CN112053965A - 晶片夹持装置扭矩测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种晶片夹持装置扭矩测量系统，用于测量晶片夹持装置的扭矩，包括：支撑盘以及测力部件；所述支撑盘用于与所述晶片夹持装置的齿轮盘的一侧固定连接，且连接后所述支撑盘在所述齿轮盘的一侧的投影与所述齿轮盘的同心；所述测力部件用于与所述支撑盘连接，通过测量转动所述支撑盘的扭矩而得到所述晶片夹持装置的扭矩。通过本发明，可以准确地测试晶片夹持装置的扭矩。

Description

晶片夹持装置扭矩测量系统
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种晶片夹持装置扭矩测量系统。
背景技术
目前，晶片夹持装置为夹持晶圆高速旋转的装置，针对半导体单片清洗工艺，晶片夹持装置需要在整个工艺中对晶圆进行夹持，工艺后打开晶片夹持装置，机械手取走晶圆，待新的晶圆放在晶片夹持装置上，该晶片夹持装置自动夹持，该晶片夹持装置自动夹持的作用力可由夹持装置内部弹簧实现，采取弹簧复位方式，在晶片夹持装置打开后能自动复原，达到夹紧晶圆的目的。目前该晶片夹持装置打开时所需要的扭矩没有专门测试的装置和方法，导致在设备保养过程中，无法准确判断晶片夹持装置打开扭矩是否发生变化，进而无法推断出弹簧弹力是否变小等情况，从而在判断失误不能及时更换内部弹簧，结果导致整个晶片夹持装置相关结构发生损坏。
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，提出了一种晶片夹持装置扭矩测量系统，以有效测量晶片夹持装置的扭矩。
为实现本发明的目的而提供晶片夹持装置扭矩测量系统，用于测量晶片夹持装置的扭矩，包括：支撑盘以及测力部件；
所述支撑盘用于与所述晶片夹持装置的齿轮盘的一侧固定连接，且连接后所述支撑盘在所述齿轮盘的一侧的投影与所述齿轮盘同心；
所述测力部件用于与所述支撑盘连接通过测量转动所述支撑盘的扭矩而得到所述晶片夹持装置的扭矩。
优选地，还包括：支撑架；
所述支撑架固定安装在所述齿轮盘的一侧与所述支撑盘之间。
优选地，所述支撑架包括多个支撑柱；每个支撑柱的第一端用于与所述支撑盘固定连接，每个支撑柱的第二端用于与所述齿轮盘的一侧固定连接；多个所述支撑柱在所述支撑盘所在平面上的正投影位于与所述支撑盘同心的同一圆周上。
优选地，还包括：固定螺钉以及同心盘；
所述同心盘位于所述支撑盘远离所述支撑架的一侧，且其上开设有第一调整孔；
所述支撑盘上开设有与所述第一调整孔对应的第二调整孔；
所述固定螺栓依次穿过所述第一调整孔、所述第二调整孔与所述支撑柱的第一端固定连接。
优选地，所述第二调整孔为长圆孔，所述长圆孔的长轴方向沿所述支撑盘的径向设置。
优选地，所述第一调整孔为圆弧形孔，所述圆弧形孔的圆弧轴线与所述同心盘同心。
优选地，所述支撑盘上开设有固定孔；
所述测力部件包括：扭矩扳手；
所述扭矩扳手的头部与所述固定孔相适配，所述扭矩扳手用于测量转动所述支撑盘的扭矩。
优选地，所述固定孔为内六角孔，且位于所述支撑盘的中心。
优选地，所述系统还包括：测力螺钉；
所述支撑盘上开设有螺纹孔，所述螺纹孔位于所述支撑盘上偏心的位置，所述测力部件包括：拉力计；
所述测力螺钉设置在所述螺纹孔中，且与所述螺纹孔相配合；所述拉力计用于通过施力于所述测力螺钉来测量转动所述支撑盘的扭矩。
优选地，所述系统还包括：测力螺钉；
所述测力部件包括：扭矩扳手、拉力计；
所述支撑盘上开设有螺纹孔与固定孔，所述固定孔位于所述支撑盘的中心，所述螺纹孔位于所述支撑盘上偏心的位置；
所述测力螺钉设置在所述螺纹孔中，且与所述螺纹孔相配合；
所述拉力计用于通过施力于所述测力螺钉来测量转动所述支撑盘的扭矩；
所述扭矩扳手的头部与所述固定孔相适配，所述扭矩扳手用于测量转动所述支撑盘的扭矩。
优选地，所述晶片夹持装置包括：
外壳以及分别位于所述外壳内部的所述齿轮盘、多个偏心柱及弹簧；
每个所述偏心柱设置在与所述齿轮盘啮合的一小齿轮上，所述齿轮盘用于通过所述小齿轮带动所述偏心柱运动；
多个所述偏心柱用于夹持或松开晶片；
所述弹簧一端与所述外壳内表面固定，所述弹簧另一端与所述齿轮盘连接，所述弹簧的拉力方向与所述齿轮盘的运动方向相反。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的晶片夹持装置扭矩测量系统，用于测量晶片夹持装置的扭矩，设置有支撑盘以及测力部件；支撑盘与晶片夹持装置的齿轮盘的一侧固定连接，且连接后支撑盘在该齿轮盘的一侧的投影与晶片夹持装置同心；测力部件用于与支撑盘连接，通过测量转动支撑盘的扭矩而得到晶片夹持装置的扭矩。鉴于晶片夹持装置结构的复杂性，本发明中测力部件不与晶片夹持装置的齿轮盘直接接触，通过测量支撑盘的扭矩可实时得到晶片夹持装置的扭矩，从而可以有效、准确地的测试晶片夹持装置的扭矩。
附图说明
图1为本发明实施例提供的晶片夹持装置扭矩测量系统的第一种结构示意图；
图2为本发明实施例中偏心柱夹持晶片的结构示意图；
图3为本发明实施例中偏心柱松开晶片的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的晶片夹持装置扭矩测量系统的第二种结构示意图；
图5为本发明实施例提供的晶片夹持装置扭矩测量系统的第三种结构示意图；
图6为本发明实施例中支撑盘的一种结构示意图；
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的晶片夹持装置扭矩测量系统进行详细描述。
实施例一
如图1所示为本发明实施例提供的晶片夹持装置扭矩测量系统的第一种结构示意图，本实施例中晶片夹持装置扭矩测量系统用于测量晶片夹持装置1的扭矩，具体地，晶片夹持装置1包括：外壳(图中未示)以及分别位于外壳内部的齿轮盘11、多个偏心柱12及弹簧13。每个偏心柱12设置在与齿轮盘11啮合的一小齿轮上，齿轮盘11用于通过小齿轮带动偏心柱12运动；多个偏心柱12用于夹持或松开晶片；弹簧13一端与外壳内表面固定，弹簧13另一端与齿轮盘11连接，弹簧13的拉力方向与齿轮盘11的运动方向相反。
具体地，通过齿轮盘11转动，带动与其啮合的小齿轮转动，从而使夹持晶片的偏心柱12与小齿轮同步转动，在偏心柱12转动松开晶片为止；通过弹簧13的回复力可以使齿轮盘11回转从而使偏心柱12夹持晶片。晶片夹持装置1的扭矩是指转动晶片夹持装置1的齿轮盘11以克服弹簧阻力所需要的扭矩。
扭矩测量系统包括：支撑盘2以及测力部件(图中未示)。测量之前需要先拆下晶片夹持装置1的外壳，将其中的齿轮盘11漏出。
支撑盘2用于与晶片夹持装置1的齿轮盘11的一侧固定连接，且连接后支撑盘2在齿轮盘11的一侧的投影与齿轮盘11同心；测力部件用于与支撑盘2连接，通过测量转动支撑盘2的扭矩而得到晶片夹持装置1的扭矩。
通过测力部件可以测量出晶片夹持装置松开晶片所需要的扭矩；齿轮盘11与偏心柱12之间通过齿轮进行传力，具体地参见图2与图3所示，图2为偏心柱12夹持晶片6的图示，图3为偏心柱13松开晶片6的图示。夹紧晶片6时，偏心柱12转动到与晶片6接触位置，从而夹紧晶片6。松开晶片6时，偏心柱12转动到远离晶片6且不与晶片6接触的位置。当夹持装置打开到规定位置(卡盘在工艺开合时弹簧13所产生的最大伸缩位置)时候，弹簧13会有一定量的拉伸，此时晶片夹持装置打开需要一定的扭矩，用该方式能够准确测量出该扭矩的大小，通过测量结果能够准确推断出该装置在多次工艺后弹簧拉力是否减小，内部结构件是否有损坏以及针对新装配的夹持装置来判断电机参数是否匹配和性价比是否合适，针对上述情况及时处理，防止对清洗产品的破坏以及对夹持装置的损坏。
本发明提供的晶片夹持装置扭矩测量系统，用于测量晶片夹持装置的扭矩，设置有支撑盘以及测力部件；支撑盘用于与晶片夹持装置的齿轮盘的一侧固定连接，且连接后支撑盘在齿轮盘的一侧的投影与齿轮盘同心；测力部件用于通过测量转动支撑盘的扭矩而得到晶片夹持装置的扭矩。鉴于晶片夹持装置结构的复杂性，本发明中测力部件不与晶片夹持装置的齿轮盘直接接触，通过测量支撑盘的扭矩可实时得到晶片夹持装置的扭矩，从而可以有效、准确地的测试晶片夹持装置的扭矩。
实施例二
如图4所示为本发明实施例提供的晶片夹持装置扭矩测量系统的第二种结构示意图，相对于图1，本实施例中晶片夹持装置扭矩测量系统还包括：支撑架3。
支撑架3固定安装在晶片夹持装置1的齿轮盘11的一侧与支撑盘2之间。
具体地，支撑架3与齿轮盘11连接的部位可以根据齿轮盘11的机械结构进行适应性设计；支撑架3与支撑盘2连接的部位设置有螺纹安装孔，以便于与支撑盘2固定。
本发明实施例提供的晶片夹持装置扭矩测量系统，通过在支撑盘与晶片夹持装置的齿轮盘11之间增加了支撑架，可以将支撑盘抬高，便于测力部件对晶片夹持装置的扭矩的测量。
具体地，本发明另一个实施例中，支撑架3包括多个支撑柱；每个支撑柱的第一端用于与支撑盘2固定连接，每个支撑柱的第二端用于与齿轮盘11的一侧固定连接；多个支撑柱在支撑盘所在平面上的正投影位于与支撑盘同心的同一圆周上。
本实施例提供的晶片夹持装置扭矩测量系统，支撑架包括多个支撑柱，各个支撑柱所在平面上的正投影位于与支撑盘同心的同一圆周上，通过本实施例中的设置可以使支撑架更好地与支撑盘配合，保证晶片夹持装置上扭矩向支撑盘传递的可靠性。
实施例三
如图5所示为本发明实施例提供的晶片夹持装置扭矩测量系统的第三种结构示意图，相对于图4所示，本实施例中晶片夹持装置扭矩测量系统还包括：固定螺钉4以及同心盘5。
同心盘5位于支撑盘2远离支撑架3的一侧，且其上开设有第一调整孔51；如图6所示，支撑盘2上开设有与第一调整孔51对应的第二调整孔21；固定螺栓4依次穿过第一调整孔51、第二调整孔21与支撑柱3的第一端固定连接。本实施例中，同心盘5可以是一个辅助装配环，当同心盘5的第一调整孔51和支撑盘2的第二调整孔21配合对正时，拧固定螺钉4才能保证支撑架3安装位置与同心盘同心，保证了晶片夹持装置扭矩测量的准确性。
本发明实施例提供的晶片夹持装置扭矩测量系统，通过设置同心盘可以使支撑架与支撑盘的圆心一致，进一步，针对不同的晶片夹持装置还可以设计不同尺寸的同心盘。
具体地，第二调整孔21为长圆孔，长圆孔21的长轴方向沿支撑盘2的径向设置。本实施例中，将第二调整孔设置为长圆孔，主要是为了适应不同尺寸卡盘，满足底部支撑架不同的安装位置。进一步，长圆孔还可以根据不同夹持装置可适当调整三个底部支撑架到圆心的距离，进而达到适应不同尺寸的晶片夹持装置的目的。
具体地，第一调整孔51为圆弧形孔，圆弧形孔的圆弧轴线与同心盘5同心。
具体地，本发明的一个实施例中，支撑盘2上开设有固定孔22；测力部件包括：扭矩扳手；扭矩扳手的头部与固定孔相适配，扭矩扳手用于测量转动支撑盘2的扭矩。具体地，当直接采用扭矩扳手测量晶片夹持装置打开扭矩情况时，扭力矩内六角扳手直接作用于支撑盘，并随支撑盘一起同中心旋转，在晶片夹持装置旋转后松开晶片的位置则记录扭矩数值。
进一步，如图6所示，固定孔22为内六角孔，且位于支撑盘2的中心。
进一步，本发明另一个实施例中，晶片夹持装置扭矩测量系统还包括：测力螺钉(图中未示)螺纹孔位于支撑盘2上偏心的位置；支撑盘2上开设有螺纹孔23，测力部件包括：拉力计；测力螺钉设置在螺纹孔23中，且与螺纹孔23相配合；拉力计用于通过施力于测力螺钉来测量转动支撑盘2的扭矩。具体地，当选择用拉力计测量拉力进而来计算扭矩时，在螺纹孔处安装测力螺钉，用拉力计沿顶部圆盘切线方向拉伸，得到拉力计的拉力值，而后用拉力值乘以旋转半径后可计算出转动支撑盘的扭矩。
进一步，本发明另一个实施例中，晶片夹持装置扭矩测量系统还包括：测力螺钉；测力部件包括：扭矩扳手、拉力计；支撑盘上开设有螺纹孔23与固定孔22，固定孔22位于支撑盘2的中心，螺纹孔23位于支撑盘2上偏心的位置；测力螺钉设置在螺纹孔23中，且与螺纹孔23相配合；拉力计用于通过施力于测力螺钉来测量转动支撑盘2的扭矩。扭矩扳手的头部与固定孔22相适配，扭矩扳手用于测量转动支撑盘2的扭矩。
本发明实施例提供的晶片夹持装置扭矩测量系统，提供了两种测量方式，一种使用扭矩扳手，通过作用于固定孔对支撑盘的扭矩进行测量，较为方便。另一种，在支撑盘上的螺纹孔内旋入测力螺钉，利用拉力计，施力于测力螺钉，得到拉力计的拉力值，而后用拉力值乘以旋转半径后可计算出支撑盘的扭矩。本发明设置了多种测扭矩的方式，则增加了晶片夹持装置扭矩测量系统的通用性。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种晶片夹持装置扭矩测量系统，用于测量晶片夹持装置的扭矩，其特征在于，包括：支撑盘以及测力部件；
所述支撑盘用于与所述晶片夹持装置的齿轮盘的一侧固定连接，且连接后所述支撑盘在所述齿轮盘的一侧的投影与所述齿轮盘同心；
所述测力部件用于与所述支撑盘连接，通过测量转动所述支撑盘的扭矩而得到所述晶片夹持装置的扭矩。
2.根据权利要求1所述的晶片夹持装置扭矩测量系统，其特征在于，还包括：支撑架；
所述支撑架固定安装在所述齿轮盘的一侧与所述支撑盘之间。
3.根据权利要求2所述的晶片夹持装置扭矩测量系统，其特征在于，
所述支撑架包括多个支撑柱；每个支撑柱的第一端用于与所述支撑盘固定连接，每个支撑柱的第二端用于与所述齿轮盘的一侧固定连接；多个所述支撑柱在所述支撑盘所在平面上的正投影位于与所述支撑盘同心的同一圆周上。
4.根据权利要求3所述的晶片夹持装置扭矩测量系统，其特征在于，还包括：固定螺钉以及同心盘；
所述同心盘位于所述支撑盘远离所述支撑架的一侧，且其上开设有第一调整孔；
所述支撑盘上开设有与所述第一调整孔对应的第二调整孔；
所述固定螺栓依次穿过所述第一调整孔、所述第二调整孔与所述支撑柱的第一端固定连接。
5.根据权利要求4所述的晶片夹持装置扭矩测量系统，其特征在于，所述第二调整孔为长圆孔，所述长圆孔的长轴方向沿所述支撑盘的径向设置。
6.根据权利要求4所述的晶片夹持装置扭矩测量系统，其特征在于，所述第一调整孔为圆弧形孔，所述圆弧形孔的圆弧轴线与所述同心盘同心。
7.根据权利要求1-6任一项所述的晶片夹持装置扭矩测量系统，其特征在于，所述支撑盘上开设有固定孔；
所述测力部件包括：扭矩扳手；
所述扭矩扳手的头部与所述固定孔相适配，所述扭矩扳手用于测量转动所述支撑盘的扭矩。
8.根据权利要求7所述的晶片夹持装置扭矩测量系统，其特征在于，所述固定孔为内六角孔，且位于所述支撑盘的中心。
9.根据权利要求1-6任一项所述的晶片夹持装置扭矩测量系统，其特征在于，所述系统还包括：测力螺钉；
所述支撑盘上开设有螺纹孔，所述螺纹孔位于所述支撑盘上偏心的位置，所述测力部件包括：拉力计；
所述测力螺钉设置在所述螺纹孔中，且与所述螺纹孔相配合；所述拉力计用于通过施力于所述测力螺钉来测量转动所述支撑盘的扭矩。
10.根据权利要求1-6任一项所述的晶片夹持装置扭矩测量系统，其特征在于，所述系统还包括：测力螺钉；
所述测力部件包括：扭矩扳手、拉力计；
所述支撑盘上开设有螺纹孔与固定孔，所述固定孔位于所述支撑盘的中心，所述螺纹孔位于所述支撑盘上偏心的位置；
所述测力螺钉设置在所述螺纹孔中，且与所述螺纹孔相配合；
所述拉力计用于通过施力于所述测力螺钉来测量转动所述支撑盘的扭矩；
所述扭矩扳手的头部与所述固定孔相适配，所述扭矩扳手用于测量转动所述支撑盘的扭矩。
11.根据权利要求1-6任一项所述的晶片夹持装置扭矩测量系统，其特征在于，所述晶片夹持装置包括：
外壳以及分别位于所述外壳内部的所述齿轮盘、多个偏心柱及弹簧；
每个所述偏心柱设置在与所述齿轮盘啮合的一小齿轮上，所述齿轮盘用于通过所述小齿轮带动所述偏心柱运动；
多个所述偏心柱用于夹持或松开晶片；
所述弹簧一端与所述外壳内表面固定，所述弹簧另一端与所述齿轮盘连接，所述弹簧的拉力方向与所述齿轮盘的运动方向相反。
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