CN115609392B - 一种Fab厂用具有智能化自动抓取功能的加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Fab厂用具有智能化自动抓取功能的加工设备，包括机架和保护罩，所述机架的上端转动设置有保护罩，所述机架的侧面底部设置有可拆卸的挡板，所述机架的内部等距设置有3个横向移动机构，所述横向移动机构的内部设置有气动式抓取机构；当装置在进行使用时，输送结构可以带动晶圆进行移动，气动式抓取机构可以对晶圆进行抓取，然后横向移动机构带动气动式抓取机构进行移动，在移动晶圆的同时，另一侧的循环式打磨机构和限位打磨机构会对晶圆进行打磨，从而增加对晶圆的打磨效率，在打磨时会利用离心力将产生的碎渣移动至边缘，然后通过晶圆与槽口之间的间隙使得杂质向下流动，再通过杂质收集机构来对杂质进行收集。

Description

一种Fab厂用具有智能化自动抓取功能的加工设备
技术领域
本发明涉及晶圆加工技术领域，具体为一种Fab厂用具有智能化自动抓取功能的加工设备。
背景技术
晶圆加工厂也叫Fab厂，晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅，高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅，硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆，在将晶圆由沙子加工为晶圆时需要是使用到加工设备来对晶圆进行打磨抛光，从而便于晶圆的后续使用，可是一般的晶圆加工设备在使用时还有一些缺点，比如：
一般的晶圆加工设备在进行打磨抛光时需要将晶圆先手工放置在加工设备上，由于一般的加工设备会通过对多个晶圆进行打磨抛光，所以在放置晶圆的步骤上就需要浪费较多的时间，当放置完毕后，加工设备对晶圆加工3-6min，再将晶圆取出重新进行放置，从而在对晶圆进行取放料时需要浪费大量的时间，致使装置的加工效率较低，同时在进行取放料时，一般的加工设备不具有自动抓取功能多为手工进行取放料，使得装置的智能化较低，需要浪费大量的人力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Fab厂用具有智能化自动抓取功能的加工设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种Fab厂用具有智能化自动抓取功能的加工设备，包括机架和保护罩，所述机架的上端转动设置有保护罩，所述机架的侧面底部设置有可拆卸的挡板，所述机架的内部等距设置有3个横向移动机构，所述横向移动机构的内部设置有气动式抓取机构，所述机架的内部对称设置有输送结构，且2个输送结构之间设置有限位机构，所述限位机构的内部等角度设置有6个限位打磨机构，所述限位机构的上端设置有循环式打磨机构，所述限位机构的下方设置有杂质收集机构，当装置在进行使用时，输送结构可以带动晶圆进行移动，气动式抓取机构可以对晶圆进行抓取，然后横向移动机构带动气动式抓取机构进行移动，将打磨完毕后的晶圆移动至另一侧的输送结构上，再将没打磨的晶圆移动至限位打磨机构上，在移动晶圆的同时，另一侧的循环式打磨机构和限位打磨机构会对晶圆进行打磨，从而增加对晶圆的打磨效率，在打磨时会利用离心力将产生的碎渣移动至边缘，然后通过晶圆与槽口之间的间隙使得杂质向下流动，再通过杂质收集机构来对杂质进行收集。
进一步的，所述横向移动机构包括限位杆、第一电动机、丝杆和支撑架，所述限位杆设置在机架的内部，所述机架的侧面设置有第一电动机，所述第一电动机的侧面与丝杆相连接，所述丝杆转动设置在限位杆的内部，所述丝杆的外侧设置有支撑架，所述支撑架与限位杆为滑动连接，当装置再进行使用时，第一电动机带动丝杆进行转动，当丝杆进行转动时，由于丝杆和支撑架为螺纹连接，而限位杆会对支撑架进行限位，所以支撑架会随着丝杆的转动进行移动，从而通过支撑架的移动带动固定架的移动，进而带动气动式抓取机构的移动。
进一步的，所述气动式抓取机构包括第一电动推杆、气泵、固定架、固定孔、固定柱、连接柱、支撑柱、防滑层和支撑板，所述第一电动推杆设置在支撑架的上端，所述第一电动推杆的下端内部设置有气泵，所述第一电动推杆的下端与固定架相连接，所述固定架的内部开设有固定孔，所述固定孔的内部嵌入式安装有固定柱和堵塞杆，所述固定柱和堵塞杆的外侧套设有活塞环，第一电动推杆会带动固定架进行上下移动，从而对固定架的高度进行调整，使得装置在对晶圆进行夹持时，可以将晶圆移动至不同的高度，进而便于对晶圆的位置进行调整。
进一步的，所述固定柱呈V字形，所述固定柱的侧面转动设置有连接柱，所述连接柱滑动设置在支撑柱的内部，所述支撑柱的外侧与支撑板为转动连接，所述支撑板固定设置在固定架的底部，所述支撑柱的底部设置有防滑层，将固定柱嵌入式安装在固定孔的内部后，将多余的固定孔利用堵塞杆进行堵塞，从而根据需求对固定柱的数量进行调整，气泵的尾部与外界相连通，当对晶圆进行夹持时，气泵工作推动固定柱向下进行移动，当固定柱向下移动时会推动连接柱移动，此时连接柱会与支撑柱进行伸缩，带动支撑柱进行转动，从而对支撑柱的底端位置进行调整，之后利用防滑层来对晶圆进行夹持，防滑层呈波浪状，所以可以避免晶圆表面出现缺陷时，防滑层不可以有效的对晶圆进行夹持的现象，并且由于装置为气动式，所以会使得固定柱每次进行夹持时受到恒定大小的力，即防滑层也会受到恒定的力，所以可以避免在夹持时出现晶圆的损坏。
进一步的，所述输送结构包括固定轴和传送链，所述固定轴转动设置在机架的内部，所述固定轴的外侧设置有传送链，当固定轴进行转动时会带动传送链的移动，当传送链进行移动时会带动晶圆进行移动，从而将晶圆运送到到该处进行打磨，将打磨完毕的晶圆运输至后续的加工工位中进行加工。
进一步的，所述限位机构包括中心架，所述中心架呈圆饼状，中心架的内部等角度设置有6个槽口，所述槽口的内部上端嵌入式安装有固定环，所述固定环的内侧设置有打磨层，将固定环嵌入式安装在槽口的内部，随后利用螺栓将固定环和槽口进行连接，从而对固定环进行固定，使得装置在运行时，打磨层可以与晶圆的边缘进行摩擦，从而对晶圆的边缘进行打磨。
进一步的，所述限位打磨机构包括支撑筒、第二电动机、打磨架和固定槽，所述支撑筒嵌入式安装在槽口的内部，所述支撑筒的内部设置有第二电动机，所述第二电动机的上端设置有打磨架，所述打磨架的上端等角度开设有若干个边缘呈开口状的固定槽，将支撑筒从中心架的底部嵌入式安装在槽口的内部，然后使用螺栓对支撑筒进行固定，将晶圆放置在固定槽的内部，然后第二电动机带动打磨架进行转动，当打磨架进行转动时会带动晶圆进行转动，从而对晶圆进行打磨，同时在对晶圆的表面进行打磨时，由于打磨架和循环式打磨机构对晶圆施加的力不相同，当晶圆受到一侧的力过大时，晶圆就会在外力作用下发生转动，当晶圆发生转动后，会增加对晶圆的边缘打磨效果。
进一步的，所述循环式打磨机构包括第二电动推杆、中心环、打磨辊和打磨刀，所述第二电动推杆设置在机架的底部，所述中心环设置在中心架的底部，所述中心环的内部转动设置有打磨辊，所述第二电动推杆的输出端嵌入式安装在打磨辊的内部，所述打磨辊的上端呈半圆形，所述打磨辊的上端下方等距设置有打磨刀，当第二电动推杆的输出端进行上下移动时，由于第二电动推杆的输出端呈麻花状，所以当第二电动推杆进行移动时会对打磨辊进行导向，从而是的打磨辊进行旋转，并且中心环可以对打磨辊进行限位，增加中心环在转动时的稳定性，当中心环不断的进行转动时，打磨刀会对晶圆的上表面进行打磨。
进一步的，所述杂质收集机构导向架、第一进料道和第二进料道，所述导向架呈倾斜状，所述导向架的侧面设置有开口呈喇叭状，所述第一进料道的内部转动设置有第二进料道，且第一进料道和第二进料道通过扭簧相连接，当打磨架进行旋转时固定槽内的杂质会会离心力的作用下想外移动，从而使得杂质通过打磨架和打磨层之间的间隙顺着支撑筒向下流动，随后杂质会在导向层的导向作用下向下流动至导向架或是第二进料道的内部，由于导向架、第一进料道和第二进料道呈倾斜状，所以杂质会通过导向架流动至外界，进而对杂质进行收集；在对杂质收集机构进行安装时，由于第二进料道和第一进料道之间通过扭簧相连接，当第二进料道接触到外界物体时会发生转动，之后第二进料道会在扭簧的弹力作用下恢复原位，从而使得第二进料道可以正常工作对杂质进收集。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在进行使用时，输送结构可以带动晶圆进行移动，气动式抓取机构可以对晶圆进行抓取，然后横向移动机构带动气动式抓取机构进行移动，将打磨完毕后的晶圆移动至另一侧的输送结构上，再将没打磨的晶圆移动至限位打磨机构上，在移动晶圆的同时，另一侧的循环式打磨机构和限位打磨机构会对晶圆进行打磨，从而增加对晶圆的打磨效率，在打磨时会利用离心力将产生的碎渣移动至边缘，然后通过晶圆与槽口之间的间隙使得杂质向下流动，再通过杂质收集机构来对杂质进行收集。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的机架和保护罩俯剖视结构示意图；
图2是本发明的机架正剖视结构示意图；
图3是本发明的第一电动推杆和固定架正剖视结构示意图；
图4是本发明的固定柱和支撑柱立体结构示意图；
图5是本发明的中心架俯视结构示意图；
图6是本发明的中心架和支撑筒安装正剖视结构示意图；
图7是本发明的中心环和打磨辊安装正剖视结构示意图；
图8是本发明的杂质收集机构俯视结构示意图。
图中：1、机架；2、保护罩；3、第二进料道；4、限位杆；5、第一电动机；6、丝杆；7、支撑架；8、第一电动推杆；9、气泵；10、固定架；11、固定孔；12、固定柱；13、连接柱；14、支撑柱；15、防滑层；16、支撑板；17、堵塞杆；18、固定轴；19、传送链；20、中心架；21、固定环；22、打磨层；23、支撑筒；24、第二电动机；25、打磨架；26、固定槽；27、导向层；28、第二电动推杆；29、中心环；30、打磨辊；31、打磨刀；32、导向架；33、第一进料道。
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。
如图1和图2所示，本发明提供技术方案：一种Fab厂用具有智能化自动抓取功能的加工设备，包括机架1和保护罩2，机架1的上端转动设置有保护罩2，机架1的侧面底部设置有可拆卸的挡板，机架1的内部等距设置有3个横向移动机构，横向移动机构的内部设置有气动式抓取机构，机架1的内部对称设置有输送结构，且2个输送结构之间设置有限位机构，限位机构的内部等角度设置有6个限位打磨机构，限位机构的上端设置有循环式打磨机构，限位机构的下方设置有杂质收集机构，当装置在进行使用时，输送结构可以带动晶圆进行移动，气动式抓取机构可以对晶圆进行抓取，然后横向移动机构带动气动式抓取机构进行移动，将打磨完毕后的晶圆移动至另一侧的输送结构上，再将没打磨的晶圆移动至限位打磨机构上，在移动晶圆的同时，另一侧的循环式打磨机构和限位打磨机构会对晶圆进行打磨，从而增加对晶圆的打磨效率，在打磨时会利用离心力将产生的碎渣移动至边缘，然后通过晶圆与槽口之间的间隙使得杂质向下流动，再通过杂质收集机构来对杂质进行收集。
横向移动机构包括限位杆4、第一电动机5、丝杆6和支撑架7，限位杆4设置在机架1的内部，机架1的侧面设置有第一电动机5，第一电动机5的侧面与丝杆6相连接，丝杆6转动设置在限位杆4的内部，丝杆6的外侧设置有支撑架7，支撑架7与限位杆4为滑动连接，当装置再进行使用时，第一电动机5带动丝杆6进行转动，当丝杆6进行转动时，由于丝杆6和支撑架7为螺纹连接，而限位杆4会对支撑架7进行限位，所以支撑架7会随着丝杆6的转动进行移动，从而通过支撑架7的移动带动固定架10的移动，进而带动气动式抓取机构的移动。
如图3所示，气动式抓取机构包括第一电动推杆8、气泵9、固定架10、固定孔11、固定柱12、连接柱13、支撑柱14、防滑层15和支撑板16，第一电动推杆8设置在支撑架7的上端，第一电动推杆8的下端内部设置有气泵9，第一电动推杆8的下端与固定架10相连接，固定架10的内部开设有固定孔11，固定孔11的内部嵌入式安装有固定柱12和堵塞杆17，固定柱12和堵塞杆17的外侧套设有活塞环，第一电动推杆8会带动固定架10进行上下移动，从而对固定架10的高度进行调整，使得装置在对晶圆进行夹持时，可以将晶圆移动至不同的高度，进而便于对晶圆的位置进行调整。
如图4所示，固定柱12呈V字形，固定柱12的侧面转动设置有连接柱13，连接柱13滑动设置在支撑柱14的内部，支撑柱14的外侧与支撑板16为转动连接，支撑板16固定设置在固定架10的底部，支撑柱14的底部设置有防滑层15，将固定柱12嵌入式安装在固定孔11的内部后，将多余的固定孔11利用堵塞杆17进行堵塞，从而根据需求对固定柱12的数量进行调整，气泵9的尾部与外界相连通，当对晶圆进行夹持时，气泵9工作推动固定柱12向下进行移动，当固定柱12向下移动时会推动连接柱13移动，此时连接柱13会与支撑柱14进行伸缩，带动支撑柱14进行转动，从而对支撑柱14的底端位置进行调整，之后利用防滑层15来对晶圆进行夹持，防滑层15呈波浪状，所以可以避免晶圆表面出现缺陷时，防滑层15不可以有效的对晶圆进行夹持的现象，并且由于装置为气动式，所以会使得固定柱12每次进行夹持时受到恒定大小的力，即防滑层15也会受到恒定的力，所以可以避免在夹持时出现晶圆的损坏。
如图5和图6所示，输送结构包括固定轴18和传送链19，固定轴18转动设置在机架1的内部，固定轴18的外侧设置有传送链19，当固定轴18进行转动时会带动传送链19的移动，当传送链19进行移动时会带动晶圆进行移动，从而将晶圆运送到到该处进行打磨，将打磨完毕的晶圆运输至后续的加工工位中进行加工。
限位机构包括中心架20，中心架20呈圆饼状，中心架20的内部等角度设置有6个槽口，槽口的内部上端嵌入式安装有固定环21，固定环21的内侧设置有打磨层22，将固定环21嵌入式安装在槽口的内部，随后利用螺栓将固定环21和槽口进行连接，从而对固定环21进行固定，使得装置在运行时，打磨层22可以与晶圆的边缘进行摩擦，从而对晶圆的边缘进行打磨。
限位打磨机构包括支撑筒23、第二电动机24、打磨架25和固定槽26，支撑筒23嵌入式安装在槽口的内部，支撑筒23的内部设置有第二电动机24，第二电动机24的上端设置有打磨架25，打磨架25的上端等角度开设有若干个边缘呈开口状的固定槽26，将支撑筒23从中心架20的底部嵌入式安装在槽口的内部，然后使用螺栓对支撑筒23进行固定，将晶圆放置在固定槽26的内部，然后第二电动机24带动打磨架25进行转动，当打磨架25进行转动时会带动晶圆进行转动，从而对晶圆进行打磨，同时在对晶圆的表面进行打磨时，由于打磨架25和循环式打磨机构对晶圆施加的力不相同，当晶圆受到一侧的力过大时，晶圆就会在外力作用下发生转动，当晶圆发生转动后，会增加对晶圆的边缘打磨效果。
如图7所示，循环式打磨机构包括第二电动推杆28、中心环29、打磨辊30和打磨刀31，第二电动推杆28设置在机架1的底部，中心环29设置在中心架20的底部，中心环29的内部转动设置有打磨辊30，第二电动推杆28的输出端嵌入式安装在打磨辊30的内部，打磨辊30的上端呈半圆形，打磨辊30的上端下方等距设置有打磨刀31，当第二电动推杆28的输出端进行上下移动时，由于第二电动推杆28的输出端呈麻花状，所以当第二电动推杆28进行移动时会对打磨辊30进行导向，从而是的打磨辊30进行旋转，并且中心环29可以对打磨辊30进行限位，增加中心环29在转动时的稳定性，当中心环29不断的进行转动时，打磨刀31会对晶圆的上表面进行打磨。
如图8所示，杂质收集机构导向架32、第一进料道33和第二进料道3，导向架32呈倾斜状，导向架32的侧面设置有开口呈喇叭状，第一进料道33的内部转动设置有第二进料道3，且第一进料道33和第二进料道3通过扭簧相连接，当打磨架25进行旋转时固定槽26内的杂质会会离心力的作用下想外移动，从而使得杂质通过打磨架25和打磨层22之间的间隙顺着支撑筒23向下流动，随后杂质会在导向层27的导向作用下向下流动至导向架32或是第二进料道3的内部，由于导向架32、第一进料道33和第二进料道3呈倾斜状，所以杂质会通过导向架32流动至外界，进而对杂质进行收集；在对杂质收集机构进行安装时，由于第二进料道3和第一进料道33之间通过扭簧相连接，当第二进料道3接触到外界物体时会发生转动，之后第二进料道3会在扭簧的弹力作用下恢复原位，从而使得第二进料道3可以正常工作对杂质进收集。
本发明的工作原理：当装置在进行使用时，输送结构可以带动晶圆进行移动，气动式抓取机构可以对晶圆进行抓取，然后横向移动机构带动气动式抓取机构进行移动，将打磨完毕后的晶圆移动至另一侧的输送结构上，再将没打磨的晶圆移动至限位打磨机构上，在移动晶圆的同时，另一侧的循环式打磨机构和限位打磨机构会对晶圆进行打磨，从而增加对晶圆的打磨效率，在打磨时会利用离心力将产生的碎渣移动至边缘，然后通过晶圆与槽口之间的间隙使得杂质向下流动，再通过杂质收集机构来对杂质进行收集。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (5)

1.一种Fab厂用具有智能化自动抓取功能的加工设备，包括机架（1）和保护罩（2），其特征在于：所述机架（1）的上端转动设置有保护罩（2），所述机架（1）的侧面底部设置有可拆卸的挡板，所述机架（1）的内部等距设置有3个横向移动机构，所述横向移动机构的内部设置有气动式抓取机构，所述机架（1）的内部对称设置有输送结构，且2个输送结构之间设置有限位机构，所述限位机构的内部等角度设置有6个限位打磨机构，所述限位机构的上端设置有循环式打磨机构，所述限位机构的下方设置有杂质收集机构；
所述限位机构包括中心架（20），所述中心架（20）呈圆饼状，中心架（20）的内部等角度设置有6个槽口，所述槽口的内部上端嵌入式安装有固定环（21），所述固定环（21）的内侧设置有打磨层（22）；
所述限位打磨机构包括支撑筒（23）、第二电动机（24）、打磨架（25）和固定槽（26），所述支撑筒（23）嵌入式安装在槽口的内部，所述支撑筒（23）的内部设置有第二电动机（24），所述第二电动机（24）的上端设置有打磨架（25），所述打磨架（25）的上端等角度开设有若干个边缘呈开口状的固定槽（26）；
所述循环式打磨机构包括第二电动推杆（28）、中心环（29）、打磨辊（30）和打磨刀（31），所述第二电动推杆（28）设置在机架（1）的底部，所述中心环（29）设置在中心架（20）的底部，所述中心环（29）的内部转动设置有打磨辊（30），所述第二电动推杆（28）的输出端嵌入式安装在打磨辊（30）的内部，所述打磨辊（30）的上端呈半圆形，所述打磨辊（30）的上端下方等距设置有打磨刀（31），所述第二电动推杆（28）的输出端呈麻花状，当第二电动推杆（28）进行移动时会对打磨辊（30）进行导向，从而使得打磨辊（30）进行旋转，并且中心环（29）对打磨辊（30）进行限位。
2.根据权利要求1所述的一种Fab厂用具有智能化自动抓取功能的加工设备，其特征在于：所述横向移动机构包括限位杆（4）、第一电动机（5）、丝杆（6）和支撑架（7），所述限位杆（4）设置在机架（1）的内部，所述机架（1）的侧面设置有第一电动机（5），所述第一电动机（5）的侧面与丝杆（6）相连接，所述丝杆（6）转动设置在限位杆（4）的内部，所述丝杆（6）的外侧设置有支撑架（7），所述支撑架（7）与限位杆（4）为滑动连接。
3.根据权利要求2所述的一种Fab厂用具有智能化自动抓取功能的加工设备，其特征在于：所述气动式抓取机构包括第一电动推杆（8）、气泵（9）、固定架（10）、固定孔（11）、固定柱（12）、连接柱（13）、支撑柱（14）、防滑层（15）和支撑板（16），所述第一电动推杆（8）设置在支撑架（7）的上端，所述第一电动推杆（8）的下端内部设置有气泵（9），所述第一电动推杆（8）的下端与固定架（10）相连接，所述固定架（10）的内部开设有固定孔（11），所述固定孔（11）的内部嵌入式安装有固定柱（12）和堵塞杆（17），所述固定柱（12）和堵塞杆（17）的外侧套设有活塞环，所述固定柱（12）呈V字形，所述固定柱（12）的侧面转动设置有连接柱（13），所述连接柱（13）滑动设置在支撑柱（14）的内部，所述支撑柱（14）的外侧与支撑板（16）为转动连接，所述支撑板（16）固定设置在固定架（10）的底部，所述支撑柱（14）的底部设置有防滑层（15）。
4.根据权利要求1所述的一种Fab厂用具有智能化自动抓取功能的加工设备，其特征在于：所述输送结构包括固定轴（18）和传送链（19），所述固定轴（18）转动设置在机架（1）的内部，所述固定轴（18）的外侧设置有传送链（19）。
5.根据权利要求1所述的一种Fab厂用具有智能化自动抓取功能的加工设备，其特征在于：所述杂质收集机构包括导向架（32）、第一进料道（33）和第二进料道（3），所述导向架（32）呈倾斜状，所述导向架（32）的侧面设置有开口呈喇叭状，所述第一进料道（33）的内部转动设置有第二进料道（3），且第一进料道（33）和第二进料道（3）通过扭簧相连接。
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