CN118039541B - 一种晶圆清洗用上下料机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明属于晶圆技术领域,尤其是一种晶圆清洗用上下料机械手,包括晶圆输送导轨,还包括安装在晶圆输送导轨上的框架体、送料装置、夹持装置以及输送装置。该晶圆清洗用上下料机械手,通过设置输送装置,能够对未清洗和已清洗的晶圆进行输送,固定块的偏转,通过支撑垫能够对清洗后的晶圆进行支撑固定,对清洗后的晶圆进行输送,在固定块的再次偏转后,能够使得放置槽对未清洗后的晶圆进行支撑,防止固定块受到污染,通过固定块的移动能够将清洗后的晶圆送至花篮中后,将另一个花篮中的未清洗晶圆取下进行输送,能够节省清洗时间,解决了现有的晶圆清洗机械手逐一对晶圆进行取送,影响清洗速度,降低了晶圆清洗的效率的技术问题。

Description

一种晶圆清洗用上下料机械手
技术领域
本发明涉及晶圆技术领域,尤其涉及一种晶圆清洗用上下料机械手。
背景技术
晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形,故称为晶圆;在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构,而成为有特定电性功能之IC产品。
晶圆在生产时需要对其进行清洗工作,现有的单片晶圆清洗设备对晶圆的清洗通过机械手对花篮内的晶圆夹持后输送进入清洗设备上进行清洗,等待清洗完成后,机械手将清洗设备的晶圆夹持后输送盛放清洗完成的花篮中,这种通过单一机械手完成对未清洗的晶圆和已清洗的晶圆夹持,会对清洗后的晶圆造成污染,影响晶圆的清洗效果;同时需要机械手逐一对晶圆进行输送,影响清洗速度,降低了晶圆清洗的效率。
发明内容
基于现有的晶圆清洗机械手对晶圆清洗时会造成清洗后的晶圆造成污染,影响晶圆的清洗效果,影响清洗速度,降低了晶圆清洗的效率的技术问题,本发明提出了一种晶圆清洗用上下料机械手。
本发明提出的一种晶圆清洗用上下料机械手,包括晶圆输送导轨,还包括安装在所述晶圆输送导轨上的框架体、送料装置、夹持装置以及输送装置。
所述框架体固定安装在所述晶圆输送导轨的移动平台上表面。
送料装置,所述送料装置位于所述晶圆输送导轨的上表面,并对需要进行清洗以及清洗后的晶圆进行输送,所述送料装置包括送料自动导轨、花篮、升降机构以及固定机构,所述升降机构对所述花篮进行升降动作,所述固定机构对所述花篮进行固定动作。
夹持装置,所述夹持装置位于所述框架体的外表面,并对需要进行清洗以及清洗过后的晶圆进行夹持至输送装置内,所述夹持装置包括推动液压缸、固定板以及夹持机构,所述推动液压缸对夹持机构夹持的晶圆进行水平方向的移动,所述夹持机构包括上料吸盘和下料吸盘,所述上料吸盘和所述下料吸盘分别对未清洗的晶圆和已清洗的晶圆进行吸附。
输送装置,所述输送装置位于所述框架体的外表面,并对未清洗和清洗后的晶圆进行输送至花篮上,所述输送装置包括驱动弧条以及固定块,所述驱动弧条转动对所述固定块进行偏转后对晶圆进行支撑。
优选地,所述送料自动导轨固定安装在所述晶圆输送导轨的移动平台上表面,所述花篮是由外框和固定在外框内部的支撑弧条构成。
通过上述技术方案,送料自动导轨能够带动花篮进行水平方向的移动,能够对盛放清洗后晶圆的花篮进行移动,便于将花篮进行搬运,同时能够将需要清洗的晶圆送至输送装置下进行输送。
优选地,所述升降机构包括升降液压缸,所述升降液压缸固定安装在两个送料自动导轨的移动平台上表面,所述送料自动导轨的移动平台上表面固定安装有带有伸缩杆的支撑台,所述伸缩杆的一端与所述送料自动导轨的移动平台上表面固定安装,所述支撑台的下表面与所述升降液压缸的活塞杆一端固定安装,所述框架体的外表面固定安装有测距传感器。
通过上述技术方案,通过升降液压缸能够调整花篮距离固定块之间间距,便于固定块上清洗后的晶圆输送进入花篮和固定块能够将花篮上需要清洗的晶圆取下,测距传感器与支撑液压缸电性连接,能够精准调整花篮与固定块的距离。
优选地,所述固定机构包括固定槽,所述固定槽开设在所述支撑台的上表面,所述固定槽的内壁与所述花篮的外表面滑动插接,所述固定槽的内壁通过通孔滑动插接有带滚珠的固定锁件,所述固定锁件的外表面固定安装有复位弹簧,所述复位弹簧的一端与所述固定槽的内壁固定安装,所述花篮的下表面开设有锁槽,所述锁槽的内壁与所述固定锁件的一端滑动插接。
通过上述技术方案,通过固定锁件插接进入花篮的锁槽内,能够将花篮固定在支撑台上,防止对晶圆的移动时,造成花篮发生移动或者倒塌,花篮移动对晶圆的夹持定位造成移动,花篮倒塌会造成晶圆的损坏,复位弹簧能够便于固定锁件的复位。
优选地,所述送料自动导轨的上表面固定安装有推动块,所述推动块的外表面与所述固定锁件的滚珠滑动连接。
通过上述技术方案,通过推动块的斜面,能够对固定锁件进行压迫,使得固定锁件在送料自动导轨的移动下,能够进行推动,使得固定锁件的另一端离开锁槽,便于花篮与支撑台的分离。
优选地,所述推动液压缸固定安装在所述框架体的外表面,所述固定板的外表面与所述框架体的外表面滑动插接。
通过上述技术方案,通过推动液压缸推动固定板进行水平移动。
优选地,所述夹持机构还包括旋转电机,所述旋转电机固定安装在所述固定板的上表面,所述旋转电机的输出轴一端贯穿所述固定板的下表面后通过连接板分别固定安装有上料液压缸和下料液压缸,所述上料液压缸的活塞杆一端与所述上料吸盘的外表面固定安装,所述下料液压缸的活塞杆一端与下料吸盘的外表面固定安装。
通过上述技术方案,通过旋转电机能够上料吸盘和下料吸盘之间进行切换,下料液压缸和下料液压缸能够调整上料吸盘和下料吸盘的位置,将清洗和未清洗的晶圆分别通过下料吸盘和上料吸盘进行夹持吸附,能够防止使用一个夹持装置对清洗后的晶圆造成污染,影响清洗效果。
优选地,所述输送装置还包括输送自动导轨,所述输送自动导轨固定安装在所述框架体的外表面,所述输送自动导轨的滑块外表面固定安装有调节液压缸,所述调节液压缸的活塞杆一端固定安装有连接外壳。
通过上述技术方案,通过调节液压缸和输送自动导轨的的调节,能够使得调整固定块与晶圆之间的位置后带动晶圆进行移动。
优选地,所述驱动弧条的两端与所述连接外壳的内壁转动连接后贯穿所述连接外壳的外表面,所述连接外壳的内壁固定安装有驱动电机,所述驱动弧条的外表面固定安装有驱动齿轮,所述驱动电机通过齿轮组与所述驱动齿轮的外表面啮合。
通过上述技术方案,通过驱动电机的驱动能够带动驱动弧条进行偏转,从而调整固定块的位置,便于对清洗和未清洗的晶圆进行固定。
优选地,所述固定块固定安装在所述驱动弧条的外表面,所述固定块的一端开设有放置槽,所述固定块的外表面固定粘接有支撑垫。
通过上述技术方案,放置槽能够对未清洗的晶圆进行固定,支撑垫对清洗后的晶圆进行固定,从而能够防止对支撑垫造成污染。
本发明中的有益效果为:
1、通过设置送料装置,能够对盛放清洗和未清洗晶圆的花篮自动进行输送,减少清洗时间,同时通过固定锁件插接在锁槽内,能够对花篮进行固定,防止花篮在移动的过程中出现晃动,造成晶圆的损坏,固定锁件与推动块之间的接触,能够挤压固定锁件达到解除对花篮的固定,从而能够便于对花篮的移动,能够节省对晶圆输送的时间,解决了现有的晶圆清洗机械手逐一输送晶圆影响清洗速度,降低了晶圆清洗的效率的技术问题。
2、通过设置夹持装置,能够对未清洗和清洗的晶圆分别进行夹持输送,防止使用同一个夹持件对清洗后的晶圆造成污染,通过旋转电机控制上料吸盘和下料吸盘的切换,能够将清洗后的晶圆提起后,立刻就能够将未清洗的晶圆放入清洗设备中,从而能够节省晶圆上下料的时间,解决了现有的晶圆清洗机械手对晶圆清洗时会造成清洗后的晶圆造成污染,影响晶圆的清洗效果,影响清洗速度,降低了晶圆清洗的效率的技术问题。
3、通过设置输送装置,能够对未清洗和已清洗的晶圆进行输送,固定块的偏转,通过支撑垫能够对清洗后的晶圆进行支撑固定,对清洗后的晶圆进行输送,在固定块的再次偏转后,能够使得放置槽对未清洗后的晶圆进行支撑,防止固定块受到污染,通过固定块的移动能够将清洗后的晶圆送至花篮中后,将另一个花篮中的未清洗晶圆取下进行输送,能够节省清洗时间,解决了现有的晶圆清洗机械手逐一对晶圆进行取送,影响清洗速度,降低了晶圆清洗的效率的技术问题。
附图说明
图1为本发明提出的一种晶圆清洗用上下料机械手的示意图;
图2为本发明提出的一种晶圆清洗用上下料机械手的送料自动导轨结构的立体图;
图3为本发明提出的一种晶圆清洗用上下料机械手的支撑台结构的立体图;
图4为本发明提出的一种晶圆清洗用上下料机械手的固定槽结构的立体图;
图5为本发明提出的一种晶圆清洗用上下料机械手的花篮结构的立体图;
图6为本发明提出的一种晶圆清洗用上下料机械手的固定锁件结构的立体图;
图7为本发明提出的一种晶圆清洗用上下料机械手的旋转电机结构的立体图;
图8为本发明提出的一种晶圆清洗用上下料机械手的下料吸盘结构的立体图;
图9为本发明提出的一种晶圆清洗用上下料机械手的固定块结构的立体图;
图10为本发明提出的一种晶圆清洗用上下料机械手的驱动电机结构的立体图。
图中:1、晶圆输送导轨;11、框架体;2、送料自动导轨;21、花篮;3、升降液压缸;31、支撑台;32、测距传感器;4、固定槽;41、固定锁件;42、复位弹簧;43、锁槽;44、推动块;5、推动液压缸;51、固定板;6、旋转电机;61、上料液压缸;62、下料液压缸;63、上料吸盘;64、下料吸盘;7、输送自动导轨;71、调节液压缸;72、连接外壳;73、驱动弧条;74、驱动电机;75、驱动齿轮;76、固定块;77、放置槽;78、支撑垫。
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。
参照图1-10,一种晶圆清洗用上下料机械手,包括晶圆输送导轨1,还包括安装在晶圆输送导轨1上的框架体11、送料装置、夹持装置以及输送装置。
如图2所示,框架体11固定安装在晶圆输送导轨1的移动平台上表面,晶圆输送导轨1是由电机、导轨、丝杆以及移动平台构成,通过电机驱动丝杆转动,使得移动平台能够在导轨上进行水平移动,能够实现对多个清洗设备内的晶圆进行上下料工作,增加清洗效率。
如图3-6所示,为了进行自动送料下料工作,设置了送料装置,送料装置位于晶圆输送导轨1的上表面,并对需要进行清洗以及清洗后的晶圆进行输送,送料装置包括送料自动导轨2、花篮21、升降机构以及固定机构,升降机构对花篮21进行升降动作,固定机构对花篮21进行固定动作。
具体的,为了进行自动带动花篮21进行水平移动,实现将盛放未清洗晶圆的花篮21进行上料和盛放清洗晶圆的花篮21进行下料,送料自动导轨2固定安装在晶圆输送导轨1的移动平台上表面,花篮21是由外框和固定在外框内部的支撑弧条构成,能够便于输送装置对花篮21内的晶圆进行夹持移动,同时能够盛放晶圆,对晶圆进行支撑,花篮21的支撑弧条贴合晶圆的外圆边缘。
具体的,为了晶圆进行升降,便于输送装置进行夹持固定晶圆,升降机构包括升降液压缸3,升降液压缸3固定安装在两个送料自动导轨2的移动平台上表面,送料自动导轨2的移动平台上表面固定安装有带有伸缩杆的支撑台31,伸缩杆的一端与送料自动导轨2的移动平台上表面固定安装,伸缩杆对支撑台31进行限位定位,防止支撑台31在移动过程中产生晃动,支撑台31的下表面与升降液压缸3的活塞杆一端固定安装,框架体11的外表面固定安装有测距传感器32。
具体的,为了对花篮21进行固定,固定机构包括固定槽4,固定槽4开设在支撑台31的上表面,固定槽4的内侧壁与花篮21底部侧表面贴合,上料花篮21靠近夹持装置一侧的支撑台31上放置,便于进行上料,同时两个花篮21的缺口均朝向夹持装置方向,能够便于晶圆的离开和放置,固定槽4的内壁与花篮21的外表面滑动插接,固定槽4的内壁通过通孔滑动插接有带滚珠的固定锁件41,为了对固定锁件41进行复位,固定锁件41的外表面固定安装有复位弹簧42,复位弹簧42的一端与固定槽4的内壁固定安装,为了对花篮21进行固定,花篮21的下表面开设有锁槽43,锁槽43的内壁与固定锁件41的一端滑动插接。
具体的,为了对花篮21解除固定,便于拿出花篮21,在送料自动导轨2的上表面固定安装有推动块44,推动块44的外表面与固定锁件41的滚珠滑动连接,通过滚珠与推动块44的外表面接触,能够减少摩擦力。
如图8所示,为了对清洗设备内的晶圆进行更换,设置了夹持装置,夹持装置位于框架体11的外表面,并对需要进行清洗以及清洗过后的晶圆进行夹持至输送装置内,夹持装置包括推动液压缸5、固定板51以及夹持机构,推动液压缸5对夹持机构夹持的晶圆进行水平方向的移动,现有的晶圆的夹持通过一个机械手,容易对清洗后的晶圆造成污染,为此设置了夹持机构,夹持机构包括上料吸盘63和下料吸盘64,上料吸盘63和下料吸盘64分别对未清洗的晶圆和已清洗的晶圆进行吸附。
具体的,为了便于对清洗设备内的晶圆进行夹持吸附,将推动液压缸5固定安装在框架体11的外表面,固定板51的外表面与框架体11的外表面滑动插接。
具体的,为了对下料吸盘64和上料吸盘63进行切换,夹持机构还包括旋转电机6,旋转电机6固定安装在固定板51的上表面,为了便于清洗设备的晶圆进行上下料工作,旋转电机6的输出轴一端贯穿固定板51的下表面后通过连接板分别固定安装有上料液压缸61和下料液压缸62,上料液压缸61的活塞杆一端与上料吸盘63的外表面固定安装,下料液压缸62的活塞杆一端与下料吸盘64的外表面固定安装。
如图7和图9-10所示,为了对未清洗和已清洗的晶圆进行输送,设置了输送装置,输送装置位于框架体11的外表面,并对未清洗和清洗后的晶圆进行输送至花篮21上,输送装置包括驱动弧条73以及固定块76,驱动弧条73转动对固定块76进行偏转后对晶圆进行支撑。
具体的,为了带动晶圆进行上下料,输送装置还包括输送自动导轨7,输送自动导轨7固定安装在框架体11的外表面,为了对晶圆进行夹持和解除夹持,输送自动导轨7的滑块外表面固定安装有调节液压缸71,调节液压缸71的活塞杆一端固定安装有连接外壳72。
具体的,为了带动固定块76进行偏转,调整夹持的地方,将驱动弧条73的两端与连接外壳72的内壁转动连接后贯穿连接外壳72的外表面,为了带动驱动弧条73偏转,连接外壳72的内壁固定安装有驱动电机74,驱动弧条73的外表面固定安装有驱动齿轮75,驱动电机74通过齿轮组与驱动齿轮75的外表面啮合。
为了对未清洗和已清洗的晶圆进行固定,固定块76固定安装在驱动弧条73的外表面,固定块76的一端开设有放置槽77,固定块76的外表面固定粘接有支撑垫78,支撑垫78是由包括但不限于硅胶材料构成。
工作原理:将空花篮21和盛放需要清洗晶圆的花篮21分别防止在支撑台31上的固定槽4内,控制送料自动导轨2启动,支撑台31移动,固定锁件41上的滚珠能够在推动块44上滚动,随着推动块44的斜面逐渐解除对固定锁件41的压迫,滚珠离开推动块44后,固定锁件41在复位弹簧42的作用力下一端插接进入花篮21的锁槽43内,对花篮21进行固定;
在花篮21到达设定的位置后,升降液压缸3推动支撑台31上升,伸缩杆进行拉伸,通过测距传感器32进行检测到达设定的位置后,升降液压缸3停止上升,输送自动导轨7启动,带动调节液压缸71移动,固定块76移动至需要清洗的晶圆两侧,通过调节液压缸71的推动,固定块76上的放置槽77内壁与花篮21上最高一块晶圆的下表面接触后,输送自动导轨7带动固定块76向清洗设备移动,使得晶圆移动至上料吸盘63的正下方;
通过上料液压缸61的启动,使得上料吸盘63能够吸附晶圆的上表面,旋转电机6启动,能够将上料吸盘63位于外侧后,推动液压缸5推动,使得晶圆进入清洗设备的正上方,上料液压缸61的活塞杆推送,将晶圆送至清洗设备进行清洗,通过晶圆输送导轨1,同时晶圆进行夹持,在晶圆输送导轨1将晶圆移动至下一个清洗设备时,上料吸盘63吸盘将晶圆放置下一个清洗设备;
在晶圆清洗完成后,下料吸盘64在下料液压缸62和推动液压缸5的控制下,能够将晶圆进行吸附后,通过旋转电机6的切换,将下料液压缸62位于内侧后,上料液压缸61位于外侧,能够将上料吸盘63上的未清洗的晶圆放置清洗设备中,驱动弧条73在驱动电机74的驱动进行偏转,使得支撑垫78朝内,下料液压缸62下降,将晶圆放置在固定块76上的支撑垫78上,输送自动导轨7移动,同时升降液压缸3带动盛放未清洗的花篮21下降,便于清洗后的晶圆通过;
固定块76带动晶圆移动至花篮21的两侧后,将晶圆放置在花篮21的支撑弧条上后,调节液压缸71拉动固定块76后退,远离晶圆后,输送自动导轨7启动带动固定块76返回,同时驱动弧条73在驱动电机74和驱动齿轮75配合下进行转动,使得放置槽77位于内侧,升降液压缸3带动未清洗的花篮21上升至合适的位置后,固定槽4位于晶圆的两侧同时与晶圆的下表面接触后,固定块76在输送自动导轨7的驱动下能够带动晶圆脱离花篮21向上料吸盘63进行移动,从而实现自动上下料。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种晶圆清洗用上下料机械手,包括晶圆输送导轨(1),其特征在于:还包括安装在所述晶圆输送导轨(1)上的框架体(11)、送料装置、夹持装置以及输送装置;
所述框架体(11)固定安装在所述晶圆输送导轨(1)的移动平台上表面;
送料装置,所述送料装置位于所述晶圆输送导轨(1)的上表面,并对需要进行清洗以及清洗后的晶圆进行输送,所述送料装置包括送料自动导轨(2)、花篮(21)、升降机构以及固定机构,所述升降机构对所述花篮(21)进行升降动作,所述固定机构对所述花篮(21)进行固定动作;
所述升降机构包括升降液压缸(3),所述升降液压缸(3)固定安装在两个送料自动导轨(2)的移动平台上表面,所述送料自动导轨(2)的移动平台上表面固定安装有带有伸缩杆的支撑台(31),所述伸缩杆的一端与所述送料自动导轨(2)的移动平台上表面固定安装,所述支撑台(31)的下表面与所述升降液压缸(3)的活塞杆一端固定安装,所述框架体(11)的外表面固定安装有测距传感器(32);
夹持装置,所述夹持装置位于所述框架体(11)的外表面,并对需要进行清洗以及清洗过后的晶圆进行夹持至输送装置内,所述夹持装置包括推动液压缸(5)、固定板(51)以及夹持机构,所述推动液压缸(5)对夹持机构夹持的晶圆进行水平方向的移动,所述夹持机构包括上料吸盘(63)和下料吸盘(64),所述上料吸盘(63)和所述下料吸盘(64)分别对未清洗的晶圆和已清洗的晶圆进行吸附;
输送装置,所述输送装置位于所述框架体(11)的外表面,并对未清洗和清洗后的晶圆进行输送至花篮(21)上,所述输送装置包括驱动弧条(73)以及固定块(76),所述驱动弧条(73)转动对所述固定块(76)进行偏转后对晶圆进行支撑。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆清洗用上下料机械手,其特征在于:所述送料自动导轨(2)固定安装在所述晶圆输送导轨(1)的移动平台上表面,所述花篮(21)是由外框和固定在外框内部的支撑弧条构成。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆清洗用上下料机械手,其特征在于:所述固定机构包括固定槽(4),所述固定槽(4)开设在所述支撑台(31)的上表面,所述固定槽(4)的内壁与所述花篮(21)的外表面滑动插接,所述固定槽(4)的内壁通过通孔滑动插接有带滚珠的固定锁件(41),所述固定锁件(41)的外表面固定安装有复位弹簧(42),所述复位弹簧(42)的一端与所述固定槽(4)的内壁固定安装,所述花篮(21)的下表面开设有锁槽(43),所述锁槽(43)的内壁与所述固定锁件(41)的一端滑动插接。
4.根据权利要求3所述的一种晶圆清洗用上下料机械手,其特征在于:所述送料自动导轨(2)的上表面固定安装有推动块(44),所述推动块(44)的外表面与所述固定锁件(41)的滚珠滑动连接。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆清洗用上下料机械手,其特征在于:所述推动液压缸(5)固定安装在所述框架体(11)的外表面,所述固定板(51)的外表面与所述框架体(11)的外表面滑动插接。
6.根据权利要求1所述的一种晶圆清洗用上下料机械手,其特征在于:所述夹持机构还包括旋转电机(6),所述旋转电机(6)固定安装在所述固定板(51)的上表面,所述旋转电机(6)的输出轴一端贯穿所述固定板(51)的下表面后通过连接板分别固定安装有上料液压缸(61)和下料液压缸(62),所述上料液压缸(61)的活塞杆一端与所述上料吸盘(63)的外表面固定安装,所述下料液压缸(62)的活塞杆一端与下料吸盘(64)的外表面固定安装。
7.根据权利要求1所述的一种晶圆清洗用上下料机械手,其特征在于:所述输送装置还包括输送自动导轨(7),所述输送自动导轨(7)固定安装在所述框架体(11)的外表面,所述输送自动导轨(7)的滑块外表面固定安装有调节液压缸(71),所述调节液压缸(71)的活塞杆一端固定安装有连接外壳(72)。
8.根据权利要求7所述的一种晶圆清洗用上下料机械手,其特征在于:所述驱动弧条(73)的两端与所述连接外壳(72)的内壁转动连接后贯穿所述连接外壳(72)的外表面,所述连接外壳(72)的内壁固定安装有驱动电机(74),所述驱动弧条(73)的外表面固定安装有驱动齿轮(75),所述驱动电机(74)通过齿轮组与所述驱动齿轮(75)的外表面啮合。
9.根据权利要求1所述的一种晶圆清洗用上下料机械手,其特征在于:所述固定块(76)固定安装在所述驱动弧条(73)的外表面,所述固定块(76)的一端开设有放置槽(77),所述固定块(76)的外表面固定粘接有支撑垫(78)。
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