CN110047793B - 一种用于晶圆承载盒的支撑架及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于晶圆承载盒的支撑架及其使用方法，包括上托架、伸缩套管和支撑套管，所述上托架包括井字架，所述井字架由矩形框及其四个拐角外壁均焊接两个垂直外壁的圆杆构成，所述井字架的内部四个拐角处的底部焊接有托杆，所述井字架的矩形框四个拐角的底面均焊接有竖直设立的支撑螺杆。本发明中，利用支撑套管螺母与支撑螺杆旋合的方式，对支撑架的高度进行调节，通过支撑套管内通过第二复位弹簧弹性连接的带有滚球的活动块能够在支撑架未载重或者载重较轻的情况下，利用滚球改变支撑架的位置，而通过紧固调节螺丝固定伸缩套管位置实现对支撑架的位置固定，能够实现晶圆承载盒位置上、下调动以及对支撑架的固定。
Description
技术领域
本发明涉及半导体湿式制程设备技术领域，具体涉及一种用于晶圆承载盒的支撑架及其使用方法。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的IC产品。单晶硅圆片由普通硅砂拉制提炼，经过溶解、提纯、蒸馏一系列措施制成单晶硅棒，单晶硅棒经过抛光、切片之后，就成为了晶圆。在晶圆生产中，经常需使用周转工具将材料转移到下一工序，生产厂商大都会使用承载盒来进行材料的周转。
当前晶圆承载盒固定方式尚不完善，固定位置较死板，主要通过在第一石英槽内部放置带有凸台的固定块与晶圆承载盒内底的卡槽卡合的方式对晶圆承载盒进行固定，该种固定方式无法配合机械手臂对晶圆承载盒的位置进行调动，对机械手臂取放晶圆承载盒造成极大地不便，无法实现晶圆承载盒位置上、下、左、右、前、后的调动。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种用于晶圆承载盒的支撑架及其使用方法，利用支撑套管螺母与支撑螺杆旋合的方式，对支撑架的高度进行调节，通过支撑套管内通过第二复位弹簧弹性连接的带有滚球的活动块能够在支撑架未载重或者载重较轻的情况下，利用滚球改变支撑架的位置，而通过紧固调节螺丝固定伸缩套管位置实现对支撑架的位置固定，这些该结构能够对支撑架的高度进行调节，并对支撑架进行牢固固定，解决当前晶圆承载盒固定方式无法实现晶圆承载盒位置上、下调动以及对支撑架进行固定的技术问题；
通过在伸缩套管的外壁开设有L型滑槽，井字架圆杆端部外壁对应L型滑槽所在位置处焊接有限位圆柱，伸缩套管的内部设置有与井字架圆杆端部外壁弹性连接的第一复位弹簧，该结构与通过支撑套管内通过第二复位弹簧弹性连接的带有滚球的活动块相结合，解决机械手臂无法夹持晶圆承载盒位置在石英槽内左、右、前、后调动的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于晶圆承载盒的支撑架，包括上托架、伸缩套管和支撑套管，所述上托架包括井字架，所述井字架由矩形框及其四个拐角外壁均焊接两个垂直外壁的圆杆构成，所述井字架的内部四个拐角处的底部焊接有托杆，所述井字架的矩形框四个拐角的底面均焊接有竖直设立的支撑螺杆，所述支撑螺杆的外壁套接有支撑套管，所述支撑套管由与支撑螺杆旋合连接的螺母及其底部连接的圆管组成，所述支撑螺杆的底部通过第二复位弹簧弹性连接有与圆管内壁滑动连接的活动块，所述活动块的底部嵌入安装活动连接的滚球；
所述井字架圆杆外壁滑动套接有伸缩套管，所述伸缩套管靠近井字架圆杆的端部外壁旋合连接有紧固调节螺丝。
进一步在于：所述活动块的外径与圆管的内径为过渡配合，这样活动块在圆管内移动时，不会出现翻转现象，所述圆管的底部焊接有遮盖圆管端口的圆环板，且圆环板的内径小于活动块的外径，通过圆环板能够阻碍对支撑架搬运时，活动块从圆管内部滑落的现象。
进一步在于：所述第二复位弹簧的自然长度为圆管深度的1.2倍，所述第二复位弹簧正常压缩状态最小高度为圆管深度的五分之一，这样第二弹簧能够带动活动块在圆管内部移动。
进一步在于：所述伸缩套管的内径与井字架圆杆外径为过渡配合。
进一步在于：所述伸缩套管的外壁开设有L型滑槽，所述井字架圆杆端部外壁对应L型滑槽所在位置处焊接有限位圆柱，所述伸缩套管的内部设置有与井字架圆杆端部外壁弹性连接的第一复位弹簧，通过该结构，能够在支撑架送入第二石英槽内时，对向外伸张的伸缩套管进行收纳，提高支撑架送入第二石英槽的便捷性。
进一步在于：所述限位圆柱与L型滑槽为配合构件，所述限位圆柱的外径与L型滑槽的内宽相同，这样可通过L型滑槽与限位圆柱的组合限制伸缩套管的移动路径。
进一步在于：所述第一复位弹簧的自然长度为伸缩套管深度的1.2倍，所述第一复位弹簧的正常压缩状态最小高度为伸缩套管伸缩的五分之一，这样第一复位弹簧可将伸缩套管移动至L型滑槽限制的最大伸展长度处。
一种用于晶圆承载盒的支撑架的使用方法,该装置的具体使用步骤为：
步骤一：根据支撑架在晶圆承载盒内的高度要求，通过扳手拧动螺母带动支撑套管在支撑螺杆上下移动，直至满足指定高度要求；
步骤二：将井字架圆杆端部套接的伸缩套管沿着L型滑槽移动并旋转锁紧；
步骤三：将支撑架放置在第二石英槽的底部固定，然后将处于锁紧状态的伸缩套管解锁，使得上托架利用第一复位弹簧弹性连接的伸缩套管与第二石英槽内壁挤压贴靠，同时在支撑套管底部的滚球作用下，将支撑架的位置改变；
步骤四：通过机械手臂将晶圆承载盒搬移至支撑架的上部，使得晶圆承载盒的底部与上托架进行卡接，需要进行微调时，通过机械手臂将晶圆承载盒向上抬起至第二复位弹簧将支撑架顶起，使得支撑套管不与第二石英槽内底接触，且滚球与第二石英槽内底接触，然后操控机械手臂带动晶圆承载盒移动，在移动的过程中，相应的伸缩套管在第一复位弹簧作用下，保证伸缩套管端部始终与第二石英槽内壁贴靠，位置调整好后，撤去机械手臂，支撑套管与第二石英槽内底接触，而滚球收纳在支撑套管内部。
本发明的有益效果：
1、通过在井字架的方形框四个拐角的底面均焊接有支撑螺杆，在支撑螺杆的外壁套接有支撑套管，支撑套管设置有与支撑螺杆旋合连接的螺母，支撑螺杆的底部通过第二复位弹簧弹性连接有与支撑套管圆管内壁滑动连接的活动块，活动块的底部嵌入安装活动连接的滚球，而在井字架，伸缩套管靠近井字架圆杆的端部外壁旋合连接有紧固调节螺丝，该结构，利用支撑套管螺母与支撑螺杆旋合的方式，对支撑架的高度进行调节，通过支撑套管内通过第二复位弹簧弹性连接的带有滚球的活动块能够在支撑架未载重或者载重较轻的情况下，利用滚球改变支撑架的位置，而通过紧固调节螺丝固定伸缩套管位置实现对支撑架的位置固定，这些该结构能够对支撑架的高度进行调节，并对支撑架进行牢固固定；
2、通过在伸缩套管的外壁开设有L型滑槽，井字架圆杆端部外壁对应L型滑槽所在位置处焊接有限位圆柱，伸缩套管的内部设置有与井字架圆杆端部外壁弹性连接的第一复位弹簧，该结构与通过支撑套管内通过第二复位弹簧弹性连接的带有滚球的活动块相结合，在机械手臂对晶圆承载盒进行搬运时，利用滚球方便支撑架移动，而利用伸缩套管内第一复位弹簧弹性作用，保证伸缩套管端部始终与第二石英槽内壁贴靠，提高机械手臂取放晶圆承载盒便捷性，实现晶圆承载盒位置在石英槽内左、右、前、后的调动。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明支撑架的结构示意图；
图2是本发明上托架的结构示意图；
图3是本发明上托架与伸缩套管连接处内部结构示意图；
图4是本发明支撑螺杆与支撑套管连接处内部结构示意图；
图5是本发明第二石英槽、晶圆承载盒和支撑架的装配结构示意图；
图6是现有技术中第一石英槽、晶圆承载盒和固定块的装配结构示意图；
图7是现有技术中固定块的结构示意图；
图8是现有技术中晶圆承载盒的结构示意图。
图中：1、第一石英槽；2、晶圆承载盒；21、卡槽；3、固定块；31、凸台；4、第二石英槽；5、支撑架；51、上托架；511、限位圆柱；512、井字架；513、托杆；514、支撑螺杆；52、伸缩套管；521、L型滑槽；522、紧固调节螺丝；53、支撑套管；531、螺母；532、圆管；54、第一复位弹簧；55、第二复位弹簧；56、活动块；57、滚球。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5所示，一种用于晶圆承载盒的支撑架，包括上托架51、伸缩套管52和支撑套管53，上托架51包括井字架512，井字架512由矩形框及其四个拐角外壁均焊接两个垂直外壁的圆杆构成，井字架512的内部四个拐角处的底部焊接有托杆513，井字架512的矩形框四个拐角的底面均焊接有竖直设立的支撑螺杆514，支撑螺杆514的外壁套接有支撑套管53，支撑套管53由与支撑螺杆514旋合连接的螺母531及其底部连接的圆管532组成，支撑螺杆514的底部通过第二复位弹簧55弹性连接有与圆管532内壁滑动连接的活动块56，活动块56的底部嵌入安装活动连接的滚球57；
井字架512圆杆外壁滑动套接有伸缩套管52，伸缩套管52靠近井字架512圆杆的端部外壁旋合连接有紧固调节螺丝522。
活动块56的外径与圆管532的内径为过渡配合，这样活动块56在圆管532内移动时，不会出现翻转现象，圆管532的底部焊接有遮盖圆管532端口的圆环板，且圆环板的内径小于活动块56的外径，通过圆环板能够阻碍对支撑架5搬运时，活动块56从圆管532内部滑落的现象，第二复位弹簧55的自然长度为圆管532深度的1.2倍，第二复位弹簧55正常压缩状态最小高度为圆管532深度的五分之一，这样第二弹簧55能够带动活动块56在圆管532内部移动，伸缩套管52的内径与井字架512圆杆外径为过渡配合。
伸缩套管52的外壁开设有L型滑槽521，井字架512圆杆端部外壁对应L型滑槽521所在位置处焊接有限位圆柱511，伸缩套管52的内部设置有与井字架512圆杆端部外壁弹性连接的第一复位弹簧54，通过该结构，能够在支撑架5送入第二石英槽4内时，对向外伸张的伸缩套管52进行收纳，提高支撑架5送入第二石英槽4的便捷性，限位圆柱511与L型滑槽521为配合构件，限位圆柱511的外径与L型滑槽521的内宽相同，这样可通过L型滑槽521与限位圆柱511的组合限制伸缩套管52的移动路径，第一复位弹簧54的自然长度为伸缩套管52深度的1.2倍，第一复位弹簧54的正常压缩状态最小高度为伸缩套管52伸缩的五分之一，这样第一复位弹簧54可将伸缩套管52移动至L型滑槽521限制的最大伸展长度处。
一种用于晶圆承载盒的支撑架的使用方法,该装置的具体使用步骤为：
步骤一：根据支撑架5在晶圆承载盒2内的高度要求，通过扳手拧动螺母531带动支撑套管53在支撑螺杆514上下移动，直至满足指定高度要求；
步骤二：将井字架512圆杆端部套接的伸缩套管52沿着L型滑槽521移动并旋转锁紧；
步骤三：将支撑架5放置在第二石英槽4的底部固定，然后将处于锁紧状态的伸缩套管52解锁，使得上托架51利用第一复位弹簧54弹性连接的伸缩套管52与第二石英槽4内壁挤压贴靠，同时在支撑套管53底部的滚球57作用下，将支撑架5的位置改变；
步骤四：通过机械手臂将晶圆承载盒2搬移至支撑架5的上部，使得晶圆承载盒2的底部与上托架51进行卡接，需要进行微调时，通过机械手臂将晶圆承载盒2向上抬起至第二复位弹簧55将支撑架5顶起，使得支撑套管53不与第二石英槽4内底接触，且滚球57与第二石英槽4内底接触，然后操控机械手臂带动晶圆承载盒2移动，在移动的过程中，相应的伸缩套管52在第一复位弹簧54作用下，保证伸缩套管52端部始终与第二石英槽4内壁贴靠，位置调整好后，撤去机械手臂，支撑套管53与第二石英槽4内底接触，而滚球57收纳在支撑套管53内部。
本发明的有益效果：
1、通过在井字架512的方形框四个拐角的底面均焊接有支撑螺杆514，在支撑螺杆514的外壁套接有支撑套管53，支撑套管53设置有与支撑螺杆514旋合连接的螺母531，支撑螺杆514的底部通过第二复位弹簧55弹性连接有与支撑套管53圆管532内壁滑动连接的活动块56，活动块56的底部嵌入安装活动连接的滚球57，而在井字架512圆杆外壁滑动套接有伸缩套管52，伸缩套管52靠近井字架512圆杆的端部外壁旋合连接有紧固调节螺丝522，该结构，利用支撑套管53螺母531与支撑螺杆514旋合的方式，对支撑架5的高度进行调节，通过支撑套管53内通过第二复位弹簧55弹性连接的带有滚球57的活动块56能够在支撑架5未载重或者载重较轻的情况下，利用滚球57改变支撑架5的位置，而通过紧固调节螺丝522固定伸缩套管52位置实现对支撑架5的位置固定，这些该结构能够对支撑架5的高度进行调节，并对支撑架5进行牢固固定；
2、通过在伸缩套管52的外壁开设有L型滑槽521，井字架512圆杆端部外壁对应L型滑槽521所在位置处焊接有限位圆柱511，伸缩套管52的内部设置有与井字架512圆杆端部外壁弹性连接的第一复位弹簧54，该结构与通过支撑套管53内通过第二复位弹簧55弹性连接的带有滚球57的活动块56相结合，在机械手臂对晶圆承载盒2进行搬运时，利用滚球57方便支撑架5移动，而利用伸缩套管52内第一复位弹簧54弹性作用，保证伸缩套管52端部始终与第二石英槽4内壁贴靠，提高机械手臂取放晶圆承载盒2便捷性，实现晶圆承载盒2位置在石英槽内左、右、前、后的调动。
工作原理：使用时，根据支撑架5在晶圆承载盒2内的高度要求，通过扳手拧动螺母531带动支撑套管53在支撑螺杆514上下移动，直至满足指定高度要求，将井字架512圆杆端部套接的伸缩套管52沿着L型滑槽521移动并旋转锁紧，然后将支撑架5放置在第二石英槽4的底部固定，然后将处于锁紧状态的伸缩套管52解锁，使得上托架51利用第一复位弹簧54弹性连接的伸缩套管52与第二石英槽4内壁挤压贴靠，同时在支撑套管53底部的滚球57作用下，将支撑架5的位置改变，接着通过机械手臂将晶圆承载盒2搬移至支撑架5的上部，使得晶圆承载盒2的底部与上托架51进行卡接，需要进行微调时，通过机械手臂将晶圆承载盒2向上抬起至第二复位弹簧55将支撑架5顶起，使得支撑套管53不与第二石英槽4内底接触，且滚球57与第二石英槽4内底接触，然后操控机械手臂带动晶圆承载盒2移动，在移动的过程中，相应的伸缩套管52在第一复位弹簧54作用下，保证伸缩套管52端部始终与第二石英槽4内壁贴靠，位置调整好后，撤去机械手臂，支撑套管53与第二石英槽4内底接触，而滚球57收纳在支撑套管53内部。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于晶圆承载盒的支撑架，其特征在于，包括上托架(51)、伸缩套管(52)和支撑套管(53)，所述上托架(51)包括井字架(512)，所述井字架(512)由矩形框及其四个拐角外壁均焊接两个垂直外壁的圆杆构成，所述井字架(512)的内部四个拐角处的底部焊接有托杆(513)，所述井字架(512)的矩形框四个拐角的底面均焊接有竖直设立的支撑螺杆(514)，所述支撑螺杆(514)的外壁套接有支撑套管(53)，所述支撑套管(53)由与支撑螺杆(514)旋合连接的螺母(531)及其底部连接的圆管(532)组成，所述支撑螺杆(514)的底部通过第二复位弹簧(55)弹性连接有与圆管(532)内壁滑动连接的活动块(56)，所述活动块(56)的底部嵌入安装活动连接的滚球(57)；
所述井字架(512)圆杆外壁滑动套接有伸缩套管(52)，所述伸缩套管(52)靠近井字架(512)圆杆的端部外壁旋合连接有紧固调节螺丝(522)；
所述伸缩套管(52)的外壁开设有L型滑槽(521)，所述井字架(512)圆杆端部外壁对应L型滑槽(521)所在位置处焊接有限位圆柱(511)，所述伸缩套管(52)的内部设置有与井字架(512)圆杆端部外壁弹性连接的第一复位弹簧(54)；
该支撑架的具体使用步骤为：
步骤一：根据支撑架在晶圆承载盒内的高度要求，通过扳手拧动螺母(531)带动支撑套管(53)在支撑螺杆(514)上下移动，直至满足指定高度要求；
步骤二：将井字架(512)圆杆端部套接的伸缩套管(52)沿着L型滑槽(521)移动并旋转锁紧；
步骤三：将支撑架放置在第二石英槽的底部固定，然后将处于锁紧状态的伸缩套管(52)解锁，使得上托架(51)利用第一复位弹簧(54)弹性连接的伸缩套管(52)与第二石英槽内壁挤压贴靠，同时在支撑套管(53)底部的滚球(57)作用下，将支撑架的位置改变；
步骤四：通过机械手臂将晶圆承载盒搬移至支撑架的上部，使得晶圆承载盒的底部与上托架(51)进行卡接，需要进行微调时，通过机械手臂将晶圆承载盒向上抬起至第二复位弹簧(55)将支撑架顶起，使得支撑套管(53)不与第二石英槽内底接触，且滚球(57)与第二石英槽内底接触，然后操控机械手臂带动晶圆承载盒移动，在移动的过程中，相应的伸缩套管(52)在第一复位弹簧(54)作用下，保证伸缩套管(52)端部始终与第二石英槽内壁贴靠，位置调整好后，撤去机械手臂，支撑套管(53)与第二石英槽内底接触，而滚球(57)收纳在支撑套管(53)内部。
2.根据权利要求1所述的一种用于晶圆承载盒的支撑架,其特征在于，所述活动块(56)的外径与圆管(532)的内径为过渡配合，所述圆管(532)的底部焊接有遮盖圆管(532)端口的圆环板，且圆环板的内径小于活动块(56)的外径。
3.根据权利要求1所述的一种用于晶圆承载盒的支撑架,其特征在于，所述第二复位弹簧(55)的自然长度为圆管(532)深度的1.2倍，所述第二复位弹簧(55)正常压缩状态最小高度为圆管(532)深度的五分之一。
4.根据权利要求1所述的一种用于晶圆承载盒的支撑架,其特征在于，所述伸缩套管(52)的内径与井字架(512)圆杆外径为过渡配合。
5.根据权利要求1所述的一种用于晶圆承载盒的支撑架,其特征在于，所述限位圆柱(511)与L型滑槽(521)为配合构件，所述限位圆柱(511)的外径与L型滑槽(521)的内宽相同。
6.根据权利要求1所述的一种用于晶圆承载盒的支撑架,其特征在于，所述第一复位弹簧(54)的自然长度为伸缩套管(52)深度的1.2倍，所述第一复位弹簧(54)的正常压缩状态最小高度为伸缩套管(52)伸缩的五分之一。
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