CN111112208A - 一种链式晶圆清洗干燥机器人整机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种链式晶圆清洗干燥机器人整机，包括机架以及设于机架上的清洗槽和链式提升装置；清洗槽内设有喷气组件，喷气组件用于对经过清洗槽清洗后的晶圆进行干燥处理；链式提升装置包括传动链条、链条导向轨道、转动设置于机架上的四个链轮、用于驱动传动链条转动的第一驱动件以及设于链式提升装置上端的翻转导轨，传动链条依次绕接在四个链轮上，四个链轮呈梯形分布，传动链条上间隔铰接有多个清洗夹具，清洗夹具用于夹持晶圆，翻转导轨用于将清洗夹具从竖直状态翻转为水平状态以及将清洗夹具从水平状态翻转为竖直状态；本发明能够实现晶圆清洗干燥处理的连续式生产，大大提高晶圆清洗干燥的生产效率，满足工业化生产要求。

Description

一种链式晶圆清洗干燥机器人整机

技术领域

本发明涉及一种链式晶圆清洗干燥机器人整机。

背景技术

目前，晶圆的干燥处理是使用马兰戈尼干燥法，其采用间断式的生产方式，效率低下，无法满足工业化生产要求。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种链式晶圆清洗干燥机器人整机。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种链式晶圆清洗干燥机器人整机，包括机架以及设于机架上的清洗槽和链式提升装置；所述清洗槽相对的两内侧壁上分别设有喷气组件，所述喷气组件用于对经过清洗槽清洗后的晶圆进行干燥处理；所述链式提升装置包括传动链条、用于承载传动链条的链条导向轨道、转动设置于机架上的四个链轮、用于驱动传动链条转动的第一驱动件以及设于链式提升装置上端的翻转导轨，所述传动链条依次绕接在四个链轮上，四个所述链轮呈梯形分布，传动链条上间隔铰接有多个清洗夹具，所述清洗夹具用于夹持晶圆，所述翻转导轨用于将清洗夹具从竖直状态翻转为水平状态以及将清洗夹具从水平状态翻转为竖直状态。

其中，所述清洗夹具包括悬挂板、连接臂、翻转接触滚轮、进气块以及呈环状的夹具框体，所述悬挂板轴接在传动链条上，所述连接臂的一端铰接在悬挂板上，所述连接臂的另一端连接进气块，所述夹具框体固定连接在进气块上，所述夹具框体上间隔设有用于承载晶圆的滑动托块和用于夹持住滑动托块上的晶圆的卡紧柱塞，所述滑动托块与卡紧柱塞之间间隔设置，所述夹具框体内设有用于驱动滑动托块伸出或收回的第一圆环气道以及用于驱动卡紧柱塞伸出或收回的第二圆环气道，所述第一圆环气道与第二圆环气道同心设置，所述进气块设有分别与第一圆环气道和第二圆环气道连通的进气孔，所述翻转接触滚轮用于与翻转导轨配合使清洗夹具从竖直状态翻转为水平状态或从水平状态翻转为竖直状态；所述翻转导轨包括一体成型的第一折弯段、水平段和第二折弯段，所述第一折弯段的一端与水平段的一端连接，所述第二折弯段的一端与水平段的另一端连接，所述第一折弯段的另一端固定在链条导向轨道上，所述第二折弯段固定在链条导向轨道上，所述水平段通过一个导轨支架连接在链条导向轨道。

其中，所述滑动托块的数量为四个，所述卡紧柱塞的数量为四个，四个所述滑动托块呈十字形分布，四个所述卡紧柱塞呈十字形分布，所述第二圆环气道的数量为两个，两个所述第二圆环气道同心设置，其中一个所述第二圆环气道与相对的两个卡紧柱塞连通，另一个所述第二圆环气道与另一相对的两个卡紧柱塞连通。

其中，所述传动链条包括多个链节，相邻两个所述链节之间通过链板依次铰接在一起，所述悬挂板通过悬挂轴连接在链板上。

其中，所述喷气组件包括一端封闭的内喷管、一端封闭的外喷管以及用于驱动内喷管转动的第二驱动件，所述外喷管固定在清洗槽上，所述内喷管的开口端活动插入外喷管内，所述内喷管的封闭端与第一驱动件连接，所述内喷管的封闭端的外壁与外喷管的开口端的内壁密封配合，所述第二驱动件固定在外喷管的开口端上，所述外喷管的封闭端设有用于与内喷管内连通的进气嘴，所述外喷管的外壁沿其长度方向设有外喷射口，所述内喷管的外壁上间隔设有多排内喷射口，每排所述内喷射口的形状和口径不同。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明通过在传动链条上间隔悬挂多个清洗夹具，使多个清洗夹具循环经过清洗槽内以及两个喷气组件之间，同时利用翻转导轨使清洗夹具自动从竖直状态切换至水平状态或从水平状态切换至竖直状态，从而实现晶圆清洗干燥处理的连续式生产，大大提高晶圆清洗干燥的生产效率，满足工业化生产要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明另一视角的结构示意图；

图3是图1中I处的局部放大示意图；

图4是本发明中链式提升装置隐藏链条导向轨道后的结构示意图；

图5是本发明中清洗夹具的结构示意图；

图6是本发明中喷气组件的结构示意图；

图7是图6中II处的局部放大示意图；

附图标记说明：1-机架；2-清洗槽；3-链式提升装置；31-传动链条；32-链条导向轨道；33-链轮；34-第一驱动件；35-翻转导轨；36-清洗夹具；361-悬挂板；362-连接臂；363-翻转接触滚轮；364-进气块；365-夹具框体；366-滑动托块；367-卡紧柱塞；4-喷气组件；41-内喷管；411-内喷射口；42-外喷管；421-进气嘴；422-外喷射口；43-第二驱动件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图7所示，本实施例所述的一种链式晶圆清洗干燥机器人整机，包括机架1以及设于机架1上的清洗槽2和链式提升装置3；所述清洗槽2相对的两内侧壁上分别设有喷气组件4，所述喷气组件4用于对经过清洗槽2清洗后的晶圆进行干燥处理；所述链式提升装置3包括传动链条31、用于承载传动链条31的链条导向轨道32、转动设置于机架1上的四个链轮33、用于驱动传动链条31转动的第一驱动件34以及设于链式提升装置3上端的翻转导轨35，所述传动链条31依次绕接在四个链轮33上，四个所述链轮33呈梯形分布，传动链条31上间隔铰接有多个清洗夹具36，所述清洗夹具36用于夹持晶圆，所述翻转导轨35用于将清洗夹具36从竖直状态翻转为水平状态以及将清洗夹具36从水平状态翻转为竖直状态。本实施例中，所述第一驱动件34为电机和减速器，电机的输出端与减速器的输入端连接，减速器的输出端与其中一个链轮33传动连接，如此设置，使传动链条31的转动速度更易于控制，保证晶圆充分清洗干燥。

实际使用时，第一驱动件34经由四个链轮33带动传动链条31转动，传动链条31带动多个清洗夹具36循环转动，当清洗夹具36转动至上方时，在翻转导轨35的作用下，清洗夹具36从竖直状态翻转为水平状态时，并转动至上料工位，然后通过外界机械臂将待清洗干燥的晶圆放置在清洗夹具36上，完成晶圆的上料，清洗夹具36将晶圆夹持住，随着传动链条31的继续转动，该清洗夹具36连带晶圆在翻转导轨35的作用下，又由水平状态翻转为竖直状态，然后随着传动链条31的带动下，晶圆逐渐没入清洗槽2内，晶圆在清洗槽2清洗，然后晶圆经由传动链条31的带动下从清洗槽2的水面提拉出时，此时清洗槽2内壁上的两个喷气组件4工作，对晶圆进行干燥处理，经过喷气组件4干燥处理后，随着传动链条31再次转动至上方，经由翻转导轨35将该清洗夹具36由竖直状态翻转为水平状态，并转动至下料工位，然后外界机械臂将清洗干燥后的晶圆从该清洗夹具36上取走，然后该清洗夹具36随着传动链条31转动至上料工位，如此重复循环，连续进行晶圆的清洗干燥处理，

本实施例通过在传动链条31上间隔悬挂多个清洗夹具36，使多个清洗夹具36循环经过清洗槽2内以及两个喷气组件4之间，同时利用翻转导轨35使清洗夹具36自动从竖直状态切换至水平状态或从水平状态切换至竖直状态，从而实现晶圆清洗干燥处理的连续式生产，大大提高晶圆清洗干燥的生产效率，满足工业化生产要求。

本实施例所述的一种链式晶圆清洗干燥机器人整机，所述清洗夹具36包括悬挂板361、连接臂362、翻转接触滚轮363、进气块364以及呈环状的夹具框体365，所述悬挂板361轴接在传动链条31上，以便整个清洗夹具36的重心始终保持在悬挂板361下方，便于放置在夹具框体365内的晶圆能够进入清洗槽2内，所述连接臂362的一端铰接在悬挂板361上，所述连接臂362的另一端连接进气块364，所述夹具框体365固定连接在进气块364上，所述夹具框体365上间隔设有用于承载晶圆的滑动托块366和用于夹持住滑动托块366上的晶圆的卡紧柱塞367，所述滑动托块366与卡紧柱塞367之间间隔设置，所述夹具框体365内设有用于驱动滑动托块366伸出或收回的第一圆环气道以及用于驱动卡紧柱塞367伸出或收回的第二圆环气道，所述第一圆环气道与第二圆环气道同心设置，所述进气块364设有分别与第一圆环气道和第二圆环气道连通的进气孔，所述翻转接触滚轮363用于与翻转导轨35配合使清洗夹具36从竖直状态翻转为水平状态或从水平状态翻转为竖直状态，所述翻转导轨35包括一体成型的第一折弯段、水平段和第二折弯段，所述第一折弯段的一端与水平段的一端连接，所述第二折弯段的一端与水平段的另一端连接，所述第一折弯段的另一端固定在链条导向轨道32上，所述第二折弯段固定在链条导向轨道32上，所述水平段通过一个导轨支架连接在链条导向轨道32。

实际使用时，当清洗夹具36转动至上料工位，此时通过进气块364的进气孔向第一圆环气道内充气，第一圆环气道内充气后，驱动夹具框体365内的滑动托块366伸出，然后外界机械臂将待清洗干燥的晶圆放置在清洗夹具36上，并由滑动托块366支撑住，然后通过进气块364的进气孔向第二圆环气道内充气，第二圆环气道内充气后，驱动夹具框体365内的卡紧柱塞367伸出，并将晶圆夹持住，如此便完成晶圆的上料，然后传动链条31的带动下，进入清洗槽2内进行清洗干燥处理，晶圆清洗干燥处理后，随着传动链条31转动至下料工位上，此时外界机械臂先将清洗干燥后的晶圆抓取住，然后通过对第一圆环气道和第二圆环气道内抽气处理，从而驱动滑动托块366和卡紧柱塞367收回，进而松开晶圆，然后外界机械臂将清洗干燥后的晶圆移走，完成下料，如此可自动实现晶圆的夹持及松开动作，适应于自动化生产，生产效率更高；

当清洗夹具36处于水平状态时，翻转接触滚轮363与翻转导轨35的水平段接触，然后在传动链条31的带动下，清洗夹具36随着传动链条31的转动，此时翻转接触滚轮363沿着水平段滚动，然后经由翻转导轨35的水平段和第二折弯段的导向，清洗夹具36在自重下，逐渐以悬挂板361为支点进行下摆，从水平状态平缓过渡到竖直状态，以便于上料，更好地保护晶圆；

同理，当清洗夹具36带动晶圆经过清洗干燥处理后，清洗夹具36逐渐转动至传动链条31的上端，此时翻转接触滚轮363与翻转导轨35的第一折弯段接触，第一折弯段施加给清洗夹具36一个倾覆力矩使清洗夹具36由竖直状态翻转为水平状态，即翻转接触滚轮363从第一折弯段过渡到水平段，然后清洗夹具36转动至下料工位上，外界机械臂将晶圆取走，从而便于下料。

本实施例中，在夹具框体365上开设有三个同心设置的圆环凹槽，然后使用一个气道盖板盖合在夹具框体365上，从而在三个圆环凹槽与气道盖板之间形成第一圆环气道和第二圆环气道，如此拆卸方便。

本实施例所述的一种链式晶圆清洗干燥机器人整机，优选地，所述滑动托块366的数量为四个，所述卡紧柱塞367的数量为四个，四个所述滑动托块366呈十字形分布，四个所述卡紧柱塞367呈十字形分布，所述第二圆环气道的数量为两个，两个所述第二圆环气道同心设置，其中一个所述第二圆环气道与相对的两个卡紧柱塞367连通，另一个所述第二圆环气道与另一相对的两个卡紧柱塞367连通。

为了便于理解本实施例的工作方式，先对两个第二圆环气道进行标号，分别为一号第二圆环气道和二号第二圆环气道，对四个卡紧柱塞367进行标号，其中两个处于同一径向方向上的卡紧柱塞367分别为一号卡紧柱塞367和三号卡紧柱塞367，而另外两个处于同一径向方向上的卡紧柱塞367分别为二号卡紧柱塞367和四号卡紧柱塞367，其中一号第二圆环气道用于驱动一号卡紧柱塞367和三号卡紧柱塞367伸出或收回，二号第二圆环气道用于驱动二号卡紧柱塞367和四号卡紧柱塞367伸出或收回；在上料时，四个滑动托块366同时伸出，然后将晶圆放置在四个滑动托块366上，四个滑动托块366承载住晶圆，然后向一号和二号第二圆环气道同时充气，一号和二号第二圆环气道各自同时驱动一号、二号、三号和四号卡紧柱塞367伸出，进而将晶圆夹持定位，然后在传动链条31的带动下，晶圆进入清洗槽2内，在晶圆提拉出水干燥时，通过控制一号和二号第二圆环气道，先由一号和三号卡紧柱塞367夹紧晶圆，二号和四号卡紧柱塞367松开晶圆，然后在由二号和四号卡紧柱塞367夹紧晶圆，一号和三号卡紧柱塞367松开晶圆，如此使一号、三号卡紧柱塞367与二号、四号卡紧柱塞367交替夹持晶圆，直至晶圆完全出水，从而可以避免卡紧柱塞367与晶圆侧壁接触位置清洗干燥不良，产生干燥缺陷，影响最终芯片的良率。

本实施例所述的一种链式晶圆清洗干燥机器人整机，所述传动链条31包括多个链节，相邻两个所述链节之间通过链板依次铰接在一起，所述悬挂板361通过悬挂轴连接在链板上，悬挂轴的一端固定在链板上，悬挂轴的另一端套接有轴承，轴承嵌设在悬挂板361内。具体地，每个链节的两端均设置有链滚轮，链滚轮卡接在链条导向轨道32中，以增加传动链条31的运行精度和稳定性，经由链板的传动，带动清洗夹具36随着传动链条31循环转动，实现连续式晶圆清洗干燥处理。

本实施例所述的一种链式晶圆清洗干燥机器人整机，所述喷气组件4包括一端封闭的内喷管41、一端封闭的外喷管42以及用于驱动内喷管41转动的第二驱动件43，所述外喷管42固定在清洗槽2上，所述内喷管41的开口端活动插入外喷管42内，所述内喷管41的封闭端与第一驱动件34连接，所述内喷管41的封闭端的外壁与外喷管42的开口端的内壁密封配合，所述第二驱动件43固定在外喷管42的开口端上，所述外喷管42的封闭端设有用于与内喷管41内连通的进气嘴421，所述外喷管42的外壁沿其长度方向设有外喷射口422，所述内喷管41的外壁上间隔设有多排内喷射口411，每排所述内喷射口411的形状和口径不同，内喷射口411有圆形孔、条孔、狭缝孔等形状，以满足喷气的不同分散特性。使用时，通过外喷管42的进气嘴421向内喷管41内输入喷气，同时第二驱动件43带动内喷管41转动，使内喷管41上不同形状的内喷射口411与外喷管42的外喷射口422重合，从而控制喷气的分散特性、流量以及喷气方向等参数，实现对晶圆的干燥处理，保证干燥效果；本实施例中，第二驱动件43为电机。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (6)

1.一种链式晶圆清洗干燥机器人整机，其特征在于，（1）（1）包括机架（1）以及设于机架（1）上的清洗槽（2）和链式提升装置（3）。

2.根据权利要求1所述的一种链式晶圆清洗干燥机器人整机，其特征在于，所述清洗槽（2）相对的两内侧壁上分别设有喷气组件（4），所述喷气组件（4）用于对经过清洗槽（2）清洗后的晶圆进行干燥处理；所述链式提升装置（3）包括传动链条（31）、用于承载传动链条（31）的链条导向轨道（32）、转动设置于机架（1）上的四个链轮（33）、用于驱动传动链条（31）转动的第一驱动件（34）以及设于链式提升装置（3）上端的翻转导轨（35），所述传动链条（31）依次绕接在四个链轮（33）上，四个所述链轮（33）呈梯形分布，传动链条（31）上间隔铰接有多个清洗夹具（36），所述清洗夹具（36）用于夹持晶圆，所述翻转导轨（35）用于将清洗夹具（36）从竖直状态翻转为水平状态以及将清洗夹具（36）从水平状态翻转为竖直状态。

3.根据权利要求1所述的一种链式晶圆清洗干燥机器人整机，其特征在于，所述清洗夹具（36）包括悬挂板（361）、连接臂（362）、翻转接触滚轮（363）、进气块（364）以及呈环状的夹具框体（365），所述悬挂板（361）轴接在传动链条（31）上，所述连接臂（362）的一端铰接在悬挂板（361）上，所述连接臂（362）的另一端连接进气块（364），所述夹具框体（365）固定连接在进气块（364）上，所述夹具框体（365）上间隔设有用于承载晶圆的滑动托块（366）和用于夹持住滑动托块（366）上的晶圆的卡紧柱塞（367），所述滑动托块（366）与卡紧柱塞（367）之间间隔设置，所述夹具框体（365）内设有用于驱动滑动托块（366）伸出或收回的第一圆环气道以及用于驱动卡紧柱塞（367）伸出或收回的第二圆环气道，所述第一圆环气道与第二圆环气道同心设置，所述进气块（364）设有分别与第一圆环气道和第二圆环气道连通的进气孔，所述翻转接触滚轮（363）用于与翻转导轨（35）配合使清洗夹具（36）从竖直状态翻转为水平状态或从水平状态翻转为竖直状态；所述翻转导轨（35）包括一体成型的第一折弯段、水平段和第二折弯段，所述第一折弯段的一端与水平段的一端连接，所述第二折弯段的一端与水平段的另一端连接，所述第一折弯段的另一端固定在链条导向轨道（32）上，所述第二折弯段固定在链条导向轨道（32）上，所述水平段通过一个导轨支架连接在链条导向轨道（32）。

4.根据权利要求2所述的一种链式晶圆清洗干燥机器人整机，其特征在于，所述滑动托块（366）的数量为四个，所述卡紧柱塞（367）的数量为四个，四个所述滑动托块（366）呈十字形分布，四个所述卡紧柱塞（367）呈十字形分布，所述第二圆环气道的数量为两个，两个所述第二圆环气道同心设置，其中一个所述第二圆环气道与相对的两个卡紧柱塞（367）连通，另一个所述第二圆环气道与另一相对的两个卡紧柱塞（367）连通。

5.根据权利要求2所述的一种链式晶圆清洗干燥机器人整机，其特征在于，所述传动链条（31）包括多个链节，相邻两个所述链节之间通过链板依次铰接在一起，所述悬挂板（361）通过悬挂轴连接在链板上。

6.根据权利要求1所述的一种链式晶圆清洗干燥机器人整机，其特征在于，所述喷气组件（4）包括一端封闭的内喷管（41）、一端封闭的外喷管（42）以及用于驱动内喷管（41）转动的第二驱动件（43），所述外喷管（42）固定在清洗槽（2）上，所述内喷管（41）的开口端活动插入外喷管（42）内，所述内喷管（41）的封闭端与第一驱动件（34）连接，所述内喷管（41）的封闭端的外壁与外喷管（42）的开口端的内壁密封配合，所述第二驱动件（43）固定在外喷管（42）的开口端上，所述外喷管（42）的封闭端设有用于与内喷管（41）内连通的进气嘴（421），所述外喷管（42）的外壁沿其长度方向设有外喷射口（422），所述内喷管（41）的外壁上间隔设有多排内喷射口（411），每排所述内喷射口（411）的形状和口径不同。

Images