CN107546161B - 片盒驱动机构及装载腔室 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种片盒驱动机构及装载腔室，包括驱动部和片盒保护部，其中，驱动部用于驱动片盒自水平位置向上倾斜；片盒包括底板和设置在其上的支架和背板，支架用于承载晶片；背板位于支架的一侧，用以在底板倾斜时支撑晶片的边缘。片盒保护部用于在驱动部驱动底板返回水平位置的过程中，推动晶片朝向远离背板的方向移动，并在底板位于水平位置时，与晶片相分离。本发明提供的片盒驱动机构，其可以避免背板出现磨损，从而不仅可以延长片盒的使用寿命，而且可以减少因背板出现磨损对晶片造成的损伤，从而可以保证晶片质量。

Description

片盒驱动机构及装载腔室

技术领域

本发明涉及半导体设备制造技术领域，具体涉及一种片盒驱动机构及装载腔室。

背景技术

在半导体的制程工艺中(比如8英寸晶片)，待处理的晶片需要从大气环境中逐步传送到反应腔室中。装载腔室用于盛放片盒，并通过人工将未加工的晶片放入该片盒中，或者自该片盒中取出已加工的晶片。为了便于取放片盒，通常利用片盒驱动机构驱动片盒自水平位置向上倾斜。

图1为片盒驱动机构位于装载腔室内的部分的结构图。图2为片盒驱动机构位于装载腔室底部的部分的结构图。如图1和图2所示，片盒驱动机构包括承载板1和气缸5，承载板1用于承载片盒；气缸5用于在取放片盒时，驱动承载板1自水平位置向上倾斜；在完成取放片盒之后，驱动承载板1返回水平位置。片盒包括底板6和设置在其上的支架2和背板3，其中，在该支架2上设置有沿竖直方向间隔排布的多个凹槽，各个晶片4一一对应地插入各个凹槽中。背板3位于支架2的一侧，用以在底板6倾斜时支撑晶片4的边缘，从而可以避免晶片4自凹槽中滑出。

上述片盒驱动机构在实际应用中不可避免地存在以下问题：

由于在底板6倾斜时，背板3与晶片4的边缘相接触，随着时间的积累，背板3将不可避免的出现磨损。经过现场测试，连续使用片盒不到一个月，在背板3上会出现极其明显的凹槽。这些凹槽之类的磨损对设备正常运行甚至晶片都会产生十分不利的影响。例如，晶片容易卡在磨损的凹槽内，导致取片失败。即使取片成功，晶片在滑出凹槽时还容易出现跳片现象，导致晶片的边缘受到损伤，从而影响晶片的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种片盒驱动机构及装载腔室，其可以避免背板出现磨损，从而不仅可以延长片盒的使用寿命，而且可以减少因背板出现磨损对晶片造成的损伤，从而可以保证晶片质量。

实现上述目的，本发明提供一种片盒驱动机构，包括驱动部，用于驱动所述片盒自水平位置向上倾斜；所述片盒包括底板和设置在其上的支架和背板，所述支架用于承载晶片；所述背板位于所述支架的一侧，用以在所述底板倾斜时支撑所述晶片的边缘，所述片盒驱动机构还包括：

片盒保护部，用于在所述驱动部驱动所述底板返回所述水平位置的过程中，推动所述晶片朝向远离所述背板的方向移动，并在所述底板位于所述水平位置时，与所述晶片相分离。

优选的，所述片盒保护部包括推动部件、偏心轮和连杆，其中，

在所述背板上设置有贯穿其厚度的第一空槽，所述偏心轮通过旋转轴可旋转的设置在所述第一空槽中，所述旋转轴分别与所述背板和所述底板所在平面相平行，且所述旋转轴平行且偏离所述偏心轮的中心轴；

所述推动部件位于所述背板与所述晶片之间，且与所述偏心轮的连接被设置为：在所述偏心轮旋转时，通过保持与所述偏心轮的中心之间的间距相同，实现在水平方向上作往复运动；

所述驱动部通过所述连杆驱动所述偏心轮围绕所述旋转轴偏心旋转。

优选的，所述推动部件包括推板、连接板和连接杆，其中，

所述偏心轮的轮廓为圆形；所述连接杆的一端与所述偏心轮的中心铰接，所述连接杆的另一端与所述连接板铰接；

所述推板设置在所述背板与所述晶片之间，且与所述连接板连接。

优选的，所述推动部件包括推板、连接板和拉伸弹簧，其中，

所述连接板与所述偏心轮相切设置；

所述推板设置在所述背板与所述晶片之间，且与所述连接板连接；

所述拉伸弹簧的两端分别与所述推板和所述背板连接，用以在所述偏心轮推动所述连接板朝向远离所述背板的方向移动时，向所述推板施加朝向所述背板的拉力。

优选的，所述推动部件包括推板、连接板和拉伸弹簧，其中，

所述连接板与所述偏心轮相切设置；

所述推板设置在所述背板与所述晶片之间，且与所述连接板连接；

所述拉伸弹簧的两端分别与所述连接板和所述旋转轴连接，或者分别与所述连接板和所述背板连接，用以在所述偏心轮推动所述连接板朝向远离所述背板的方向移动时，向所述连接板施加朝向所述背板的拉力。

优选的，在所述底板上设置有贯穿其厚度的第二空槽，且在所述底板的下表面设置有滑槽，所述滑槽的长度方向与所述背板所在平面相互垂直；

所述推动部件的下端通过所述第二空槽延伸至所述底板的下方，且设置有水平限位板，所述水平限位板位于所述滑槽中，且在所述推动部件在水平方向上作往复运动时，沿所述滑槽移动；

在所述滑槽中还设置有阻挡部，用以限制所述水平限位板在竖直方向上的自由度。

优选的，在所述底板的上表面设置有滑槽，所述滑槽的长度方向与所述背板所在平面相互垂直；

所述推动部件的下端设置有水平限位板，所述水平限位板位于所述滑槽中，且在所述推动部件在水平方向上作往复运动时，沿所述滑槽移动；

在所述滑槽中还设置有阻挡部，用以限制所述水平限位板在竖直方向上的自由度。

优选的，所述推板与所述连接板在竖直方向上相互交错，且所述推板位于所述连接板靠近所述背板的一侧。

优选的，所述片盒保护部在所述驱动部驱动所述底板自预设的倾斜位置朝向所述水平位置运动预设角度时，推动所述晶片朝向远离所述背板的方向移动，并在所述驱动部继续驱动所述底板自所述预设角度所在位置运动至所述水平位置的过程中，与所述晶片相分离；

所述预设角度被设置为：使所述晶片不会因所述片盒保护部的离开而产生滑移。

优选的，所述底板在所述预设角度所在位置处时，与所述水平位置之间的夹角的取值范围在4-6°。

优选的，所述底板在所述倾斜位置处时，与所述水平位置之间的夹角为45°；所述底板在所述预设角度所在位置处时，与所述水平位置之间的夹角为5°；

在所述底板位于所述倾斜位置处时，所述片盒保护部与所述背板之间的间距为11.4mm；

在所述底板位于所述预设角度所在位置处时，所述片盒保护部与所述背板之间的间距为14.7mm；

在所述底板位于所述水平位置处时，所述片盒保护部与所述背板之间的间距为13.4mm。

优选的，所述驱动部包括气缸、电机或者液压缸。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种装载腔室，包括承载板和片盒驱动机构，所述承载板用于承载片盒；所述片盒驱动机构用于在取放片盒时，驱动所述承载板自水平位置向上倾斜，所述片盒驱动机构采用本发明提供的上述片盒驱动机构。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的片盒驱动机构，其通过借助片盒保护部，在驱动部驱动片盒的底板返回水平位置的过程中，推动晶片朝向远离片盒的背板的方向移动，以避免晶片与背板相接触；而在底板到达水平位置时，片盒保护部与晶片相分离，从而可以避免片盒保护部因与晶片接触而损坏晶片的边缘。由此，不仅可以延长片盒的使用寿命，而且可以减少因背板出现磨损对晶片造成的损伤，从而可以保证晶片质量。

本发明提供的装载腔室，其通过采用本发明提供的上述片盒驱动机构，不仅可以延长片盒的使用寿命，而且可以减少因背板出现磨损对晶片造成的损伤，从而可以保证晶片质量。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1为片盒驱动机构位于装载腔室内的部分的结构图；

图2为片盒驱动机构位于装载腔室底部的部分的结构图；

图3为本发明实施例提供的片盒驱动机构的立体图；

图4为本发明实施例提供的片盒驱动机构的立体图；

图5为本发明实施例提供的片盒驱动机构的侧视图；

图6为本发明实施例中水平限位板和滑槽的结构图；

图7为本发明实施例中滑槽的剖视图；

图8为本发明实施例中偏心轮的结构图；

图9为本发明实施例提供的片盒驱动机构在底板处于倾斜位置时的结构图；

图10为本发明实施例提供的片盒驱动机构在底板处于预设角度所在位置时的结构图；以及

图11为本发明实施例提供的片盒驱动机构在底板处于水平位置时的结构图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

片盒包括底板和设置在其上的支架和背板，其中，在该支架上设置有沿竖直方向间隔排布的多个凹槽，各个晶片一一对应地插入各个凹槽中。背板位于支架的一侧，用以在底板倾斜时支撑晶片的边缘，从而可以避免晶片自凹槽中滑出。

请一并参阅图3-图11，片盒驱动机构包括驱动部16和片盒保护部，其中，驱动部16用于驱动片盒的底板10自水平位置向上倾斜，该驱动部16为气缸，其活塞与底板10铰接，同时与连杆15铰接。当然，在实际应用中，驱动部16还可以为诸如电机或者液压缸等的其他驱动装置。片盒保护部用于在驱动部16驱动底板10自倾斜位置返回水平位置的过程中，推动晶片朝向远离片盒的背板11的方向移动，以避免晶片与背板11相接触，并在底板10位于水平位置时，与晶片相分离，从而可以避免片盒保护部因与晶片接触而损坏晶片的边缘。由此，不仅可以延长片盒的使用寿命，而且可以减少因背板出现磨损对晶片造成的损伤，从而可以保证晶片质量。

在本实施例中，片盒保护部包括推动部件12、偏心轮13和连杆15，其中，在背板11上设置有贯穿其厚度的第一空槽111，偏心轮13通过旋转轴14可旋转的设置在第一空槽111中。旋转轴14分别与背板11和底板10所在平面相平行，且旋转轴14平行且偏离偏心轮的中心轴。驱动部16通过连杆15驱动偏心轮13围绕旋转轴14偏心旋转。

推动部件12位于背板11与晶片之间，且与偏心轮13的连接被设置为：在偏心轮13旋转时，通过保持与偏心轮13的中心之间的间距相同，实现在水平方向上作往复运动。进一步说，在偏心轮13偏心旋转时，偏心轮13的中心围绕旋转轴14旋转，同时会作靠近或远离背板11的往复运动。在此过程中，推动部件12通过保持与偏心轮13的中心之间的间距相同，可以随偏心轮13的中心一起作靠近或远离背板11的往复运动，从而可以推动晶片，或者与晶片相分离。

在本实施例中，推动部件12包括推板121、连接板122和连接杆124，其中，偏心轮13的轮廓为圆形。连接杆124的一端与偏心轮13的中心铰接，连接杆124的另一端与连接板122铰接，连接杆124的长度可以等于或者大于偏心轮13的半径。如图8所示，连接杆124的一端与偏心轮13的中心131铰接；旋转轴14与偏心轮13的旋转中心132固定连接；连杆15与偏心轮13的偏心位置133铰接。推板121设置在背板11与晶片之间，且与连接板122连接。连接板122通过连接杆124保持与偏心轮13的中心之间的间距相同，从而可以随偏心轮13的中心一起作靠近或远离背板11的往复运动，进而带动推板121作靠近或远离背板11的往复运动，从而可以推动晶片，或者与晶片相分离。

在实际应用中，根据连杆15的长度和运动轨迹，在偏心轮13上选择合适的偏心位置与连杆15铰接，以能够达到这样的效果：在底板10自倾斜位置朝向水平位置运动一定的角度的过程中，推动部件12朝向远离背板11的方向运动，从而推动晶片朝向远离片盒的背板11的方向移动，以避免晶片与背板11相接触。然后，在底板10自该角度的位置继续运动直至返回水平位置的过程中，推动部件12朝向靠近背板11的方向运动，从而与晶片相分离。

此外，借助上述第一空槽111，不仅可以使偏心轮13有足够的空间旋转，而不会受到背板11的干扰，而且可以在确保能够容纳片盒的前提下，根据需要的推动部件12的移动距离设定偏心轮13的外径。

优选的，如图6和图7所示，在底板10上设置有贯穿其厚度的第二空槽101，且在该底板10的下表面设置有滑槽102，该滑槽102的长度方向与背板11所在平面相互垂直。连接板122的下端通过第二空槽101延伸至底板10的下方，且设置有水平限位板123，该水平限位板123位于滑槽102中，且在连接板122在水平方向上作往复运动时，沿滑槽102移动。而且，在滑槽102中还设置有阻挡部102a，用以限制水平限位板123在竖直方向上的自由度，从而可以使连接板122和推板121保持竖直。

进一步优选的，推板121与连接板122在竖直方向上相互交错，且推板121位于连接板122靠近背板11的一侧，从而可以减小推板121与背板11之间的间距。

如图9所示，底板10位于预设的倾斜位置，在该倾斜位置可以取出或放入片盒。在连杆15的带动下，偏心轮13的中心围绕旋转轴14偏心旋转，同时带动片盒保护部同步运动至最靠近背板11的位置处。

如图10所示，驱动部16驱动底板10自图9中示出的倾斜位置朝向水平位置运动预设角度，在此过程中，偏心轮13带动片盒保护部同步运动朝向远离背板11的方向运动，从而推动晶片朝向远离背板11的方向移动一定的距离。在底板10位于该预设角度所在位置时，片盒保护部位于最远离背板11的位置处。上述预设角度被设置为：使晶片不会因片盒保护部的离开而产生滑移。优选的，底板11在该预设角度所在位置处时，与水平位置之间的夹角的取值范围在4-6°，在该范围内，可以确保晶片不会产生滑移。

如图11所示，驱动部16继续驱动底板10自上述预设角度所在位置运动至水平位置，在此过程中，偏心轮13带动片盒保护部同步运动朝向靠近背板11的方向运动，从而实现与晶片相分离，避免片盒保护部因与晶片接触而损坏晶片的边缘。

优选的，片盒驱动机构的尺寸可以设计为：底板10在图9示出的倾斜位置处时，与水平位置之间的夹角为45°，片盒保护部与背板11之间的间距为11.4mm。底板10在图10示出的预设角度所在位置处时，与水平位置之间的夹角为5°，片盒保护部与背板11之间的间距为14.7mm。在底板10位于水平位置处时，片盒保护部与背板11之间的间距为13.4mm。

需要说明的是，在本实施例中，底板10上设置有贯穿其厚度的第二空槽101，且滑槽102设置在该底板10的下表面。但是本发明并不局限于此，在实际应用中，还可以省去第二空槽101，滑槽设置在底板的上表面。

还需要说明的是，在本实施例中，连接板122通过连接杆124保持与偏心轮13的中心之间的间距相同，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，还可以采用其他结构使连接板122保持与偏心轮13的中心之间的间距相同。例如，还可以采用拉伸弹簧代替上述连接杆124，具体地，拉伸弹簧的两端分别与推板121和背板11连接，连接板122与偏心轮13相切设置，即与偏心轮13的外轮廓相接触。在偏心轮13推动连接板122朝向远离背板11的方向移动时，拉伸弹簧产生拉伸变形，同时利用自身弹性向推板121施加朝向背板11的拉力，这种拉力会在偏心轮13的中心朝向靠近背板11的方向移动时，带动推板121靠近背板11的方向移动。

或者，上述拉伸弹簧的两端还可以分别与连接板122和旋转轴14连接，或者分别与连接板122和背板11连接，连接板122与偏心轮13相切设置，在偏心轮13推动连接板122朝向远离背板11的方向移动时，拉伸弹簧产生拉伸变形，同时利用自身弹性向连接板122施加朝向背板11的拉力，这种拉力会在偏心轮13的中心朝向靠近背板11的方向移动时，带动连接板122和推板121一起靠近背板11的方向移动。

进一步需要说明的是，在本实施例中，偏心轮13的轮廓为圆形，但是本发明并不局限于此，在使用拉伸弹簧的技术方案中，偏心轮13的轮廓还可以采用其他任意形状，例如椭圆形等。

作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种装载腔室，包括承载板和片盒驱动机构，该承载板用于承载片盒。片盒驱动机构用于在取放片盒时，驱动承载板自水平位置向上倾斜。片盒驱动机构采用了本发明实施例提供的上述片盒驱动机构。

本发明实施例提供的装载腔室，其通过采用本发明实施例提供的上述片盒驱动机构，不仅可以延长片盒的使用寿命，而且可以减少因背板出现磨损对晶片造成的损伤，从而可以保证晶片质量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种片盒驱动机构，包括驱动部，用于驱动所述片盒自水平位置向上倾斜；所述片盒包括底板和设置在其上的支架和背板，所述支架用于承载晶片；所述背板位于所述支架的一侧，用以在所述底板倾斜时支撑所述晶片的边缘，其特征在于，所述片盒驱动机构还包括：

片盒保护部，用于在所述驱动部驱动所述底板返回所述水平位置的过程中，推动所述晶片朝向远离所述背板的方向移动，并在所述底板位于所述水平位置时，与所述晶片相分离；

所述片盒保护部包括推动部件、偏心轮和连杆，其中，

在所述背板上设置有贯穿其厚度的第一空槽，所述偏心轮通过旋转轴可旋转的设置在所述第一空槽中，所述旋转轴分别与所述背板和所述底板所在平面相平行，且所述旋转轴平行且偏离所述偏心轮的中心轴；

所述推动部件位于所述背板与所述晶片之间，且与所述偏心轮的连接被设置为：在所述偏心轮旋转时，通过保持与所述偏心轮的中心之间的间距相同，实现在水平方向上作往复运动；

所述驱动部通过所述连杆驱动所述偏心轮围绕所述旋转轴偏心旋转。

2.如权利要求1所述的片盒驱动机构，其特征在于，所述推动部件包括推板、连接板和连接杆，其中，

所述偏心轮的轮廓为圆形；所述连接杆的一端与所述偏心轮的中心铰接，所述连接杆的另一端与所述连接板铰接；

所述推板设置在所述背板与所述晶片之间，且与所述连接板连接。

3.如权利要求1所述的片盒驱动机构，其特征在于，所述推动部件包括推板、连接板和拉伸弹簧，其中，

所述连接板与所述偏心轮相切设置；

所述推板设置在所述背板与所述晶片之间，且与所述连接板连接；

所述拉伸弹簧的两端分别与所述推板和所述背板连接，用以在所述偏心轮推动所述连接板朝向远离所述背板的方向移动时，向所述推板施加朝向所述背板的拉力。

4.如权利要求1所述的片盒驱动机构，其特征在于，所述推动部件包括推板、连接板和拉伸弹簧，其中，

所述连接板与所述偏心轮相切设置；

所述推板设置在所述背板与所述晶片之间，且与所述连接板连接；

所述拉伸弹簧的两端分别与所述连接板和所述旋转轴连接，或者分别与所述连接板和所述背板连接，用以在所述偏心轮推动所述连接板朝向远离所述背板的方向移动时，向所述连接板施加朝向所述背板的拉力。

5.如权利要求1-4任意一项所述的片盒驱动机构，其特征在于，在所述底板上设置有贯穿其厚度的第二空槽，且在所述底板的下表面设置有滑槽，所述滑槽的长度方向与所述背板所在平面相互垂直；

所述推动部件的下端通过所述第二空槽延伸至所述底板的下方，且设置有水平限位板，所述水平限位板位于所述滑槽中，且在所述推动部件在水平方向上作往复运动时，沿所述滑槽移动；

在所述滑槽中还设置有阻挡部，用以限制所述水平限位板在竖直方向上的自由度。

6.如权利要求1-4任意一项所述的片盒驱动机构，其特征在于，在所述底板的上表面设置有滑槽，所述滑槽的长度方向与所述背板所在平面相互垂直；

所述推动部件的下端设置有水平限位板，所述水平限位板位于所述滑槽中，且在所述推动部件在水平方向上作往复运动时，沿所述滑槽移动；

在所述滑槽中还设置有阻挡部，用以限制所述水平限位板在竖直方向上的自由度。

7.如权利要求2-4任意一项所述的片盒驱动机构，其特征在于，所述推板与所述连接板在竖直方向上相互交错，且所述推板位于所述连接板靠近所述背板的一侧。

8.如权利要求1-4任意一项所述的片盒驱动机构，其特征在于，所述片盒保护部在所述驱动部驱动所述底板自预设的倾斜位置朝向所述水平位置运动预设角度时，推动所述晶片朝向远离所述背板的方向移动，并在所述驱动部继续驱动所述底板自所述预设角度所在位置运动至所述水平位置的过程中，与所述晶片相分离；

所述预设角度被设置为：使所述晶片不会因所述片盒保护部的离开而产生滑移。

9.如权利要求8所述的片盒驱动机构，其特征在于，所述底板在所述预设角度所在位置处时，与所述水平位置之间的夹角的取值范围在4-6°。

10.如权利要求8所述的片盒驱动机构，其特征在于，所述底板在所述倾斜位置处时，与所述水平位置之间的夹角为45°；所述底板在所述预设角度所在位置处时，与所述水平位置之间的夹角为5°；

在所述底板位于所述倾斜位置处时，所述片盒保护部与所述背板之间的间距为11.4mm；

在所述底板位于所述预设角度所在位置处时，所述片盒保护部与所述背板之间的间距为14.7mm；

在所述底板位于所述水平位置处时，所述片盒保护部与所述背板之间的间距为13.4mm。

11.如权利要求1所述的片盒驱动机构，其特征在于，所述驱动部包括气缸、电机或者液压缸。

12.一种装载腔室，包括承载板和片盒驱动机构，所述承载板用于承载片盒；所述片盒驱动机构用于在取放片盒时，驱动所述承载板自水平位置向上倾斜，其特征在于，所述片盒驱动机构采用权利要求1-12任意一项所述的片盒驱动机构。