CN110176422A - 一种晶圆取放机械手及限位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆取放机械手及限位装置，包括升降机架和能够在升降机架上移动的滑台，滑台用于承载装载机构；升降机架上固设有限位柱，限位柱上沿轴向设有若干个限位片，滑台上设有与装载机构联动的限位凸头，限位凸头在装载机构取放物品时进入两个限位片之间，限位片能够限制限位凸头沿限位柱的轴向移动范围；限位凸头和限位片均由金属材料制成，限位凸头连接有第一电极，限位片连接有第二电极，第一电极与第二电极导通时驱动滑台移动的位移机构断电。本发明的机械手即使发生机械或电气或程序故障，也不会损坏晶圆和设备本身。

Description

一种晶圆取放机械手及限位装置
技术领域
本发明涉及机械手技术领域，特别是涉及一种晶圆取放机械手及限位装置。
背景技术
目前在半导体制造行业中，因为晶圆的制造过程对晶圆的洁净度要求非常高，所以一般都是采用机械手取放晶圆，现在使用最多的是三折臂形式的机械手，其取晶圆的运动过程为：机械手的手叉伸入片盒的两个晶圆之间，手叉向上移动一段距离，使手叉与晶圆底部贴合，然后吸盘吸住晶圆并从片盒中取出放入下一制程设备中。然而，由于片盒中的晶圆都是25个为一组层叠放置的，手叉在上下移动的过程中如果出现电气或机械故障，手叉便会将片盒中晶圆的损坏，常规的机械手或是通过控制电机来防止事故发生，或是采用机械限位结构来防止晶圆损坏，晶圆的价格较高，直径越大的晶圆损失越严重，出现故障后即使晶圆不损坏，机械手的机械限位结构如果损坏也无法继续工作只能停机维修，影响生产进度，造成较大的经济损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶圆取放机械手及限位装置，以解决上述现有技术存在的问题，使机械手即使发生机械或电气或程序故障，也不会损坏晶圆和设备本身。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种限位装置，包括升降机架和能够在所述升降机架上移动的滑台，所述滑台用于承载装载机构；所述升降机架上固设有限位柱，所述限位柱上沿轴向设有若干个限位片，所述滑台上设有与所述装载机构联动的限位凸头，所述限位凸头在所述装载机构取放物品时进入两个所述限位片之间，所述限位片能够限制所述限位凸头沿所述限位柱的轴向移动范围；所述限位凸头和所述限位片均由金属材料制成，所述限位凸头连接有第一电极，所述限位片连接有第二电极，所述第一电极与所述第二电极导通时驱动所述滑台移动的位移机构断电。
优选地，所述装载机构由旋转机构驱动转动，所述限位凸头固定设置在所述装载机构上。
优选地，所述限位片沿所述限位柱的轴向均布，所述限位片与所述限位柱一体成型，所述第二电极与所述限位柱连接。
优选地，所述限位凸头的上下两侧均设有用于与所述限位片触接的触点。
优选地，所述位移机构包括刹车电机，所述刹车电机的供电回路上设有接触器，所述第一电极与所述第二电极连接所述接触器的一对常开接点。
优选地，所述限位凸头在所述装载机构未取放物品时与所述限位片在所述限位柱的轴向方向不干涉。
优选地，所述限位柱的上端和/或下端通过高度调节机构与所述升降机架连接。
本发明还提供了一种晶圆取放机械手，包括如上述技术方案中任一项所述的限位装置。
优选地，所述限位片的厚度与相邻两个所述限位片之间距离的和等于所述晶圆的厚度与相邻两个所述晶圆之间距离的和。
优选地，相邻两个所述限位片之间的距离不大于相邻两个所述晶圆之间的距离。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的限位装置集机械限位和电气限位于一体，当限位凸头进入两个限位片之间时，即装载机构取放物品(如晶圆)，即使此时发生任何故障，限位片也能够保证限位凸头不能上下窜动，保护晶圆不受损坏，而限位凸头与限位片触接形成的导电回路能够使位移机构断电并自锁，阻止刹车电机可能执行的进一步动作而导致限位装置自身损坏，也能够在出现机械故障时保护晶圆不受损坏。本发明的电气限位回路作为机械限位的补充和保护，二者结合保证了晶圆和机械手均不会因故障而损坏，保证了生产的连续性。
本发明的晶圆取放机械手同样具有上述限位装置的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明限位装置的结构示意图；
其中：1-升降机架，2-滑台，3-装载机构，4-限位柱，5-限位片，6-限位凸头，7-第一电极，8-第二电极，9-旋转机构，10-刹车电机，11-高度调节机构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1所示：本实施例提供了一种限位装置，包括升降机架1和滑台2，滑台2通过位移机构驱动能够在升降机架1上移动，滑台2通过导杆与升降机架1滑动连接。位移机构优选为滚珠丝杠机构，丝杠与刹车电机10传动连接，刹车电机10固定设置在升降机架1上，刹车电机10为伺服电机，丝杠的正反转可带动滑台2上下移动。
滑台2用于承载装载机构3以及与装载机构3联动的限位凸头6，装载机构3在滑台2的带动下能够上下移动，装载机构3优选由旋转机构9驱动转动，旋转机构9设置在滑台2上，旋转机构9优选为同步带传动机构，伺服电机通过同步带轮和同步带驱动与滑台2转动连接的装载机构3转动，可以理解的是，装载机构3还可以具有其他形式及方向的运动，在此不一一枚举。
升降机架1上固设有限位柱4，限位柱4上沿轴向均匀设有若干个限位片5，限位柱4的下端通过高度调节机构11与升降机架1连接，高度调节机构11内部开设有与限位柱4的下端相匹配的螺纹，并由锁紧螺母固定位置，便于调整限位柱4的高度。
限位凸头6固定设置在装载机构3上随装载机构3的旋转而旋转。限位凸头6呈凸轮状，限位凸头6在装载机构3进入容器中取放物品时能够进入两个限位片5之间，且限位凸头6由限位片5限制其沿限位柱4轴向的移动范围，限位凸头6在装载机构3未进入容器中取放物品时与限位片5在限位柱4的轴向方向不干涉，使装载机构3能够在滑台2的带动下自由升降。
限位凸头6和限位片5均由金属材料制成，且具有较好的刚度，如不锈钢、合金钢和铝合金。限位凸头6连接有第一电极7，限位凸头6的上下两侧均设有用于与限位片5触接的触点，触点优选为具有弹性可被压缩的触点。限位片5连接有第二电极8，优选地，限位片5与限位柱4一体成型，第二电极8与限位柱4连接。第一电极7与第二电极8导通时位移机构的刹车电机10断电且自锁，阻止滑台2继续移动，也能够防止滑台2在自重下滑落。具体地，刹车电机10的供电回路上设有接触器，第一电极7与第二电极8连接接触器的一对常开接点，在第一电极7与第二电极8不导通时，接触器的主触点保持闭合，给刹车电机10供电，在第一电极7与第二电极8导通时，接触器的主触点断开，刹车电机10断电。
本实施例还公开了一种晶圆取放机械手，包括上述的限位装置，具有上述的限位装置的全部技术特征和技术效果，更进一步地，限位片5的厚度与相邻两个限位片5之间距离的和等于晶圆的厚度与相邻两个晶圆之间距离的和，相邻两个限位片5之间的距离不大于相邻两个晶圆之间的距离，以保护晶圆不被损坏，限位片5共26个有25个间隔，以使机械手的手叉在取放每个晶圆时均在限位装置的保护下。
本实施例的晶圆取放机械手集机械限位和电气限位于一体，当限位凸头6旋进两个限位片5之间时，即机械手的手叉进入了片盒中，即使此时发生任何故障，限位片5也能够保证限位凸头6不能上下窜动，也就防止了装载机构3(此时为主臂)的上下窜动，进而使得手叉也不能上下窜动，保护了晶圆不受损坏。如果故障致使限位凸头6与限位片5触接，二者触接后形成的导电回路能够使位移机构断电并自锁，阻止刹车电机10因执行后续动作而可能导致的限位装置和晶圆的损坏，进一步提升了装置的可靠性和安全性。本发明的电气限位回路作为机械限位的补充和保护，二者结合保证了晶圆和机械手均不会因故障而损坏，保证了生产的连续性。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种限位装置，其特征在于：包括升降机架和能够在所述升降机架上移动的滑台，所述滑台用于承载装载机构；所述升降机架上固设有限位柱，所述限位柱上沿轴向设有若干个限位片，所述滑台上设有与所述装载机构联动的限位凸头，所述限位凸头在所述装载机构取放物品时进入两个所述限位片之间，所述限位片能够限制所述限位凸头沿所述限位柱的轴向移动范围；所述限位凸头和所述限位片均由金属材料制成，所述限位凸头连接有第一电极，所述限位片连接有第二电极，所述第一电极与所述第二电极导通时驱动所述滑台移动的位移机构断电。
2.根据权利要求1所述的限位装置，其特征在于：所述装载机构由旋转机构驱动转动，所述限位凸头固定设置在所述装载机构上。
3.根据权利要求1所述的限位装置，其特征在于：所述限位片沿所述限位柱的轴向均布，所述限位片与所述限位柱一体成型，所述第二电极与所述限位柱连接。
4.根据权利要求1所述的限位装置，其特征在于：所述限位凸头的上下两侧均设有用于与所述限位片触接的触点。
5.根据权利要求1所述的限位装置，其特征在于：所述位移机构包括刹车电机，所述刹车电机的供电回路上设有接触器，所述第一电极与所述第二电极连接所述接触器的一对常开接点。
6.根据权利要求1所述的限位装置，其特征在于：所述限位凸头在所述装载机构未取放物品时与所述限位片在所述限位柱的轴向方向不干涉。
7.根据权利要求1所述的限位装置，其特征在于：所述限位柱的上端和/或下端通过高度调节机构与所述升降机架连接。
8.一种晶圆取放机械手，其特征在于：包括如权利要求1-7中任一项所述的限位装置。
9.根据权利要求8所述的晶圆取放机械手，其特征在于：所述限位片的厚度与相邻两个所述限位片之间距离的和等于所述晶圆的厚度与相邻两个所述晶圆之间距离的和。
10.根据权利要求9所述的晶圆取放机械手，其特征在于：相邻两个所述限位片之间的距离不大于相邻两个所述晶圆之间的距离。
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