CN110854050A - 晶圆映射传感器的安装机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体附属设备领域，提供晶圆映射传感器的安装机构。该安装机构包括：轴承座组件，包括轴承座板和设于轴承座板下的直线滑轨以及一对安装孔；推板，推板设有沿其长度方向延伸并朝向其宽度方向倾斜的斜槽；驱动机构，驱动机构与推板连接；滑块，固设有第一连接轴并安装在斜槽中，滑块与直线滑轨滑动连接，滑块上设有一对长槽孔；一对驱动转臂组件，包括驱动转臂，驱动转臂设有转动端和安装端，转动端固设有第二连接轴，驱动转臂通过对应的第二连接轴安装在滑块的长槽孔中；一对转轴组件；一对安装转臂，安装转臂与转轴组件连接并用于安装传感器。本发明能够避免旋转空间与晶圆所处空间相交，导致出现与晶圆碰撞事故的问题。

Description

晶圆映射传感器的安装机构

技术领域

本发明涉及半导体附属设备技术领域，尤其涉及晶圆映射传感器的安装机构。

背景技术

目前半导体附属设备晶圆加载机(Loadport)基本都包含有晶圆映射功能，通过一对传感器检测晶圆的数量和状态，由于动作要求，需要传感器的安装机构在工作过程中可实现前、后两个不同的工作位置的转换。现有技术中，主要有两种可改变传感器位置的安装机构。一种是安装机构带动传感器直接前后移动以实现改变工作位置要求；另一种是安装机构带动传感器转动以实现改变工作位置要求。

然而，在带动传感器前后移动以实现改变工作位置要求的方案中，由于传感器安装支架较长，执行端和驱动端距离太远，导致整个机构刚性差，容易导致传感器在工作过程中发生抖动，从而导致检测结果出现错误。在带动传感器转动以实现改变工作位置要求的方案中，通常将传感器安装到一个横臂上，通过两个转臂带动横臂完成旋转动作，横臂旋转空间与晶圆所处空间相交，容易出现与晶圆碰撞事故。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明实施例提出一种晶圆映射传感器的安装机构，能够避免旋转空间与晶圆所处空间相交，导致出现与晶圆碰撞事故的问题。

根据本发明实施例的晶圆映射传感器的安装机构，包括：

轴承座组件，包括轴承座板和沿所述轴承座板的宽度方向设于所述轴承座板的下表面的直线滑轨，所述轴承座板位于所述直线滑轨的两侧分别设有一安装孔；

推板，所述推板设有沿其长度方向延伸并朝向其宽度方向倾斜的斜槽；

驱动机构，所述驱动机构连接在所述推板位于长度方向的一端；

滑块，固设有第一连接轴，所述第一连接轴远离所述滑块的一端设有第一辊轮，所述滑块通过所述第一辊轮安装在所述斜槽中，所述滑块与所述直线滑轨滑动连接，所述滑块位于其长度方向的两端分设有沿其长度方向延伸的长槽孔；

一对驱动转臂组件，每个所述驱动转臂组件包括驱动转臂，所述驱动转臂设有转动端和安装端，所述转动端固设有第二连接轴，所述第二连接轴远离所述驱动转臂的一端设有第二辊轮，所述驱动转臂通过对应的所述第二辊轮安装在所述滑块的长槽孔中；

一对转轴组件；

一对安装转臂，每个所述安装转臂包括转动端和安装端，所述安装转臂的转动端通过所述转轴组件与所述驱动转臂的安装端连接，所述安装转臂的安装端用于安装传感器。

本发明实施例的晶圆映射传感器的安装机构，通过驱动机构的伸缩带动推板沿推板的长度方向来回移动，通过斜槽和滑块上的第一辊轮带动滑块在直线滑轨上沿推板的宽度方向移动，此时通过滑块上的长槽孔与驱动转臂上的第二辊轮，将滑块沿推板宽度方向的滑动转换为驱动转臂的转动，进而转换为两个安装转臂的转动，即可满足该晶圆映射传感器的安装机构在工作过程中前、后两个不同的工作位置的转换要求，安装转臂转动过程中，安装转臂的旋转区域与晶圆所在区域分开，消除了晶圆碰撞事故发生的隐患。

根据本发明的一个实施例，所述转轴组件包括转轴和固定套设在所述转轴上的轴承，所述轴承的上端设有轴承端盖，所述轴承端盖的内周挡设在所述轴承的外圈处，所述转轴靠近所述轴承端盖的一端与所述安装转臂的转动端固定连接；所述转轴靠近所述轴承的一端与所述驱动转臂的安装端固定连接，所述轴承的外圈固定在所述轴承座板的安装孔中。

根据本发明的一个实施例，所述驱动转臂的安装端设有安装座，所述转轴靠近所述轴承的一端固定插装在所述安装座中。

根据本发明的一个实施例，所述轴承座板朝向晶圆所在区域的一侧分别设有用于所述安装转臂限位的限位柱。

根据本发明的一个实施例，所述安装转臂用于安装所述传感器的一端设为朝向晶圆所在区域弯折的弯折段。

根据本发明的一个实施例，所述滑块上的长槽孔为与所述驱动转臂的端部连通的开口槽，所述第二辊轮的外表面与所述开口槽的内壁面相切。

根据本发明的一个实施例，所述第一辊轮和第二辊轮均为滚动轴承。

根据本发明的一个实施例，所述驱动机构通过支撑座安装在所述轴承座板的下表面，所述驱动机构的长度方向沿所述轴承座板的长度方向。

根据本发明的一个实施例，所述驱动机构为驱动气缸，所述驱动气缸外罩设有护罩。

根据本发明的一个实施例，一对所述安装孔关于所述直线滑轨的轴线呈中心对称设置；

所述推板包括水平板和设于所述水平板一侧的竖直板，所述斜槽设于所述水平板，所述驱动机构与所述竖直板连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

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，下面将对实施例或现有技术描述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是本发明实施例晶圆映射传感器的安装机构整体安装后的结构示意图；

图2是图1的爆炸示意图；

图3是本发明实施例晶圆映射传感器的安装机构中转轴组件的剖视示意图；

图4是本发明实施例晶圆映射传感器的安装机构中轴承座组件的拆分示意图；

图5是本发明实施例晶圆映射传感器的安装机构中驱动转臂组件的结构示意图。

附图标记：

1：轴承座组件；2：第一安装转臂；3：转轴组件；4：第二安装转臂；5：驱动转臂组件；6：滑块；7：第一辊轮；8：推板；9：支撑座；10：驱动机构；11：转轴；12：轴承端盖；13：轴承；14：轴承座板；15：直线滑轨；16：限位柱；17：驱动转臂；18：安装座；19：晶圆所在区域；20：第二辊轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实施例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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

需要说明的是，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。晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅。晶圆制造厂再把此多晶硅融解，再于融液里种入籽晶，然后将其慢慢拉出，以形成圆柱状的单晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一颗晶面取向确定的籽晶在熔融态的硅原料中逐渐生成，此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过切段，滚磨，切片，倒角，抛光，激光刻，包装后，即成为积体电路工厂的基本原料——硅晶圆片，这就是“晶圆”。

本发明实施例提供的晶圆映射传感器的安装机构，如图1至图5所示，包括轴承座组件1、推板8、驱动机构10、滑块6、一对驱动转臂组件5、一对转轴组件3和一对安装转臂。其中，具体地：

轴承座组件1包括轴承座板14和沿所述轴承座板14的宽度方向设于所述轴承座板14的下表面的直线滑轨15，所述轴承座板14位于所述直线滑轨15的两侧分别设有一安装孔，具体地，为了适应晶圆所在区域19外紧凑的空间，本实施例，轴承座板14呈长条形，轴承座板14的长度可以与晶圆所在区域19的直径相适应，此处，相适应可以是轴承座板14的长度大于晶圆所在区域19的直径，也可以是轴承座板14的长度小于晶圆所在区域19的直径；为了使得轴承座板14的结构更加优化，优选将直线滑轨15设于轴承座板14下表面的中部，当然，直线滑轨15还可以设于轴承座板14下表面的其他位置；一对安装孔可以错开直线滑轨15所在位置，以避免安装孔中的安装部件与直线滑轨15干涉；本实施例，一对安装孔分设于直线滑轨15滑动方向的两侧。

所述推板8设有沿其长度方向延伸并朝向其宽度方向倾斜的斜槽，斜槽贯通推板8，在推板8上形成长圆孔，当然也可以为矩形孔，对于孔的具体形状不做限定，通过在推板8上设置倾斜的斜槽，使得推板8沿长度方向移动时，能够通过斜槽产生沿推板8宽度方向的位移。

所述驱动机构10连接在所述推板8位于长度方向的一端，通过驱动机构10来驱动推板8沿其长度方向来回移动。

滑块6固设有第一连接轴，第一连接轴的轴向垂直于滑块6的表面，例如，滑块6水平设置时，则第一连接轴竖直设置，所述第一连接轴远离所述滑块6的一端设有第一辊轮7，所述滑块6通过所述第一辊轮7安装在所述斜槽中，在推板8移动时，第一辊轮7在斜槽中沿斜槽所在方向滚动，并且带动滑块6沿直线滑轨15滑动，通过设置第一辊轮7，可以减小滑块6与斜槽之间的摩擦力，保证滑块6的滑动更加顺畅，所述滑块6与所述直线滑轨15滑动连接，所述滑块6位于其长度方向的两端分设有沿其长度方向延伸的长槽孔。

每个所述驱动转臂组件5包括驱动转臂17，所述驱动转臂17的形状可以呈条状、块状等，所述驱动转臂17设有转动端和安装端，转动端的转动轴线垂直于所述驱动转臂17的表面，所述转动端固设有第二连接轴，第二连接轴的轴线与转动端的转动轴线同轴设置，所述第二连接轴远离所述驱动转臂17的一端设有第二辊轮20，所述驱动转臂17通过对应的所述第二辊轮20安装在所述滑块6的长槽孔中，第二辊轮20与滑块6连接，通过滑块6的移动带动第二辊轮20沿长槽孔滚动并在滚动过程中移动，向驱动转臂17施加推力，可以带动驱动转臂17沿滑块6转动。此外，通过第二辊轮20沿长槽孔滚动，可以减小摩擦。进一步地，需要说明的是，长槽孔的长度需要大于第二辊轮20的外径，以保证第二辊轮20能够在长槽孔中有活动空间，避免发生干涉。

每个所述安装转臂设有转动端和安装端，所述安装转臂的转动端通过所述转轴组件3与所述驱动转臂17的安装端连接，所述安装转臂的安装端用于安装传感器，安装转臂的转动端与驱动转臂17的安装端固定连接，从而驱动转臂17转动时，安装转臂随之同步转动，使得安装转臂朝向靠近或远离晶圆所在区域19转动。通过选择驱动转臂17的长度参数，确定驱动转臂17的转动范围，确保安装转臂在朝向靠近晶圆所在区域19转动时，不会与晶圆所在区域19发生干涉。一对安装转臂分别为第一安装转臂2和第二安装转臂4。

本发明实施例的晶圆映射传感器的安装机构，通过驱动机构10的伸缩带动推板8沿推板8的长度方向来回移动，通过斜槽和滑块6上的第一辊轮7带动滑块6在直线滑轨15上沿推板8的宽度方向移动，此时通过滑块6上的长槽孔与驱动转臂17上的第二辊轮20，将滑块6沿推板8宽度方向的滑动转换为驱动转臂17的转动，进而转换为两个安装转臂的转动，即可满足该晶圆映射传感器的安装机构在工作过程中前、后两个不同的工作位置的转换要求，安装转臂转动过程中，安装转臂的旋转区域与晶圆所在区域19分开，消除了晶圆碰撞事故发生的隐患。

根据本发明的一个实施例，所述转轴组件3具体包括转轴11和固定套设在所述转轴11上的轴承13，该轴承13可以是滚动轴承，所述轴承13的上端设有轴承端盖12，轴承端盖12的设置便于轴承13定位，所述轴承端盖12的内周挡设在所述轴承13的外圈处，所述转轴11靠近所述轴承端盖12的一端与所述安装转臂的转动端固定连接；所述转轴11靠近所述轴承13的一端与所述驱动转臂17的安装端固定连接，所述轴承13的外圈固定在所述轴承座板14的安装孔中，从而将转轴组件3与轴承座板14固定连接，且不影响转轴组件3转动，具体地，轴承13的外圈由于固定在安装孔中，从而其位置相对于安装孔固定，轴承13的内圈固定套设在转轴11上，因此转轴11转动时，轴承13内圈跟随转轴11一起转动。

为了便于安装安装，根据本发明的一个实施例，所述驱动转臂17的安装端设有安装座18，安装座18上设有插孔，所述转轴11靠近所述轴承13的一端固定插装在所述安装座18的插孔中，使得转轴11与安装座18固定连接，当然，安装座18上还可以设置其他固定结构，以便于转轴11固定。

为了限定安装转臂的转动极限位置，确保安装转臂不会与晶圆所在区域19相交，根据本发明的一个实施例，所述轴承座板14朝向晶圆所在区域19的一侧分别设有用于所述安装转臂限位的限位柱16，限位柱16可以为轴承座板14上向上延伸一个凸起形成的，也可以是将凸起焊接、粘接等固定方式固定在轴承座板14上形成的。

为了便于传感器更接近晶圆所在区域19，从而更方便采集数据，根据本发明的一个实施例，所述安装转臂用于安装所述传感器的一端设为朝向晶圆所在区域19弯折的弯折段，具体所述弯折段的弯折角度需要根据具体需要设定，该角度优选大于90度小于180度。

为了便于驱动转臂17的第二辊轮20从滑块6的侧边安装在滑块6上，根据本发明的一个实施例，所述滑块6上的长槽孔可以为与所述驱动转臂17的端部连通的开口槽，驱动转臂17的第二辊轮20从开口槽的开口处装进开口槽中，安装更加方便，当然，需要说明的是，长槽孔也可以不设开口，所述第二辊轮20的外表面与所述开口槽的内壁面相切，便于第二辊轮20沿开口槽滚动时保持平稳，不会出现晃动。

根据本发明的一个实施例，所述第一辊轮7和第二辊轮20均可以为滚动轴承，滚动轴承设置方便。

本发明的另一实施例，第一连接轴和第一辊轮7可以用滚轮轴承代替，第二连接轴和第二辊轮20也可以用滚轮轴承代替，滚轮轴承自带一根轴，在轴上固定有轴承，滚轮轴承自带的轴可以作为第一连接轴或第二连接轴。

为了方便驱动机构10安装，根据本发明的一个实施例，所述驱动机构10通过支撑座9安装在所述轴承座板14的下表面。进一步地，所述驱动机构10的长度方向沿所述轴承座板14的长度方向，这样布置有助于减小轴承座板14宽度方向的尺寸，更便于结构的紧凑型设计，而且可放宽驱动机构10的尺寸限制。

根据本发明的一个实施例，所述驱动机构10可以为驱动气缸，可以使用符合要求的清洁气缸，所述驱动气缸外罩设有护罩，通过将驱动气缸的安装位置至于封闭空间，可以减小气体泄漏污染清洁环境的风险。

当然，可以理解的是，驱动机构10包括但不仅限于是驱动气缸，其他诸如电机、电动推杆等驱动机构10均在本发明的保护范围之内。

为了使得两个安装转臂在轴承座板14上保持平衡，根据本发明的一个实施例，一对所述安装孔关于所述直线滑轨15的轴线呈中心对称设置，具体地，直线滑轨15设于轴承座板的下表面中部。

所述推板8包括水平板和设于所述水平板一侧的竖直板，形成L型，所述斜槽设于所述水平板，便于位于其上的滑块6与所述斜槽连接，所述驱动机构10与所述竖直板连接，方便与驱动机构10连接。

本发明的动作原理：参照图1和图2所示，驱动气缸伸缩带动推板8左右移动，通过斜槽和滑块6上的滚轮轴承带动滑块6在直线滑轨15上前后移动，此时通过滑块6上的长槽孔与驱动转臂组件5上的滚轮轴承，将滑块6的前后滑动转换为驱动转臂组件5的转动，进而转换为两个安装转臂的转动，即可满足该晶圆映射传感器的安装机构在工作过程中在前、后两个不同的工作位置的转换要求，在动作过程中，轴承座组件1上的限位柱16可保证传感器在该工作位的定位精度；整体安装完毕后，可通过护罩等机构对轴承座组件1下方驱动气缸部分进行封闭处理，使驱动气缸与工作空间隔离，避免对工作区域造成气体污染。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种晶圆映射传感器的安装机构，其特征在于，包括：

轴承座组件，包括轴承座板和沿所述轴承座板的宽度方向设于所述轴承座板的下表面的直线滑轨，所述轴承座板位于所述直线滑轨的两侧分别设有一安装孔；

推板，所述推板设有沿其长度方向延伸并朝向其宽度方向倾斜的斜槽；

驱动机构，所述驱动机构连接在所述推板位于长度方向的一端；

滑块，固设有第一连接轴，所述第一连接轴远离所述滑块的一端设有第一辊轮，所述滑块通过所述第一辊轮安装在所述斜槽中，所述滑块与所述直线滑轨滑动连接，所述滑块位于其长度方向的两端分设有沿其长度方向延伸的长槽孔；

一对驱动转臂组件，每个所述驱动转臂组件包括驱动转臂，所述驱动转臂设有转动端和安装端，所述转动端固设有第二连接轴，所述第二连接轴远离所述驱动转臂的一端设有第二辊轮，所述驱动转臂通过对应的所述第二辊轮安装在所述滑块的长槽孔中；

一对转轴组件；

一对安装转臂，每个所述安装转臂包括转动端和安装端，所述安装转臂的转动端通过所述转轴组件与所述驱动转臂的安装端连接，所述安装转臂的安装端用于安装传感器。

2.根据权利要求1所述的晶圆映射传感器的安装机构，其特征在于，所述转轴组件包括转轴和固定套设在所述转轴上的轴承，所述轴承的上端设有轴承端盖，所述轴承端盖的内周挡设在所述轴承的外圈处，所述转轴靠近所述轴承端盖的一端与所述安装转臂的转动端固定连接；所述转轴靠近所述轴承的一端与所述驱动转臂的安装端固定连接，所述轴承的外圈固定在所述轴承座板的安装孔中。

3.根据权利要求2所述的晶圆映射传感器的安装机构，其特征在于，所述驱动转臂的安装端设有安装座，所述转轴靠近所述轴承的一端固定插装在所述安装座中。

4.根据权利要求1所述的晶圆映射传感器的安装机构，其特征在于，所述轴承座板朝向晶圆所在区域的一侧分别设有用于所述安装转臂限位的限位柱。

5.根据权利要求1所述的晶圆映射传感器的安装机构，其特征在于，所述安装转臂用于安装所述传感器的一端设为朝向晶圆所在区域弯折的弯折段。

6.根据权利要求1所述的晶圆映射传感器的安装机构，其特征在于，所述滑块上的长槽孔为与所述驱动转臂的端部连通的开口槽，所述第二辊轮的外表面与所述开口槽的内壁面相切。

7.根据权利要求1所述的晶圆映射传感器的安装机构，其特征在于，所述第一辊轮和第二辊轮均为滚动轴承。

8.根据权利要求2所述的晶圆映射传感器的安装机构，其特征在于，所述驱动机构通过支撑座安装在所述轴承座板的下表面，所述驱动机构的长度方向沿所述轴承座板的长度方向。

9.根据权利要求8所述的晶圆映射传感器的安装机构，其特征在于，所述驱动机构为驱动气缸，所述驱动气缸外罩设有护罩。

10.根据权利要求1所述的晶圆映射传感器的安装机构，其特征在于，一对所述安装孔关于所述直线滑轨的轴线呈中心对称设置；

所述推板包括水平板和设于所述水平板一侧的竖直板，所述斜槽设于所述水平板，所述驱动机构与所述竖直板连接。

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