CN100580901C - 一种观察硅片表面的运动支撑机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种观察硅片表面的运动支撑机构，其特征在于它包括一竖直设置的、由水平电机通过带动水平旋转的空心支柱，支柱的上下两端分别伸出有翼耳，在下端的翼耳上固定有一曲柄电机，曲柄电机的输出轴连接一曲柄盘，曲柄盘偏心处通过一转轴连接一空心联杆，支柱上端伸出的两翼耳间，枢接一吸盘摆柄，吸盘摆柄的前端枢接在联杆的顶部，吸盘摆柄的空腔内设置一自转电机，自转电机输出端连接一吸盘转轴，吸盘转轴伸出吸盘摆柄连接一吸盘，联杆、吸盘摆柄、吸盘转轴和吸盘上设置有相互连通的真空气道。吸盘在机构的各个电机带动下能够自转、公转、俯仰，形成三种复合球面运动，并且解决了俯仰抖动和大面积吸附问题，可以广泛得到推广和应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅片检查装置，特别是关于一种观察硅片表面的运动支撑机构。
背景技术
目前在半导体制造业中，许多工艺都需要对硅片外表进行正反两面的检查。目前多采用吸盘方式进行检查，吸盘吸住硅片的背面位置后，在0～90°范围内旋转摆动，这样在特殊光线下就可以观察硅片的外缺损和是否有被污染的颗粒，以及通过观察硅片表面的颜色判断硅片的镀膜厚度(不同颜色对应不同厚度)。但目前市场上相关的吸盘式产品，其结构复杂体积较大，造价高，运动不平稳，且容易在0°和90°的极限点时发生抖动，这些都是设备制造商急于要解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目地是提供一种结构简单、平稳可靠的观察硅片表面的运动支撑机构。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种观察硅片表面的运动支撑机构，它包括一竖直设置的、由水平电机通过传动组件带动水平旋转的空心支柱，所述空心支柱的上下两端分别伸出有翼耳，在下端的翼耳上固定有一曲柄电机，所述曲柄电机的输出轴连接一曲柄盘，曲柄盘偏心处通过一转轴连接一空心联杆，所述空心支柱上端伸出的两翼耳间，枢接一吸盘摆柄，所述吸盘摆柄的前端枢接在所述空心联杆的顶部，所述吸盘摆柄的空腔内设置一自转电机，所述自转电机输出端连接一吸盘转轴，所述吸盘转轴伸出所述吸盘摆柄连接一吸盘，所述空心联杆、吸盘摆柄、吸盘转轴和吸盘上设置有相互连通的真空气道，所述真空气道连接一抽真空装置。
所述水平电机固定在一工作台架上，所述空心支柱通过轴承座及轴承设置在所述工作台架上。
所述传动组件包括一设置在所述空心支柱上的齿轮和一由所述水平电机带动的另一齿轮，所述两齿轮啮合连接，或者所述两齿轮通过传动带连接。
所述空心支柱下端伸出的翼耳上设置有与所述曲柄盘位置对应的摆位传感器。
所述空心联杆、吸盘摆柄、吸盘转轴和吸盘相互连通处设置有密封件。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明设置一由电机带动水平旋转的空心支柱；支柱上端连接一吸盘摆柄，吸盘摆柄由一连接的曲柄联杆拉拽，使其上下摆动，曲柄联杆下端穿过空心支柱后由一转动的曲柄盘驱动，曲柄盘由一设置在支柱上的曲柄电机带动；吸盘摆柄内设置一自转电机，自转电机通过一吸盘转轴带动一吸盘。当机构的各个电机转动时吸盘就能够自转，同时又能随支柱一起公转，并随吸盘摆柄一起俯仰，形成三种复合运动，此运动轨迹为球面。2、本发明由于在曲柄盘上设置有传感器，可以用来感应曲柄联杆的摆动位置，决定是否取放硅片的操作。3、本发明在曲柄盘偏心的位置上通过轴承设置一转轴，转轴上连接联杆，当曲柄盘做圆周旋转运动时联杆始终能够竖直上下运动并按正弦曲线规律缓慢加速和停止；确保曲柄联杆带动的吸盘摆柄不会发生抖动。4、本发明在吸盘、吸盘转轴、吸盘摆柄、曲柄联杆之间设置连通的空腔，关节处由密封件密封，曲柄联杆空腔底端连接抽真空装置，这样就形成了一个密闭的无软管路连接的真空气道，机构的任何运动都不会影响气路的畅通。本发明解决了俯仰抖动的问题和大面积吸附附的问题，因此可以广泛得到推广和应用。
附图说明
图1是本发明结构的立体示意图
图2是本发明结构的另一角度观察的立体示意图
图3是本发明的剖视示意图
图4是本发明密闭气道的剖视示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1～3所示，本发明包括一固定在工作台1上的水平轴承座2，水平轴承座2内设置一轴承3。一空心的支柱4穿过轴承3，并且上下两端都露出工作台1。在穿出工作台1底面的支柱4上固定套设有一大齿轮5，与大齿轮5啮合设置一小齿轮6，小齿轮6固定在水平电机7的输出端，水平电机7固定在与工作台1连接的支架上(图中未示出)。
上述由两啮合的齿轮组成的传动组件还可以是通过一齿形带连接的两齿轮。
支柱4的底端伸出有一翼耳8，在翼耳8上固定有一曲柄电机9，曲柄电机9的输出轴伸向支柱4的内侧，在输出轴上连接有一曲柄盘10，曲柄盘10偏心处通过轴承连接一横向设置的转轴11，通过转轴11竖直穿设一空心的联杆12，联杆12向上穿出支柱4的空腔(如图3所示)。当曲柄电机9带动曲柄盘10旋转时，转轴11随曲柄盘9一起转动，而因为转轴11通过轴承连接到曲柄盘10上，所以又可以在曲柄盘9上自转，所以可以始终保持联杆12处于竖直方向。与曲柄盘10的位置对应，在翼耳8上还设置有一摆位传感器13。
如图3、图4所示，支柱4的上端伸出有两翼耳14，在两翼耳14间枢接有一吸盘摆柄15。吸盘摆柄15的前部转动地连接向上穿出支柱4的联杆12。在吸盘摆柄15为空腔型，在空腔内的底部设置有一自转电机16，自转电机16的输出端连接一吸盘转轴17，吸盘转轴17顶部穿出吸盘摆柄15的空腔连接一吸盘18。吸盘18在自转电机16的带动下自转。在联杆12、吸盘摆柄15、吸盘转轴17和吸盘18内部设置有相互连通的真空气道19，在真空气道的相互连接处设置有密封件如密封圈。真空气道19的底部也就是联杆12的底部连接一抽真空装置如真空泵(图中未示出)，当真空泵启动时，可以使真空气道19内抽真空。
本发明工作时，真空气道19内抽真空，使吸盘18吸住硅片。吸盘18在自转电机16的带动下自转。在水平电机7带动下，支柱4转动，连接在支柱4上的各部件包括吸盘随支柱4一起水平转动。在曲柄电机9带动下，曲柄盘10转动，带动联杆12上下拉拽吸盘摆柄15，使吸盘摆柄15上下摆动。联杆12的速度变化规律始终为一完整的正弦曲线，即联杆在最低点时，吸盘18呈竖直状态(此时可定义为0度)，此时速度为零，然后随曲柄盘10的转动，速度逐渐增到最大，当联杆12将要到达最高点时，速度由最大再减小，直到联杆12到达最高点时，也就是吸盘18呈水平状态(此时相对应的定义为90度)时，速度减小为零。此时摆位传感器13可以检测到曲柄盘10的位置状态，并发出信号，操作者可以根据情况控制曲柄电机9停止转动，以通过机械手放入硅片或取下硅片。同样，当联杆12由最高点摆回到最低点时，速度也是先增大后减小。因此，曲柄盘10上连接的联杆12在最高点或最低点时速度总自动缓慢变为零，而不需要控制电机的速度变化，从而确保了在硅片观察中，硅片不同运动姿态变化的平稳过渡。
这样，在三个电机的共同驱动下，吸盘就可以同时做以支柱为中心的水平旋转、以联杆为拉动的俯仰摆动、以吸盘转轴为中心的自转，这样三种运动的复合运动。在运动过程中，由于真空气道为无硬件连接的通道，所以不论机构怎样运转都不会影响气道的畅通，从而保证硅片的有效吸附。
应当说明的是以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或等同替换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (11)
1、一种观察硅片表面的运动支撑机构，其特征在于：它包括一竖直设置的、由水平电机通过传动组件带动水平旋转的空心支柱，所述空心支柱的上下两端分别伸出有翼耳，在下端的翼耳上固定有一曲柄电机，所述曲柄电机的输出轴连接一曲柄盘，曲柄盘偏心处通过一转轴连接一空心联杆，所述空心支柱上端伸出的两翼耳间，枢接一吸盘摆柄，所述吸盘摆柄的前端枢接在所述空心联杆的顶部，所述吸盘摆柄的空腔内设置一自转电机，所述自转电机输出端连接一吸盘转轴，所述吸盘转轴伸出所述吸盘摆柄连接一吸盘，所述空心联杆、吸盘摆柄、吸盘转轴和吸盘上设置有相互连通的真空气道，所述真空气道连接一抽真空装置。
2、如权利要求1所述的一种观察硅片表面的运动支撑机构，其特征在于：所述水平电机固定在一工作台架上，所述空心支柱通过轴承座及轴承设置在所述工作台架上。
3、如权利要求1或2所述的一种观察硅片表面的运动支撑机构，其特征在于：所述传动组件包括一设置在所述空心支柱上的齿轮和一由所述水平电机带动的另一齿轮，所述两齿轮啮合连接。
4、如权利要求1或2所述的一种观察硅片表面的运动支撑机构，其特征在于：所述传动组件包括一设置在所述空心支柱上的齿轮和一由所述水平电机带动的另一齿轮，所述两齿轮通过传动带连接。
5、如权利要求1或2所述的一种观察硅片表面的运动支撑机构，其特征在于：所述空心支柱下端伸出的翼耳上设置有与所述曲柄盘位置对应的摆位传感器。
6、如权利要求3所述的一种观察硅片表面的运动支撑机构，其特征在于：所述空心支柱下端伸出的翼耳上设置有与所述曲柄盘位置对应的摆位传感器。
7、如权利要求4所述的一种观察硅片表面的运动支撑机构，其特征在于：所述空心支柱下端伸出的翼耳上设置有与所述曲柄盘位置对应的摆位传感器。
8、如权利要求1或2或6或7所述的一种观察硅片表面的运动支撑机构，其特征在于：所述空心联杆、吸盘摆柄、吸盘转轴和吸盘相互连通处设置有密封件。
9、如权利要求3所述的一种观察硅片表面的运动支撑机构，其特征在于：所述空心联杆、吸盘摆柄、吸盘转轴和吸盘相互连通处设置有密封件。
10、如权利要求4所述的一种观察硅片表面的运动支撑机构，其特征在于：所述空心联杆、吸盘摆柄、吸盘转轴和吸盘相互连通处设置有密封件。
11、如权利要求5所述的一种观察硅片表面的运动支撑机构，其特征在于：所述空心联杆、吸盘摆柄、吸盘转轴和吸盘相互连通处设置有密封件。
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