CN115140549A - 转载机构及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及半导体加工设备技术领域，尤其是涉及一种转载机构及设备，转载机构包括转载组件、驱动组件和第一检测组件，转载组件具有轴线，驱动组件用于驱动转载组件绕着所述轴线旋转，第一检测组件与驱动组件连接，以检测转载组件旋转的角度，该第一检测组件与驱动组件通信连接，以将所述转载组件旋转的角度发送到所述驱动组件，所述驱动组件被设置为利用所述转载组件旋转的角度调整所述转载组件的旋转角度。根据本申请提供的转载机构及设备，使得驱动组件能够依据第一检测组件检测的转载组件旋转角度的信息调整驱动组件驱动转载组件的状态(例如正转、反转和停止)，有效提高转载组件旋转到位的精度，进而提高转载机构的重复定位精度。
Description
技术领域
本申请涉及半导体加工设备技术领域，尤其是涉及一种转载机构及设备。
背景技术
目前，随着半导体技术的发展，对半导体的加工设备的加工精度要求不断提高。在半导体加工过程中，时常面临晶圆的转载。然而，现今的晶圆转载机构的转载晶圆的重复定位精度(重复定位精度是指零件或刀具等实际位置与标准位置之间的差距，差距越小，说明精度越高)较低(例如现今晶圆转载机构的重复定位精度多数处于±5角秒)，这使得晶圆的转载误差较大，难以满足晶圆转载的精度要求。
此外，现今的晶圆转载机构尺寸较大，占用较大的空间。
发明内容
本申请的目的在于提供一种转载机构及设备，以在一定程度上解决现有技术中存在的晶圆转载机构的转载晶圆的重复定位精度较大使得晶圆的转载误差较大，难以满足晶圆转载的精度要求的技术问题。
根据本申请的第一方面提供一种转载机构，包括：
转载组件，具有轴线；
驱动组件，用于驱动所述转载组件绕着所述轴线旋转；
第一检测组件，与所述驱动组件连接，以检测所述转载组件旋转的角度，所述第一检测组件与所述驱动组件通信连接，以将所述转载组件旋转的角度发送到所述驱动组件，所述驱动组件被设置为利用所述转载组件旋转的角度调整所述转载组件的旋转角度。
优选地，所述驱动组件包括驱动部和驱动轴，所述驱动轴的轴线为所述轴线，所述转载组件和所述第一检测组件两者分别套设于所述驱动轴的外侧，所述第一检测组件与所述驱动部通信连接。
优选地，所述驱动组件还包括第一轴承部，所述第一轴承部设置于所述驱动轴与所述转载组件之间；
所述转载机构还包括第二检测组件，所述第二检测组件的部分设置于所述转载组件，以检测所述转载组件旋转的角度，所述第二检测组件与所述驱动组通信连接。
优选地，所述第一检测组件与所述转载组件两者分别设置于所述驱动部的两侧；
所述驱动部形成为无框电机，所述无框电机包括定子部和转子部，所述驱动轴贯穿所述定子部和所述转子部，所述定子部与所述转子部两者的轴线均为所述轴线，所述转子部与所述驱动轴连接，以驱动所述驱动轴旋转；
所述第一轴承部的数量为两个。
优选地，所述驱动组件还包括：
第二轴承部，所述第二轴承部设置于所述驱动轴与所述定子部之间；
轴承安置部，所述轴承安置部套设于所述第一轴承部与所述转载组件之间。
优选地，所述转子部设置于所述定子部的所述第一检测组件所在的一侧，所述驱动轴形成有第一凸缘，所述第一凸缘设置于所述第一检测组件与所述转子部之间，所述驱动轴经由所述第一凸缘与所述转子部连接；
所述轴承安置部包括第一部分、第二部分和承托部分，彼此连接的第一部分和第二部分两者均沿所述轴线延伸，所述第一部分套设于所述第一轴承部与所述转载组件之间，所述第二部分套设于所述第二轴承部和所述定子部之间，所述承托部分设置于所述第一部分的靠近所述第二部分一端的外侧，所述定子部设置于所述转子部和所述承托部分之间。
优选地，所述转子部设置于所述定子部的所述转载组件所在的一侧，所述轴承安置部的外侧形成有第二凸缘，所述第二凸缘设置于所述转子部的背离所述定子部的一侧，所述第二凸缘与所述转子部连接，所述转子部经由所述轴承安置部与所述驱动轴连接。
优选地，所述转载组件包括彼此连接的连接环和吸附部，所述连接环的轴线为所述轴线，所述连接环套设于所述驱动轴的外侧，所述吸附部沿所述连接环的径向方向延伸。
优选地，所述第一检测组件形成为圆光栅；
所述第二检测组件包括霍尔传感器和磁铁部，所述转载机构还包括壳体，所述驱动组件、第一检测组件设置于所述壳体内，所述壳体形成有凸块，所述凸块与所述连接环的背离所述吸附部的一侧相对，所述霍尔传感器设置于所述凸块；
所述磁铁部设置于所述转载组件，以使得所述霍尔传感器检测所述转载组件旋转的角度。
优选地，所述吸附部包括第一吸附片和第二吸附片，所述第一吸附片沿所述连接环的第一径向方向延伸，所述第二吸附片沿所述连接环的第二径向方向延伸，所述第一径向方向与所述第二径向方向两者之间的夹角为锐角、直角或和钝角；
所述磁铁部包括第一磁铁和第二磁铁，在第一径向方向上所述第一磁铁设置于所述连接环的背离所述第一吸附片的一侧的外侧，在第二径向方向上所述第二磁铁设置于所述连接环的背离所述第二吸附片的一侧的外侧。
优选地，所述第一径向方向与所述第二径向方向两者之间的夹角为125°；
所述吸附部形成为负压吸附片或者静电吸附片，所述吸附部被设置为至少能够吸附12英寸圆形晶圆。
优选地，所述第一轴承部形成为角接触球轴承，所述第二轴承部形成为角接触球轴承或者深沟球轴承。
根据本申请的第二方面提供一种设备，包括上述任一技术方案所述的转载机构，因而，具有该转载机构的全部有益技术效果，在此，不再赘述。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请提供的转载机构，通过第一检测组件与驱动组件通信连接，使得驱动组件能够依据第一检测组件检测的转载组件旋转角度的信息调整驱动组件驱动转载组件的状态(例如正转、反转和停止)，有效提高转载组件旋转到位的精度，进而提高转载机构的重复定位精度。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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为本申请实施例提供的转载机构的轴测结构示意图；
图2为本申请实施例提供的转载机构的沿驱动轴轴线剖切的剖切结构示意图；
图3为本申请实施例提供的又一转载机构的沿驱动轴轴线剖切的剖切结构示意图；
图4为本申请实施例提供的再一转载机构的沿驱动轴轴线剖切的剖切结构示意图；
图5为本申请实施例提供的转载机构的仰视结构示意图。
附图标记：
110-连接环；120-吸附部；121-第一吸附片；122-第二吸附片；210-驱动轴；211-第一凸缘；220-转子；230-定子；240-第一轴承；250-第二轴承；260-轴承安置座；261-第二凸缘；300-圆光栅；410-霍尔传感器；421-第一磁铁；422-第二磁铁；500-壳体；510-传感器安装座。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请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。
通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。
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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面参照图1至图5描述根据本申请一些实施例所述的转载机构及设备。
参见图1至图5所示，本申请的实施例提供了一种转载机构，转载机构包括转载组件、驱动组件和第一检测组件，具体地，转载组件具有轴线，驱动组件用于驱动转载组件绕着所述轴线旋转，第一检测组件与驱动组件连接，以检测转载组件旋转的角度，该第一检测组件与驱动组件通信连接，以将所述转载组件旋转的角度发送到所述驱动组件，所述驱动组件被设置为利用所述转载组件旋转的角度调整所述转载组件的旋转角度如此，使得驱动组件能够依据第一检测组件检测的转载组件旋转角度的信息调整驱动组件驱动转载组件的状态(例如正转、反转和停止)，有效提高转载组件旋转到位的精度，进而提高转载机构的重复定位精度。
优选地，如图2至图4所示，驱动组件可以包括驱动部和驱动轴210，该驱动轴210的轴线为所述轴线，所述转载组件和所述第一检测组件两者分别套设于所述驱动轴210的外侧，所述第一检测组件与所述驱动部通信连接，如此，驱动部可以通过驱动该驱动轴210旋转，从而带动套设于所述驱动轴210的外侧的转载组件旋转。
优选地，第一检测组件可以形成为圆光栅300，该圆光栅300设置于驱动轴210上，以检测驱动轴210带动的转载组件的旋转角度，以保证转载机构的重复定位精度。
优选地，如图2至图4所示，驱动组件还可以包括第一轴承240，该第一轴承240设置于驱动轴210与下述连接环110之间，以提高驱动轴210驱动转载组件的旋转的精度。
优选地，第一轴承240的数量可以形成为两个，两个第一轴承240同轴并列设置于驱动轴210与下述连接环110之间，以提高驱动轴210与下述连接环110两者之间的连接刚度。
进一步地，第一轴承240可以形成为角接触球轴承，进一步增加第一轴承240的精度，以进一步提高驱动轴210驱动转载组件的旋转的精度。
优选地，如图2至图4所示，驱动部可以形成为无框电机，以压缩转载机构的空间。该无框电机包括定子230和转子220，驱动轴210贯穿定子230和转子220，定子230与转子220两者的轴线均为所述轴线，转子220与驱动轴210连接，以驱动驱动轴210旋转。
优选地，如图2至图4所示，圆光栅300与转载组件两者分别设置于无框电机的两侧。
实施例一
参见2示出了定子230直接套设于所述驱动轴210的一种示例，如此进一步地压缩了转载机构的空间，便于无框电机的独立维护。优选地，如图2所示，所述转子220设置于所述定子230的靠近所述转载组件的一侧，所述驱动轴210形成有第一凸缘211，所述驱动轴210经由所述第一凸缘211与所述转子220连接。
此外，在实施例中，转载机构还可以包括第二检测组件，第二检测组件的部分设置于所述转载组件，以检测所述转载组件旋转的角度，所述第二检测组件与所述驱动组通信连接，如此，使得驱动组件能够依据第二检测组件检测的转载组件旋转角度的信息，并结合上述第一检测组件检测的转载组件旋转角度的信息，调整驱动组件驱动转载组件的状态(例如正转、反转和停止)，进一步提高了转载机构的重复定位精度。
优选地，第二检测组件可以包括霍尔传感器410和磁铁，如图3至图5所示，所述转载机构还可以包括壳体500，所述驱动组件、第一检测组件设置于所述壳体500内。该壳体500形成有传感器安装座510，传感器安装座510与下述连接环110的背离所述吸附部120的一侧相对，所述霍尔传感器410设置于该传感器安装座510。所述磁铁部设置于转载组件，当转载组件旋转时，磁铁部随转载组件旋转，使得霍尔传感器410通过感应磁铁部的磁场的位置变化实现检测转载组件旋转角度的目的。通过霍尔传感器410的设置，提高了转载机构检测转载组件旋转角度的精度。在圆光栅300对转载组件旋转角度的快速检测的前提下，霍尔传感器410的检测进一步提高转载组件旋转角度的检测精度，在霍尔传感器410和圆光栅300两者的共同作用下，使得转载机构的重复定位精度可以达到±1角秒。
在实施例中，转载组件可以包括彼此连接的连接环110和吸附部120，所述连接环110的轴线为所述轴线，连接环110套设于所述驱动轴210的外侧，所述吸附部120沿所述连接环110的径向方向延伸。
优选地，所述吸附部120形成为负压吸附片，负压吸附片形成有负压腔，所述转载机构还可以包括气泵，该气泵与所述负压腔连通。如图1所示，负压吸附片的上表面和/或下表面形成有与负压腔连通的吸附孔。当负压吸附片吸附待转载物(如晶圆)时，气泵使得负压腔内形成负压，待转载物与吸附孔贴合时，在大气压强与负压腔两者的压力差的作用下，使得待转载物牢固吸附于负压吸附片。
可选地，所述吸附部120形成为静电吸附片，所述转载机构还可以包括供电系统，所述静电吸附片形成为导电金属，该静电吸附片与供电系统连通，使得静电吸附片表面带电，在电荷吸附作用下，使得静电吸附片能够实现吸附待转载物的目的。
需要说明的是，负压吸附片和静电吸附片均为本领域的现有技术，本领域技术人员可以知晓静电吸附片和负压吸附片的结构和原理，不再赘述。
优选地，所述吸附部120被设置为至少能够吸附12英寸圆形晶圆。需要说明的是，这里所指的至少能够吸附12英寸圆形晶圆可以理解为吸附部120的吸附能力可以达到吸附小于或者等于与12英寸圆形晶圆的质量和/或面积的待转载物，例如，4英寸圆形晶圆、5英寸圆形晶圆、6英寸圆形晶圆、8英寸圆形晶圆、30mm×15mm长方形晶圆、50mm×30mm长方形晶圆。
优选地，如图1所示，所述吸附部120包括第一吸附片121和第二吸附片122，所述第一吸附片121沿所述连接环110的第一径向方向延伸，所述第二吸附片122沿所述连接环110的第二径向方向延伸，所述第一径向方向与所述第二径向方向两者之间的夹角为125°。然而不限于此，只要保证第一吸附片121和第二吸附片122两者在吸附待转载物(如晶圆)的过程中第一吸附片121、第二吸附片122、壳体500、待转载物(如晶圆)不发生干涉，第一径向方向与第二径向方向两者之间的夹角可以为锐角、直角和钝角。
相应地，如图5所示，上述磁铁部可以包括第一磁铁421和第二磁铁422，在第一径向方向上第一磁铁421设置于连接环110的背离所述第一吸附片121的一侧的外侧，在第二径向方向上第二磁铁422设置于连接环110的背离第二吸附片122的一侧的外侧，如此，第一磁铁421与第一吸附片121两者均设置于第一径向方向上，使得第一磁铁421可以随着第一吸附片121同步旋转，以便于霍尔传感器410检测第一吸附片121旋转角度。类似地，第二磁铁422与第二吸附片122两者均设置于第二径向方向上，实现了霍尔传感器410检测第二吸附片122旋转角度。此外，第一磁铁421和第二磁铁422均设置于连接环110的背离吸附部120的一侧的外侧，如此使得第一磁铁421和第二磁铁422更靠近霍尔传感器410，提高霍尔传感器410对第一磁铁421和第二磁铁422的感应敏感度。
需要说明的是，吸附部120并不局限于仅包括两个吸附片(即第一吸附片121和第二吸附片122)，只要吸附片之间以及壳体500均不发生干涉，吸附部120可以包括的吸附片数量可以为1个、3个、4个或者更多个。
在实施例中，如图3和图4所示，驱动组件还可以包括第二轴承250，第二轴承250设置于驱动轴210与定子230之间，以进一步提高驱动轴210旋转精度。
优选地，如图3和图4所示，驱动组件还可以包括轴承安置座260，所述轴承安置座260套设于所述第一轴承240与连接环110之间，以弥补因为设置第二轴承250使得第一轴承240和连接环110两者之间产生的缝隙。
实施例二
如图3所示，转子220设置于定子230的圆光栅300所在的一侧，驱动轴210形成有第一凸缘211，第一凸缘211设置于第一检测组件与转子220之间，所述驱动轴210经由所述第一凸缘211与所述转子220连接，如此，转载机构可以采用在无框电机的上部布线，操作人员可以通过打开壳体500的上部，实现转载机构的维修更换配件，转载机构的维修视野好操作空间大。
优选地，轴承安置座260可以包括第一部分、第二部分和承托部分，彼此连接的第一部分和第二部分两者均沿轴线延伸，第一部分套设于第一轴承240与转载组件之间，以弥补第一轴承240与转载组件两者之间的缝隙。第二部分套设于所述第二轴承250和定子230之间，所述承托部分设置于所述第一部分的靠近所述第二部分一端的外侧，所述定子230设置于所述转子220和所述承托部分之间，承托部分实现定子230与连接环110两者的分隔，避免定子230干涉连接环110旋转。
优选地，第二轴承250可以形成为角接触球轴承。
实施例三
如图4所示，转子220设置于定子230的转载组件所在的一侧，轴承安置座260的外侧形成有第二凸缘261，第二凸缘261设置于转子220的背离定子230的一侧，第二凸缘261与转子220连接，转子220经由所述轴承安置座260与驱动轴210连接。
优选地，第二轴承250可以形成为深沟球轴承或者角接触球轴承。
本申请的实施例还提供一种设备，包括上述任一实施例所述的转载机构，因而，具有该转载机构的全部有益技术效果，在此，不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (13)
1.一种转载机构，其特征在于，包括：
转载组件，具有轴线；
驱动组件，用于驱动所述转载组件绕着所述轴线旋转；
第一检测组件，与所述驱动组件连接，以检测所述转载组件旋转的角度，所述第一检测组件与所述驱动组件通信连接，以将所述转载组件旋转的角度发送到所述驱动组件，所述驱动组件被设置为利用所述转载组件旋转的角度调整所述转载组件的旋转角度。
2.根据权利要求1所述的转载机构，其特征在于，
所述驱动组件包括驱动部和驱动轴，所述驱动轴的轴线为所述轴线，所述转载组件和所述第一检测组件两者分别套设于所述驱动轴的外侧，所述第一检测组件与所述驱动部通信连接。
3.根据权利要求2所述的转载机构，其特征在于，
所述驱动组件还包括第一轴承部，所述第一轴承部设置于所述驱动轴与所述转载组件之间；
所述转载机构还包括第二检测组件，所述第二检测组件的部分设置于所述转载组件，以检测所述转载组件旋转的角度，所述第二检测组件与所述驱动组通信连接。
4.根据权利要求3所述的转载机构，其特征在于，所述第一检测组件与所述转载组件两者分别设置于所述驱动部的两侧；
所述驱动部形成为无框电机，所述无框电机包括定子部和转子部，所述驱动轴贯穿所述定子部和所述转子部，所述定子部与所述转子部两者的轴线均为所述轴线，所述转子部与所述驱动轴连接，以驱动所述驱动轴旋转；
所述第一轴承部的数量为两个。
5.根据权利要求4所述的转载机构，其特征在于，所述驱动组件还包括：
第二轴承部，所述第二轴承部设置于所述驱动轴与所述定子部之间；
轴承安置部，所述轴承安置部套设于所述第一轴承部与所述转载组件之间。
6.根据权利要求5所述的转载机构，其特征在于，所述转子部设置于所述定子部的所述第一检测组件所在的一侧，所述驱动轴形成有第一凸缘，所述第一凸缘设置于所述第一检测组件与所述转子部之间，所述驱动轴经由所述第一凸缘与所述转子部连接；
所述轴承安置部包括第一部分、第二部分和承托部分，彼此连接的第一部分和第二部分两者均沿所述轴线延伸，所述第一部分套设于所述第一轴承部与所述转载组件之间，所述第二部分套设于所述第二轴承部和所述定子部之间，所述承托部分设置于所述第一部分的靠近所述第二部分一端的外侧，所述定子部设置于所述转子部和所述承托部分之间。
7.根据权利要求5所述的转载机构，其特征在于，所述转子部设置于所述定子部的所述转载组件所在的一侧，所述轴承安置部的外侧形成有第二凸缘，所述第二凸缘设置于所述转子部的背离所述定子部的一侧，所述第二凸缘与所述转子部连接，所述转子部经由所述轴承安置部与所述驱动轴连接。
8.根据权利要求3至6中任一项所述的转载机构，其特征在于，
所述转载组件包括彼此连接的连接环和吸附部，所述连接环的轴线为所述轴线，所述连接环套设于所述驱动轴的外侧，所述吸附部沿所述连接环的径向方向延伸。
9.根据权利要求8所述的转载机构，其特征在于，
所述第一检测组件形成为圆光栅；
所述第二检测组件包括霍尔传感器和磁铁部，所述转载机构还包括壳体，所述驱动组件、第一检测组件设置于所述壳体内，所述壳体形成有凸块，所述凸块与所述连接环的背离所述吸附部的一侧相对，所述霍尔传感器设置于所述凸块；
所述磁铁部设置于所述转载组件，以使得所述霍尔传感器检测所述转载组件旋转的角度。
10.根据权利要求9所述的转载机构，其特征在于，
所述吸附部包括第一吸附片和第二吸附片，所述第一吸附片沿所述连接环的第一径向方向延伸，所述第二吸附片沿所述连接环的第二径向方向延伸，所述第一径向方向与所述第二径向方向两者之间的夹角为锐角、直角或和钝角；
所述磁铁部包括第一磁铁和第二磁铁，在第一径向方向上所述第一磁铁设置于所述连接环的背离所述第一吸附片的一侧的外侧，在第二径向方向上所述第二磁铁设置于所述连接环的背离所述第二吸附片的一侧的外侧。
11.根据权利要求10所述的转载机构，其特征在于，
所述第一径向方向与所述第二径向方向两者之间的夹角为125°；
所述吸附部形成为负压吸附片或者静电吸附片，所述吸附部被设置为至少能够吸附12英寸圆形晶圆。
12.根据权利要求5所述的转载机构，其特征在于，所述第一轴承部形成为角接触球轴承，所述第二轴承部形成为角接触球轴承或者深沟球轴承。
13.一种设备，其特征在于，包括权利要求1至12中任一项所述的转载机构。
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- 2022-03-14 CN CN202210252605.4A patent/CN115140549A/zh active Pending
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