CN113628991A - 一种针测机晶圆传输机构手臂 - Google Patents

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CN113628991A CN202110866745.6A CN202110866745A CN113628991A CN 113628991 A CN113628991 A CN 113628991A CN 202110866745 A CN202110866745 A CN 202110866745A CN 113628991 A CN113628991 A CN 113628991A
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Abstract

本发明公开了一种针测机晶圆传输机构手臂，涉及到晶圆传输机构手臂技术领域，包括固定座和移动座，所述固定座和移动座上均安装有两个夹持部，所述夹持部用于夹持晶圆，所述固定座上安装有移动单元，所述移动单元用于所述移动座移动；所述固定座上安装有清理驱动单元。本发明结构合理，实现对晶圆表面上的抛光液进行吸收清理，避免了晶圆抛光后，表面残留有抛光液，在晶圆传输过程中，滴落在操作台或者操作车间，污染操作台或者操作车间，避免了转运晶圆过程中抛光液干燥附着于晶圆上，影响晶圆的质量及成品率，转动边对晶圆表面的抛光液进行清理，避免了晶圆上存在死角，导致抛光液无法清理完全。

Description

一种针测机晶圆传输机构手臂
技术领域
本发明涉及晶圆传输机构手臂技术领域，特别涉及一种针测机晶圆传输机构手臂。
背景技术
化学机械抛光平坦化设备通常包括半导体设备前端模块(EFEM)、清洗单元和抛光单元。现有的一种化学机械抛光平坦化设备抛光区域和其他区域的晶圆传输是通过一个晶圆交换机构和一个机械手实现的。晶圆交换机构主要通过与机械手配合完成晶圆送出及取入，在外围设备与化学机械抛光平坦化核心部分之间发挥桥梁作用。
例如申请号为CN202010720439.7的中国专利公开了一种晶圆传输设备、化学机械平坦化装置及晶圆传输方法，晶圆传输设备包括用于夹持搬运晶圆的机械手和用于放置晶圆的中转台；机械手包括第一夹爪、第二夹爪、升降台、移动机构、转动机构以及控制机构；中转台包括第一中转台、第二中转台以及安装架。在传输的过程中，可以实现干湿分离，避免抛光后的晶圆所携带的抛光液等液体污染洁净的晶圆，可以提高晶圆成品率；另外，在晶圆传输的过程中，第一夹爪和第二夹爪可以同时对晶圆进行夹取或松开，也可以一者夹取晶圆，另一者同时松开晶圆，避免了单个夹爪频繁移动的过程，提高了晶圆的传输效率。
上述装置虽然提高了晶圆的传输效率和实现了干湿分离，但仍存在以下缺点：通过夹爪夹持晶圆，在夹取松开晶圆的过程中，第一夹爪与第一中转台和第二中转台中的一者对应，第二夹爪与第一中转台和第二中转台中的另一者对应，可以做到干湿分离，但是这种干湿分离只做到了中转台上的干湿分离，但抛光后的晶圆表面存在大量的抛光液，在手臂夹持传输过程中，抛光液会从晶圆上滑落下来，导致操作台和操作车间污染，并且晶圆表面上附着的抛光液，在转运晶圆至清洗单元过程中依旧存在，抛光液体干燥附着于晶圆上，将影响晶圆的质量及成品率。
因此，本发明提供了一种针测机晶圆传输机构手臂来满足需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针测机晶圆传输机构手臂，实现对晶圆表面上的抛光液进行吸收清理，避免了晶圆抛光后，表面残留有抛光液，在晶圆传输过程中，滴落在操作台或者操作车间，污染操作台或者操作车间，避免了转运晶圆过程中依旧存在抛光液干燥附着于晶圆上，影响晶圆的质量及成品率，转动边对晶圆表面的抛光液进行清理，避免了晶圆上存在死角，导致抛光液无法清理完全。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种针测机晶圆传输机构手臂，包括固定座和移动座，所述固定座和移动座上均安装有两个夹持部，所述夹持部用于夹持晶圆，所述固定座上安装有移动单元，所述移动单元用于所述移动座移动；
所述固定座上安装有清理驱动单元，所述清理驱动单元与所述夹持部相连接，所述清理驱动单元用于清理晶圆上的抛光液，所述固定座上安装有抛光液排出单元，所述抛光液排出单元用于排出所述清理单元上的抛光液。
优选的，四个所述夹持部包括分别固定连接于所述固定座和移动座上的一对固定管，四个所述固定管上均滑动连接有固定架，四个所述固定架的一端均固定连接有夹持板，所述夹持板的一侧为锥形结构，四个所述固定架上均套接有夹紧弹簧，位于所述固定座一侧的所述夹紧弹簧的一端与所述固定座固定连接，位于所述移动座一侧上的所述夹紧弹簧的一端与所述移动座固定连接，所述清理驱动单元与所述夹持板相连接，所述移动单元与所述移动座相连接。
优选的，所述移动单元包括固定连接于所述移动座上的固定板，所述固定座的一侧固定连接有支撑板，所述支撑板上固定连接有气缸组件，所述固定座上开设有滑孔，所述气缸组件的伸缩端贯穿所述滑孔，并与所述固定板固定连接。
优选的，所述清理驱动单元包括相连接的驱动组件和清理组件，所述驱动组件包括分别转动连接于四个所述夹持板上的滚轮，位于所述固定座一侧上的一对所述滚轮上均固定连接有从动带轮，所述固定座的顶部转动连接有转动轴，所述转动轴上固定套接有驱动带轮和从动齿轮，所述固定座的顶部开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑块，上所述滑块的顶部固定连接有固定轴，所述固定轴上转动套接有张紧带轮，所述驱动带轮、所述张紧带轮、所述从动带轮上张紧有同一个皮带，所述滑槽内设置有张紧弹簧，所述张紧弹簧的两端分别与所述固定座和所述滑块固定连接，所述固定座的顶部设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述从动齿轮相啮合，所述清理组件与所述驱动电机相连接。
优选的，所述清理组件包括固定套接于所述驱动电机输出端上的保持杆，所述保持杆的底部固定连接有吸水海绵，所述抛光液排出单元用于排出所述吸水海绵上的抛光液。
优选的，所述抛光液排出单元包括固定连接于所述固定座上的清理板，所述清理板的底部固定连接有弧形凸起，所述清理板的底部开设有导液槽，所述清理板的顶部开设有排液槽，所述清理板内开设有与所述导液槽和所述排液槽相连通的排液腔，所述清理板一侧侧壁的顶部和底部均固定连接有排液管，所述排液管与收集箱相连接，所述弧形凸起用于挤压所述吸水海绵，使所述吸水海绵上的抛光液排出。
优选的，所述导液槽和所述排液槽均为倾斜设置。
优选的，所述清理板的一端固定连接有安装板，所述驱动电机固定连接在所述安装板上。
综上，本发明的技术效果和优点：
1、本发明结构合理，对晶圆表面进行抛光液清理时，驱动电机的输出端转动带动驱动齿轮转动，驱动齿轮与从动齿轮相啮合，实现从动齿轮转动，使固定轴在固定座上转动带动驱动带轮转动，通过皮带的作用，使张紧带轮和一对从动带轮同时转动，一对从动带轮使得一对滚轮转动，实现滚轮带动夹持在四个夹持板上的晶圆进行转动，位于移动座一侧的两个滚轮起到对晶圆导向作用，便于晶圆更好的做旋转运动，同时驱动电机的输出端转动带动保持杆转动，保持杆转动带动吸水海绵转动，从而实现对晶圆表面上的抛光液进行吸收清理，避免了晶圆抛光后，表面残留有抛光液，在晶圆传输过程中，滴落在操作台或者操作车间，污染操作台或者操作车间，避免了转运晶圆过程中依旧存在抛光液干燥附着于晶圆上，影响晶圆的质量及成品率；
2、本发明中，吸水海绵转动至清理板内后与弧形凸起接触，在弧形凸起的挤压作用下，使得吸水海绵内的抛光液排出，并通过导液槽或者排液槽留置排液腔内，最后通过排液管排出收集，完成吸水海绵内的抛光液排出后，吸水海绵继续对晶圆上的抛光液进行吸收，提高了吸收效果，避免吸水海绵吸收抛光液达到饱和状态后，而影响再次抛光液的吸收，并且不用人工去清理吸水海绵上的抛光液，节省了劳动力，晶圆边转动边通过吸水海绵对表面的抛光液进行吸收，避免了晶圆上存在死角，导致抛光液无法清理完全；
3、本发明中，对晶圆进行夹持转移时，气缸组件的伸缩端移动带动固定板使移动座进行移动，移动座带动其中两个夹持板移动，配合固定座上的一对夹持板对晶圆进行夹持，夹持板的一侧为锥形结构，更好的对晶圆进行夹紧时起到导向和限位作用，避免晶圆在移动的过程中，发生脱落的风险，通过设置夹紧弹簧，对晶圆提供更稳定的夹紧力，并实现对不同大小的晶圆都能稳定的夹紧；
4、本发明中，通过设置张紧带轮、滑槽、滑块和张紧弹簧，四个夹持板对不同大小晶圆夹紧时，避免了因四个夹持板的位置发生移动，使得皮带发生松动，对皮带起到张紧作用，且结构简单。
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是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为针测机晶圆传输机构手臂第一视角立体结构示意图；
图2为针测机晶圆传输机构手臂第二视角立体结构示意图；
图3为图1中部分放大结构示意图；
图4为清理板第一视角放大立体结构示意图；
图5为清理板第二视角放大立体结构示意图；
图6为清理板局部剖开放大立体结构示意图。
图中：1、固定座；2、移动座；3、夹持板；4、吸水海绵；5、保持杆；6、固定板；7、气缸组件；8、清理板；9、皮带；10、支撑板；11、导液槽；12、排液管；13、排液槽；14、排液腔；15、驱动电机；16、驱动齿轮；17、从动齿轮；18、驱动带轮；19、张紧带轮；20、张紧弹簧；21、从动带轮；22、滚轮；23、固定架；24、夹紧弹簧；25、安装板；26、弧形凸起。
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。
实施例：参考图1-6所示的一种针测机晶圆传输机构手臂，包括固定座1和移动座2，在本实施例中，还包括转动机构，转动机构用于固定座1和移动座2旋转，转动机构是现有技术中的一种驱动方式，固定座1和移动座2上均安装有两个夹持部，夹持部用于夹持晶圆，固定座1上安装有移动单元，移动单元用于移动座2移动；固定座1上安装有清理驱动单元，清理驱动单元与夹持部相连接，清理驱动单元用于清理晶圆上的抛光液，固定座1上安装有抛光液排出单元，抛光液排出单元用于排出清理单元上的抛光液。
作为本实施例中的一种优选的实施方式，四个夹持部包括分别固定连接于固定座1和移动座2上的一对固定管，四个固定管上均滑动连接有固定架23，四个固定架23的一端均固定连接有夹持板3，夹持板3的一侧为锥形结构，四个固定架23上均套接有夹紧弹簧24，位于固定座1一侧的夹紧弹簧24的一端与固定座1固定连接，位于移动座2一侧上的夹紧弹簧24的一端与移动座2固定连接，清理驱动单元与夹持板3相连接，移动单元与移动座2相连接，移动单元带动移动座2移动，移动座2带动其中两个夹持板3移动，配合固定座1上的一对夹持板3对晶圆进行夹持，夹持板3的一侧为锥形结构，更好的对晶圆进行夹紧时起到导向和限位作用，避免晶圆在移动的过程中，发生脱落的风险，通过设置夹紧弹簧24，对晶圆提供更稳定的夹紧力，并实现对不同大小的晶圆都能稳定的夹紧。
在本实施例中，移动单元包括固定连接于移动座2上的固定板6，固定座1的一侧固定连接有支撑板10，支撑板10上固定连接有气缸组件7，固定座1上开设有滑孔，气缸组件7的伸缩端贯穿滑孔，并与固定板6固定连接，气缸组件7的伸缩端移动带动固定板6使移动座2进行移动。
在本实施例中，清理驱动单元包括相连接的驱动组件和清理组件，驱动组件包括分别转动连接于四个夹持板3上的滚轮22，位于固定座1一侧上的一对滚轮22上均固定连接有从动带轮21，固定座1的顶部转动连接有转动轴，转动轴上固定套接有驱动带轮18和从动齿轮17，固定座1的顶部开设有滑槽，滑槽内滑动连接有滑块，上滑块的顶部固定连接有固定轴，固定轴上转动套接有张紧带轮19，驱动带轮18、张紧带轮19、从动带轮21上张紧有同一个皮带9，滑槽内设置有张紧弹簧20，张紧弹簧20的两端分别与固定座1和滑块固定连接，固定座1的顶部设置有驱动电机15，驱动电机15的输出端固定连接有驱动齿轮16，驱动齿轮16与从动齿轮17相啮合，清理组件与驱动电机15相连接，驱动电机15的输出端转动带动驱动齿轮16转动，驱动齿轮16与从动齿轮17相啮合，实现从动齿轮17转动，使固定轴在固定座1上转动带动驱动带轮18转动，通过皮带9的作用，使张紧带轮19和一对从动带轮21同时转动，一对从动带轮21使得一对滚轮22转动，实现滚轮22带动夹持在四个夹持板3上的晶圆进行转动，位于移动座2一侧的两个滚轮22起到对晶圆导向作用，便于晶圆更好的做旋转运动，通过设置张紧带轮19、滑槽、滑块和张紧弹簧20，四个夹持板3对不同大小晶圆夹紧时，避免了因四个夹持板3的位置发生移动，使得皮带9发生松动，对皮带9起到张紧作用，且结构简单。
在本实施例中，清理组件包括固定套接于驱动电机15输出端上的保持杆5，保持杆5的底部固定连接有吸水海绵4，抛光液排出单元用于排出吸水海绵4上的抛光液，当对晶圆表面进行抛光液清理时，驱动电机15的输出端转动带动保持杆5转动，保持杆5转动带动吸水海绵4转动，从而实现对晶圆表面上的抛光液进行吸收清理，避免了晶圆抛光后，表面残留有抛光液，在晶圆传输过程中，滴落在操作台或者操作车间，污染操作台或者操作车间，同时避免了转运晶圆过程中依旧存在抛光液干燥附着于晶圆上，影响晶圆的质量及成品率。
在本实施例中，抛光液排出单元包括固定连接于固定座1上的清理板8，清理板8的底部固定连接有弧形凸起26，清理板8的底部开设有导液槽11，清理板8的顶部开设有排液槽13，清理板8内开设有与导液槽11和排液槽13相连通的排液腔14，清理板8一侧侧壁的顶部和底部均固定连接有排液管12，排液管12与收集箱相连接，弧形凸起26用于挤压吸水海绵4，使吸水海绵4上的抛光液排出，初始状态时，吸水海绵4位于清理板8内，吸水海绵4转动至清理板8内后与弧形凸起26接触，在弧形凸起26的挤压作用下，使得吸水海绵4内的抛光液排出，并通过导液槽11或者排液槽13留置排液腔14内，最后通过排液管12排出收集，完成吸水海绵4内的抛光液排出后，吸水海绵4继续对晶圆上的抛光液进行吸收，提高了吸收效果。
在本实施例中，导液槽11和排液槽13均为倾斜设置，这样设置的好处是，便于抛光液的排出。
在本实施例中，清理板8的一端固定连接有安装板25，驱动电机15固定连接在安装板25上。
本发明工作原理：
初始状态时，吸水海绵4位于清理板8内，当晶圆抛光完成后，需要对晶圆进行夹持转移时，气缸组件7的伸缩端移动带动固定板6使移动座2进行移动，移动座2带动其中两个夹持板3移动，配合固定座1上的一对夹持板3对晶圆进行夹持，夹持板3的一侧为锥形结构，更好的对晶圆进行夹紧时起到导向和限位作用，避免晶圆在移动的过程中，发生脱落的风险；
对晶圆表面进行抛光液清理时，驱动电机15的输出端转动带动驱动齿轮16转动，驱动齿轮16与从动齿轮17相啮合，实现从动齿轮17转动，使固定轴在固定座1上转动带动驱动带轮18转动，通过皮带9的作用，使张紧带轮19和一对从动带轮21同时转动，一对从动带轮21使得一对滚轮22转动，实现滚轮22带动夹持在四个夹持板3上的晶圆进行转动，位于移动座2一侧的两个滚轮22起到对晶圆导向作用，便于晶圆更好的做旋转运动，同时驱动电机15的输出端转动带动保持杆5转动，保持杆5转动带动吸水海绵4转动，从而实现对晶圆表面上的抛光液进行吸收清理，避免了晶圆抛光后，表面残留有抛光液，在晶圆传输过程中，滴落在操作台或者操作车间，污染操作台或者操作车间，避免了转运晶圆过程中依旧存在抛光液干燥附着于晶圆上，影响晶圆的质量及成品率；
吸水海绵4转动至清理板8内后与弧形凸起26接触，在弧形凸起26的挤压作用下，使得吸水海绵4内的抛光液排出，并通过导液槽11及排液槽13留置排液腔14内，最后通过排液管12排出收集，完成吸水海绵4内的抛光液排出后，吸水海绵4继续对晶圆上的抛光液进行吸收，提高了吸收效果，避免吸水海绵4吸收抛光液达到饱和状态后，而影响再次抛光液的吸收，并且不用人工去清理吸水海绵4上的抛光液，节省了劳动力，晶圆边转动边通过吸水海绵4对表面的抛光液进行吸收，避免了晶圆上存在死角，导致抛光液无法清理完全。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种针测机晶圆传输机构手臂，包括固定座(1)和移动座(2)，其特征在于：所述固定座(1)和移动座(2)上均安装有两个夹持部，所述夹持部用于夹持晶圆，所述固定座(1)上安装有移动单元，所述移动单元用于所述移动座(2)移动；
所述固定座(1)上安装有清理驱动单元，所述清理驱动单元与所述夹持部相连接，所述清理驱动单元用于清理晶圆上的抛光液，所述固定座(1)上安装有抛光液排出单元，所述抛光液排出单元用于排出所述清理单元上的抛光液。
2.根据权利要求1所述的一种针测机晶圆传输机构手臂，其特征在于：四个所述夹持部包括分别固定连接于所述固定座(1)和移动座(2)上的一对固定管，四个所述固定管上均滑动连接有固定架(23)，四个所述固定架(23)的一端均固定连接有夹持板(3)，所述夹持板(3)的一侧为锥形结构，四个所述固定架(23)上均套接有夹紧弹簧(24)，位于所述固定座(1)一侧的所述夹紧弹簧(24)的一端与所述固定座(1)固定连接，位于所述移动座(2)一侧上的所述夹紧弹簧(24)的一端与所述移动座(2)固定连接，所述清理驱动单元与所述夹持板(3)相连接，所述移动单元与所述移动座(2)相连接。
3.根据权利要求2所述的一种针测机晶圆传输机构手臂，其特征在于：所述移动单元包括固定连接于所述移动座(2)上的固定板(6)，所述固定座(1)的一侧固定连接有支撑板(10)，所述支撑板(10)上固定连接有气缸组件(7)，所述固定座(1)上开设有滑孔，所述气缸组件(7)的伸缩端贯穿所述滑孔，并与所述固定板(6)固定连接。
4.根据权利要求2所述的一种针测机晶圆传输机构手臂，其特征在于：所述清理驱动单元包括相连接的驱动组件和清理组件，所述驱动组件包括分别转动连接于四个所述夹持板(3)上的滚轮(22)，位于所述固定座(1)一侧上的一对所述滚轮(22)上均固定连接有从动带轮(21)，所述固定座(1)的顶部转动连接有转动轴，所述转动轴上固定套接有驱动带轮(18)和从动齿轮(17)，所述固定座(1)的顶部开设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑块，上所述滑块的顶部固定连接有固定轴，所述固定轴上转动套接有张紧带轮(19)，所述驱动带轮(18)、所述张紧带轮(19)、所述从动带轮(21)上张紧有同一个皮带(9)，所述滑槽内设置有张紧弹簧(20)，所述张紧弹簧(20)的两端分别与所述固定座(1)和所述滑块固定连接，所述固定座(1)的顶部设置有驱动电机(15)，所述驱动电机(15)的输出端固定连接有驱动齿轮(16)，所述驱动齿轮(16)与所述从动齿轮(17)相啮合，所述清理组件与所述驱动电机(15)相连接。
5.根据权利要求4所述的一种针测机晶圆传输机构手臂，其特征在于：所述清理组件包括固定套接于所述驱动电机(15)输出端上的保持杆(5)，所述保持杆(5)的底部固定连接有吸水海绵(4)，所述抛光液排出单元用于排出所述吸水海绵(4)上的抛光液。
6.根据权利要求5所述的一种针测机晶圆传输机构手臂，其特征在于：所述抛光液排出单元包括固定连接于所述固定座(1)上的清理板(8)，所述清理板(8)的底部固定连接有弧形凸起(26)，所述清理板(8)的底部开设有导液槽(11)，所述清理板(8)的顶部开设有排液槽(13)，所述清理板(8)内开设有与所述导液槽(11)和所述排液槽(13)相连通的排液腔(14)，所述清理板(8)一侧侧壁的顶部和底部均固定连接有排液管(12)，所述排液管(12)与收集箱相连接，所述弧形凸起(26)用于挤压所述吸水海绵(4)，使所述吸水海绵(4)上的抛光液排出。
7.根据权利要求6所述的一种针测机晶圆传输机构手臂，其特征在于：所述导液槽(11)和所述排液槽(13)均为倾斜设置。
8.根据权利要求6所述的一种针测机晶圆传输机构手臂，其特征在于：所述清理板(8)的一端固定连接有安装板(25)，所述驱动电机(15)固定连接在所述安装板(25)上。
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