CN114551313A - 倒片装置、半导体工艺设备及开关门体的控制方法 - Google Patents

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CN114551313A CN202210181637.XA CN202210181637A CN114551313A CN 114551313 A CN114551313 A CN 114551313A CN 202210181637 A CN202210181637 A CN 202210181637A CN 114551313 A CN114551313 A CN 114551313A
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Abstract

本申请公开了一种倒片装置、半导体工艺设备及开关门体的控制方法，涉及半导体装备领域。一种倒片装置包括腔体、门体、驱动机构、运动轨道和阻尼机构；腔体设有开口；门体可翻转地设于开口处，门体与腔体转动连接；驱动机构可转动连接于腔体，驱动机构包括伺服驱动组件和第一连接件，第一连接件用于将伺服驱动组件与门体转动连接，伺服驱动组件通过第一连接件驱动门体相对于腔体翻转；阻尼机构连接门体与腔体，阻尼机构用于施加使门体向远离开口的方向翻转的阻力。一种半导体工艺设备，包括上述倒片装置。一种开关门体的控制方法，应用于上述半导体工艺设备。本申请至少能够解决翻转门无法平稳运动影响片盒中晶片位置精度的问题。

Description

倒片装置、半导体工艺设备及开关门体的控制方法
技术领域
本申请属于半导体装备技术领域，具体涉及一种倒片装置、半导体工艺设备及开关门体的控制方法。
背景技术
SiC高温炉工艺对设备内部的洁净度要求极高，晶片需要在洁净环境下放入设备，并由设备的倒片装置的机械手进行传输，以避免操作人员通过手动方式取放晶片，而将污染引入设备内部。倒片装置的入口为翻转门，翻转门内表面有定位销用来放置片盒，操作人员将晶片放入设备的操作流程为：首先打开翻转门，待翻转门已打开后将载有晶片的片盒放置在翻转门上，最后关闭翻转门，取出晶片的操作过程相反。上述取放晶片的过程中，操作人员不会接触到晶片，保证了设备内部的洁净度。
基于此，翻转门的控制方式尤为关键，其开启或关闭的过程要保证平稳运动，因为翻转门开启或关闭的速度忽快忽慢或明显振动会导致片盒内的晶片脱离正确位置，在传片过程中容易造成错误，影响设备的稳定运行。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种倒片装置、半导体工艺设备及开关门体的控制方法，至少能够解决翻转门无法平稳运动影响片盒中晶片位置精度的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
本申请实施例提供了一种倒片装置，应用于半导体工艺设备，该倒片装置包括：腔体、门体、驱动机构、运动轨道和阻尼机构；
所述腔体具有用于倒片的传输腔，所述腔体开设有与所述传输腔连通的开口；
所述门体可翻转地设置于所述开口处，且所述门体的靠近下端的区域与所述腔体的两侧壁转动连接；
所述驱动机构可摆动地连接于所述腔体的第一侧壁外，所述驱动机构包括伺服驱动组件和第一连接件，所述运动轨道用于使所述伺服驱动组件的输出端沿所述运动轨道的轨迹移动，所述第一连接件用于将所述伺服驱动组件的输出端与所述门体的靠近下端的区域转动连接，所述伺服驱动组件通过所述第一连接件驱动所述门体相对于所述腔体翻转；
所述阻尼机构连接所述门体与所述腔体，且所述阻尼机构用于对所述门体施加使所述门体向远离所述开口的方向翻转的阻力。
本申请实施例还提供了一种半导体工艺设备，该半导体工艺设备包括控制器和上述倒片装置；
所述倒片装置还包括限位开关，所述伺服驱动组件包括信号连接的伺服驱动器和伺服电机，所述控制器用于向所述伺服驱动器发送翻转所述门体的信号，所述限位开关用于检测所述伺服电机是否处于原点位置，所述伺服驱动器用于接收所述控制器发送的翻转所述门体的信号和根据所述限位开关检测到所述伺服电机处于原点位置的信号时，控制所述伺服电机驱动所述门体进行翻转；
和/或，所述倒片装置还包括接近开关，所述接近开关用于检测所述门体是否关闭到位，所述控制器用于根据所述接近开关检测到的所述门体关闭到位的信号时，控制所述伺服驱动组件关闭使能；
和/或，所述倒片装置还包括磁性开关，所述磁性开关用于检测止动气缸的活塞是否回缩到位，所述控制器用于根据所述磁性开关检测到的所述活塞回缩到位信号时，控制所述门体进行翻转；
和/或，所述倒片装置还包括电磁阀和控制器，所述电磁阀用于根据所述控制器的控制信号控制止动气缸的伸缩速度。
本申请实施例还提供了一种开关门体的控制方法，该控制方法包括：
检测门体的位置状态；
在所述门体处于开启状态，且需要切换至关闭状态的情况下，控制器控制驱动机构驱动所述门体执行关闭动作；
判断所述门体是否到达第一目标位置、驱动机构的驱动速度以及接近开关是否有信号，以确定所述门体是否已经关闭到位；
当所述门体关闭到位时，控制器控制止动机构锁止所述门体，以使所述门体处于关闭状态；
在所述门体处于关闭状态，且需要切换至开启状态的情况下，控制器控制止动机构解除对所述门体锁止；
当解除对所述门体锁止时，控制器控制驱动机构驱动所述门体执行开启动作；
判断所述门体是否到达第二目标位置；
当所述门体到达所述第二目标位置时，所述门体处于完全开启状态。
本申请实施例中，伺服驱动组件通过第一连接件将动力传递至门体，以驱动门体相对于腔体翻转，从而使门体关闭或开启腔体的开口，在此过程中，可以通过伺服驱动组件对门体的开关速度及位置进行精确控制，使门体开关的重复性较好，从而克服了由于门体开关速度与位置无法精确控制而导致调试过程较为繁琐的问题；并且在伺服驱动组件的控制作用下，随着门体开合角度的变化，门体的开关速度不会发生变化，使门体的开关更加平稳；另外，伺服驱动组件可摆动地连接于腔体的第一侧壁外，相比于将驱动部件设置在腔室底部的方式，可以不受空间限制，在一定程度上可以扩大伺服驱动组件的驱动行程，以使门体具有较大的开启角度，从而方便片盒及晶片的取放。通过运动轨道可以使伺服驱动组件的输出端沿运动轨道的轨迹移动，并通过第一连接件驱动门体相对于腔体翻转，以实现开关。并且通过阻尼机构对门体施加使门体向远离开口的方向翻转的阻力，从而在开关门的过程中，不会因突然启动开关门体，使门体在开关门的瞬间发生振动的问题，使整个门体开关过程更加平稳。
附图说明
图1为相关技术中的翻转门装置的结构示意图；
图2为本申请实施例公开的倒片装置(门体处于关闭状态)的第一视角图；
图3为本申请实施例公开的倒片装置(门体处于关闭状态)的第二视角图；
图4为本申请实施例公开的倒片装置(门体处于关闭状态)的第三视角图；
图5为本申请实施例公开的倒片装置(门体处于开启状态)的第四视角图；
图6为本申请实施例公开的倒片装置的第一局部示意图；
图7为本申请实施例公开的倒片装置的第二局部示意图；
图8为本申请实施例公开的倒片装置的电气元件连接的原理图；
图9为本申请实施例公开的开关门体的控制方法的控制逻辑示意图。
附图标记说明：
10-腔体；20-翻转门；30-气缸；
100-腔体；110-开口；120-第一侧壁；121-第一支撑部；1211-第一弧形孔；130-第二侧壁；131-第二支撑部；1311-第二弧形孔；141-第一固定座；142-第二固定座；150-走线挡板；160-密封圈；
200-门体；210-止动块；211-第一止动板面；212-第二止动板面；220-门体支撑部；
300-驱动机构；310-伺服驱动组件；311-伺服电机；312-伸缩缸；313-伺服驱动器；320-第一连接件；
400-阻尼机构；410-气弹簧；420-第二连接件；
500-止动机构；510-止动气缸；520-止动凸起；
610-控制器；620-上位机；630-限位开关；640-接近开关；650-磁性开关；660-电磁阀。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
参考图1，相关技术中提供一种高温氧化炉的翻转门装置，其使用气缸30控制翻转门20进行翻转，以开启或关闭腔体10。具体为，气缸30的两个进气口连接一个两位五通电磁阀，当执行开门动作时，控制器向电磁阀发送第一信号，使下进气口连通高压空气，上进气口连通大气；当执行关门动作时，控制器向电磁阀发送第二信号，上进气口连通高压空气，下进气口连通大气。当翻转门20运动到位时，可以通过检测元件检测气缸30的运动信息以及翻转门20到位信号，以此来判断翻转门20的开门动作或关门动作是否完成。
然而，上述翻转门装置存在部分缺陷，具体包括：
1、翻转门使用气缸驱动，气缸设置在翻转门的底部，由于空间有限，气缸的行程受限，导致翻转门的开启角度较小，从而影响片盒的取放；
2、气缸驱动会使翻转门运行不平稳，在开启或关闭瞬间存在明显振动，且随着翻转门开合角度的变化，翻转门的运行速度也会随着发生变化；
3、翻转门运动的速度与位置无法精确控制，使调试过程变得繁琐；
4、检测元件的检测信号不精确，且重复性不佳；
5、翻转门与腔体之间的气密性较差；
6、开关门的瞬间门体突然启动，导致门体振动。
基于此，本申请实施例针对上述翻转门装置进行改进，以克服上述问题。
参考图2至图8，本申请实施例公开了一种倒片装置，应用于半导体工艺设备。可选地，半导体工艺设备可以是SiC高温炉，当然，还可以是其他设备，本申请实施例对此不作限制。
所公开的倒片装置包括腔体100、门体200、驱动机构300、运动轨道和阻尼机构400。
其中，腔体100具有用于倒片的传输腔，腔体100还开设有开口110，开口110与传输腔连通。通过开口110可以将装载有晶片的片盒放置于传输腔内或将片盒从传输腔中取出，从而便于放片或取片。考虑到晶片需要在洁净环境下放入半导体工艺设备内，在腔体100的开口110处设置门体200，门体200可翻转地设置在开口110处，通过门体200翻转可以实现对开口110的开启或关闭，从而满足取片、放片以及工艺等各方面要求。
一些实施例中，腔体100可以包括相对设置的第一侧壁120和第二侧壁130，门体200的靠近下端的区域与腔体100的两个侧壁转动连接。可选地，门体200的靠近下端的区域，一侧与第一侧壁120可以通过转轴连接，另一侧与第二侧壁130可以通过转轴连接，从而可以实现对门体200的安装，并使门体200可以相对于腔体100翻转，以实现开启或关闭。
本申请实施例中，通过驱动机构300为门体200的翻转提供驱动力，以实现门体200相对腔体100翻转。一些实施例中，驱动机构300可摆动地连接于腔体100的第一侧壁120外，驱动机构300包括伺服驱动组件310和第一连接件320，其中，伺服驱动组件310用于为门体200翻转提供驱动力，且可以对门体200的翻转情况进行控制，第一连接件320用于向门体200传递驱动力和运动。
可选地，第一连接件320可以是固定座，其固定在门体200的靠近下端的区域，并与伺服驱动组件310的输出端转动连接，从而可以在伺服驱动组件310的驱动作用下，通过第一连接件320带动门体200翻转。一种较为具体的实施例中，第一连接件320与伺服驱动组件310的输出端之间采用轴与轴套配合的方式实现转动连接。
一些实施例中，运动轨道用于使伺服驱动组件310的输出端沿运动轨道的轨迹移动，从而可以对伺服驱动组件310的输出端的移动形式进行限定，使其按照预设轨迹移动。可选地，运动轨道可以是导轨、导向槽、导向孔等结构，其具体形式不受限制。
第一连接件320用于将伺服驱动组件310的输出端与门体200的靠近下端的区域转动连接，如此，通过第一连接件320可以将伺服驱动组件310输出的驱动力和运动传递至门体200，也即，伺服驱动组件310通过第一连接件320驱动门体200相对于腔体100翻转，从而实现门体200开启或关闭腔体100的开口110。
为避免驱动机构300的运动受限，导致门体200开启角度较小，从而影响放片或取片过程，可以将伺服驱动组件310设置在腔体100的侧部，即，将伺服驱动组件310可摆动地连接于腔体100的第一侧壁120外，并通过第一连接件320将驱动力和运动传递至门体200，相比于相关技术，本申请实施例中，伺服驱动组件310的运动空间不受限，从而使门体200的开启角度不会受限，进而不影响放片或取片过程；与此同时，通过第一连接件320传递伺服驱动组件310输出的驱动力和运动，在一定程度上还具有放大行程的功能，也即，通过小行程的伺服驱动组件310实现门体200较大的开启角度，从而使门体200的开启角度不会受限，保证正常的放片或取片。
参考图2和图5，为提高腔体100与门体200之间的气密性，倒片装置还可以包括阻尼机构400，阻尼机构400连接门体200和腔体100，阻尼机构400用于对门体200施加使门体200向远离开口110的方向翻转的阻力，也即，使门体200具有关闭开口110的运动趋势。基于此，当门体200处于关闭状态时，在阻尼机构400的作用下，可以使门体200关闭更加紧密，从而可以保证腔体100与门体200之间的气密性，同时防止开关门体200的瞬间门体200发生振动。
基于上述设置，本申请实施例可以通过伺服驱动组件310对门体200的开关速度及位置进行精确控制，使门体200开关的重复性较好，从而克服了由于门体200开关速度与位置无法精确控制而导致调试过程较为繁琐的问题；并且在伺服驱动组件310的控制作用下，随着门体200开合角度的变化，门体200的开关速度不会发生变化，使门体200的开关更加平稳，有效缓解了门体200在开启或关闭瞬间产生振动的问题；另外，伺服驱动组件310连接于腔体100的侧部，相比于将驱动部件设置在底部，可以不受空间限制，在一定程度上可以扩大伺服驱动组件310的运动行程，以使门体200具有较大的开启角度，从而方便片盒及晶片的取放。
通过运动轨道可以使伺服驱动组件310的输出端沿运动轨道的轨迹移动，并通过第一连接件320驱动门体200相对于腔体100翻转，以实现开关。通过阻尼机构400可以使门体200具有关闭开口110的运动趋势，从而可以使门体200关闭更加紧密，保证腔体100与门体200之间的气密性。
参考图2至图4，一些实施例中，伺服驱动组件310可以包括伺服电机311和伸缩缸312，其中，伺服电机311与伸缩缸312传动连接，伸缩缸312的固定端可摆动地连接于腔体100的第一侧壁120外，伸缩缸312的输出端与第一连接件320转动连接，第一连接件320与门体200的靠近下端的区域固定连接。
除此以外，伺服驱动组件310还可以包括用于控制伺服电机311的伺服驱动器313，该伺服驱动器313与伺服电机311信号连接。
此处需要说明的是，伺服电机311设有编码器，通过编码器可以对伺服电机311中磁极的位置、转轴的转角、转轴的转速进行检测，基于此，可以换算成门体200的实际位置和运行速度，从而可以得到门体200的翻转情况。
可选地，伸缩缸312可以包括缸主体和伸缩杆，伸缩杆滑动连接于缸主体。为了使伸缩杆相对于缸主体伸出或回缩，在缸主体内设置丝杆，伸缩杆与丝杆传动连接，如此，在丝杆旋转时，可以使伸缩杆相对于主缸体伸出或回缩。
另外，可以将伺服电机311设置在缸主体的外壁，且伺服电机311的转轴与丝杆传动连接，如此，可以驱动丝杆旋转。
基于上述设置，在伺服电机311的驱动作用下，伸缩缸312可以伸长或缩短，从而通过第一连接件320推动或拉动门体200转动，以使门体200相对于腔体100翻转。
参考图3，为了使伸缩缸312可在腔体100的第一侧壁120外摆动，可以在第一侧壁120的外侧面设置第一固定座141，并使伸缩缸312的一端转动连接于第一固定座141。可选地，可以在伸缩缸312的一端设置轴承座，该轴承座与第一固定座141之间通过轴连接，如此，可以实现伸缩缸312的灵活摆动。
考虑到腔体100的传输腔内需要密封，本申请实施例将门体200与腔体100的连接部分以及驱动部分均设置在传输腔的下部，从而可以有效避免传输腔泄露，进而保证了传输腔的密封性。
基于上述设置，参考图3、图4和图7，第一侧壁120可以包括向下延伸至传输腔下方的第一支撑部121，相应地，门体200包括向下延伸至传输腔下方的门体支撑部220，在第一支撑部121上开设第一弧形孔1211，以形成运动轨道，而伸缩缸312的输出端穿过第一弧形孔1211与第一连接件320转动连接，且伸缩缸312的输出端沿第一弧形孔1211可移动，第一连接件320与门体支撑部220固定连接。
考虑到伺服驱动组件310位于腔体100的外侧，而门体200与第一连接件320连接的区域位于腔体100的内侧，由于设置第一弧形孔1211，可以通过第一连接件320连接位于腔体100外的伺服驱动组件310以及位于腔体100内的门体200，从而避免了第一侧壁120干涉伺服驱动组件310的输出端及第一连接件320运动，进而保证了门体200的顺利开启或关闭。
一些实施例中，第一连接件320与第一支撑部121转动连接。可选地，第一连接件320可以设有安装孔，相应地，第一支撑部121的内侧面设有轴件，该轴件与安装孔配合安装，从而可以使第一连接件320围绕轴件相对于第一支撑部121转动。考虑到第一连接件320与门体200固定，使得门体200同样可以围绕轴件转动，从而可以实现门体200相对于腔体100的开启或关闭。
为了使第一连接件320与伺服驱动组件310的输出端转动连接，一些实施例中，第一连接件320可以设有连接轴，相应地，伺服驱动组件310的输出端设有连接套，连接轴穿设于连接套中实现转动配合。如此，通过连接轴和连接套的转动配合可以实现伺服驱动组件310的输出端与第一连接件320的转动连接，从而可以避免发生运动干涉，保证了门体200的正常开关。
为保证腔体100的密封性，一些实施例中，将阻尼机构400设置在与第一侧壁120相对的第二侧壁130外，也即，使阻尼机构400位于腔体100外侧，从而可以避免由于阻尼机构400的设置及阻尼运动而导致腔体100出现泄漏。
考虑到阻尼机构400连接门体200和腔体100，为了适应门体200的翻转，可以使阻尼机构400可摆动地连接于第二侧壁130外，如此，在门体200翻转开启或关闭的过程中，阻尼机构400可以进行摆动以适应门体200的运动，从而可以避免发生运动干涉。
参考图5和图6，一些实施例中，阻尼机构400可以包括气弹簧410和第二连接件420，其中，气弹簧410的固定端可转动地连接于第二侧壁130外，第二连接件420用于将气弹簧410的移动端与门体200的靠近下端的区域转动连接，且第二连接件420与门体200固定连接。可选地，气弹簧410可以为氮气弹簧。
其中，气弹簧410用于为门体200紧闭提供弹性作用力，第二连接件420用于传递弹性作用力，通过第二连接件420可以将气弹簧410产生的弹性作用力传递至门体200，以使门体200具有关闭的运动趋势，从而使门体200紧闭。
基于上述设置，在伺服驱动组件310通过第一连接件320驱动门体200翻转关闭过程中，气弹簧410通过第二连接件420对门体200施加弹性作用力，以配合伺服驱动组件310共同施加关门的驱动力，以减小伺服驱动组件310的负载。另外，气弹簧410相对于腔体100可摆动，第二连接件420相对于气弹簧410的移动端转动，从而可以便于门体200关闭，在门体200关闭时，在气弹簧410的弹力作用力下，使门体200紧闭，从而可以保证腔体100与门体200之间的气密性，并且不会产生运动干涉。
可选地，气弹簧410与伺服驱动组件310可以分别设置在腔体100的相对的两个侧壁外侧，如此，气弹簧410和伺服驱动组件310可以分别作用在门体200的两侧，在一定程度上可以使门体200受力均匀，以保证门体200能够顺利翻转。
为了使气弹簧410相对于腔体100摆动，可以在第二侧壁130的外侧面设置第二固定座142，并使气弹簧410的固定端转动连接于第二固定座142，如图5所示。可选地，可以在气弹簧410的一端设置轴承座，该轴承座与第二固定座142之间通过轴连接，如此，可以实现气弹簧410的灵活摆动。
考虑到腔体100的传输腔内需要密封，本申请实施例将门体200与腔体100的连接部分以及阻尼部分均设置在传输腔的外部，从而可以有效避免传输腔泄露，进而保证了传输腔的密封性。
参考图4至图7，第二侧壁130可以包括向下延伸至传输腔下方的第二支撑部131，相应地，门体200包括向下延伸至传输腔下方的门体支撑部220，在第二支撑部131上开设第二弧形孔1311，以形成另一个运动轨道，而气弹簧410的移动端穿过第二弧形孔1311与第二连接件420转动连接，且气弹簧410的移动端沿第二弧形孔1311可移动，第二连接件420与第二支撑部131转动连接。
考虑到气弹簧410位于腔体100的外侧，而门体200与第二连接件420连接的区域位于腔体100的内侧，由于设置第二弧形孔1311，可以通过第二连接件420连接位于腔体100外的气弹簧410以及位于腔体100内的门体200，从而避免了第二侧壁130干涉气弹簧410的输出端及第二连接件420运动，进而保证了门体200的顺利开启或关闭。
参考图2、图4和图5，为防止处于关闭状态下的门体200意外开启，本申请实施例的倒片装置还包括止动机构500，止动机构500用于在门体200关闭开口110时，抵接于门体200的靠近下部的区域，以对门体200进行锁止，从而可以防止门体200意外开启。
为了对门体200进行止动，在门体200的靠近自身翻转轴线的一侧设置止动块210，该止动块210具有第一止动板面211和第二止动板面212，第一止动板面211与门体200垂直，第一止动板面211与第二止动板面212垂直设置。
参考图6和图7，一些实施例中，止动机构500设置在腔体100的下方，且止动机构500可以包括止动气缸510和止动凸起520，其中，止动气缸510用于驱动止动凸起520在门体200关闭开口110时上升，使止动凸起520抵接于第一止动板面211和第二止动板面212。
基于上述设置，在门体200处于关闭时，第一止动板面211水平设置，第二止动板面212竖直设置，且第一止动板面211与第二止动板面212之间形成垂直空间，此时，止动气缸510伸出，并推动止动凸起520移动至垂直空间内，且止动凸起520的顶面和侧面分别与第一止动板面211和第二止动板面212分别抵接，从而可以对门体200进行锁止，以防止门体200开启。
当需要开启门体200时，需要优先解除止动机构500的锁止作用，具体为，止动气缸510回缩，并带动止动凸起520脱离垂直空间，使止动凸起520与第一止动板面211和第二止动板面212分别脱离，解除止动凸起520对止动块210的抵接作用，如此，门体200可以在驱动机构300的驱动作用下实现开启。
为保证锁止状态的稳定性，还可以设置多个止动机构500，以通过多个止动机构500同时对止动块210进行止动锁紧，从而可以保证锁止状态的稳定性。
可选地，止动凸起520可以为立方体结构、辊轮结构、球体结构，或者其他结构，本申请对此不作限定。
在其他实施例中，止动机构500还可以包括第一止动气缸和第二止动气缸，第一止动气缸具有第一止动端，第二止动气缸具有第二止动端，如此，在门体200关闭开口110的情况下，第一止动气缸的第一止动端抵接于第一止动板面211，第二止动气缸的第二止动端抵接于第二止动板面212。基于此，在第一止动气缸和第二止动气缸的作用下，止动块210被锁止而无法运动，从而导致门体200受到锁止而无法翻转，进而可以有效避免门体200意外开启。
基于上述设置，在第一止动气缸伸出时，通过第一止动端抵接在第一止动板面211上，在第二止动气缸伸出时，通过第二止动端抵接在第二止动板面212上，实现了双重抵接，从而可以实现对止动块210的牢牢锁止，进而防止门体200意外开启，保证了腔体100内腔的气密性，且可以有效避免半导体工艺设备意外损坏。
考虑到门体200的长度尺寸相对较大，且门体200上还会放置片盒、晶片等物体，导致伺服电机311在带动门体200翻转时可能会出现扭矩不足的情况，如此，可以将止动块210的重量增大，使止动块210同时作为配重块使用，如此，可以减小伺服电机311的负载。
参考图2至图4，一些实施例中，腔体100的侧壁还设有走线挡板150，通过走线挡板150可以防止伸缩缸312触碰到伺服电机311的电缆，从而可以保证伺服电机311正常运转。
基于上述倒片装置，本申请实施例还公开了一种半导体工艺设备，所公开的半导体工艺设备包括上述倒片装置。
参考图8，为了实现对倒片装置中门体200的开启或关闭过程的控制，本申请实施例的倒片装置还包括控制器610，其可以为PLC，通过控制器610可以接收一些检测信号，如，伺服电机311的转速与位置信号等，并根据检测信号进行逻辑处理、条件判断、信号输出等，从而实现控制，以保证运动精度和提高运动稳定性。
除此以外，倒片装置与上位机620连接，该上位机620与控制器610信号连接。上位机620可以具有人机交互功能，操作人员可以通过上位机620输入指令，而后通过控制器610输出控制信号，以实现对门体200开启过程的控制。上位机620还可以在线监控修改控制器610程序，以根据实际需求改变控制方式。当然，通过上位机620的界面还可以随时看到门体200的速度、位置等状态，并可以在调试时进行程序优化与参数设置。
一些实施例中，伺服驱动组件310包括伺服驱动器313和伺服电机311，且伺服驱动器313与伺服电机311及控制器610分别信号连接。其中，伺服驱动器313用于对接收到的控制器610输出的控制信号进行转换处理，并将转换处理后的信号传输至伺服电机311，以控制伺服电机311根据实际需求进行运转。另外，伺服驱动组件310还包括伸缩缸312，伸缩缸312与伺服电机311传动连接，通过伺服电机311架可以驱动伸缩缸312作伸缩动作，以实现门体200的开关。
与此同时，伺服驱动器313还可以通过编码器的反馈信号获得伺服电机311的实际位置和转速，并将与伺服电机311的实际位置和转速对应的信号发送至控制器610。基于此，控制器610可以根据伺服电机311的实际位置和转速情况判定门体200的位置状态。
为了对伺服电机311进行原点定位，本申请实施例的倒片装置还包括限位开关630，该限位开关630与伺服驱动器313信号连接，限位开关630用于检测伺服电机311是否处于原点位置，伺服驱动器313用于根据限位开关630检测到伺服电机311处于原点位置的信号时，控制伺服电机311驱动门体200进行翻转。
参考图4和图8，一些实施例中，将限位开关630可以设置在腔体100的内壁，并靠近第二弧形孔1311的上端。如此，在第二连接件420运动至第二弧形孔1311的上端处时，会触碰到限位开关630，此时限位开关630向伺服驱动器313发送信号，从而可以确定伺服电机311位于原点，进而可以实现对伺服电机311原点的定位，以保证伺服电机311的运动精度。
另一些实施例中，限位开关630还可以设置在腔体100的内壁，并靠近第一弧形孔1211的上端，如此，在第一连接件320运动至第一弧形孔1211的上端处时，会触碰到限位开关630，此时同样可以实现对伺服电机311原点的定位。
当然，还可以同时在第一弧形孔1211的上端处以及第二弧形孔1311的上端处分别设置限位开关630，以实现对伺服电机311原点的定位。
为了判定门体200处于关闭状态，本申请实施例的倒片装置还可以包括接近开关640和控制器610，该接近开关640与控制器610信号连接，接近开关640用于检测门体200是否关闭到位，控制器610根据接近开关640检测到的门体200关闭到位的信号时，控制伺服驱动组件310关闭使能。如此，在门体200关闭时，接近开关640会感知到门体200，并向控制器610发送信号，由此，控制器610判定为门体200处于关闭状态。
可选地，接近开关640可以设置在腔体100的开口110处，以便于在门体200关闭时对门体200进行检测。当然，还可以将接近开关640设置在门体200的朝向开口110的一侧的边缘处，使得门体200在关闭时，接近开关640可以检测到开口110周围的边框，以判断门体200是否处于关闭状态。
为了检测止动气缸510的活塞位置，本申请实施例的倒片装置还包括磁性开关650和控制器610，该磁性开关650与控制器610信号连接，磁性开关650用于检测止动气缸510的活塞是否回缩到位，控制器610用于根据磁性开关650检测到的活塞回缩到位信号时，控制门体200进行翻转。如此，通过磁性开关650可以将止动气缸510的活塞位置信号发送至控制器610，以确定止动气缸510处于伸出状态或回缩状态，以此判定止动机构500处于锁止状态或解锁状态。
可选地，可以在止动气缸510的表面安装磁性开关650，以对止动气缸510中的活塞位置进行检测。
为了对止动气缸510的伸缩进行控制，本申请实施例的倒片装置还包括电磁阀660和控制器610，该电磁阀660与控制器610信号连接，电磁阀660用于根据控制器610的控制信号控制止动气缸510的伸缩速度。如此，可以通过控制器610控制电磁阀660的启闭或流量控制，从而实现对止动气缸510的伸缩以及伸缩速度进行控制。
可选地，止动气缸510的气口处连接电磁阀660，通过电磁阀660的启闭控制止动气缸510的伸缩，通过电磁阀660的开度控制止动气缸510的伸缩速度。
本申请实施例中，门体200翻转的具体过程为：
伺服电机311运行状态下，伺服电机311驱动伸缩缸312做直线伸缩运动，且伸缩缸312可以相对于腔体100摆动，从而使伸缩缸312的移动端在第一弧形孔1211中运动，并带动第一连接件320沿第一弧形孔1211运动，由第一连接件320带动门体200围绕轴件转动，最终实现门体200的翻转运动，以实现门体200的开启或关闭。当伸缩缸312处于回缩状态时，伸缩缸312的移动端位于第一弧形孔1211的上端部，气弹簧410的移动端位于第二弧形孔1311的上端部，此时门体200处于开启状态；当伸缩缸312处于伸长状态时，伸缩缸312的移动端位于第一弧形孔1211的下端部，气弹簧410的移动端位于第二弧形孔1311的下端部，此时门体200处于关闭状态。基于上述设置，可以实现通过控制伺服电机311而控制门体200开关的目的。
在门体200翻转的过程中，伺服电机311为门体200的翻转提供动力源，而阻尼机构400始终给门体200一个推力，该推力使门体200时刻具有关闭的运动趋势，也即，阻尼机构400始终阻碍门体200开启，而有利于门体200关闭。如此，当门体200开启时，通过计算，选择合适的气弹簧410可使其推力等于门体200自身的重力，伺服电机311在开启门体200状态下的保持扭矩输出可以大幅减小，有效避免了伺服电机311过载的风险；而当门体200关闭时，伺服电机311可以关闭使能，而由气弹簧410提供推力，使门体200牢牢贴紧在开口110处，如此，门体200在气弹簧410的推力下压紧开口110处的密封圈160，保证了腔体100的气密性。
基于上述倒片装置，本申请实施例还公开了一种开关门体的控制方法，应用于上述倒片装置或半导体工艺设备，以控制门体的开启或关闭。
参考图2至图9，所公开的控制方法包括：
检测门体200的位置状态；
在门体200处于开启状态，且需要切换至关闭状态的情况下，控制器610控制驱动机构300驱动门体200执行关闭动作；
判断门体200是否达到第一目标位置、驱动机构300的驱动速度以及接近开关640是否有信号，以确定门体200是否已经关闭到位；
当门体200关闭到位时，控制器610控制止动机构500锁止门体200，以使门体200处于关闭状态；
在门体200处于关闭状态，且需要切换至开启状态的情况下，控制器610控制止动机构500解除对门体200锁止；
当解除对门体200锁止时，控制器610控制驱动机构300驱动门体200执行开门动作；
判断门体200是否到达第二目标位置；
当门体200到达第二目标位置时，门体200处于完全开启状态。
此处需要说明的是，倒片装置正常运行过程中，门体200存在两个位置状态，开启状态或关闭状态，如此，可以通过检测元件检测门体200处于开启状态或关闭状态。
一些实施例中，可以通过限位开关630检测门体200是否处于完全开启状态。具体为，当门体200处于开启状态，伸缩缸312处于收缩状态，第一连接件320位于第一弧形孔1211的上端部，与此同时，第二连接件420位于第二弧形孔1311的上端部，如此，第二连接件420可以与限位开关630接触，从而使限位开关630产生信号，并将信号发送至伺服驱动器313，进而可以判定门体200处于完全开启状态。当然，通过限位开关630还可以实现伺服电机311的原点的定位，以保证伺服电机311的运行精度。
另外，可以通过接近开关640检测门体200是否处于完全关闭状态。具体为，当门体200处于关闭状态，接近开关640检测到门体200，并向控制器610发送信号，从而可以判定门体200处于完全关闭状态。
基于上述设置，可以根据限位开关630和接近开关640配合使用，以确定门体200的位置状态。
第一种情况：门体200需要从开启状态切换至关闭状态，具体过程如下：
通过上位机620或按钮等向控制器610发出关门指令，控制器610接到关门指令后向伺服驱动器313发出关门的控制指令，伺服驱动器313控制伺服电机311启动，伺服电机311通过伸缩缸312和第一连接件320驱动门体200进行翻转，以使门体200关闭。
当门体200翻转关闭时，伺服驱动器313控制伺服电机311停止，同时，控制器610对门体200的位置和速度进行判断，以确定门体200的实际位置是否与第一目标位置重合，以及伺服电机311的实际转速是否为零，根据上述两个条件即可判定门体200是否已经翻转至第一目标位置；与此同时，接近开关640实时检测门体200，当接近开关640检测到门体200时，会产生信号，并将信号发送至控制器610。基于此，待门体200的实际位置与第一目标位置重合、伺服电机311的实际转速为零、以及接近开关640产生信号三个条件同时满足时，判定为门体200已经关闭到位，此时控制器610控制伺服驱动器313关闭使能。
控制器610控制电磁阀660使止动气缸510伸出，在此过程中，通过磁性开关650实时检测止动气缸510内的活塞的位置，以判定止动气缸510是否伸出到位；待止动气缸510伸出到位时，即可判定门体200关闭并进行锁止，至此，关门动作完成，且不会出现泄漏或意外开启，保证了设备的正常运行。
第二种情况：门体200需要从关闭状态切换至开启状态，具体过程如下：
通过上位机620或按钮等向控制器610发出开门指令，控制器610接到开门指令后向止动机构500发出解除锁止的控制指令，具体为，控制器610控制电磁阀660使止动气缸510回缩，在此过程中，通过磁性开关650实时检测止动气缸510内的活塞的位置，以判定止动气缸510是否均回缩到位。
待止动气缸510回缩到位时，控制器610向伺服驱动器313发出开门的控制指令，伺服驱动器313控制伺服电机311启动，伺服电机311通过伸缩缸312和第一连接件320驱动门体200进行翻转，以使门体200开启。
当门体200翻转开启时，伺服驱动器313控制伺服电机311停止运行，同时，控制器610对门体200的位置和速度进行判断，确定门体200的实际位置是否与第二目标位置重合，以及伺服电机311的实际转速是否为零，根据上述两个条件即可判定门体200是否已经翻转至第二目标位置。基于此，当判定门体200已经开启到位时，控制器610控制伺服驱动器313关闭使能。
此处需要说明的是，在进行开门或关门过程之前，优先确保伺服电机311已搜索原点，以保证伺服电机311运行的精度。当然，该过程为伺服系统的基本操作，具体可详见相关技术，此处不再赘述。本申请实施例中，门体200处于开启状态时，伺服电机311处于零位状态，门体200处于关闭状态时伺服电机311的位置为一定值，根据搜原点后可根据JOG模式调试得出。
综上所述，本申请实施例采用伺服控制方式控制门体200翻转，从而可以对门体200的翻转速度以及位置进行精确控制，并消除门体200运动过程中的振动，保证门体200翻转的平稳性；门体200位置可以通过伺服编码器反馈与各种检测开关相结合进行确认，安全互锁更多，使设备的稳定性和安全性更高；门体200关闭到位时释放伺服电机311使能，通过气弹簧410的弹力使门体200关闭更加紧密，保证了腔体100的气密性；止动气缸510与气弹簧410结合的机械结构，在停电时对门体200进行限制，以防止门体200掉落；另外，一些控制参数可以直接通过软件进行配置、安装、调试、维护，使操作更加便捷。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种倒片装置，应用于半导体工艺设备，其特征在于，包括：腔体(100)、门体(200)、驱动机构(300)、运动轨道和阻尼机构(400)；
所述腔体(100)具有用于倒片的传输腔，所述腔体(100)开设有与所述传输腔连通的开口(110)；
所述门体(200)可翻转地设置于所述开口(110)处，且所述门体(200)的靠近下端的区域与所述腔体(100)的两侧壁转动连接；
所述驱动机构(300)可摆动地连接于所述腔体(100)的第一侧壁(120)外，所述驱动机构(300)包括伺服驱动组件(310)和第一连接件(320)，所述运动轨道用于使所述伺服驱动组件(310)的输出端沿所述运动轨道的轨迹移动，所述第一连接件(320)用于将所述伺服驱动组件(310)的输出端与所述门体(200)的靠近下端的区域转动连接，所述伺服驱动组件(310)通过所述第一连接件(320)驱动所述门体(200)相对于所述腔体(100)翻转；
所述阻尼机构(400)连接所述门体(200)与所述腔体(100)，且所述阻尼机构(400)用于对所述门体(200)施加使所述门体(200)向远离所述开口的方向翻转的阻力。
2.根据权利要求1所述的倒片装置，其特征在于，所述伺服驱动组件(310)包括伺服电机(311)和伸缩缸(312)；
所述伺服电机(311)与所述伸缩缸(312)传动连接，所述伸缩缸(312)的固定端可转动地连接于所述第一侧壁(120)外，所述伸缩缸(312)的输出端与所述第一连接件(320)转动连接，所述第一连接件(320)与所述门体(200)的靠近下端的区域固定连接。
3.根据权利要求2所述的倒片装置，其特征在于，所述第一侧壁(120)包括向下延伸至所述传输腔下方的第一支撑部(121)，所述门体(200)包括向下延伸至所述传输腔下方的门体支撑部(220)，所述运动轨道由在所述第一支撑部(121)上开设的第一弧形孔(1211)形成，所述伸缩缸(312)的输出端穿过所述第一弧形孔(1211)与所述第一连接件(320)转动连接，并沿所述第一弧形孔(1211)可移动，所述第一连接件(320)与所述门体支撑部(220)固定连接。
4.根据权利要求3所述的倒片装置，其特征在于，所述第一连接件(320)与所述第一支撑部(121)转动连接。
5.根据权利要求1所述的倒片装置，其特征在于，所述阻尼机构(400)可摆动地连接于与所述第一侧壁(120)相对的第二侧壁(130)外，所述阻尼机构(400)包括气弹簧(410)和第二连接件(420)；
所述气弹簧(410)的固定端可摆动地连接于所述第二侧壁(130)外，所述第二连接件(420)用于将所述气弹簧(410)的移动端与所述门体(200)的靠近下端的区域转动连接，所述第二连接件(420)与所述门体(200)固定连接。
6.根据权利要求5所述的倒片装置，其特征在于，所述第二侧壁(130)包括向下延伸至所述传输腔下方的第二支撑部(131)，所述门体(200)包括向下延伸至所述传输腔下方的门体支撑部(220)，所述第二支撑部(131)开设有第二弧形孔(1311)，所述气弹簧(410)的移动端穿过所述第二弧形孔(1311)与所述第二连接件(420)转动连接，并沿所述第二弧形孔(1311)可移动，所述第二连接件(420)与所述第二支撑部(131)转动连接。
7.根据权利要求1所述的倒片装置，其特征在于，所述倒片装置还包括止动机构(500)，所述止动机构(500)用于在所述门体(200)关闭所述开口(110)时，抵接于所述门体(200)的靠近下部的区域，以对所述门体(200)进行锁止。
8.根据权利要求7所述的倒片装置，其特征在于，所述门体(200)的靠近自身翻转轴线的一侧设有止动块(210)，所述止动块(210)具有第一止动板面(211)和第二止动板面(212)，所述第一止动板面(211)与所述门体(200)垂直，所述第一止动板面(211)与所述第二止动板面(212)垂直设置；
所述止动机构(500)设置在所述腔体(100)的下方，所述止动机构(500)包括止动气缸(510)和止动凸起(520)，所述止动气缸(510)用于驱动所述止动凸起(520)在所述门体(200)关闭所述开口(110)时上升，所述止动凸起(520)抵接于所述第一止动板面(211)和所述第二止动板面(212)；
或者，所述止动机构(500)设置在所述腔体(100)的下方，所述止动机构(500)包括第一止动气缸、第二止动气缸、第一止动凸起和第二止动凸起，所述第一止动气缸用于驱动第一止动凸起在所述门体(200)关闭所述开口(110)时上升，所述第一止动凸起抵接于所述第一止动板面(211)，所述第二止动气缸用于驱动所述第二止动凸起在所述门体(200)关闭所述开口(110)时上升，所述第二止动凸起抵接于所述第二止动板面(212)。
9.一种半导体工艺设备，包括控制器(610)和权利要求1至8中任意一项所述的倒片装置，其特征在于，所述倒片装置还包括限位开关(630)，所述伺服驱动组件(310)包括信号连接的伺服驱动器(313)和伺服电机(311)，所述控制器(610)用于向所述伺服驱动器(313)发送翻转所述门体(200)的信号，所述限位开关(630)用于检测所述伺服电机(311)是否处于原点位置，所述伺服驱动器(313)用于接收所述控制器(610)发送的翻转所述门体(200)的信号和根据所述限位开关(630)检测到所述伺服电机(311)处于原点位置的信号时，控制所述伺服电机(311)驱动所述门体(200)进行翻转；
和/或，所述倒片装置还包括接近开关(640)，所述接近开关(640)用于检测所述门体(200)是否关闭到位，所述控制器(610)用于根据所述接近开关(640)检测到的所述门体(200)关闭到位的信号时，控制所述伺服驱动组件(310)关闭使能；
和/或，所述倒片装置还包括磁性开关(650)，所述磁性开关(650)用于检测止动气缸(510)的活塞是否回缩到位，所述控制器(610)用于根据所述磁性开关(650)检测到的所述活塞回缩到位信号时，控制所述门体(200)进行翻转；
和/或，所述倒片装置还包括电磁阀(660)，所述电磁阀(660)用于根据所述控制器(610)的控制信号控制止动气缸(510)的伸缩速度。
10.一种开关门体的控制方法，应用于权利要求9所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述控制方法包括：
检测门体的位置状态；
在所述门体处于开启状态，且需要切换至关闭状态的情况下，控制器控制驱动机构驱动所述门体执行关闭动作；
判断所述门体是否到达第一目标位置、驱动机构的驱动速度以及接近开关是否有信号，以确定所述门体是否已经关闭到位；
当所述门体关闭到位时，控制器控制止动机构锁止所述门体，以使所述门体处于完全关闭状态；
在所述门体处于关闭状态，且需要切换至开启状态的情况下，控制器控制止动机构解除对所述门体锁止；
当解除对所述门体锁止时，控制器控制驱动机构驱动所述门体执行开启动作；
判断所述门体是否到达第二目标位置；
当所述门体到达所述第二目标位置时，所述门体处于完全开启状态。
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