CN111081617B - 一种芯片产品提篮后道高速传输且偏移自动复位的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种芯片产品提篮后道高速传输且偏移自动复位的装置，所述装置包括：框架，所述框架上设置有相互平行的第一滑轨与齿条；水平移动模组组件，所述水平移动模组组件包括滑动设置在所述第一滑轨上的安装座，所述安装座上设置有变速电机模组，所述变速电机模组的齿轮能够与所述齿条相配合，所述安装座上设置有垂直升降模组；以及水平对开抱持模组组件。本发明提高高速传输晶圆提篮的稳定性。

Description

一种芯片产品提篮后道高速传输且偏移自动复位的装置

技术领域

本发明属于半导体生产领域，具体涉及一种芯片产品提篮后道高速传输且偏移自动复位的装置。

背景技术

在半导体芯片产品或是半成品如晶圆，不受限于何种材料导向，在各式的工艺设备，以晶圆湿式设备为例，需要进行装载或是空载的晶圆提篮的传输，后道传输的模组设备常使用于安装于各类型的工艺设备，通常采取独立的传输通道以隔开不同的环境需求以及无尘洁净环境的要求配置。在常规的晶圆提篮传输模组装置多采用固定的尺寸的框架与特定的运动模组机构来达成将晶圆装载用的提篮能进行运送达到传输提篮实体的动作需求，而这些需求下的后道传输模组装置需要契合结合的工艺设备的尺寸需求以及空间的配置，在整体的外在设计需求与设备内的移动行程的限制下，无法进行灵活的配置。

常规的晶圆提篮后道传输模组装置配置如下：

1.外围设备框架：通常以不锈钢304、高碳钢316、铝合金材料构成之框架与结合的工艺设备外围尺寸相同以高刚性、强度螺栓锁住结合

2.运动机构模组：通常以单轴机器人或是气缸的组合构成一将提篮可垂直或是水平运动的机构运动模组

3.提篮置放缓冲区：在工艺设备进行后道反复传输需要一缓冲区域将提篮暂缓安放的区域

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种芯片产品提篮后道高速传输且偏移自动复位的装置，本发明的部分实施例能够实现晶圆提篮高速水平移动的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种芯片产品提篮后道高速传输且偏移自动复位的装置，所述装置包括：框架，所述框架上设置有相互平行的第一滑轨与齿条；水平移动模组组件，所述水平移动模组组件包括滑动设置在所述第一滑轨上的安装座，所述安装座上设置有变速电机模组，所述变速电机模组的齿轮能够与所述齿条相配合，所述安装座上设置有垂直升降模组；以及

水平对开抱持模组组件，所述水平对开抱持组件包括固定在所述垂直升降模组的移动部上的安装板，所述安装板上固定有小型单轴向运动气缸和第二滑轨，所述第二滑轨上滑动设置有水平对开托架，所述小型单轴向运动气缸的移动部与所述水平对开托架联杆连接。

优选地，所述框架上设置有若干提篮置放缓冲区。

优选地，所述提篮置放缓冲区上包括多个用来侦测是否置放有提篮的晶圆提篮脚座传感器。

优选地，所述水平对开托架包括滑动设置在所述第二滑轨上的水平移动连接块，所述水平移动连接块与L形联杆的第一端交接，所述L形联杆的第二端与所述小型单轴向运动气缸的移动部固定连接。

优选地，所述水平移动连接块上设置有通孔，所述通孔中固定有轴承，所述轴承内穿设转轴，所述转轴同时穿设所述L形联杆的第一端的通孔，所述转轴的两端卡接有卡簧。

优选地，所述水平移动连接块上固定连接有提篮托架，所述提篮托架上用来抱持提篮的边缘设置倾斜斜面。

优选地，所述倾斜斜面为45°斜角，所述提篮托架固定在加强板上，所述加强板固定在所述水平移动连接块上。

优选地，所述安装板上设置有用来侦测水平对开托架位移量的传感器组。

优选地，所述装置包括设置在所述框架外的防尘包覆外壳。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.实现晶圆提篮高速水平移动的稳定性，凭藉框架体上的齿条/变速电机的齿轮组合、运动机构水平稳定板与滑轨组的组合、框架体上安装托链固定器与托链组合三种模组结构搭配使运动机构在进行水平移动运动、垂直升降运动能保持不致偏转、偏移与维持三轴向力矩平衡，有别于一般的传递装置需要透过2-4个滑轨组与2-4组固定器才能保持稳定，更能有效地提升传递装置设备与制程工艺设备的结合能力与应用性；

2.实现移动中与非移动中自动复位晶圆提篮的功能性，为了符合实现在进行三轴向移动维持晶圆提篮的位置稳定性，能完全避免在进行提篮传递到其他衔接的传递装置时，因提篮的位置有所偏移、偏转而产生提篮掉错位或是掉落致使装载晶圆不当而破片的情形，而一水平对开的提篮托架的机制与托架上具备的自动复位斜沟设计使夹持提篮更具稳定度减少工艺设备在传递晶圆提篮的意外减少；

3.工艺设备的配置灵活性与适应性，水平对开的托架机构装置提供了晶圆提篮传递转移灵活的选择性，因为这水平对开的机制构成的水平移动与垂直升降的传递方法构成与工艺设备结合更具灵活的空间配置，而安装在工艺设备的铝合金框架体结合常见的安装组件实现了在工艺设备的集成总和达到了无论在顶端、前端、左右侧面、后方等的安装方法，为半导体设备不限于湿法清洗设备的安装，为晶圆提篮需要传递的选择方案提供了多元化的选择，进而能使工艺设备有效地配置更多数量的工艺区段或是其余传递装置的组成方案。

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为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为框架内主要结构示意图。

图3为垂直方向运动和抱持用机构示意图。

图4为抱持有提篮状态的示意图。

图5为安装座上机构示意图。

图6为水平移动连接块与小型单轴向运动气缸联杆连接端爆炸示意图。

图7位主体为水平对开托架的爆炸示意图。

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付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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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的限制。

如图1-7所示，本实施例提供一种芯片产品提篮后道高速传输且偏移自动复位的装置，装置包括：框架1，框架1上设置有相互平行的第一滑轨11与齿条12；水平移动模组组件2，水平移动模组组件2包括滑动设置在第一滑轨11上的安装座21，安装座21上设置有变速电机模组22，变速电机模组22的齿轮221能够与齿条12相配合，安装座21上设置有垂直升降模组23；以及

水平对开抱持模组组件3，水平对开抱持组件包括固定在垂直升降模组23的移动部上的安装板31，安装板31上固定有小型单轴向运动气缸32和第二滑轨33，第二滑轨33上滑动设置有水平对开托架34，小型单轴向运动气缸32的移动部与水平对开托架34联杆连接。

框架1上设置有若干提篮置放缓冲区13。

提篮置放缓冲区13上包括多个用来侦测是否置放有提篮的晶圆提篮脚座传感器131。

水平对开托架34包括滑动设置在第二滑轨33上的水平移动连接块341，水平移动连接块341与L形联杆的第一端交接，L形联杆的第二端与小型单轴向运动气缸32的移动部固定连接。

水平移动连接块341上设置有通孔，通孔中固定有轴承3411，轴承3411内穿设转轴3412，转轴3412同时穿设L形联杆的第一端的通孔，转轴3412的两端卡接有卡簧3413。

水平移动连接块341上固定连接有提篮托架342，提篮托架342上用来抱持提篮的边缘设置倾斜斜面3421。

倾斜斜面3421为45°斜角，提篮托架342固定在加强板343上，加强板343固定在水平移动连接块341上。

安装板31上设置有用来侦测水平对开托架34位移量的传感器组35。

装置包括设置在框架1外的防尘包覆外壳4。

另一实施例中，采取有别于一般的晶圆提篮后道传输设备模组，如同一般的晶圆提篮后道传输模组装置具有1.外围设备框架2.运动机构模组3.提篮置放缓冲区。

1.框架

本要项构成旨在提供一高强度、高刚性的框架结构，利用本结构可以结合各类型的工艺设备进行安装与组合，其采取易于安装与拆卸的方式，可针对不同的设备尺寸需求与环境变更而易于改变其安装方向与使用的区域，在框架的主要结构件有五个基本要素为构成，由框架体、防尘包覆外壳、运动机构水平稳定板、拖链固定器、电器控制箱区域等五项。

1.框架体：优选为采用铝挤型铝合金，其根据需求亦可使用不锈钢钢材或是特定功能需求之工程塑料构件，根据其应用于半导体制造环境所需的洁净室需求，而有所变更。其框架体以铝挤型材料为例，采取截面为四方体四槽式的截构件，使用特定的螺栓组件将框体结合，方便框架体的安装而采取每间隔25-50cm配置一螺栓组件，优选为25cm。

2.防尘包覆外壳：本构建的设计概念主要在广泛适用于半导体洁净室的制造环境，而建立一包覆外壳的设计，其为符合无尘环境的要求，采取无发尘之结构材料，其优选为夹芯不锈钢钢板、高氧化氧化铝板、特定功能需求之工程塑料板件，本结构组成主要概念可完整嵌入于前述之框架体的完整结合，使其防尘需求达成并隔绝内外侧之防尘空间的建立。

3.运动机构水平稳定板：本组件主要作用是提供运动机构模组在进行高速移动行为时会以有产生z轴至x-y平面偏移现象的一稳定固定的辅助组件，有别于一般的搭建水平运动组件欲达成稳定的水平运动需要2-4座运行轨道，本发明仅需要一由指定长度的齿条固定锁于框架体与本组件协同达成稳定的动作。

4.拖链固定器：本组件为一与指定长度之拖链相互组合的组件，其与拖链相互组合可为运动机构进行高速水平移动以及垂直向的升降运动过程产生的晃动与偏移产生稳定的作用，其组合示例如图7所示。

5.电气控制箱区域：本组件主要是利用有效的空间将相关的电器控制元件与开关可设立于此，为更广泛的是用于各尺寸形式的工艺设备，无需浪费多余的电器控制元件的置放空间，而在搭建晶圆提篮的传输道设计更具有灵活的配置可能性。

2.运动机构模组

本组成模组主要功能是提供一可垂直升降的装置与水平移动的运动需求结合，透过本装置的运动机构方式提供一对开形式的晶圆提篮夹持组件实现完全不会有干涉的现象产生且能高速进行水平移动以及达到z轴传输动作的传递晶圆提篮的装置，提供提篮在无论垂直向或是水平向的移动时皆可以有效地构成稳定不偏移、不偏向的具体稳定作用。本运动机构模组之构成要项如下列所示：

1.水平移动模组组件：

本组件由多项子组件构成，其主要作用在负责整体运动机构模组需要进行高速移动的需求与垂直升降运动机构的承载，利用稳固的安装组件安装变速电机以齿轮与框架体的齿条安装以及底部的滑轨组构成配合达成高速移动且安定的底部不致晃动偏移的成效。本组件的构成子组件如下列所示：

a.安装座

安装座提供承载垂直升降机构与水平移动用变速电机模组，采取使用两侧加强筋稳定对内侧之力矩稳定性不致偏转与垂直升降机构限位的功能其材料选择优选为阳极氧化处理铝合金板，亦可为可提供高强度、刚性之板材如不锈钢、工程塑料等。

b.变速电机模组

本组件透过一变速电机模组与安装块结合在上述之安装座上并在电机转轴端上安装指定形态之齿轮，供与框架体上安装的齿条进行结合。

c.垂直升降模组

本模组组件由一进行单向轴向运动之运动机构构成，其优选为双向移动之螺杆单轴机器人，亦可为高承载量之气缸模组构成，主要提供其余模组如水平对开夹持模组进行整体垂直升降之功能。

2.水平对开抱持模组组件

本模组组件主要透过一小型单向运动之气缸驱动两侧L型连杆联动连接在背板安装板上的滑轨组驱动的晶圆拖篮的两侧拖架可以实现水平对开动作，水平对开的运动模式为夹持晶圆拖篮实现更多配置空间的可能性，且水平托架组件具有自动复位的功能，不会因为移动过程中或是拖篮转移过程中造成拖篮错位偏移的动作产生。相关的子组件如下列所示：

d.小型单轴向运动气缸

本子组件由一单轴向带导杆气缸，藉由一安装组片安装于背部安装板上，且导杆前端配置一曲柄的转轴固定快，实现气缸单轴运动达成两L型曲柄能进行稳定不偏转的对称运动。

e.气缸安装组片

本安装组片由衣不锈钢板构成，其形态为梯形折钢式组片，提供稳固的安装小型单轴向运动气缸于背部安装板。

f.背部安装板

本组件提供本阶层模组全部之安装方式，亦连结安装至垂直升降模组之单轴机器人之承载座上。安装用于食用水平对开托架移动的滑轨组以及侦测两侧水平对开托架之水平位移定位的传感器组，本组件构成优选采用阳极氧化铝合金板，厚度优选为10-20mm，长度优选为300mm，其表面形状呈凸字型，能有效的争取空间的利用以及适合放置拖篮后的拖架组件与框架体最高点处的距离间隔的利用。

g.水平对开托架移动的滑轨组

提供一适用于水平对开托架进行两侧对开水平运动的滑轨组，有滑轨与双滑块。

h.传感器组

本组件提供水平对开托架进行两侧水平对开运动的初始位置与终点位置的实际侦测。

i.水平对开托架

本子组件为实现承载晶圆拖篮所用，且本托架具有自动复位的功能，可根据需求配置1至2个晶圆提篮，其可以避免整体运动模组进行移动的晃动或是可能性微量偏移造成积累的间距误差而造成晶圆提篮有错位的现象，其具有一复位斜沟，可将提篮两侧的提耳有效的精确进入托架设定的沟槽内。其材料的选择根据工艺设备的需求，其优选为聚丙烯PP工程塑料，或可为其他需求之工程塑料或是有刚性或是耐环境特性之金属或是其他材料选择。

3.提篮置放缓冲区：

晶圆提篮在进行传递过程中或会有经由程序控制需要进行临时放置之区域，藉由本模组的配置可配置2个或是两个以上的缓冲区配置。

相关的子组件构成如下列所示：

j.晶圆提篮脚座传感器

配置脚座传感器侦测有无安放座落于缓冲区配置的位置。

k.缓冲区安装板

本安装板安装于框架体上，藉由安装于框架体上，安装板上安装上述之晶圆提篮脚座传感器，本组件的材料选择以刚性与强度的需求，优选为聚丙烯PP板才亦或其他金属板材。

尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。

Claims (4)

1.一种芯片产品提篮后道高速传输且偏移自动复位的装置，其特征在于，所述装置包括：

框架（1）， 所述框架（1）上设置有相互平行的第一滑轨（11）与齿条（12）；

水平移动模组组件（2），所述水平移动模组组件（2）包括滑动设置在所述第一滑轨（11）上的安装座（21），所述安装座（21）上设置有变速电机模组（22），所述变速电机模组（22）的齿轮（221）能够与所述齿条（12）相配合，所述安装座（21）上设置有垂直升降模组（23）；以及

水平对开抱持模组组件（3），所述水平对开抱持组件包括固定在所述垂直升降模组（23）的移动部上的安装板（31），所述安装板（31）上固定有小型单轴向运动气缸（32）和第二滑轨（33），所述第二滑轨（33）上滑动设置有水平对开托架（34），所述小型单轴向运动气缸（32）的移动部与所述水平对开托架（34）联杆连接；

所述水平对开托架（34）包括滑动设置在所述第二滑轨（33）上的水平移动连接块（341），所述水平移动连接块（341）与L形联杆的第一端交接，所述L形联杆的第二端与所述小型单轴向运动气缸（32）的移动部固定连接；

所述水平移动连接块（341）上设置有通孔，所述通孔中固定有轴承（3411），所述轴承（3411）内穿设转轴（3412），所述转轴（3412）同时穿设所述L形联杆的第一端的通孔，所述转轴（3412）的两端卡接有卡簧（3413）；

所述水平移动连接块（341）上固定连接有提篮托架（342），所述提篮托架（342）上用来抱持提篮的边缘设置倾斜斜面（3421）；

所述倾斜斜面（3421）为45°斜角，所述提篮托架（342）固定在加强板（343）上，所述加强板（343）固定在所述水平移动连接块（341）上；

所述安装板（31）上设置有用来侦测水平对开托架（34）位移量的传感器组（35）。

2.根据权利要求1所述的芯片产品提篮后道高速传输且偏移自动复位的装置，其特征在于，所述框架（1）上设置有若干提篮置放缓冲区（13）。

3.根据权利要求2所述的芯片产品提篮后道高速传输且偏移自动复位的装置，其特征在于，所述提篮置放缓冲区（13）上包括多个用来侦测是否置放有提篮的晶圆提篮脚座传感器（131）。

4.根据权利要求1所述的芯片产品提篮后道高速传输且偏移自动复位的装置，其特征在于，所述装置包括设置在所述框架（1）外的防尘包覆外壳（4）。

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