涉及线切割技术领域，特别是涉及一种单晶硅棒转运装置及单晶硅棒转运方法。

背景技术

在制造各种半导体器件或光伏器件时，将包含硅、蓝宝石、或陶瓷等硬脆材料的半导体工件切割为规格尺寸的结构。由于半导体工件切割是制约后续成品的重要工序，因而对其作业要求也越来越高。目前，多线切割技术由于具有生产效率高、作业成本低、作业精度高等特点，被广泛应用于产业的半导体工件切割生产中。

多线切割技术是目前世界上较为先进的半导体工件切割技术，它的原理是通过高速运动的金刚线对待作业的半导体工件进行切割形成目标产品。

以晶体硅棒切割为例，一般地，大致的作业工序包括：先使用截断机对原初的长硅棒进行截断作业以形成多段短硅棒，截断完成后，又使用开方机对截断后的短硅棒进行开方作业后形成晶硅方体，后续再使用切片机对晶硅方体进行切片作业，则得到硅片。不过，一般情况下，在相关技术中，每个工序作业所需的作业是独立布置，作业设备分散在不同的生产单位或生产车间或生产车间的不同生产区域，执行不同工序作业的工件的转换需要进行搬运调配，这样，工序繁杂，效率低下，需更多的人力或转运设备，安全隐患大，另外，各个工序的作业设备之间的流动环节多，在工件转移过程中提高了工件损伤的风险，易产生非生产因素造成的不合格，降低了产品的合格率及现有的加工方式所带来的不合理损耗，是各个公司面临的重大改善课题。

技术实现要素：

鉴于以上所述的种种缺失，本申请的目的在于公开一种单晶硅棒转运装置及单晶硅棒转运方法，用于解决相关技术中存在的单晶硅棒转运效率低下等问题。

为实现上述目的及其他目的，本申请在一方面公开一种单晶硅棒转运装置，应用于单晶硅棒多线切割设备中，所述单晶硅棒多线切割设备具有上料工位、开方作业工位、以及下料工位，单晶硅棒转运装置包括：换向载具；硅棒夹具，设于所述换向载具的硅棒夹具区；所述换向载具被驱动作换向运动，所述换向载具上的硅棒夹具在换向运动中将单晶圆硅棒由上料工位转运至开方作业工位及/或将单晶硅方体由开方作业工位转运至下料工位。

本申请公开的单晶硅棒转运装置，包括换向载具及设于换向载具上的硅棒夹具，硅棒夹具能用于夹持单晶圆硅棒兼单晶硅方体，通过驱动换向载具作换向运动，可使得换向载具上的硅棒夹具在上料工位和开方作业工位之间转换以将单晶圆硅棒由上料工位转运至开方作业工位及/或在开方作业工位和下料工位之间转换以将单晶硅方体由开方作业工位转运至下料工位，如此，可实现工件的快速且便捷地转运，提高了工件的转运效率，另外，换向载具上的硅棒夹具具有单晶圆硅棒和单晶硅方体的双重夹持功能，在不增加结构复杂度的情形下可以省去夹具，增加其他结构的设计空间及降低成本。

在某些实施方式中，所述硅棒夹具包括：硅棒夹具安装件，设于所述换向载具上；至少两个硅棒夹持件，沿着所述硅棒夹具安装件间距设置。

在某些实施方式中，所述硅棒夹持件包括：夹臂安装座，设于所述夹具安装件上；两个夹臂，活动设于所述夹臂安装座上；所述夹臂上设有相对设置的两个夹齿；夹臂驱动机构，用于驱动所述两个夹臂作开合动作；其中，所述两个夹臂在所述夹臂驱动机构驱动下夹合时，所述两个夹臂上的夹齿夹持于单晶圆硅棒的柱面或者单晶硅方体的连接棱面。

在某些实施方式中，所述夹臂驱动机构包括：开合齿轮，设于所述夹臂上；齿轮驱动件，具有与所述夹臂上的开合齿轮啮合的齿纹；驱动源，连接于所述齿轮驱动件，用于驱动所述齿轮驱动件运动。

在某些实施方式中，所述齿轮驱动件为齿条，所述齿条的相对两侧分别设有与所述至少两个夹臂上的开合齿轮啮合对应的齿纹；所述驱动源为用于带动所述齿条运动的气缸或驱动电机。

在某些实施方式中，所述齿轮驱动件为驱动齿轮结构，所述驱动源为用于带动所述驱动齿轮结构运转的驱动电机。

在某些实施方式中，在所述硅棒夹具中，至少两个硅棒夹持件中的至少一个硅棒夹持件设有导向驱动机构，用于驱动其沿着所述硅棒夹具安装件运动，以调节所述至少两个硅棒夹持件的间距。

在某些实施方式中，所述导向驱动机构包括：导向丝杠和导向电机，其中，所述导向丝杠的一端连接于所述硅棒夹持件，所述导向丝杠的另一端连接于所述导向电机。

在某些实施方式中，所述单晶硅棒转运装置还包括高度检测仪，设于所述换向载具上，用于检测所述单晶圆硅棒的高度。

本申请在另一方面提供一种单晶硅棒转运方法，应用于如前所述的单晶硅棒转运装置，所述单晶硅棒转运方法包括：利用单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具夹持住位于上料工位的单晶圆硅棒；驱动换向载具作换向运动，使得所述硅棒夹具带着夹持住的单晶圆硅棒由上料工位转换至开方作业工位；释放所述硅棒夹具，将夹持住的所述单晶圆硅棒置放于开方作业工位，用于对开方作业工位上的单晶圆硅棒进行开方作业以形成单晶硅方体；利用所述硅棒夹具夹持住位于所述开方作业工位的单晶硅方体；驱动所述换向载具作换向运动，使得所述硅棒夹具带着夹持住的单晶硅方体由开方作业工位转换至下料工位；释放所述硅棒夹具，将夹持住的所述单晶硅方体置放于下料工位并进行下料。

本申请公开的单晶硅棒转运方法，先利用硅棒夹具将位于上料工位的单晶圆硅棒夹持并通过换向运动而将单晶圆硅棒由上料工位转运至开方作业工位，后续，再利用硅棒夹具将位于开方作业工位的单晶硅方体夹持住并通过换向运动而将单晶硅方体由开方作业工位转运至下料工位，相对于现有技术，本申请单晶硅棒转运方法提升了工件转运的效率，降低了成本及避免了工件毁损。

附图说明

图1为本申请单晶硅棒转运装置在松开状态下的立体示意图。

图2为本申请单晶硅棒转运装置在夹合状态下的立体示意图。

图3为本申请单晶硅棒转运装置与上料工位、开方作业工位、以及下料工位在一种情形下的设置关系示意图。

图4为本申请单晶硅棒转运装置与上料工位、开方作业工位、以及下料工位在另一种情形下的设置关系示意图。

图5为本申请单晶硅棒转运装置与上料工位、开方作业工位、以及下料工位在再一种情形下的设置关系示意图。

图6为本申请单晶硅棒转运装置在松开状态下预夹持单晶圆硅棒的立体示意图。

图7为图6的俯视图。

图8为本申请单晶硅棒转运装置在夹合状态下夹持住单晶圆硅棒的立体示意图。

图9为图8的俯视图。

图10为本申请单晶硅棒转运装置在松开状态下预夹持单晶硅方体的立体示意图。

图11为图10的俯视图。

图12为本申请单晶硅棒转运装置在夹合状态下夹持住单机硅方体的立体示意图。

图13为图12的俯视图。

图14为本申请单晶硅棒转运装置中硅棒夹具的后视剖面图。

图15为本申请单晶硅棒转运方法在一实施方式中的流程示意图。

图16为单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具对应于上下料工位上的单晶圆硅棒的状态示意图。

图17为单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具夹持住位于上下料工位的单晶圆硅棒的状态示意图。

图18为换向载具作换向运动后硅棒夹具带着夹持住的单晶圆硅棒对应于开方作业工位的状态示意图。

图19为释放硅棒夹具后单晶圆硅棒置放于开方作业工位的状态示意图。

图20为单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具对应于开方作业工位上的单晶硅方体的状态示意图。

图21为单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具夹持住位于开方作业工位的单晶硅方体的状态示意图。

图22为换向载具作换向运动后硅棒夹具带着夹持住的单晶棒方体对应于上下料工位的状态示意图。

图23为释放硅棒夹具后单晶硅方体置放于上下料工位的状态示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士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及功效。

请参阅图1至图14。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本申请可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本申请可实施的范畴。

本申请的发明人发现，在相关的针对晶体硅棒的切割作业技术中，涉及的各个作业是独立布置，作业设备分散在不同的生产单位或生产车间或生产车间的不同生产区域，执行不同工序作业的晶体硅棒的转换需要进行转运调配，存在工序繁杂、转运装置结构复杂及转运效率低下等问题。有鉴于此，本申请的发明人通过设备改造，提供能至少实现快捷且稳定的单晶硅棒转运装置及其单晶硅棒转运方法，如此，可在占用空间一定的情形下由单晶硅棒转运装置完成不同形态晶体硅棒的转运，简化了单晶硅棒转运装置的结构，减少了转运工序，提升了工件转运的效率，降低了成本及避免了工件毁损。

请参阅图1至图2，为本申请单晶硅棒转运装置在一实施方式中的结构示意图，其中，图1为本申请单晶硅棒转运装置在松开状态下的立体示意图，图2为本申请单晶硅棒转运装置在夹合状态下的立体示意图。

本申请单晶硅棒转运装置应用于单晶硅棒多线切割设备中，用于对单晶硅棒进行切割作业以形成合规的结构，在本实施例中，单晶硅多线切割设备可例如为单晶硅棒开方设备，用于对单晶硅棒进行开方作业，即，将呈圆柱形的单晶圆硅棒经开方作业后形成截面呈类矩形的单晶硅方体。进一步地，所述单晶硅棒多线切割设备更至少具有上料工位、开方作业工位、以及下料工位，所述上料工位用于进行单晶圆硅棒的上料操作，所述开方作业工位用于至少进行单晶圆硅棒的开方作业以形成单晶硅方体，所述下料工位用于进行单晶硅方体的下料操作，单晶硅棒转运装置则用于将单晶圆硅棒在上料工位和开方作业工位之间转运及/或将单晶硅方体在开方作业工位和下料工位之间转运。

如图1和图2所示，本申请公开的单晶硅棒转运装置包括：换向载具11和硅棒夹具13，其中，硅棒夹具13配置于换向载具11，藉由驱动换向载具11作换向运动，可使得配置的硅棒夹具13在上料工位和开方作业工位之间转换以转运夹持住的单晶圆硅棒及/或在开方作业工位和下料工位之间转换以转运夹持住的单晶硅方体。

换向载具11为用于设置单晶硅棒转运装置中其他各类部件的主体装置，其他各类部件主要可包括硅棒夹具13，但并不以此为限，其他部件还可例如为机械结构、电气控制系统及数控设备等。在本实施例中，换向载具11可包括底座111、与底座111相对的顶架113、以及设于底座111和顶架113之间的支撑架构。另外，换向载具11另一重要作用在于通过换向运动以支持硅棒夹具13的换向转换。换向载具11可例如通过一换向机构作换向运动。在具体实现方式上，使得换向载具11实现换向运动的换向机构可包括转动轴和转动电机(未予以显示)，换向载具11通过转动轴轴连接于其下的安装基础(安装基础可例如为多线切割设备的基座或多线切割设备的工作平台)，转动轴中用于与换向载具11连接的连接端可设有外扩的安装沿，在所述安装沿上均匀布设有安装孔，对应的，换向载具11中底座111的中央位置处也设有安装孔，在安装时，换向载具11中底座111与转动轴对接，底座111上的安装孔与转动轴上的安装孔对准，之后，由例如螺栓等锁附元件贯穿对准的安装孔后予以锁附，完成换向载具11的装配。在实施转向运动时，则启动转动电机，驱动转动轴转动以带动换向载具11作转动实现换向运动。前述驱动转动轴转动可设计为单向转动也可设计为双向转动，所述单向转动可例如为顺时针转动或逆时针转动，所述双向转动则可例如为顺时针转动和逆时针转动。另外，驱动转动轴转动的角度可根据单晶硅棒转运装置的实际构造(例如：根据换向载具11的结构、设置于换向载具11上的硅棒夹具13与上料工位或下料工位的设置位置关系等)而设定。再者，换向载具11中的底座111可采用圆盘结构、方形盘或椭圆盘，其中央位置与转动轴连接，但底座111的形状并不限于此，在其他实施例中，底座111也可采用其他形状。

在换向载具11上设置有至少一个硅棒夹具13，用于夹持相应的工件。在本实施例中，假设硅棒夹具13设于换向载具11的硅棒夹具区，能用于夹持单晶圆硅棒兼单晶硅方体。这样，通过驱动换向载具11作换向运动，使得换向载具11上的硅棒夹具13在上料工位与开方作业工位之间转换以转运单晶圆硅棒以及在开方作业工位与下料工位之间转换以转运单晶硅方体。在实际应用中，换向载具11作换向运动的转动角度是根据上料工位、开方作业工位、以及下料工位相互之间的位置关系而定。例如：在一种情形下，上料工位、开方作业工位、以及下料工位顺序设置且它们以两两之间呈120°分布(参见图3，为单晶硅棒转运装置与上料工位、开方作业工位、以及下料工位在一种情形下的设置关系示意图)，假定换向载具11上的硅棒夹具13在初始状态下是对应于上料工位200，则通过驱动换向载具11正向转动120°就可将硅棒夹具13由上料工位200转换至开方作业工位300，又驱动换向载具11正向转动120°就可将硅棒夹具13由开方作业工位300转换至下料作业工位400，再驱动换向载具11正向转动120°就可将硅棒夹具13由下料工位400转换至上料工位200。在另一种情形下，上料工位、开方作业工位、以及下料工位顺序设置且上料工位与开方作业工位之间相差180°及开方作业工位与下料工位之间相差90°(参见图4，为单晶硅棒转运装置与上料工位、开方作业工位、以及下料工位在另一种情形下的设置关系示意图)，假定换向载具11上的硅棒夹具13在初始状态下是对应于上料工位200，则通过驱动换向载具11正向转动180°就可将硅棒夹具13由上料工位200转换至开方作业工位300，又驱动换向载具11正向转动90°就可将硅棒夹具13由开方作业工位300转换至下料作业工位400，再驱动换向载具11正向转动90°就可将硅棒夹具13由下料工位400转换至上料工位200。在再一种情形下，上料工位和下料工位是同出一处的而可称为上下料工位，可兼作上料及下料之用，这个上下料工位200(400)与开方作业工位300为相对设置，两者之间可相差180°(参见图5，为单晶硅棒转运装置与上料工位、开方作业工位、以及下料工位在再一种情形下的设置关系示意图)，假定换向载具11上的硅棒夹具13在初始状态下是对应于上下料工位200(400)，则通过驱动换向载具11正向转动180°就可将硅棒夹具13由上下料工位200(400)转换至开方作业工位300，又驱动换向载具11正向转动180°就可将硅棒夹具13由开方作业工位300转换至上下料作业工位200(400)。在上述各个情形中，正向转动具体指的是按照上料工位、开方作业工位、下料工位的设置顺序的转动方向，与正向转动相反的转动则被称为逆向转动。具体地，若上料工位、开方作业工位、下料工位是按照顺时针顺序设置的，则正向转动为顺时针转动，逆时针转动则为逆向转动；若上料工位、开方作业工位、下料工位是按照逆时针顺序设置的，则正向转动为逆时针转动，顺时针转动则为逆向转动。不过，不论怎么说，上料工位、开方作业工位、以及下料工位的设置关系无特定的限制，它们的设置顺序以及相互间的设置角度仍可作其他的变化，只要各个工位之间确保不会产生不必要干扰的话，如此，换向载具11上的硅棒夹具13的转动方向及转动角度也会作适应性调整。

如前所述，本申请单晶硅棒转运装置是应用于单晶硅棒多线切割设备中，所述单晶硅棒多线切割设备对单晶硅棒所作的切割作业至少包括单晶硅棒的开方作业，通过开方作业，可将呈圆柱体形态的单晶圆硅棒经开方作业后形成为截面呈类矩形的单晶硅方体。因此，本申请中的硅棒夹具13可实现既能夹持单晶圆硅棒也能夹持单晶硅方体。

以下对硅棒夹具13和进行详细说明。

硅棒夹具13进一步包括硅棒夹具安装件131和至少两个硅棒夹持件132，其中，至少两个硅棒夹持件132相对于硅棒夹具安装件131而间隔设置。在一实施方式中，被夹持的单晶圆硅棒无论是在上料工位还是在开方作业工位或被夹持的单晶硅方体无论是在开发作业工位还是在下料工位皆为竖立放置，因此，至少两个硅棒夹持件132相对于硅棒夹具安装件131而在竖向方向上间隔设置，即，至少两个硅棒夹持件132为上下设置。

在具体实现方式上，任一个硅棒夹持件132更包括：夹臂安装座133和至少两个夹臂134，其中，夹臂安装座133是设于硅棒夹具安装件131上，至少两个夹臂134是活动设于夹臂安装座133上。在一种可选实施例中，组成硅棒夹持件132的夹臂134为两个，这两个夹臂134左右对称设置，单个夹臂134设有前后布局的两个夹齿130，这样，两个夹臂134上的夹齿130(共四个)可构成一个供夹持单晶圆硅棒或单晶硅方体的夹持空间。特别是针对单晶硅方体102而言，两个夹臂134中的四个夹齿130是分别对应夹持于单晶硅方体102的四个连接棱面。较佳地，第一夹臂134上两个夹齿130所形成的第一连线与第二夹臂134上两个夹齿130所形成的第二连线相互平行，且，第一夹臂134上位于内侧的夹齿130(该夹齿130临近于换向载具11)与第二夹臂134上位于内侧的夹齿130(该夹齿130临近于换向载具11)所形成的第三连线与第一夹臂134上位于外侧的夹齿130(该夹齿130远离于换向载具11)与第二夹臂134上位于外侧的夹齿130(该夹齿130远离于换向载具11)所形成的第四连线相互平行。更进一步地，为使得能夹持单晶圆硅棒兼单晶硅方体，在两个夹臂134处于夹持单晶圆硅棒或单晶硅方体的夹持状态下时，第一夹臂134上位于内侧的夹齿130(该夹齿130临近于换向载具11)与第二夹臂134上位于外侧的夹齿130(该夹齿130远离于换向载具11)所形成的第五连线与第一夹臂134上位于外侧的夹齿130(该夹齿130远离于换向载具11)与第二夹臂134上位于内侧的夹齿130(该夹齿130临近于换向载具11)所形成的第六连线相互正交。额外地，利用硅棒夹持件132更可兼具定中心调节的作用。一般情形下，硅棒夹持件132中的夹臂134在夹合状态下，两个夹臂134所构成的夹持空间的中心是与单晶圆硅棒的中心或单晶硅方体的中心相重合的。因此，当利用硅棒夹持件132去夹持竖立放置的单晶圆硅棒101或单晶硅方体102时，硅棒夹持件132中的两个夹臂134收缩，由夹臂134中的夹齿130抵靠于单晶圆硅棒101或单晶硅方体102。在夹臂134收缩并夹合单晶圆硅棒101或单晶硅方体102的过程中，单晶圆硅棒101或单晶硅方体102被两旁的两个夹臂134所推动并朝向夹持空间的中央区域移动，直至单晶圆硅棒101或单晶硅方体102被硅棒夹持件132中的两个夹臂134夹紧住，此时，单晶圆硅棒101或单晶硅方体102的中心就可位于硅棒夹持件132的夹持空间的中心。当然，夹臂134中的夹齿130上还可额外增设缓冲部件，用于避免在夹持单晶圆硅棒101或单晶硅方体102的过程中造成对其表面的损伤，起到保护单晶圆硅棒101或单晶硅方体102的良好效果。针对单晶圆硅棒101，可参阅图6至图9，其中，图6为本申请单晶硅棒转运装置在松开状态下预夹持单晶圆硅棒的立体示意图，图7为图6的俯视图，图8为本申请单晶硅棒转运装置在夹合状态下夹持住单晶圆硅棒的立体示意图，图9为图8的俯视图。针对单晶圆硅棒102，可参阅图10至图13，其中，图10为本申请单晶硅棒转运装置在松开状态下预夹持单晶硅方体的立体示意图，图11为图10的俯视图，图12为本申请单晶硅棒转运装置在夹合状态下夹持住单机硅方体的立体示意图，图13为图12的俯视图。

为使得硅棒夹持件132中的至少两个夹臂134能顺畅且稳固地夹持住不同尺寸规格的单晶圆硅棒101或单晶硅方体102，硅棒夹持件132还包括夹臂驱动机构，用于驱动至少两个夹臂134作开合动作。

请参阅图14，其绘示为硅棒夹具13的后视剖面图。在具体实现上，如图14所示，夹臂驱动机构进一步包括：开合齿轮135、齿轮驱动件136、以及驱动源137。开合齿轮135是设置于对应的夹臂134上。齿轮驱动件136具有与夹臂134上的开合齿轮135啮合的齿纹。驱动源连接于齿轮驱动件136，用于驱动齿轮驱动件136运动。在一种实现方式上，齿轮驱动件136为齿条，该齿条136位于两个夹臂134的中间，齿条136中分别面向于两侧的夹臂134的两个外侧面上分别设有与两个夹臂134上的开合齿轮135啮合对应的齿纹，驱动源137可例如为驱动电机或或气缸。这样，根据上述实现方式，在实际应用中，当需实现夹臂134夹合时，由作为驱动源的驱动电机或气缸驱动作为齿轮驱动件的齿条136向上移动，由齿条136带动两旁啮合的开合齿轮135作外旋动作，开合齿轮135在外旋过程中带动夹臂134(开合齿轮135与夹臂134可通过转轴连接)作下放动作以由松开状态转入夹合状态；反之，当需实现夹臂134松开时，由作为驱动源的驱动电机(或气缸)驱动作为齿轮驱动件的齿条136向下移动，由齿条136带动两旁啮合的开合齿轮135作内旋动作，开合齿轮135在内旋过程中带动夹臂134(开合齿轮135与夹臂134可通过转轴连接)作上扬动作以由夹合状态转入松开状态。当然，上述仅为一实施例，并非用于限制硅棒夹持件132的工作状态，实际上，前述中的“向上”、“外旋”、“下放”、“向下”、“内旋”、“上扬”、以及“松开”和“夹合”状态变化均可根据夹臂134的结构和运作方式、夹臂驱动机构的构造而有其他的变更。

诚如本领域技术人员所知，针对单晶圆硅棒，是通过对原初的长硅棒进行截断作业而形成的，势必使得单晶圆硅棒之间的尺寸差异迥异，鉴于硅棒夹具13是用于对竖立放置状态下的单晶圆硅棒101进行夹持，因此，对于硅棒夹具13而言，前述尺寸差异的影响主要就表现在单晶圆硅棒的长度差异性对硅棒夹具13中的硅棒夹持件132是否能对应夹持到单晶圆硅棒的隐忧。

为减少甚至是免除上述硅棒夹持件132可能会无法夹持到单晶圆硅棒的风险，硅棒夹具13会有不同的设计方案。

在一种实现方式中，硅棒夹具13采用固定式夹持件，即，在换向载具11上以竖向方式固定设置尽可能多的硅棒夹持件，且，这些硅棒夹持件132中相邻两个硅棒夹持件132的间距尽可能地小，如此，利用这些硅棒夹持件132可涵盖各类规格长度的单晶圆硅棒。例如，若单晶圆硅棒的长度较长，则使用换向载具11上较多的硅棒夹持件132参与夹持；若单晶圆硅棒的长度较短，则使用换向载具11上较少的硅棒夹持件132参与夹持，例如，位于下方的若干个硅棒夹持件132参与夹持，而位于上方的且高于单晶圆硅棒的那些个硅棒夹持件132就不参与。

在其他实现方式中，硅棒夹具13采用活动式夹持件，即，在换向载具11的安装面上以竖向方式活动设置硅棒夹持件132，由于，硅棒夹持件132为活动式设计，因此，硅棒夹持件132的数量就可大幅减少，一般为两个或三个即可满足。如此，利用活动式夹持件可涵盖各类规格长度的单晶圆硅棒。例如，若单晶圆硅棒的长度较长，则移动活动设置的硅棒夹持件132，延长两个硅棒夹持件132的夹持间距；若单晶圆硅棒的长度较短，则移动活动设置的硅棒夹持件132，缩短两个硅棒夹持件132的夹持间距。在硅棒夹具13采用活动式夹持件的实现方式中，为便于活动式夹持件顺畅平稳的上下活动以调整位置，可利用硅棒夹具13中的硅棒夹具安装件131起到引导活动设置的硅棒夹持件132的导向作用，一种可实现的方式中，硅棒夹具安装件131可采用导向柱结构，夹臂安装座133则采用套接于导向柱结构的活动块结构。具体地，作为硅棒夹具安装件131的所述导向柱结构包括竖立设置且并行的两个导向柱，作为夹臂安装座133的所述活动块结构中则设有与所述导向柱结构中的两个导向柱对应的两个贯孔或两个夹扣。若采用贯孔，所述活动块套设于所述导向柱并可实现沿着所述导向柱滑移。若采用夹扣，所述活动块夹扣于所述导向柱并可实现沿着所述导向柱滑移，其中，在实际应用中，所述夹扣可夹扣于所述导向柱的至少一半部分。

针对活动式硅棒夹持件的硅棒夹具13，亦会有不同的变化例。以两个硅棒夹持件132为例，在一种可选实施例中，两个硅棒夹持件132中的一个硅棒夹持件132为活动式设计另一个硅棒夹持件132则为固定式设计，这样，在实际应用中，都是通过移动活动式设计的那一个硅棒夹持件132来调整与固定式设计的硅棒夹持件132之间的夹持间距。由上可知，单晶圆硅棒101为竖立放置，因此，不论单晶圆硅棒的规格长度，单晶圆硅棒101的底部总是可相对易于确定的，因此，较佳地，可将两个硅棒夹持件132中位于上方的那一个硅棒夹持件132设计为活动式，这样，只需调节上方的硅棒夹持件132的位置即可。

为实现硅棒夹持件132的移动，所述活动式设计的硅棒夹持件132可设有导向驱动机构。利用导向驱动机构可驱动活动式设计的硅棒夹持件132沿着硅棒夹具安装件131上下移动。在一种实现方式中，导向驱动机构可例如包括：导向丝杠138和导向电机139，其中，导向丝杠138为竖立设置，导向丝杠138的一端连接于夹臂安装座133，导向丝杠138的另一端则连接于导向电机139，导向电机139可设置在换向载具11的顶部，但并不以此为限，导向电机139也可设置在换向载具11的底部。导向丝杠138具有高精度、可逆性和高效率的特点，如此，在需要调整上方的硅棒夹持件132的位置时，由导向电机139驱动导向丝杠138旋转，导向丝杠138在旋转过程中带动上方的硅棒夹持件132沿着硅棒夹具安装件131上下移动。例如：导向电机139驱动导向丝杠138顺时针旋转，则带动上方的硅棒夹持件132沿着硅棒夹具安装件131向上运动以远离下方的硅棒夹持件132，增加两个硅棒夹持件132之间的夹持间距；导向电机139驱动导向丝杠138逆时针旋转，则带动上方的硅棒夹持件132沿着硅棒夹具安装件131向下运动以靠近下方的硅棒夹持件132，减小两个硅棒夹持件132之间的夹持间距。如此，通过控制活动式设计的硅棒夹持件132，可调整两个硅棒夹持件132之间的夹持间距，从而对不同规格长度的单晶圆硅棒101进行有效夹持。

在另一种可选实施例中，两个硅棒夹持件132均为活动式设计，这样，在实际应用中，可通过活动式设计的两个硅棒夹持件132的移动来调整它们相互之间的夹持间距。由于硅棒夹持件132为活动式设计，那么，两个硅棒夹持件132中的至少一个硅棒夹持件132需设置导向驱动机构，用于驱动两个硅棒夹持件132沿着硅棒夹具安装件131运动。相对于前一种可选实施例，在本可选实施例中，既然硅棒夹具13中的两个硅棒夹持件132均为活动式，那么就会存在在两个硅棒夹持件132中的某一个硅棒夹持件132上设置导向驱动机构还是在两个硅棒夹持件132上均设置导向驱动机构的情形。

现以在两个硅棒夹持件132中上方的硅棒夹持件132设置了导向驱动机构为例，在这种情形下，一来，两个硅棒夹持件132中的夹臂安装座133与硅棒夹具安装件131之间为活动连接，即，任一个硅棒夹持件132中夹臂安装座133及其上的夹臂134沿着硅棒夹具安装件131而上下活动，另外，设置的导向驱动机构包括导向丝杠138和导向电机139，其中，导向丝杠138的一端连接于上方的硅棒夹持件132中的夹臂安装座133上，导向丝杠138的另一端则连接于导向电机，导向电机139可设置在换向载具11的顶部。如此，在需要调整上方的硅棒夹持件132的位置时，由导向电机139驱动导向丝杠138旋转，导向丝杠138旋转过程中带动硅棒夹持件132沿着硅棒夹具安装件131上下移动，例如：导向电机139驱动导向丝杠138顺时针旋转，则带动上方的硅棒夹持件132沿着硅棒夹具安装件131向上运动以远离下方的硅棒夹持件132，增加两个硅棒夹持件132之间的夹持间距；导向电机139驱动导向丝杠138逆向旋转，则带动上方的硅棒夹持件132沿着硅棒夹具安装件131向下运动以靠近下方的硅棒夹持件132，减小两个硅棒夹持件132之间的夹持间距。如此，通过控制活动式设计的硅棒夹持件132，可调整两个硅棒夹持件132之间的夹持间距，从而对不同规格长度的单晶圆硅棒101进行有效夹持。

实际上，在两个硅棒夹持件132均为活动式设计的情形下，利用导向驱动机构不仅可调整两个硅棒夹持件132之间的夹持间距来对不同规格长度的单晶圆硅棒101进行有效夹持之外，还可对夹持的单晶圆硅棒101实现升降的目的，当两个硅棒夹持件132有效夹持住单晶圆硅棒101之后，通过驱动硅棒夹持件132的上下移动而升降单晶圆硅棒101。具体地，仍以上方的硅棒夹持件132设置了导向驱动机构为例，首先，上方的硅棒夹持件132通过导向驱动机构沿着硅棒夹具安装件131上下移动而调整了与下方硅棒夹持件132之间的夹持间距；接着，利用每一个硅棒夹持件132中的夹臂驱动机构驱动相应的两个夹臂134作夹合动作以顺畅且稳固地夹持住单晶圆硅棒101；随后，上方的硅棒夹持件132再通过导向驱动机构驱动而沿着硅棒夹具安装件131向上运动，此时，由于摩擦力作用，夹持住的单晶圆硅棒101及下方的硅棒夹持件132一并随之向上运动，其中，夹持住的单晶圆硅棒101向上运动利用的是上方的硅棒夹持件132与单晶圆硅棒101之间的摩擦力作用，硅棒夹持件132向上运动则利用的是单晶圆硅棒101与下方的硅棒夹持件132之间的摩擦力作用，从而实现抬升单晶圆硅棒101的效果。上方的硅棒夹持件132在导向驱动机构的驱动下带动单晶圆硅棒101和下方的硅棒夹持件132向下运动亦是相同的过程，从而实现降落单晶圆硅棒101的效果，在此不再赘述。

需说明的是，在其他变化例中，例如是在两个硅棒夹持件132中下方的硅棒夹持件132上设置导向驱动机构，导向驱动机构的结构、设置方式以及驱动工作方式与前述上方的硅棒夹持件132的导向驱动机构相类似，例如由下方的硅棒夹持件132在导向驱动机构的驱动下沿着硅棒夹具安装件131上下移动而调整与上方硅棒夹持件132之间的夹持间距，以及由下方的硅棒夹持件132在导向驱动机构的驱动下带动单晶圆硅棒101和上方的硅棒夹持件132一起沿着硅棒夹具安装件131上下移动等方式。再例如两个硅棒夹持件132均设置了导向驱动机构，则导向驱动机构的设置方式和驱动工作方式以及两个硅棒夹持件132的运动方式自不待言，在此不再赘述。

在针对活动式设置的硅棒夹持件132沿着硅棒夹具安装件131上下移动以适配于不同规格长度的单晶圆硅棒进行夹持的情形中，除了硅棒夹持件132采用活动式的结构设计、硅棒夹持件132需设置导向驱动机构等之外，势必还需要获知当前需要夹持的单晶圆硅棒的规格长度。有鉴于此，本申请中的单晶硅棒转运装置还可包括高度检测仪(未在图式中予以显示)，用于竖立放置的单晶圆硅棒的高度，从而作为活动式设置的硅棒夹持件132在后续沿着硅棒夹具安装件131向上移动或向下移动以及移动距离的依据。

相应地，在本实施方式中，单晶圆硅棒101经开方作业及其他相关作业之后即形成单晶硅方体102，在由单晶圆硅棒101形成为单晶硅方体102的过程中，一般地，长度是不变的，因此，在利用硅棒夹具13去夹持位于开方作业工位处的单晶硅方体102时，硅棒夹具13上活动式设置的硅棒夹持件132就可无需再作调整。

本申请公开的单晶硅棒转运装置，包括换向载具及设于换向载具上的硅棒夹具，硅棒夹具能用于夹持单晶圆硅棒兼单晶硅方体，通过驱动换向载具作换向运动，可使得换向载具上的硅棒夹具在上料工位和开方作业工位之间转换以将单晶圆硅棒由上料工位转运至开方作业工位及/或在开方作业工位和下料工位之间转换以将单晶硅方体由开方作业工位转运至下料工位，如此，可实现工件的快速且便捷地转运，提高了工件的转运效率，另外，换向载具上的硅棒夹具具有单晶圆硅棒和单晶硅方体的双重夹持功能，在不增加结构复杂度的情形下可以省去夹具，增加其他结构的设计空间及降低成本。

本申请另公开了一种单晶硅棒转运方法，用于对实施作业的单晶硅棒进行转运。在一实施方式中，所述单晶硅棒转运方法是应用于一单晶硅棒转运装置中，所述单晶硅棒转运装置包括有换向载具和硅棒夹具。

参阅图15，为本申请单晶硅棒转运方法在一实施方式中的流程示意图。如图15所示，本申请单晶硅棒转运方法包括以下步骤：

步骤s101，利用单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具夹持住位于上料工位的单晶圆硅棒。在步骤s101中，首先，单晶圆硅棒以竖立放置于上料工位上，且同时得确保单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具是对应于上料工位，其中，单晶圆硅棒可通过人工搬运或机械手机械抓取等方式而竖立放置于上料工位，单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具则可通过驱动换向载具转动来调整位置以实现对应于上料工位。接着，必要时，根据单晶圆硅棒的竖立放置状态下的高度，驱动硅棒夹具中相应的硅棒夹持件在换向载具上的上下移动以调整各个硅棒夹持件所形成的夹持间距。接着，驱动硅棒夹具中参与夹持的各个硅棒夹持件中的夹臂作夹合动作，以使得这些硅棒夹持件能将上料工位上的单晶圆硅棒夹持住，其中，所述硅棒夹持件中夹臂上的夹齿夹持于单晶圆硅棒的柱面。

步骤s103，驱动换向载具作换向运动，使得硅棒夹具带着夹持住的单晶圆硅棒由上料工位转换至开方作业工位。在步骤s103中，首先，在驱动换向载具作换向运动之前，较佳地，需将由硅棒夹具夹持住的单晶圆硅棒脱离于上料工位，实现脱离的方式可采取如下的任一种或者它们的结合：一，在确保硅棒夹具13夹持住单晶圆硅棒的情形下，利用硅棒夹具沿着换向载具向上移动以抬升单晶圆硅棒；二，驱动换向载具相对安装基础向上移动以抬升单晶圆硅棒；三，驱动上料工位或上料工位上用于承载单晶圆硅棒的承载台作下降移动，由原先的承载位置下降至脱离位置。接着，驱动换向载具相对安装基础转动，使得换向载具上的载具通过换向运动而对应于开方作业工位。

步骤s105，释放硅棒夹具，将夹持住的单晶圆硅棒置放于开方作业工位。在步骤s105中，在确保单晶圆硅棒转运装置中的硅棒夹具是对应于开方作业工位的情形下，还包括有一个与步骤s103中将单晶圆硅棒脱离于上料工位相逆的将单晶圆硅棒落位于开方作业工位的操作步骤，具体地，实现落位的方式可采取如下的任一种或者它们的结合：一，在确保硅棒夹具夹持住单晶圆硅棒的情形下，利用硅棒夹具沿着换向载具向下移动以降落单晶圆硅棒；二，驱动换向载具相对安装基础向下移动以降落单晶圆硅棒；三，驱动开方作业工位或开方作业工位上用于承载单晶圆硅棒的承载台作上升移动，由原先的脱离位置上升至承载位置。接着，驱动硅棒夹具中参与夹持的各个硅棒夹持件中的夹臂作松开动作，以使得这些硅棒夹持件松开单晶圆硅棒，使得松开后的单晶圆硅棒落位于开方作业工位上。

在后续，就由单晶硅棒多线切割设备对开方作业工位上的单晶圆硅棒实施至少包括有开方作业的加工作业，使得单晶圆硅棒经这些加工作业之后形成单晶硅方体。

步骤s107，利用硅棒夹具夹持住位于开方作业工位的单晶硅方体。在步骤s107中，首先，单晶硅方体以竖立放置于开方作业工位上，且同时得确保单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具是对应于开方作业工位。接着，必要时，根据单晶硅方体的竖立放置状态下的高度，驱动硅棒夹具中相应的硅棒夹持件在换向载具上的上下移动以调整各个硅棒夹持件所形成的夹持间距。接着，驱动硅棒夹具中参与夹持的各个硅棒夹持件中的夹臂作夹合动作，以使得这些硅棒夹持件能将开方作业工位上的单晶硅方体夹持住，其中，所述硅棒夹持件中夹臂上的夹齿夹持于单晶硅方体的连接棱面。

步骤s109，驱动换向载具作换向运动，使得硅棒夹具带着夹持住的单晶硅方体由开方作业工位转换至下料工位。在步骤s109中，首先，在驱动换向载具作换向运动之前，较佳地，需将由硅棒夹具夹持住的单晶硅方体脱离于开方作业工位，实现脱离的方式可采取如下的任一种或者它们的结合：一，在确保夹持住单晶硅方体的情形下，利用硅棒夹具沿着换向载具向上移动以抬升单晶硅方体；二，驱动换向载具相对安装基础向上移动以抬升单晶硅方体；三，驱动开方作业工位或开方作业工位上用于承载单晶硅方体的承载台作下降移动，由原先的承载位置下降至脱离位置。接着，驱动换向载具相对安装基础转动，使得换向载具上的硅棒夹具通过换向运动而对应于下料工位。

步骤s111，释放硅棒夹具，将夹持住的单晶硅方体置放于下料工位并进行下料。在步骤s111中，在确保单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具是对应于下料工位的情形下，还包括有一个与步骤s109中将单晶硅方体脱离于开方作业工位相逆的将单晶硅方体落位于下料工位的操作步骤，具体地，实现落位的方式可采取如下的任一种或者它们的结合：一，在确保夹持住单晶硅方体的情形下，利用硅棒夹具沿着换向载具向下移动以降落单晶硅方体；二，驱动换向载具相对安装基础向下移动以降落单晶硅方体；三，驱动下料工位或下料工位上用于承载单晶硅方体的承载台作上升移动，由原先的脱离位置上升至承载位置。接着，驱动硅棒夹具中参与夹持的各个硅棒夹持件中的夹臂作松开动作，以使得这些硅棒夹持件松开单晶硅方体，使得松开后的单晶硅方体落位于下料工位上。

本申请公开的单晶硅棒转运方法，先利用硅棒夹具将位于上料工位的单晶圆硅棒夹持并通过换向运动而将单晶圆硅棒由上料工位转运至开方作业工位，后续，再利用硅棒夹具将位于开方作业工位的单晶硅方体夹持住并通过换向运动而将单晶硅方体由开方作业工位转运至下料工位，相对于现有技术，本申请单晶硅棒转运方法提升了工件转运的效率，降低了成本及避免了工件毁损。

以下结合图16至图23，对本申请单晶硅棒转运装置在某些实例中执行单晶硅棒转运进行详细描述。在以下实例中，先作如下设定：单晶硅棒转运装置应用于单晶硅棒多线切割设备中，所述单晶硅棒多线切割设备可对单晶硅棒实施开方及其他作业(例如滚圆及磨面等)，所述单晶硅棒多线切割设备具有上料工位、开方作业工位、以及下料工位，单晶硅棒转运装置包括有换向载具以及设于换向载具上的硅棒夹具，且，硅棒夹具中包括至少两个硅棒夹持件，至少两个硅棒夹持件均为活动式设计，且位于上方的硅棒夹持件更配置有导向驱动机构。为简化描述，在本实例中，上料工位和下料工位是同出一处(合二为一)的而可称为上下料工位，这样，所述单晶硅棒多线切割设备就具有上下料工位和开方作业工位，且，上下料工位与开方作业工位相差180°。

步骤1，将单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具对应于上下料工位上的单晶圆硅棒。在该步骤1中，单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具则可通过驱动换向载具11转动来调整位置以实现对应于上下料工位，此时，硅棒夹具中的两个硅棒夹持件132中的夹臂134为松开状态，将单晶圆硅棒101竖立放置于上下料工位上。实施上述操作后单晶硅棒转运装置的状态具体可参见图16，图16为单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具对应于上下料工位上的单晶圆硅棒的状态示意图。

步骤2，利用单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具夹持住位于上下料工位的单晶圆硅棒。在该步骤2中，必要时，利用高度检测仪检测位于上下料工位上的单晶圆硅棒101的高度，根据测得的高度信息，驱动硅棒夹具中位于上方的硅棒夹持件132相对换向载具11作向上移动或向下移动，调整两个硅棒夹持件132之间的夹持间距。接着，驱动硅棒夹具中的两个硅棒夹持件132中的夹臂134作夹合动作，以将上下料工位上的单晶圆硅棒101夹持住，其中，所述硅棒夹持件中夹臂上的夹齿夹持于单晶圆硅棒的柱面。实施上述操作后单晶硅棒转运装置的状态具体可参见图17，图17为单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具夹持住位于上下料工位的单晶圆硅棒的状态示意图。

步骤3，驱动换向载具作换向运动，使得硅棒夹具带着夹持住的单晶圆硅棒由上下料工位转换至开方作业工位。在步骤3中，首先，在驱动换向载具11作换向运动之前，较佳地，需将由硅棒夹具中的硅棒夹持件132夹持住的单晶圆硅棒101脱离于上下料工位。接着，驱动换向载具11转动180°，使得换向载具11上的载具所夹持住的单晶圆硅棒101通过换向运动而对应于开方作业工位。实施上述操作后单晶硅棒转运装置的状态具体可参见图18，图18为换向载具作换向运动后硅棒夹具带着夹持住的单晶圆硅棒对应于开方作业工位的状态示意图。

步骤4，释放硅棒夹具，将夹持住的单晶圆硅棒置放于开方作业工位。在步骤4中，在确保单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具是对应于开方作业工位的情形下，先将夹持住的单晶圆硅棒落位于开方作业工位上。接着，驱动硅棒夹具中两个硅棒夹持件132中的夹臂134作松开动作，使得松开后的单晶圆硅棒101竖立放置于开方作业工位上。实施上述操作后单晶硅棒转运装置的状态具体可参见图19，图19为释放硅棒夹具后单晶圆硅棒置放于开方作业工位的状态示意图。

在后续，就由单晶硅棒多线切割设备对开方作业工位上的单晶圆硅棒实施至少包括有开方作业的各道加工作业，使得单晶圆硅棒经这些加工作业之后形成单晶硅方体。其中，针对单晶圆硅棒的开方作业，该开方作业的具体实施方式则可参考cn105818285a等专利公开文献，在此不再赘述。另外，除了开方作业之外，还可包括粗磨、滚圆、精磨、或抛光等其他加工作业。

步骤5，利用硅棒夹具夹持住位于所述开方作业工位的单晶硅方体。在步骤6中，必要时，利用高度检测仪检测位于开方作业工位上的单晶硅方体102的高度，根据测得的高度信息，驱动硅棒夹具中位于上方的硅棒夹持件132相对换向载具11作向上移动或向下移动，调整两个硅棒夹持件132之间的夹持间距。接着，驱动硅棒夹具中的两个硅棒夹持件132中的夹臂134作夹合动作，以将开方作业工位上的单晶硅方体102夹持住，其中，硅棒夹持件132中夹臂134上的夹齿130夹持于单晶硅方体102的连接棱面。实施上述操作后单晶硅棒转运装置的状态具体可参见图20和图21，图20为单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具对应于开方作业工位上的单晶硅方体的状态示意图，图21为单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具夹持住位于开方作业工位的单晶硅方体的状态示意图。

步骤6，驱动换向载具作换向运动，使得硅棒夹具带着夹持住的单晶棒方体由开方作业工位转换至上下料工位。在步骤6中，首先，在驱动换向载具11作换向运动之前，较佳地，需将由硅棒夹具中的硅棒夹持件132夹持住的单晶硅方体102脱离于开方作业工位。接着，驱动换向载具11转动180°，使得换向载具11上的硅棒夹具所夹持住的单晶硅方体102通过换向运动而对应于上下料工位。实施上述操作后单晶硅棒转运装置的状态具体可参见图22，图22为换向载具作换向运动后硅棒夹具带着夹持住的单晶棒方体对应于上下料工位的状态示意图。

步骤7，释放硅棒夹具，将夹持住的单晶硅方体置放于上下料工位并并进行下料。在步骤7中，在确保单晶硅棒转运装置中的硅棒夹具是对应于上下料工位的情形下，先将硅棒夹具夹持住的单晶硅方体102落位于上下料工位上。接着，驱动硅棒夹具中两个硅棒夹持件132中的夹臂134作松开动作，使得松开后的单晶硅方体102竖立放置于上下料工位上。实施上述操作后单晶硅棒转运装置的状态具体可参见图23，图23为释放硅棒夹具后单晶硅方体置放于上下料工位的状态示意图。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。