一种去胶机用晶圆传送装置的制作方法

1.本发明涉及晶圆搬运装置，尤其是一种去胶机用晶圆传送装置。


背景技术：

2.在半导体加工设备中，经常需要将晶圆在各个工位之间进行传送，在传送的过程中，传送精度越高，设备工艺一致性就越好，速度越快，单台设备的产能就越大。随着半导体工艺的发展，设备处理的工艺越来越复杂，对设备自动化程度、柔性化程度要求也越来越高。然而现有的去胶机用晶圆传送装置旋转角度有限、传送晶圆过程不平稳且柔性化程度不高。


技术实现要素：

3.本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种传送平稳、柔性化程度高且多自由度的晶圆传送装置。
4.实现本发明目的的技术方案是：一种去胶机用晶圆传送装置，具有晶圆传送手臂和用于驱动晶圆传送手臂的驱动装置；所述驱动装置包括安装座；所述安装座的下端连接有升降电机；所述升降电机向所述安装座的上端垂直延伸有升降丝杆；所述升降丝杆连接有第一驱动装置；所述第一驱动装置安装在安装座内侧的纵向滑移单元上；所述第一驱动装置的输出端处安装有第二驱动装置；所述安装座上安装有光电传感器；所述第一驱动装置包括套装于于升降丝杆外的第一驱动轴、通过丝杆螺母与升降丝杆螺纹连接的第一驱动装置安装座、安装于第一驱动装置安装座上并作用于第一驱动轴的第一角度切换装置；
5.所述第二驱动装置包括套装于第一驱动轴外并固定连接于第一驱动装置安装座的第二套管、用于安装第二驱动装置的第二驱动装置安装座以及固定在第二驱动装置安装座上并作用于安装座的第二角度切换装置；所述第二套管贯穿第二驱动装置安装座并与晶圆传送手臂连接。
6.更优地，所述第一角度切换装置包括作为角度切换动力源的第一驱动电机、用于安装第一驱动电机的第一驱动电机安装座、用于将第一驱动电机的动力源传递给第一驱动轴的第一直连齿轮组、用于对第一驱动电机进行位置检测的第一光电传感器。
7.更优地，所述第一直连齿轮组包括主齿轮和与主齿轮啮合的从动齿；所述主齿轮固定连接于第一驱动电机输出轴上，从动齿固定连接于第一驱动轴上。
8.更优地，所述第二角度切换装置包括作为角度切换动力源的第二驱动电机、用于安装第二驱动电机的第二驱动电机安装座、用于将第二驱动电机的动力源传递给安装座的第二直连齿轮组、用于对第二驱动电机进行位置检测的第二光电传感器。
9.更优地，所述第二直连齿轮组包括第二主齿轮和与第二主齿轮啮合的第二从动齿；所述第二主齿轮固定连接于第二驱动电机输出轴上，第二从动齿固定连接于安装座上。
10.更优地，所述晶圆传送手臂包括手臂和手指单元；所述手臂的下方设置有可跟随手臂进行伸缩联动的辅助联动装置；所述手臂包括第一手臂和第二手臂；所述第一手臂通
过f关节与第一驱动轴连接；所述f关节的下方设置有支撑平台，支撑平台与第二套管连接；所述第一手臂与第二手臂通过s关节连接，s关节的下方设有s平台；所述第二手臂前端设有第三手臂且手指单元安装在第三手臂的两端；所述第三手臂的中间段向外延伸形成平台；所述手臂、辅助联动装置、s平台以及平台形成双四边形伸缩结构。
11.更优地，所述s平台内设有两个啮合的齿轮。
12.更优地，所述齿轮的比例为1:1。
13.更优地，所述辅助联动装置包括第一辅助臂和第二辅助臂；所述支撑平台、第一辅助臂以及第二辅助臂为连杆结构；所述第二辅助臂的末端与平台活动连接。
14.更优地，所述手指单元通过可拆卸组件安装在第三手臂的两端。
15.采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：
16.(1)本发明辅助联动装置与晶圆传送手臂在水平方向伸缩联动，其在取送晶圆的过程中，操作稳定，定位精度高。另外其前端设置的第三手臂可以安装多个手指单元，双手臂双侧放置多个晶圆，在传送晶圆的过程中提高传送效率，且该手指单元为可拆卸安装方式，方便后期保养、维护和更换。此外晶圆传送手臂的结构简单且成本低，实用性强。
17.(2)本发明的驱动装置采用伺服电机(提供一个原点位置)直连齿轮，靠两齿轮精确啮合实现真空环境下手臂任意角度的旋转，伸出/收回，可用于多腔体的各方位传输，大大地提高了运用范围。
附图说明
18.为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
19.图1为本发明的整体立体图；
20.图2为本发明的驱动装置立体图；
21.图3为本发明驱动装置第一局部立体图；
22.图4为本发明驱动装置第二局部立体图；
23.图5为本发明驱动装置第三局部立体图；
24.图6为本发明驱动装置第四局部立体图；
25.图7为本发明的晶圆传送手臂立体图；
26.图8为本发明的晶圆传送手臂局部立体图；
27.图9为本发明的手指立体图；
28.图10为本发明的整体俯视图；
29.图11为本发明的双四边形描述图；
30.图12为本发明的晶圆传送手臂零点状态下的四边形状态图
31.图13为本发明的晶圆传送手臂正反向运动示意图；
32.图14为本发明的s平台22内结构图。
33.附图中标号为：第一手臂1、f关节11、支撑平台12、第二手臂2、s关节21、s平台22、第三手臂3、平台31、t关节32、手指单元4、安装座5、纵向滑移单元10、电机安装座51、升降电机52、升降丝杆53、光电传感器54、辅助联动装置6、第一辅助臂61、第二辅助臂62、可拆卸组件7、固定板71、夹块72、第一驱动装置8、第一驱动轴81、第一驱动装置安装座82、第一角度
切换装置83、第一驱动电机84、第一驱动电机安装座85、第一直连齿轮组86、主齿轮861、从动齿862、第一光电传感器87、感应片88、第二驱动装置9、第二套管91、第二驱动装置安装座92、第二角度切换装置93、第二驱动电机94、第二驱动电机安装座95、第二直连齿轮组96、第二主齿轮961、第二从动齿962、第二光电传感器97、触发块98。
具体实施方式
34.见图1至图3，本发明具有晶圆传送手臂和用于驱动晶圆传送手臂的驱动装置；所述驱动装置包括安装座5；所述安装座5的下端连接电机安装座51，所述电机安装座51连接有升降电机52；所述升降电机52向所述安装座5的上端垂直延伸有升降丝杆53；所述升降丝杆53连接有第一驱动装置8；所述第一驱动装置8安装在安装座5内侧的纵向滑移单元10上；所述第一驱动装置8的输出端处的外周安装有第二驱动装置9；所述安装座5上安装有光电传感器54；所述第一驱动装置8包括套装于于升降丝杆53外的第一驱动轴81、通过丝杆螺母与升降丝杆53螺纹连接的第一驱动装置安装座82、安装于第一驱动装置安装座82上并作用于第一驱动轴81的第一角度切换装置83；所述第一驱动轴81贯穿第一驱动装置安装座82向上延伸，丝杆螺母与第一驱动装置安装座82之间通过螺栓锁紧连接；所述第一驱动轴81由第一角度切换装置83进行驱动；所述第二驱动装置9包括套装于第一驱动轴81外并固定连接于第一驱动装置安装座82的第二套管91、用于安装第二驱动装置9的第二驱动装置安装座92以及固定在第二驱动装置安装座92上并作用于安装座5的第二角度切换装置93，所述第二套管91贯穿第二驱动装置安装座92并与晶圆传送手臂连接，第二驱动装置安装座92与安装座5之间为轴承连接。
35.见图3，本实施例中更具体地，所述第一角度切换装置83包括作为角度切换动力源的第一驱动电机84、用于安装第一驱动电机84的第一驱动电机安装座85、用于将第一驱动电机84的动力源传递给第一驱动轴81的第一直连齿轮组86、用于对第一驱动电机84进行位置监控的第一光电传感器87。
36.见图3，本实施例中更具体地，所述第一直连齿轮组86包括主齿轮861和与主齿轮861啮合的从动齿862；所述主齿轮861固定连接于第一驱动电机84输出轴上，从动齿862固定连接于第一驱动轴81上。
37.见图4，本实施例中更具体地，所述第一驱动电机安装座85通过螺栓连接于第一驱动装置安装座82；所述第一驱动电机84通过螺栓连接于第一驱动电机安装座85，第一驱动电机84的输出轴贯穿第一驱动电机安装座85并在输出轴的末端加装感应片88；所述第一光电传感器87安装于感应片88一侧，感应片88通过螺栓锁紧于输出轴的末端；根据第一光电传感器87设定的原点位置，第一驱动电机84动作时，其带动输出轴上的主齿轮861和感应片88转动，与主齿轮861啮合的从动齿862开始转动，从而实现晶圆传送手臂在真空环境下的伸出或收回，大大地提高了运用范围。
38.见图5和图6，本实施例中更具体地，所述第二角度切换装置93包括作为角度切换动力源的第二驱动电机94、用于安装第二驱动电机94的第二驱动电机安装座95、用于将第二驱动电机94的动力源传递给安装座5的第二直连齿轮组96、用于对第二驱动电机94进行位置检测的第二光电传感器97。
39.见图6，本实施例中更具体地，所述第二直连齿轮组96包括第二主齿轮961和与第
二主齿轮961啮合的第二从动齿962；所述第二主齿轮961固定连接于第二驱动电机94输出轴上，第二从动齿962通过螺栓固定连接于安装座5上，第二主齿轮961的转动带动第二从动齿962转动，从而带动整个安装座5转动。
40.本实施例中更具体地，所述第二驱动电机安装座95通过螺栓连接于第二驱动装置安装座92；所述第二驱动电机94通过螺栓连接于第二驱动电机安装座95，第二驱动装置安装座92通过螺栓固定连接在传送腔体设备上，第二驱动装置安装座92是固定件，第二从动齿962安装于安装座5上；所述第二光电传感器97安装于第二驱动装置安装座92的下端面，第二从动齿962的上端面上安装有用于触发第二光电传感器97的触发块98，触发块98可通过螺栓锁紧于第二从动齿962的上端面，触发块98也可与第二从动齿962一体成形；根据第二光电传感器97设定原点位置，第二驱动电机94动作时，其通过第二主齿轮961带动第二从动齿962和触发块98转动，从而实现晶圆传送手臂在真空环境下的任意角度旋转，从而实现晶圆在真空状态下任意角度的传输。
41.本实施例中更具体地，第一驱动电机84和第二驱动电机94采用伺服电机，由第一驱动电机84驱动的第一驱动轴81、由第二驱动电机94驱动安装座5，使得晶圆传送手臂伸出/收回和整个装置的旋转能够各自独立进行。
42.本实施例中更具体地，所述纵向滑移单元10包括纵向固定于安装座5内侧的导轨以及卡设在导轨上的滑块，第一驱动装置安装座82与滑块可通过螺栓锁紧固定连接，当升降电机52动作时，其带动升降丝杆53转动，丝杆螺母带动第一驱动装置安装座82上下动作一定范围内的任意位置点，即实现手臂在真空环境下上下动作晶圆传送手臂。
43.(实施例2)
44.见图7至图9，本实施例在实施例1的基础上，更进一步地，所述晶圆传送手臂包括手臂和手指单元4；所述手臂包括第一手臂1和第二手臂2，第一手臂1的一端通过f关节11与第一驱动轴81通过螺栓锁紧连接，f关节11的下方设置有支撑平台12，支撑平台12与第二套管91套固连接，第一手臂1通过f关节11由第一驱动轴81驱动，第一手臂1的另一端与第二手臂2通过s关节21连接，s关节21的下方设有s平台22，第二手臂2前端设有第三手臂3且手指单元4安装在第三手臂3的两端；第三手臂3的中间段向外延伸形成平台31，第三手臂3通过t关节32与第二手臂2连接，第一手臂1与第二手臂2为连杆结构，第一手臂1、第二手臂2和第三手臂3的下方还设置有辅助联动装置6，辅助联动装置6为连杆结构，辅助联动装置6的前端与平台31连接，在晶圆传送手臂伸缩的过程中，手臂、辅助联动装置6、s平台22以及平台31形成双四边形伸缩结构。
45.见图14，本实施例中更具体地，s平台22内有两个啮合的齿轮，两个齿轮为1:1，其中一个齿轮轴贯穿第一手臂1与第二手臂2连接，另一个齿轮与辅助联动装置6的中间连杆节点连接；晶圆传送手臂伸缩的过程中，支撑平台12不动，第一驱动轴81驱动第一手臂1转动，第一手臂1的转动，带动s平台22、辅助联动装置6、第二手臂2联动和平台31联动，即平行四边形效果。
46.本实施例中更具体地，辅助联动装置6包括第一辅助臂61和第二辅助臂62，第一辅助臂61的一端与支撑平台12活动连接，该活动连接为轴连接，即从支撑平台12、第一辅助臂61到第二辅助臂62为连杆结构，第一辅助臂61的另一端与第二辅助臂62的重叠处形成旋转关节，在旋转关节处，第二辅助臂62穿过第一辅助臂与s平台22内的齿轮连接，第一辅助臂
61套接在旋转关节的外周，其可相对于旋转关节转动，所以第二辅助臂62由s平台22内的齿轮驱动，第二辅助臂62的末端与平台31活动连接。
47.本实施例中更具体地，手指单元4通过可拆卸组件7安装在第三手臂3的两端，第三手臂3的两端可各固定一个手指单元4，也可在第三手臂3的两端各固定2个手指单元4。其中可拆卸组件7包括固定板71和夹块72，手指单元4通过螺栓锁紧安装在夹块72上，夹块72通过螺栓安装在固定板71上，固定板71再通过螺栓锁紧安装在第三手臂3的两端，夹块72与夹块72之间的水平距离与第三手臂3末端手臂宽度相同。
48.工作时，通过升降电机52来控制晶圆传送手臂的上下动作，晶圆传送手臂在第二角度切换装置93的驱动下，实现晶圆传送手臂在真空状态下，任意角度旋转传输；在第一驱动轴81的驱动下，第一手臂1转动，第一手臂1的转动，其带动双四边形进行联动，从而完成晶圆传送手臂在真空状态下的伸缩。
49.见图10和图11，双四边形即为图中a、b、c、d、e以及f组成的两个平行四边形，其中a为t关节32的圆心，b为第二辅助臂62与平台31活动连接处节点的圆心，c为第一驱动轴81(即f关节11)的圆心，d为第一辅助臂61与支撑平台12活动连接处节点的圆心，e为第一手臂1和第二手臂2活动连接处节点的圆心，f为第一辅助臂61与第二辅助臂62活动连接处节点的圆心；在双四边形伸缩的过程中，因齿轮比例为1:1设置，a、b、c、d四个点始终在一条直线上。
50.见图1和12，第二驱动装置9在驱动安装座5旋转，从而带动晶圆传送手臂以及安装在安装座5上的零部件一起旋转，在即将进行旋转操作之前以及旋转的过程中，双四边形结构需回归到零点状态，即两个四边形重合形成一个矩形，这样在晶圆传送手臂以第一驱动轴81为圆心旋转的过程中，减小晶圆传送手臂径向空间需求，从而避免晶圆传送手臂在腔内旋转过程中触碰到腔壁。
51.见图13，晶圆传送手臂在伸缩取晶圆的过程中，可实现正反向，即双向取晶圆；具体操作为：零点状态时，两个四边形重合形成一个矩形；向前伸出获取晶圆，然后收缩回归零点状态；向后(即与刚才向前的相反方向)伸出获取晶圆，然后收缩回归零点状态；上述为单独的晶圆传送手臂伸缩所实现的正反向取片过程，本装置成本低、结构简单且能实现稳定性高、效率高的晶圆传送。
52.见图1，上述的晶圆传送手臂正反向取片再结合驱动装置进行角度切换，即实现晶圆传送手臂旋转到对应晶圆的方向，从而实现在腔内任意角度的晶圆输送。
53.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。