CN116487305A - 晶圆搬运装置和生产装置 - Google Patents

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CN116487305A CN202310489202.6A CN202310489202A CN116487305A CN 116487305 A CN116487305 A CN 116487305A CN 202310489202 A CN202310489202 A CN 202310489202A CN 116487305 A CN116487305 A CN 116487305A
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Abstract

本发明提供了一种晶圆搬运装置和生产装置，包括机械臂组件、旋转驱动组件、升降组件和线缆组件；所述旋转驱动组件包括第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件，所述线缆组件包括弹性线缆件，所述弹性线缆件分别与所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件连接，所述弹性线缆件设置于所述旋转驱动组件的下方且随所述旋转驱动组件的升降而伸缩运动，使得减小了所述弹性线缆件因拉伸而导致的损耗，且所述弹性线缆件在所述旋转驱动组件回降时可收缩，不存在弯折，不仅极大的延长了所述弹性线缆件的使用寿命，而且大大减小了所述弹性线缆件在装置的腔体内的占用体积，能有效增大旋转驱动组件的升降行程，提升了工作效率。

Description

晶圆搬运装置和生产装置
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆搬运装置和生产装置。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。硅会被空气瞬间氧化，真空环境可以保证晶圆的质量以及在真空环境下可以最低程度的减少尘埃颗粒的掉落，所以在半导体器件的制造过程中，半导体晶片主要通过真空机械手在不同真空腔室中传递，并送至相应工位。现有技术中机械手内部线缆为普通集成线缆，占用空间较大，而且线缆长时间运行后，线缆寿命会降低，不仅会影响装置整体的使用寿命，而且还存在安全隐患。
公开号为CN115122376A的中国专利公开了一种连杆型双臂直驱真空机械手，包括机械手外壳、腔室法兰连接板、升降驱动件、升降驱动件安装板、双轴手臂驱动件、与双轴手臂驱动件配合设置的一轴手臂及二轴手臂。该专利通过将控制器组件设置于机械手外壳的内腔底面上，可无需在腔室中额外安装外部控制柜，充分满足腔室体积的要求。公开号为CN115122389A的中国专利公开了一种独立双臂真空直驱机械手，包括机械手外壳、腔室法兰连接板、Z轴驱动件、Z轴驱动件安装板、驱控板卡外壳、多轴手臂驱动件及与多轴手臂驱动件配合设置的对应的手臂组件。本发明通过将驱控板卡外壳设置于Z轴驱动件安装板下侧，可无需在腔室中额外安装外部控制柜，充分满足腔室体积的要求。但这两个专利存在驱动件与控制器或驱控板卡之间的连接线缆占用空间较大，线缆寿命低的问题。
因此，有必要提供一种新型的晶圆搬运装置和生产装置以解决现有技术中存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆搬运装置和生产装置，以解决现有技术中机械手内部线缆占用空间较大，线缆长时间运行后，线缆寿命会降低，不仅会影响装置整体的使用寿命，而且还存在安全隐患的问题。
为实现上述目的，本发明的所述晶圆搬运装置包括机械臂组件、旋转驱动组件、升降组件和线缆组件；
所述机械臂组件包括下大臂、上大臂、与所述下大臂和所述上大臂连接的小臂、以及与所述小臂连接的末端执行器；
所述旋转驱动组件包括第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件，所述第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件分别与所述下大臂和所述上大臂连接，用于分别驱动所述下大臂和所述上大臂进行旋转运动，以使所述小臂随动，从而使所述小臂带动所述末端执行器进行旋转运动或伸缩运动；
所述升降组件包括升降驱动组件，所述升降驱动组件与所述旋转驱动组件连接，所述升降驱动组件驱动所述旋转驱动组件做升降运动；
所述线缆组件包括弹性线缆件，所述弹性线缆件分别与所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件连接，所述弹性线缆件设置于所述旋转驱动组件的下方且随所述旋转驱动组件的升降而伸缩运动。
本发明的所述晶圆搬运装置的有益效果在于：通过所述弹性线缆件分别与所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件连接，所述弹性线缆件设置于所述旋转驱动组件的下方且随所述旋转驱动组件的升降而伸缩运动，使得所述弹性线缆件可以随所述旋转驱动组件的升降而伸缩运动，减小了所述弹性线缆件因拉伸而导致的损耗，且所述弹性线缆件在所述旋转驱动组件回降时可收缩，不存在弯折，使得极大的延长了所述弹性线缆件的使用寿命，从而延长了整体装置的使用寿命，消除了安全隐患，而且所述弹性线缆件可收缩，大大减小了所述弹性线缆件在装置的腔体内的占用体积，从而可大幅度减小所述晶圆搬运装置本体的体积，能有效增大旋转驱动组件的升降行程，提升了工作效率。
优选的，所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件均包括驱动外壳、电联接固定件和转接件，所述电联接固定件设置于所述驱动外壳的外壁，所述转接件固定设置于所述电联接固定件，所述线缆组件还包括连接线缆件，所述连接线缆件的一端与所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件连接，所述连接线缆件的另一端与所述弹性线缆件连接，所述连接线缆件贯穿所述驱动外壳和所述电联接固定件且固定设置于所述转接件。其有益效果在于：使得所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件的驱动外壳内的所述连接线缆件穿出所述驱动外壳后能通过所述电联接固定件和所述转接件固定，从而使得线缆更为规整紧凑，占用空间较小，可极大减小所述晶圆搬运装置的整体体积，而且不会干涉所述晶圆搬运装置内的其他部件的运行，维修也更为方便，同时所述连接线缆件贯穿所述驱动外壳和所述电联接固定件后固定设置于所述转接件，能增强装置的密封可靠性，从而确保了所述机械臂组件在真空环境中工作，而且所述连接线缆件贯穿所述驱动外壳和所述电联接固定件后固定设置于所述转接件，使得线缆能极大减少因旋转驱动组件旋转而引起的晃动，从而减少了损耗，延长了所述连接线缆件的寿命，使得延长了整体装置的使用寿命，减少了安全隐患。
优选的，所述升降组件还包括升降导轨、第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块；所述第一旋转驱动组件还包括外空心轴，所述第一旋转驱动组件中的所述驱动外壳的两侧端部分别通过所述第一滑块和所述第二滑块滑动设置于所述升降导轨，且所述第一滑块和所述第二滑块之间的连线与所述外空心轴的轴向中心线相交；所述第二旋转驱动组件还包括转子轴，所述转子轴套设于所述外空心轴内，所述第二旋转驱动组件中的所述驱动外壳的两侧端部分别通过所述第三滑块和所述第四滑块滑动设置于所述升降导轨，且所述第三滑块和所述第四滑块之间的连线与所述转子轴的轴向中心线相交。其有益效果在于：即导轨在两侧，传动在中心，能使传输更为稳定安全，从而延长了晶圆搬运装置的整体使用寿命。
优选的，所述升降驱动组件包括升降支撑件、抱闸器、直驱电机、编码器、丝杆螺母和丝杆，所述抱闸器、所述直驱电机和所述编码器分别与所述丝杆连接，所述丝杆的一端套设于所述转子轴内，所述丝杆螺母套设于所述丝杆，所述升降支撑件与所述丝杆螺母固定连接，所述升降支撑件的上端依次固定所述第二旋转驱动组件和所述第一旋转驱动组件。其有益效果在于：通过所述直驱电机驱动所述丝杆转动，以带动所述升降支撑件做升降运动，从而带动所述升降支撑件上固定的所述第二旋转驱动组件和所述第一旋转驱动组件沿所述升降导轨做升降运动，所述抱闸器具有抱闸功能，可使所述第二旋转驱动组件和所述第一旋转驱动组件在行程内的任意高度停止，所述编码器对所述直驱电机的运动进行测量反馈，以实时准确的控制所述第二旋转驱动组件和所述第一旋转驱动组件的升降。
优选的，所述弹性线缆件为弹簧线缆，所述线缆组件还包括第一固定件和第二固定件，所述弹簧线缆的两端分别固定于所述第一固定件和所述第二固定件，所述第一固定件与所述升降支撑件连接固定，所述第二固定件与所述升降驱动组件连接固定。其有益效果在于：所述弹簧线缆不仅可随着所述第二旋转驱动组件和所述第一旋转驱动组件的升降而任意伸缩，而且弹簧线缆占用空间小，为晶圆搬运装置节约了腔内空间，同时所述弹簧线缆通过螺旋回弹的方式使得所述弹簧线缆在所述弹簧线缆的径向方向的受力极大减少，且不存在弯折，极大的延长了线缆的使用寿命。
优选的，所述晶圆搬运装置还包括凹套轴，所述凹套轴套设于所述丝杆和所述转子轴之间，且所述凹套轴与所述升降支撑件固定设置。其有益效果在于：使得所述旋转驱动组件和所述升降驱动组件之间能保持良好的密封效果，从而确保了所述机械臂组件在真空环境中工作。
优选的，所述凹套轴套包括套轴部和底座部，所述套轴部套设于所述丝杆和所述转子轴之间，所述底座部固定设置于所述升降支撑件的上端面，且所述底座部与所述升降支撑件之间设置有密封圈密封。其有益效果在于：有利于使所述旋转驱动组件和所述升降驱动组件之间能保持良好的密封效果，从而确保了所述机械臂组件在真空环境中工作。
优选的，所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件中的驱动外壳均为一体成型式结构。其有益效果在于：密封效果更好。
优选的，所述第一旋转驱动组件包括第一直驱电机，所述第一直驱电机包括第一定子和第一转子，所述第二旋转驱动组件包括第二直驱电机，所述第二直驱电机包括第二定子和第二转子；所述晶圆搬运装置还包括密封隔离套，所述密封隔离套包括上密封隔离部和下密封隔离部，所述上密封隔离部卡设于所述第一定子和所述第一转子之间，所述下密封隔离部卡设于所述第二定子和所述第二转子之间。其有益效果在于：使得定子和转子之间能保持良好的密封效果，从而使得装置的整体旋转结构位于真空腔内，确保了所述机械臂组件在真空环境中工作，延长了装置的整体使用寿命。
优选的，所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件均还包括码盘和读数头，所述读数头设置于所述驱动外壳且与所述码盘相对运动，所述第一旋转驱动组件中的所述码盘套设于所述外空心轴，所述第二旋转驱动组件中的所述码盘套设于所述转子轴。
优选的，所述码盘为绝对值码盘，所述码盘的角度分辨率为0-0.00030角秒。其有益效果在于：绝对值码盘结构稳定，定位精准，可使所述机械臂组件取片更准确，所述码盘的角度分辨率为0.00030角秒时，可使装置的重复精度达0.0075角秒。
优选的，所述驱动外壳和所述电联接固定件之间、以及所述电联接固定件与所述转接件之间均设有密封件密封。其有益效果在于：提高了所述驱动外壳的密封性，从而确保了所述机械臂组件在真空环境中工作。
优选的，所述驱动外壳的外壁设有安装凹槽，所述电联接固定件卡设于所述安装凹槽，且所述驱动外壳和所述电联接固定件分别对应设置有供所述连接线缆件贯穿的贯穿孔。其有益效果在于：所述电联接固定件卡设于所述安装凹槽，使得结构更为紧凑，减小了所述晶圆搬运装置的整体体积，所述驱动外壳和所述电联接固定件分别对应设置有供所述连接线缆件贯穿的贯穿孔，使得提高了所述驱动外壳的密封性，从而确保了所述机械臂组件在真空环境中工作。
本发明的所述生产装置包括至少两个工艺设备，以及设置于所述至少两个工艺设备之间的所述的晶圆搬运装置，所述晶圆搬运装置用于将晶圆从一个所述工艺设备搬运至另一个所述工艺设备。
本发明的所述生产装置的有益效果在于：通过所述晶圆搬运装置中的所述弹性线缆件可随所述旋转驱动组件的升降而伸缩运动的特性，减小了所述弹性线缆件因拉伸而导致的损耗，延长了所述弹性线缆件的使用寿命，从而延长了所述晶圆搬运装置及所述生产装置的整体使用寿命，消除了安全隐患，而且所述弹性线缆件可收缩，大大减小了所述弹性线缆件在装置的腔体内的占用体积，从而可大幅度减小所述晶圆搬运装置本体的体积，使得所述晶圆搬运装置不会干涉所述生产装置中的其他部件的运行，且所述弹性线缆件的设置能有效增大旋转驱动组件的升降行程，提升了所述生产装置的整体工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例的晶圆搬运装置的结构示意图；
图2为图1所示的晶圆搬运装置的内部结构示意图一；
图3为图1所示的晶圆搬运装置的内部结构示意图二；
图4为图1所示的晶圆搬运装置的内部结构局部示意图一；
图5为图1所示的晶圆搬运装置的内部结构局部示意图二。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
为克服现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种晶圆搬运装置和生产装置，以解决现有技术中机械手内部线缆占用空间较大，线缆长时间运行后，线缆寿命会降低，不仅会影响装置整体的使用寿命，而且还存在安全隐患的问题。
图1为本发明实施例的晶圆搬运装置的结构示意图；图2为图1所示的晶圆搬运装置的内部结构示意图一；图3为图1所示的晶圆搬运装置的内部结构示意图二。
本发明一些实施例中，参考图1至图3，所述晶圆搬运装置包括机械臂组件1、旋转驱动组件2、升降组件3和线缆组件4；所述机械臂组件1包括下大臂11、上大臂12、与所述下大臂11和所述上大臂12连接的小臂(图中未标示)、以及与所述小臂(图中未标示)连接的末端执行器(图中未标示)。所述旋转驱动组件2包括第一旋转驱动组件21和第二旋转驱动组件22，所述第一旋转驱动组件21和第二旋转驱动组件22分别与所述下大臂11和所述上大臂12连接，以分别驱动所述下大臂11和所述上大臂12进行旋转运动，使所述小臂(图中未标示)随动从而带动所述末端执行器(图中未标示)进行旋转运动或伸缩运动，即所述下大臂11和所述上大臂12旋转从而带动所述小臂(图中未标示)运动，所述小臂(图中未标示)运动会带动所述末端执行器(图中未标示)进行旋转运动或伸缩运动。所述升降组件3包括升降驱动组件31，所述升降驱动组件31与所述旋转驱动组件2连接，所述升降驱动组件31驱动所述旋转驱动组件2做升降运动；所述线缆组件4包括弹性线缆件(图中未标示)，所述弹性线缆件(图中未标示)分别与所述第一旋转驱动组件21和所述第二旋转驱动组件22连接，所述弹性线缆件(图中未标示)设置于所述旋转驱动组件2的下方且随所述旋转驱动组件2的升降而伸缩运动。
其中，所述下大臂11和所述上大臂12进行旋转运动时，处于所述下大臂11和所述上大臂12相向运动方向的两个所述小臂(图中未标示)之间的夹角逐渐减小，即处于所述下大臂11和所述上大臂12之间的夹角小于180度方向的两个所述小臂(图中未标示)之间的夹角会随之逐渐减小，从而使得与该两个所述小臂(图中未标示)连接的所述末端执行器(图中未标示)向远离所述晶圆搬运装置本体的方向做伸出运动；而处于所述下大臂11和所述上大臂12背向运动方向的两个所述小臂(图中未标示)之间的夹角逐渐增大，即处于所述下大臂11和所述上大臂12之间的夹角大于180度方向的两个所述小臂(图中未标示)之间的夹角会随之逐渐增大，从而使得与该两个所述小臂(图中未标示)连接的所述末端执行器(图中未标示)朝向所述晶圆搬运装置本体的方向做缩回运动。
具体的，所述晶圆搬运装置通过所述弹性线缆件分别与所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件连接，所述弹性线缆件设置于所述旋转驱动组件的下方且随所述旋转驱动组件的升降而伸缩运动，使得所述弹性线缆件可以随所述旋转驱动组件的升降而伸缩运动，减小了所述弹性线缆件因拉伸而导致的损耗，且所述弹性线缆件在所述旋转驱动组件的回降时可收缩，不存在弯折，使得极大的延长了所述弹性线缆件的使用寿命，从而延长了整体装置的使用寿命，消除了安全隐患，而且所述弹性线缆件可收缩，大大减小了所述弹性线缆件在装置的腔体内的占用体积，从而可大幅度减小所述晶圆搬运装置本体的体积，能有效增大旋转驱动组件的升降行程，提升了工作效率。
本发明一些实施例中，参考图1，所述小臂(图中未标示)包括4个小臂，分别为第一小臂13、第二小臂14、第三小臂15和第四小臂16，所述末端执行器(图中未标示)包括第一末端执行器17和第二末端执行器18，所述第一小臂13的一端与所述下大臂11连接，另一端与所述第一末端执行器17连接，所述第二小臂14的一端与所述上大臂12连接，另一端与所述第一末端执行器17连接，所述第三小臂15的一端与所述下大臂11连接，另一端与所述第二末端执行器18连接，所述第四小臂16的一端与所述上大臂12连接，另一端与所述第二末端执行器18连接。具体的，若所述下大臂11和所述上大臂12进行旋转运动时，所述下大臂11和所述上大臂12朝向所述第一末端执行器17方向做相向运动，则所述下大臂11和所述上大臂12之间朝向所述第一末端执行器17方向的夹角逐渐减小，使得与所述第一末端执行器17连接的所述第一小臂13和所述第二小臂14之间的夹角逐渐减小，从而带动第一末端执行器17向远离所述晶圆搬运装置本体的方向做伸出运动；此时，所述下大臂11和所述上大臂12之间朝向所述第二末端执行器18方向的夹角逐渐增大，使得与所述第二末端执行器18连接的所述第三小臂15和所述第四小臂16之间的夹角逐渐增大，所述第二末端执行器18朝向所述晶圆搬运装置本体的方向做缩回运动。若所述下大臂11和所述上大臂12进行旋转运动时，所述下大臂11和所述上大臂12朝向所述第一末端执行器17方向做背向运动，则所述下大臂11和所述上大臂12之间朝向所述第一末端执行器17方向的夹角逐渐增大，使得与所述第一末端执行器17连接的所述第一小臂13和所述第二小臂14之间的夹角逐渐增大，从而带动第一末端执行器17朝向所述晶圆搬运装置本体的方向做缩回运动；此时，所述下大臂11和所述上大臂12之间朝向所述第二末端执行器18方向的夹角逐渐减小，使得与所述第二末端执行器18连接的所述第三小臂15和所述第四小臂16之间的夹角逐渐减小，所述第二末端执行器18向远离所述晶圆搬运装置本体的方向做伸出运动。
本发明另一些实施例中，所述小臂(图中未标示)包括两个小臂，分别为第一小臂和第二小臂，所述末端执行器(图中未标示)包括第一末端执行器，所述第一小臂的一端与所述下大臂连接，另一端与所述第一末端执行器连接，所述第二小臂的一端与所述上大臂连接，另一端与所述第一末端执行器连接。该两个小臂具体的运动原理与四个小臂的实施例的运动原理相同，在此不再赘述。
本发明一些实施例中，参考图1至图3，所述晶圆搬运装置还包括装置壳体5，所述装置壳体5的上端部设置真空腔上法兰51，下端部设置底座安装板52，所述装置壳体5、所述真空腔上法兰51和所述底座安装板52构成安装腔体。所述机械臂组件1的外壳与所述真空腔上法兰51连接。所述第一旋转驱动组件21、所述第二旋转驱动组件22和所述升降组件3从上而下依次设置于所述安装腔体内，所述弹性线缆件(图中未标示)设置于所述第二旋转驱动组件22的下方，使得布局合理，结构紧凑，极大减小了所述晶圆搬运装置的整体体积。
本发明一些实施例中，参考图2和图4，所述装置壳体5开设有散热孔53，从而增加了散热面积，保证了内部结构运行环境温度的恒定稳定。
本发明一些实施例中，所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件均包括驱动外壳、电联接固定件和转接件，所述电联接固定件设置于所述驱动外壳的外壁，所述转接件固定设置于所述电联接固定件，所述线缆组件还包括连接线缆件，所述连接线缆件的一端与所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件连接，所述连接线缆件的另一端与所述弹性线缆件连接，所述连接线缆件贯穿所述驱动外壳和所述电联接固定件且固定设置于所述转接件。使得所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件的驱动外壳内的所述连接线缆件穿出所述驱动外壳后能通过所述电联接固定件和所述转接件固定，从而使得线缆更为规整紧凑，占用空间较小，可极大减小所述晶圆搬运装置的整体体积，而且不会干涉所述晶圆搬运装置内的其他部件的运行，维修也更为方便，同时所述连接线缆件贯穿所述驱动外壳和所述电联接固定件后固定设置于所述转接件，能增强装置的密封可靠性，从而确保了所述机械臂组件在真空环境中工作，而且所述连接线缆件贯穿所述驱动外壳和所述电联接固定件后固定设置于所述转接件，使得线缆能极大减少因旋转驱动组件旋转而引起的晃动，从而减少了损耗，延长了所述连接线缆件的寿命，使得延长了整体装置的使用寿命，减少了安全隐患。
本发明一些实施例中，所述转接件为PCB转接件。具体的，所述转接件作为所述驱动外壳内外部所述连接线缆件的连接转接口。
本发明一些实施例中，所述连接线缆件包括电源线和信息数据线，所述电源线一端分别与所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件连接，另一端与所述电源件连接，所述信息数据线一端分别与所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件连接，另一端与控制组件连接后并外接。
本发明一些实施例中，参考图2和图3，所述第一旋转驱动组件21包括第一驱动外壳211、第一电联接固定件212和第一转接件213，所述第一电联接固定件212设置于所述第一驱动外壳211的外壁，所述第一转接件213固定设置于所述第一电联接固定件212，所述线缆组件4还包括连接线缆件(图中未示出)，所述连接线缆件(图中未示出)的一端与所述第一旋转驱动组件21连接，所述连接线缆件(图中未示出)的另一端与所述弹性线缆件(图中未标示)连接，所述连接线缆件(图中未示出)贯穿所述第一驱动外壳211和所述第一电联接固定件212且固定设置于所述第一转接件213。所述第二旋转驱动组件22包括第二驱动外壳221、第二电联接固定件222和第二转接件223，所述第二电联接固定件222设置于所述第二驱动外壳221的外壁，所述第二转接件223固定设置于所述第二电联接固定件222，所述连接线缆件(图中未示出)的一端还与所述第二旋转驱动组件22连接，所述连接线缆件(图中未示出)贯穿所述第二驱动外壳221和所述第二电联接固定件222且固定设置于所述第二转接件223。
本发明一些实施例中，所述驱动外壳的外壁设有安装凹槽，所述电联接固定件卡设于所述安装凹槽，且所述驱动外壳和所述电联接固定件分别对应设置有供所述连接线缆件贯穿的贯穿孔。所述电联接固定件卡设于所述安装凹槽，使得结构更为紧凑，减小了所述晶圆搬运装置的整体体积，所述驱动外壳和所述电联接固定件分别对应设置有供所述连接线缆件贯穿的贯穿孔，使得提高了所述驱动外壳的密封性，从而确保了所述机械臂组件在真空环境中工作。
本发明一些具体实施例中，参考图2和图3，所述第一驱动外壳211的外壁设有安装凹槽(图中未标示)，所述第一电联接固定件212卡设于所述安装凹槽(图中未标示)，且所述第一驱动外壳211和所述第一电联接固定件212分别对应设置有供所述连接线缆件(图中未示出)贯穿的贯穿孔(图中未标示)。所述第二驱动外壳221的外壁设有安装凹槽(图中未标示)，所述第二电联接固定件222卡设于所述安装凹槽(图中未标示)，且所述第二驱动外壳221和所述第二电联接固定件222分别对应设置有供所述连接线缆件(图中未示出)贯穿的贯穿孔(图中未标示)。
本发明一些实施例中，所述驱动外壳和所述电联接固定件之间、以及所述电联接固定件与所述转接件之间均设有密封件密封。提高了所述驱动外壳的密封性，从而确保了所述机械臂组件在真空环境中工作。具体的，所述第一驱动外壳和所述第一电联接固定件之间设有密封件密封，所述第一转接件和所述第一电联接固定件之间设有密封件密封。所述第二驱动外壳和所述第二电联接固定件之间设有密封件密封，所述第二转接件和所述第二电联接固定件之间设有密封件密封。
本发明一些实施例中，所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件中的驱动外壳均为一体成型式结构。参考图2，即所述第一驱动外壳211和所述第二驱动外壳221均为一体成型式结构，一体成型式结构的驱动外壳密封效果更好。
本发明一些实施例中，参考图3，所述真空腔上法兰51与所述第一驱动外壳211之间设有波纹管件54，所述波纹管件54的上端面与所述真空腔上法兰51连接固定，所述波纹管件54的下端面与所述第一驱动外壳211连接固定，且所述波纹管件54与所述真空腔上法兰51之间的接触面设有密封件进行密封，所述波纹管件54与所述第一驱动外壳211之间的接触面设有密封件进行密封，使得增强了装置的密封可靠性，使腔体内部真空区与外部大气区分开，从而确保了所述机械臂组件在真空环境中工作。
本发明一些实施例中，所述升降组件还包括升降导轨、第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块；所述第一旋转驱动组件还包括外空心轴，所述第一旋转驱动组件中的所述驱动外壳的两侧端部分别通过所述第一滑块和所述第二滑块滑动设置于所述升降导轨，且所述第一滑块和所述第二滑块之间的连线与所述外空心轴的轴向中心线相交，即所述第一滑块和所述第二滑块之间的连线穿过所述外空心轴的中心。所述第二旋转驱动组件还包括转子轴，所述转子轴套设于所述外空心轴内，所述第二旋转驱动组件中的所述驱动外壳的两侧端部分别通过所述第三滑块和所述第四滑块滑动设置于所述升降导轨，且所述第三滑块和所述第四滑块之间的连线与所述转子轴的轴向中心线相交，即所述第三滑块和所述第四滑块之间的连线穿过所述转子轴的中心。这样的设计使得导轨在两侧，传动在中心，能使传输更为稳定安全，从而延长了晶圆搬运装置的整体使用寿命。
本发明一些实施例中，参考图2，所述升降组件3还包括升降导轨32和四个滑块33，所述升降导轨32为双导轨结构，分别固定设置于所述装置壳体5。所述第一驱动外壳211的两侧端部分别通过两个所述滑块33滑动设置于所述升降导轨32，所述第二驱动外壳221的两侧端部分别通过两个所述滑块33滑动设置于所述升降导轨32。所述第一驱动外壳211和所述第二驱动外壳221之间通过螺栓进行内部密封固定。
本发明一些实施例中，所述第一旋转驱动组件包括第一直驱电机，所述第一直驱电机包括第一定子和第一转子，所述第二旋转驱动组件包括第二直驱电机，所述第二直驱电机包括第二定子和第二转子；所述晶圆搬运装置还包括密封隔离套，所述密封隔离套包括上密封隔离部和下密封隔离部，所述上密封隔离部卡设于所述第一定子和所述第一转子之间，所述下密封隔离部卡设于所述第二定子和所述第二转子之间。使得定子和转子之间能保持良好的密封效果，从而使得装置的整体旋转结构位于真空腔内，确保了所述机械臂组件在真空环境中工作，延长了装置的整体使用寿命。且所述第一直驱电机和所述第二直驱电机相邻设置，使得设置一个所述密封隔离套即可对所述第一直驱电机和所述第二直驱电机的定子和转子实现密封作用，为晶圆搬运装置节约了腔内空间，可大幅度减小所述晶圆搬运装置本体的体积。
本发明一些实施例中，所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件均还包括码盘和读数头，所述读数头设置于所述驱动外壳且与所述码盘相对运动，所述第一旋转驱动组件中的所述码盘套设于所述外空心轴，所述第二旋转驱动组件中的所述码盘套设于所述转子轴。
本发明一些实施例中，所述码盘与所述转子轴和所述外空心轴过渡配合。过渡配合的安装方式更为便捷，方便维护。
本发明一些具体实施例中，参考图2和图3，所述第一旋转驱动组件21还包括外空心轴214、第一直驱电机215、第一码盘216和第一读数头(图中未示出)，所述第一直驱电机215和所述第一码盘216套设于所述外空心轴214，所述第一读数头(图中未示出)设置于所述第一驱动外壳211且与所述第一码盘216相对运动。所述第二旋转驱动组件22还包括转子轴224、第二直驱电机225、第二码盘226和第二读数头(图中未示出)，所述第二直驱电机225和所述第二码盘226套设于所述转子轴224，所述第二读数头(图中未示出)设置于所述第二驱动外壳221且与所述第二码盘226相对运动。且所述外空心轴214套设于所述转子轴224外。
具体的，参考图1至图3，所述外空心轴214贯穿所述波纹管件54和所述真空腔上法兰51并与所述下大臂11连接，所述第一直驱电机215作为动力部件带动所述外空心轴214与所述第一码盘216进行旋转，所述外空心轴214旋转带动所述下大臂11进行旋转运动。且所述第一直驱电机215转动时，所述第一码盘216与所述第一读数头(图中未示出)相对运动，所述第一读数头(图中未示出)读取所述第一码盘216旋转的旋转角度并将所述旋转角度传输给所述控制组件。所述转子轴224贯穿所述波纹管件54和所述真空腔上法兰51并与所述上大臂12连接，所述第二直驱电机225作为动力部件带动所述转子轴224与所述第二码盘226进行旋转，所述转子轴224旋转带动所述上大臂12进行旋转运动。且所述第二直驱电机225转动时，所述第二码盘226与所述第二读数头(图中未示出)相对运动，所述第二读数头(图中未示出)读取所述第二码盘226旋转的旋转角度并将所述旋转角度传输给所述控制组件。所述下大臂11相对所述外空心轴214进行360°自由旋转，所述上大臂12相对所述转子轴224进行360°自由旋转，且所述上大臂12和所述下大臂11互不干涉进行相对旋转运动。当所述第一直驱电机215和所述第二直驱电机225异向旋转时，所述上大臂12和所述下大臂11异向旋转，使得所述第一小臂13和所述第二小臂14之间的夹角随之逐渐减小或增大，所述第三小臂15和所述第四小臂16之间的夹角随之逐渐增大或减小，从而带动所述第一末端执行器17和所述第二末端执行器18进行伸缩运动，即此时所述第一末端执行器17和所述第二末端执行器18进行晶圆的取放工作。当所述第一直驱电机215和所述第二直驱电机225同向旋转时，所述上大臂12和所述下大臂11同向旋转，使得所述第一小臂13和所述第二小臂14之间的夹角不变，所述第三小臂15和所述第四小臂16之间的夹角不变，从而带动所述第一末端执行器17和所述第二末端执行器18进行旋转运动，即此时所述第一末端执行器17和所述第二末端执行器18进行晶圆的搬运工作。如此实现了将晶圆从一个工位运输到另一个工位的目的。
本发明一些实施例中，所述码盘为绝对值码盘，所述码盘的角度分辨率为0-0.00030角秒。绝对值码盘结构稳定，定位精准，可使所述机械臂组件取片更准确，所述码盘的角度分辨率为0.00030角秒时，可使装置的重复精度达0.0075角秒。
图4为图1所示的晶圆搬运装置的内部结构局部示意图一。
本发明一些实施例中，参考图4，所述第一直驱电机215包括第一定子2151和第一转子2152，所述第二直驱电机225包括第二定子2251和第二转子2252；所述晶圆搬运装置还包括密封隔离套6，所述密封隔离套6包括上密封隔离部61和下密封隔离部62，所述上密封隔离部61卡设于所述第一定子2151和所述第一转子2152之间，所述下密封隔离部62卡设于所述第二定子2251和所述第二转子2252之间。
本发明一些实施例中，参考图4，所述上密封隔离部61的内壁与所述第一驱动外壳211抵持设置，且所述上密封隔离部61与所述第一驱动外壳211之间设置有第一O型圈63密封；所述下密封隔离部62的内壁与所述第二驱动外壳221抵持设置，且所述下密封隔离部62与所述第二驱动外壳221之间设置有第二O型圈64密封。
图5为图1所示的晶圆搬运装置的内部结构局部示意图二。
本发明一些实施例中，参考图2、图3和图5，所述升降驱动组件31还包括升降支撑件311、丝杆312、抱闸器313、直驱电机(图中未示出)、编码器314和丝杆螺母315，所述抱闸器313、所述直驱电机(图中未示出)和所述编码器314分别与所述丝杆312连接，所述丝杆312的一端套设于所述转子轴224内，所述丝杆螺母315套设于所述丝杆312，所述升降支撑件311与所述丝杆螺母315固定连接，所述升降支撑件311的上端依次固定所述第二旋转驱动组件22和所述第一旋转驱动组件21。通过所述直驱电机(图中未示出)驱动所述丝杆312转动，以带动所述升降支撑件311做升降运动，从而带动所述升降支撑件311上固定的所述第二旋转驱动组件22和所述第一旋转驱动组件21沿所述升降导轨32做升降运动，所述抱闸器313具有抱闸功能，可使所述第二旋转驱动组件22和所述第一旋转驱动组件21在行程内的任意高度停止，所述编码器314对所述直驱电机(图中未示出)的运动进行测量反馈，以实时准确的控制所述第二旋转驱动组件22和所述第一旋转驱动组件21的升降。
本发明一些实施例中，所述外空心轴的轴向中心线、所述转子轴的轴向中心线和所述丝杆的轴向中心线重合设置，即三轴同心且互不干涉，使得整体结构紧凑，大幅度减小晶圆搬运装置本体的体积。
本发明一些实施例中，参考图2和图3，所述弹性线缆件(图中未标示)为弹簧线缆41，所述线缆组件4还包括第一固定件42和第二固定件43，所述弹簧线缆41的两端分别固定于所述第一固定件42和所述第二固定件43，所述第一固定件42与所述升降支撑件311连接固定，所述第二固定件43与所述升降驱动组件31连接固定。具体的，所述第二固定件43把接固定于所述升降驱动组件31的壳体上。所述弹簧线缆41不仅可随着所述第二旋转驱动组件22和所述第一旋转驱动组件21的升降而任意伸缩，而且弹簧线缆41占用空间小，为晶圆搬运装置节约了腔内空间，同时所述弹簧线缆41通过螺旋回弹的方式使得所述弹簧线缆41在所述弹簧线缆41的径向方向的受力极大减少，且不存在弯折，极大的延长了线缆的使用寿命。
本发明一些实施例中，参考图2，所述线缆组件4还包括线缆固定件44，所述线缆固定件44的两端分别设置于所述第一驱动外壳211和所述第二驱动外壳221。所述线缆固定件44用于固定与所述弹性线缆件连接的所述连接线缆件(图中未示出)，使得线缆更为规整紧凑，占用空间较小，可极大减小所述晶圆搬运装置的整体体积，而且不会干涉其他部件的运行，维修也更为方便。
本发明一些实施例中，参考图4和图5，所述晶圆搬运装置还包括凹套轴7，所述凹套轴套7设于所述丝杆312和所述转子轴224之间，且所述凹套轴7与所述升降支撑件311固定设置。使得所述旋转驱动组件2和所述升降驱动组件31之间能保持良好的密封效果，从而确保了所述机械臂组件在真空环境中工作。
本发明一些实施例中，参考图5，所述凹套轴7包括套轴部(图中未标示)和底座部(图中未标示)，所述套轴部(图中未标示)套设于所述丝杆312和所述转子轴224之间，所述底座部(图中未标示)固定设置于所述升降支撑件311的上端面，且所述底座部(图中未标示)与所述升降支撑件311之间设置有密封圈71密封。有利于使所述旋转驱动组件2和所述升降驱动组件31之间能保持良好的密封效果，从而确保了所述机械臂组件在真空环境中工作。
本发明一些实施例中，所述生产装置包括至少两个工艺设备，以及设置于所述至少两个工艺设备之间的所述的晶圆搬运装置，所述晶圆搬运装置用于将晶圆从一个所述工艺设备搬运至另一个所述工艺设备。
具体的，所述生产装置中，通过所述晶圆搬运装置中的所述弹性线缆件可随所述旋转驱动组件的升降而伸缩运动的特性，减小了所述弹性线缆件因拉伸而导致的损耗，延长了所述弹性线缆件的使用寿命，从而延长了所述晶圆搬运装置及所述生产装置的整体使用寿命，消除了安全隐患，而且所述弹性线缆件可收缩，大大减小了所述弹性线缆件在装置的腔体内的占用体积，从而可大幅度减小所述晶圆搬运装置本体的体积，使得所述晶圆搬运装置不会干涉所述生产装置中的其他部件的运行，且所述弹性线缆件的设置能有效增大旋转驱动组件的升降行程，提升了所述生产装置的整体工作效率。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (14)

1.一种晶圆搬运装置，其特征在于，包括：
机械臂组件，包括下大臂、上大臂、与所述下大臂和所述上大臂连接的小臂、以及与所述小臂连接的末端执行器；
旋转驱动组件，包括第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件，所述第一旋转驱动组件和第二旋转驱动组件分别与所述下大臂和所述上大臂连接，用于分别驱动所述下大臂和所述上大臂进行旋转运动，以使所述小臂随动，从而使所述小臂带动所述末端执行器进行旋转运动或伸缩运动；
升降组件，包括升降驱动组件，所述升降驱动组件与所述旋转驱动组件连接，所述升降驱动组件驱动所述旋转驱动组件做升降运动；
线缆组件，包括弹性线缆件，所述弹性线缆件分别与所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件连接，所述弹性线缆件设置于所述旋转驱动组件的下方且随所述旋转驱动组件的升降而伸缩运动。
2.根据权利要求1所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件均包括驱动外壳、电联接固定件和转接件，所述电联接固定件设置于所述驱动外壳的外壁，所述转接件固定设置于所述电联接固定件，所述线缆组件还包括连接线缆件，所述连接线缆件的一端与所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件连接，所述连接线缆件的另一端与所述弹性线缆件连接，所述连接线缆件贯穿所述驱动外壳和所述电联接固定件且固定设置于所述转接件。
3.根据权利要求2所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述升降组件还包括升降导轨、第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块；
所述第一旋转驱动组件还包括外空心轴，所述第一旋转驱动组件中的所述驱动外壳的两侧端部分别通过所述第一滑块和所述第二滑块滑动设置于所述升降导轨，且所述第一滑块和所述第二滑块之间的连线与所述外空心轴的轴向中心线相交；
所述第二旋转驱动组件还包括转子轴，所述转子轴套设于所述外空心轴内，所述第二旋转驱动组件中的所述驱动外壳的两侧端部分别通过所述第三滑块和所述第四滑块滑动设置于所述升降导轨，且所述第三滑块和所述第四滑块之间的连线与所述转子轴的轴向中心线相交。
4.根据权利要求3所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述升降驱动组件包括升降支撑件、抱闸器、直驱电机、编码器、丝杆螺母和丝杆，所述抱闸器、所述直驱电机和所述编码器分别与所述丝杆连接，所述丝杆的一端套设于所述转子轴内，所述丝杆螺母套设于所述丝杆，所述升降支撑件与所述丝杆螺母固定连接，所述升降支撑件的上端依次固定所述第二旋转驱动组件和所述第一旋转驱动组件。
5.根据权利要求4所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述弹性线缆件为弹簧线缆，所述线缆组件还包括第一固定件和第二固定件，所述弹簧线缆的两端分别固定于所述第一固定件和所述第二固定件，所述第一固定件与所述升降支撑件连接固定，所述第二固定件与所述升降驱动组件连接固定。
6.根据权利要求4所述的晶圆搬运装置，其特征在于，还包括凹套轴，所述凹套轴套设于所述丝杆和所述转子轴之间，且所述凹套轴与所述升降支撑件固定设置。
7.根据权利要求6所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述凹套轴包括套轴部和底座部，所述套轴部套设于所述丝杆和所述转子轴之间，所述底座部固定设置于所述升降支撑件的上端面，且所述底座部与所述升降支撑件之间设置有密封圈密封。
8.根据权利要求1所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件中的驱动外壳均为一体成型式结构。
9.根据权利要求1所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述第一旋转驱动组件包括第一直驱电机，所述第一直驱电机包括第一定子和第一转子，所述第二旋转驱动组件包括第二直驱电机，所述第二直驱电机包括第二定子和第二转子；
所述晶圆搬运装置还包括密封隔离套，所述密封隔离套包括上密封隔离部和下密封隔离部，所述上密封隔离部卡设于所述第一定子和所述第一转子之间，所述下密封隔离部卡设于所述第二定子和所述第二转子之间。
10.根据权利要求3所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述第一旋转驱动组件和所述第二旋转驱动组件均还包括码盘和读数头，所述读数头设置于所述驱动外壳且与所述码盘相对运动，所述第一旋转驱动组件中的所述码盘套设于所述外空心轴，所述第二旋转驱动组件中的所述码盘套设于所述转子轴。
11.根据权利要求10所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述码盘为绝对值码盘，所述码盘的角度分辨率为0-0.00030角秒。
12.根据权利要求2所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述驱动外壳和所述电联接固定件之间、以及所述电联接固定件与所述转接件之间均设有密封件密封。
13.根据权利要求2所述的晶圆搬运装置，其特征在于，所述驱动外壳的外壁设有安装凹槽，所述电联接固定件卡设于所述安装凹槽，且所述驱动外壳和所述电联接固定件分别对应设置有供所述连接线缆件贯穿的贯穿孔。
14.一种生产装置，其特征在于，包括至少两个工艺设备，以及设置于所述至少两个工艺设备之间的如权利要求1至13任一项所述的晶圆搬运装置，所述晶圆搬运装置用于将晶圆从一个所述工艺设备搬运至另一个所述工艺设备。
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