CN101728240B - 一种多功能抛动旋转机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能抛动旋转机构，晶片花篮安装在可旋转的机械转臂上，在电机及同步带的作用下机械转臂旋转将晶片花篮送入腐蚀槽进行腐蚀，腐蚀后电机反向转动使机械臂带动晶片花篮从腐蚀槽送入清洗槽进行清洗，在腐蚀和清洗的过程中，通过机械臂上的另一个伺服电机旋转带动晶片花篮旋转，从而使晶片在腐蚀和清洗过程中可进行任意角度的旋转，保障了晶片和药液的均匀接触，同时使释出物能快速离开原来的位置，使腐蚀速度加快。本发明具有高速槽间传送、运转平稳、无颗粒污染、安全，防腐蚀的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械装置，尤其涉及一种多功能抛动旋转机构。
背景技术
槽式湿法酸碱有机溶剂等刻蚀与清洗设备是目前半导体IC制造及硅片制造厂商的常用设备。此类设备的槽式方案通常是一个纯水清洗槽对应一个药液(HF、KOH、有机溶剂等)腐蚀槽。设备使用的药液非常危险，如果操作人员直接接触，非常容易对人体造成伤害。芯片及硅片的加工制造对环境要求也非常严格，在生产过程中必须尽量避免金属离子及颗粒的影响。必须避免人体的接触与参与，要求晶片在槽间的传送时间尽量短，以免晶片在空气中长时间的暴露发生氧化，否则会大大影响清洗及刻蚀的效果。目前国内IC工艺线使用的此类刻蚀清洗设备配置水平参差不齐，手动、半自动、全自动都有，但不论哪种形式都没有能够将上述问题在一套方案内给与解决。通常现有晶片的酸碱腐蚀与清洗设备是手动或半自动的，在腐蚀与清洗过程中存在以下几个问题：1)在酸碱腐蚀与清洗过程中，酸碱药液容易对人体造成伤害；2)晶片在腐蚀与清洗过程中，由于人的参与难免会有金属离子及其它颗粒物的污染；3)晶片在空气中长时间的暴露容易发生氧化；4)刻蚀清洗质量差。综上所述，研发高速运转、平稳传送、无金属离子污染、无颗粒污染、防腐蚀等性能合一的多功能抛动旋转装置就成为了此类刻蚀清洗设备应用的迫切需要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种自动高速传送、运转平稳、采用全的多功能抛动旋转机构。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种多功能抛动旋转机构，包括腐蚀槽和清洗槽，包括抛动机构、旋转机构、花篮架机构，所述旋转机构位于花兰架机构和抛动机构之间。
上述方案中，所述抛动机构由传动动力部分与传动执行部分组成，二者通过隔板分隔开。
上述方案中，所述传动动力部分包括驱动电机、主同步带轮、主同步带、双联同步带轮、双联同步带轮、传动轴；所述驱动电机与主同步带轮连接，主同步带轮与双联同步带轮通过主同步带连接，双联同步带轮固定在传动轴上，所述主传动轴由两个轴承座支撑。
上述方案中，所述传动执行部分包括从动同步带、同步带轮，联轴器、第一旋臂、第二旋臂；所述从动同步带一端与双联同步带轮连接，另一端与同步带轮连接，所述联轴器一端与同步带轮连接，另一端与第一旋臂连接，所述第一悬臂与第二旋臂连接。
上述方案中，所述旋转机构安装在第二旋臂上，包括电机、第二主同步带轮、第二同步带、同步带轮、主轴，所述电机与第二主同步带轮连接，所述第二同步带的一端与第二主同步带轮连接，另一端与同步带轮连接，所述同步带轮与主轴连接。
上述方案中，所述电机通过电机隔离罩与外界隔离；所述旋转机构的传递部分通过密封罩密封。
上述方案中，所述花篮架机构由旋转轴、固定板、固定轴、支撑板、晶片花篮组成，所述固定板串接于旋转轴上，所述固定轴设置于支撑板之间，所述晶片花篮位于固定板、固定轴之间。
本发明可以确保在半导体IC腐蚀清洗工艺中晶片表面和药液的均匀接触，可有效地防止腐蚀液对人体造成伤害，使晶片在槽间高速平稳传送，减少了晶片在空气中的暴露时间，降底了氧化作用，在腐蚀与清洗过程中，晶片花篮可任意角度地进行旋转，使释出物快速远离原来的位置，提高刻蚀后的表面质量，解决背景技术中存在的问题。
附图说明
图1为本发明一种多功能抛动旋转机构的抛动机构部分；
图2为本发明一种多功能抛动旋转机构的旋转机构部分；
图3为本发明一种多功能抛动旋转机构的花篮架机构部分。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
如图1-3所示，一种多功能抛动旋转机构，包括腐蚀槽和清洗槽，腐蚀槽、清洗槽是湿法刻蚀设备必备的两个部件，与常规的腐蚀清洗设备相同，还包括抛动机构、旋转机构、花篮架机构，所述旋转机构位于花篮架机构和抛动机构之间。
如图1所示，为了实现晶片在槽间高速平稳的传送，设计了抛动机构，所述抛动机构由传动动力部分与传动执行部分组成，二者通过隔板8分隔开，以防止金属离子的污染。。所述传动动力部分包括驱动电机1、主同步带轮2、主同步带3、双联同步带轮6、传动轴5；所述驱动电机1与主同步带轮2连接，主同步带轮2与双联同步带轮6通过主同步带3连接，双联同步带轮6固定在传动轴5上，所述传动轴5由两个轴承座4支撑。所述传动执行部分包括从动同步带7、同步带轮11，联轴器10、第一旋臂9、第二旋臂12；所述从动同步带7一端与双联同步带轮6连接，另一端与同步带轮11连接，所述联轴器10一端与同步带轮11连接，另一端与第一旋臂9连接，所述第一悬臂9与第二旋臂12连接。抛动机构由驱动电机1带动主同步带轮2，主同步带3旋转，将动力传递给双联同步带轮6，双联同步带轮6固定在传动轴5上，传动轴5由两个轴承座4支撑，通过双联同步带轮6将动力传递给从动同步带7和同步带轮11旋转，经联轴器10再将动力传递给第一旋臂9，带动第二旋臂12旋转，从而使第二旋臂12带动晶片花篮54、74完成槽间的抛动传递。
如图2所示，为了实现晶片在腐蚀与清洗过程中的旋转运动，所述旋转机构安装在第二旋臂12上，包括电机23、第二主同步带轮33、第二同步带43、同步带轮53、主轴63，所述电机23与第二主同步带轮33连接，所述第二同步带43的一端与第二主同步带轮33连接，另一端与同步带轮53连接，所述同步带轮53与主轴63连接。所述电机23通过电机隔离罩13与外界隔离以防金属离子的污染；所述旋转机构的传递部分通过密封罩73密封以防污染发生。旋转机构安装在第二旋臂12上，由旋转伺服电机23驱动，经主同步带轮33、第二同步带43与晶片花篮的轴14联接，从而带动晶片花篮54、74进行旋转。
如图3所示，为了使腐蚀与清洗过程中晶片能安全固定在晶片花篮中，设计了花篮架机构，所述花篮架机构由旋转轴14、左固定板24、右固定板94、固定轴44、左支撑板34、中间支撑板64、右支撑板84、晶片花篮54、74组成，所述左固定板24、右固定板94串接于旋转轴14两端，所述固定轴44设置于左支撑板34、中间支撑板64、右支撑板84之间，所述晶片花篮54、74位于左固定板24、右固定板94、及固定轴44之间。花篮架机构其主要功能是固定晶片花篮54、74，并在腐蚀清洗过程中带动晶片旋转，通过旋转机构带动晶片花篮54、74在槽中旋转。
抛动机构由一台伺服电机或气缸等传动，这种单轴模式相对多轴模式而言能够充分减少传递时间。旋转臂围绕旋转轴顺时针旋转270度即完成从腐蚀槽传递到清洗槽的动作，反时针旋转被传递物返回到腐蚀槽位置。为了确保传递稳定性，抛动机构采用了特殊的传递机构。旋转臂在传送过程中被传送件始终能够保持水平，因此无论速度设定多少都能平稳的在两槽之间进行传递。此传递机构通过同步带及同步轮或齿轮，气缸定位。
旋转机构由安装在旋转臂上的一台伺服电机直接驱动花篮架的旋转轴旋转，由花篮架带动花篮与晶片一起旋转，起到了晶片与药液的均匀接触，快速地将腐蚀释出物驱离原位置，达到提高刻蚀质量的目的。
花篮架机构可同时放置多个十二英寸以下的花篮，在花篮架上设置了两个晶片定位轴，以防在液体中晶片浮起，花篮架在旋转时晶片只做轴向运动，安全可靠。
多功能抛动旋转装置除上料外其余动作全由多功能抛动旋转装置完成，它的主要原理是晶片花篮安装在可旋转的机械转臂上，在电机及同步带的作用下机械转臂旋转将晶片花篮送入腐蚀槽进行腐蚀，腐蚀后电机反向转动使机械臂带动晶片花篮从腐蚀槽送入清洗槽进行清洗，在腐蚀和清洗的过程中，通过机械臂上的另一个伺服电机旋转带动晶片花篮旋转，从而使晶片在腐蚀和清洗过程中可进行任意角度的旋转，保障了晶片和药液的均匀接触，同时使释出物能快速离开原来的位置，使腐蚀速度加快。提高了腐蚀质量。多功能抛动旋转装置在传送过程中具备专用花篮水平保持功能、在腐蚀和清洗过程中晶片花篮在液体中具有可任意角度的旋转功能，采用全防腐塑料机构设计方案，动力源与执行机构分区设置，避免金属离子及颗粒物的影响，达到了高速槽间传送、运转平稳、无颗粒污染、安全，防腐蚀等先进功能。
多功能抛动旋转装置，具有槽间的自动高速传送，传送过程中保持花篮水平平稳，传送频率可调，时间可控，传送时间短，有效地降底了氧化的影响。具有晶片花篮在任意角度内的旋转，使晶片与药液接触均匀，同时使释出物能快速离开原来的位置，使腐蚀速度加快。提高了腐蚀质量。晶片花篮的固定与晶片的固定机构，保证了花篮在旋转过程中安全可靠，防止在腐蚀与清先过程中晶片浮起。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (3)
1.一种多功能抛动旋转机构，包括腐蚀槽和清洗槽，其特征在于：包括抛动机构、旋转机构、花篮架机构，所述旋转机构位于花篮架机构和抛动机构之间，所述抛动机构由传动动力部分与传动执行部分组成，二者通过隔板分隔开，所述传动动力部分包括驱动电机、主同步带轮、主同步带、双联同步带轮、双联同步带轮、传动轴(5)；所述驱动电机与主同步带轮连接，主同步带轮与双联同步带轮通过主同步带连接，双联同步带轮固定在传动轴(5)上，所述传动执行部分包括从动同步带、同步带轮，联轴器、第一旋臂、第二旋臂；所述从动同步带一端与双联同步带轮连接，另一端与同步带轮连接，所述联轴器一端与同步带轮连接，另一端与第一旋臂连接，所述第一悬臂与第二旋臂连接，所述旋转机构安装在第二旋臂上，包括电机、第二主同步带轮、第二同步带、同步带轮、主轴，所述电机与第二主同步带轮连接，所述第二同步带的一端与第二主同步带轮连接，另一端与同步带轮连接，所述同步带轮与主轴连接，所述花篮架机构由旋转轴、固定板、固定轴、支撑板、晶片花篮组成，所述固定板串接于旋转轴上，所述固定轴设置于支撑板之间，所述晶片花篮位于固定板、固定轴之间，所述抛动机构的第二旋臂(12)带动晶片花篮(54)、(74)完成槽间的抛动传递。
2.根据权利要求1所述的多功能抛动旋转机构，其特征在于：所述传动轴(5)由两个轴承座(4)支撑。
3.根据权利要求1所述的多功能抛动旋转机构，其特征在于：所述电机通过电机隔离罩(13)与外界隔离，且电机隔离罩(13)位于电机的下方；所述旋转机构的传递部分通过密封罩(73)密封，且密封罩(73)位于旋转机构的上方。
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