CN217740493U

CN217740493U - 一种smif晶盒加载端口

Info

Publication number: CN217740493U
Application number: CN202221558108.9U
Authority: CN
Inventors: 刘海彬; 刘广齐; 刘冬梅; 王强; 董纯洁
Original assignee: Beijing Reje Automation Co ltd
Current assignee: Beijing Reje Automation Co ltd
Priority date: 2022-06-21
Filing date: 2022-06-21
Publication date: 2022-11-04
Anticipated expiration: 2032-06-21

Abstract

本实用新型公开了一种SMIF晶盒加载端口，包括水平底座、竖直安装板、三级外壳、开关盒装置、升降平台以及升降装置，升降装置包括电动推杆和绳轮机构，整体位于第三级外壳的外侧，电动推杆包括电机、电动推杆本体以及在电机驱动作用下可沿竖直方向伸缩的推杆，推杆的下端为远离电动推杆本体的一端，固定连接于水平底座，电动推杆本体与第二级外壳固定连接，绳轮机构包括滑轮和钢带，其中滑轮固定支撑于电动推杆本体的上方，钢带的一端与水平底座固定连接，钢带的另一端绕接滑轮后与第三级外壳固定连接。本实用新型提供的SMIF晶盒加载端口，以更小的传动部件尺寸实现了期望的功能，设备内外部结构更加紧凑，成本更低。

Description

一种SMIF晶盒加载端口

技术领域

本实用新型涉及集成电路制造设备领域，具体涉及一种SMIF晶盒加载端口。

背景技术

在半导体制造过程中，环境微粒和制造过程中产生的微粒污染会直接影响晶圆片良率和芯片良率。为了减少微粒污染，提高良率，半导体设备中广泛使用SMIF。

满足SEMI(Semiconductor Equipment and Materials International，国际半导体产业协会)标准的SMIF晶盒开盒机构都在底部，此类SMIF Port工作过程中晶舟(Cassette)会随基座(Base)一起向下移动，存在损坏晶圆的风险，不利于芯片生产良率提高和保持稳定。加载端口型SMIF Port可以有效解决此类问题。

国外Asyst技术公司的美国专利US6082949(A)“Load Port Opener”率先提出加载端口(Versa Port)方式，其加载端口采用剪式升降结构，外壳为多级升降。部分相关资料将此技术方案直译为“负载通道开启器”。此专利现已过期，属于本领域通用技术。Asyst技术公司的中国专利CN1354891A“用于SMIF和开启容器的通用工具接口和/或工件传送装置”，已于2020年5月到期。该专利将前述美国专利“Load Port Opener”中的剪式升降结构修改为丝杆螺母导轨滑块升降形式，外壳仍然使用多级升降结构。该公司Versa Port 2200等产品也采用此方式。该专利的技术方案还具备加载端口型SMIF Port和普通型SMIF Port两种类型的通用结构，可根据需求选装为其一，以节约设备制造成本。但是，为满足升降行程需要，其丝杆和导轨的长度接近整个设备的高度，在设备一侧占用了较大体积。

国内外相关产品大多使用步进电机、丝杆螺母、导轨滑块组合形式实现多级升降，少数产品为单级升降。不论其升降形式为单级升降或常用的多级升降，其中丝杆和导轨的尺寸均较长，以保证螺母和滑块的行程能够满足加载端口的整个升降行程。

实用新型内容

本实用新型提供一种SMIF晶盒加载端口，以解决现有技术中丝杆和导轨的尺寸较长，占用空间较大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种SMIF晶盒加载端口，包括水平底座、竖直安装板、三级外壳、升降平台、开关盒装置、夹持机构以及升降装置；所述夹持机构用于将SMIF晶盒外壳组件固定在升降平台的上端，所述开关盒装置用于开启和关闭SMIF晶盒，所述竖直安装板垂直固定于所述水平底座的一侧端部，竖直安装板的上部中间区域开设有取片口；所述三级外壳中，最内侧的外壳记为第一级外壳，所述第一级外壳在水平方向和竖直方向上分别固定连接于所述水平底座和所述竖直安装板，第二级外壳套设于所述第一级外壳的外壁，第三级外壳套设于所述第二级外壳的外壁；所述升降平台固定安装于所述第三级外壳的上端，用于承载SMIF晶盒外壳组件；

有别于现有技术的是：

所述升降装置包括电动推杆和绳轮机构，整体位于所述第三级外壳的外侧区域；所述电动推杆包括电机、电动推杆本体以及在电机驱动作用下可沿竖直方向伸缩的推杆；所述推杆的下端为远离电动推杆本体的一端，固定连接于所述水平底座；所述电动推杆本体与所述第二级外壳固定连接；所述绳轮机构包括滑轮和钢带，其中滑轮固定支撑于所述电动推杆本体的上方，所述钢带的一端与水平底座固定连接，钢带的另一端绕接所述滑轮后与所述第三级外壳固定连接；所述第二级外壳和所述第三级外壳的侧面分别与所述竖直安装板滑动连接；所述电动推杆经所述绳轮机构作用于所述第三级外壳，所述第三级外壳和所述第二级外壳能够以二倍关系的速度同时沿竖直方向上升/下降；下降过程中所述第三级外壳由重力驱动，其下降速度由所述钢带和所述电动推杆本体决定。

进一步地，所述第一级外壳、所述第二级外壳和所述第三级外壳均为U型板；所述竖直安装板沿竖直方向开设有两条相互平行的导向槽，所述U型板的两端分别嵌设于两个所述导向槽内。

进一步地，所述电动推杆本体与所述第三级外壳能够相对运动，所述第二级外壳的下端设置有水平延伸部，通过该水平延伸部与电动推杆本体的下端固定连接。

进一步地，所述升降装置还包括保护壳，所述保护壳连接于所述水平延伸部，所述电动推杆本体与所述滑轮位于所述保护壳内，所述保护壳与所述第三级外壳能够相对运动。

进一步地，所述升降装置相对于所述竖直安装板位于所述水平底座的另一侧，或者，所述升降装置位于所述水平底座的左侧或右侧。

进一步地，所述SMIF晶盒加载端口还包括沿竖直方向布置有两个导向轴，其中一个导向轴的一侧固定连接于所述第二级外壳，另一侧通过直线轴承滑动连接于所述第一级外壳；另一个导向轴的一侧固定连接于所述第二级外壳，另一侧通过直线轴承滑动连接于所述第三级外壳。

本实用新型具有如下优点：

基于现有的SMIF晶盒开关盒装置和三级升降的基础架构，本实用新型采用倒置的电动推杆与绳轮机构组合，电动推杆本体与第二级外壳固定连接，钢带绕接滑轮后与第三级外壳固定连接，通过推杆在竖直方向的伸缩，反作用于电动推杆本体进而带动第二级外壳，同时绳轮机构的钢带作用于第三级外壳，使得第三级外壳、第二级外壳以二倍关系的速度同时沿竖直方向上升/下降，从而以更小的传动部件尺寸实现同样的功能，设备内外部结构更加紧凑，成本更低。

附图说明

为了更直观地说明现有技术以及本实用新型，下面给出几个示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本实用新型的限定条件；例如，本领域技术人员基于本实用新型揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。

图1为本实用新型一个实施例提供的一种SMIF晶盒加载端口的升降平台处于最高点时的局部剖视图；

图2为本实用新型一个实施例提供的一种SMIF晶盒加载端口在未放置SMIF晶盒时(升降平台处于最低点)的结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例提供的一种SMIF晶盒加载端口在放置有SMIF晶盒时(升降平台处于最低点)的结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例提供的一种SMIF晶盒加载端口在放置有SMIF晶盒时(升降平台处于最低点)另一视角的结构示意图；

图5为本实用新型一个实施例提供的一种SMIF晶盒加载端口在放置有SMIF晶盒时(升降平台处于最低点)的局部剖视图；

图6为本实用新型一个实施例提供的一种SMIF晶盒加载端口的升降平台处于最高点时的结构示意图；

图7为本实用新型一个实施例提供的一种SMIF晶盒加载端口的升降平台处于最高点时另一视角的结构示意图。

附图标记说明：

1、水平底座；2、竖直安装板；201、导向槽；202、取片口；3、支撑柱；5、SMIF晶盒基座；7、SMIF晶盒开关盒装置；9、晶舟；11、SMIF晶盒外壳组件；12、第一级外壳；13、第二级外壳；14、第三级外壳；15、电动推杆本体；16、推杆；18、滑轮；19、钢带；20、保护壳；25、SMIF晶盒定位柱；26、夹持机构；28、升降平台；30、指示灯面板；36、背板；37、控制器；66、导向轴。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中：术语“内”、“外”指的是相应部件轮廓的内和外，术语“第一”、“第二”旨在区别指代的对象，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本实用新型构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。

参考图1-7，本实施例公开了一种SMIF晶盒加载端口。包括水平底座1、竖直安装板2、三级外壳、升降平台28、SMIF晶盒开关盒装置7、夹持机构26以及升降装置；夹持机构26用于将SMIF晶盒外壳组件11固定在升降平台28的上端，SMIF晶盒开关盒装置7用于开启和关闭SMIF晶盒，竖直安装板2垂直固定于水平底座1的一侧端部，竖直安装板2的上部中间区域开设有取片口202；三级外壳中，最内侧的外壳记为第一级外壳12，第一级外壳12在水平方向和竖直方向上分别固定连接于水平底座1和竖直安装板2，第二级外壳13套设于第一级外壳12的外壁，第三级外壳14套设于第二级外壳13的外壁；升降平台28固定安装于第三级外壳14的上端，用于承载SMIF晶盒外壳组件11；升降装置包括电动推杆和绳轮机构，整体位于第三级外壳14的外侧；电动推杆包括电机、电动推杆本体15以及在电机驱动作用下可沿竖直方向伸缩的推杆16；推杆16的下端为远离电动推杆本体15的一端，固定连接于水平底座1；第二级外壳13的下端设置有水平延伸部，通过该水平延伸部与电动推杆本体15的下端固定连接；绳轮机构包括滑轮18和钢带19，其中滑轮18固定支撑于电动推杆本体15的上方，钢带19的一端与水平底座1固定连接，钢带19的另一端绕接滑轮18后与第三级外壳14固定连接；电动推杆本体15以及滑轮18置于保护壳20内部，以免外部物体干扰电动推杆本体15、滑轮18以及钢带19，保护壳20与第二级外壳13下端的水平延伸部固定连接；电动推杆本体15以及滑轮18、保护壳20与第三级外壳14能够相对运动；推杆16在竖直方向的伸缩，反作用于电动推杆本体15进而带动第二级外壳13，同时绳轮机构的钢带19作用于第三级外壳14；第二级外壳13和第三级外壳14的侧面分别与竖直安装板2滑动连接；电动推杆经绳轮机构作用于第三级外壳14，第三级外壳14、第二级外壳13能够以二倍关系的速度同时沿竖直方向上升/下降。

以下结合现有技术，对本实施例的一些细节作进一步的介绍。

SMIF晶盒包括SMIF晶盒基座5、SMIF晶盒外壳组件11和晶舟9；SMIF晶盒关闭时SMIF晶盒基座5和SMIF晶盒外壳组件11固定连接；SMIF晶盒开启时SMIF晶盒基座5和SMIF晶盒外壳组件11能够分离；SMIF晶盒开关盒装置7用于开启或关闭SMIF晶盒，SMIF晶盒以及SMIF晶盒开关盒装置7均为本领域的现有技术，在此不做赘述。

升降平台28与第三级外壳14以及背板36(背板36固定连接于升降平台28的上端面)刚性连接，背板36用于封闭取片口202，背板36和取片口202都为本领域人员惯用的技术手段，在此不做赘述。升降平台28上还设置有指示灯面板30。

第一级外壳12、第二级外壳13和第三级外壳14均为U型板，竖直安装板2沿竖直方向开设有两条相互平行的导向槽201，U型板的两端分别嵌设于两个导向槽201内，导向槽201为U型板定位和导向。

另外，SMIF晶盒加载端口还包括必要的传感检测系统和控制系统，且符合半导体行业标准对设备的一般要求；控制系统的控制器37安装于第一级外壳12内部。

参考图2，初始状态下，升降平台28处于最低点。

参考图3、图4和图5，由操作人员或自动搬运装置将SMIF晶盒放置在SMIF晶盒加载端口上，多个SMIF晶盒定位柱25将SMIF晶盒定位在工作范围内，此时SMIF晶盒为关闭状态。在升降平台28由最低点上升之前，SMIF晶盒开关盒装置7开启SMIF晶盒，使SMIF晶盒基座5与SMIF晶盒外壳组件11分离，同时夹持机构26夹紧SMIF晶盒外壳组件11，将其固定于升降平台28的上端面。

参考图1、图6和图7，升降装置驱动第二级外壳13和第三级外壳14沿竖直方向上升达到最高点。沿竖直方向布置的两个导向轴66分别用于给第二级外壳13和第三级外壳14升降起到导向作用，将第二级外壳13和第三级外壳14的移动限制在竖直方向；其中一个导向轴66的一侧固定连接于第二级外壳13，另一侧通过直线轴承滑动连接于第一级外壳12；另一个导向轴66的一侧固定连接于第二级外壳13，另一侧通过直线轴承滑动连接于第三级外壳14。

SMIF晶盒开关盒装置7固定连接于多个支撑柱3的上端；升降装置上升和下降的过程中，SMIF晶盒基座5和放置在SMIF晶盒基座5上的晶舟9始终位于SMIF晶盒开关盒装置7上保持不动。

由于升降平台28固定连接于第三级外壳14，SMIF晶盒外壳组件11随着升降平台28的升降而同步升降，其中，电机驱动电动推杆本体15沿竖直方向伸缩，电动推杆本体15与第二级外壳13同步升降；钢带19的一端固定连接在底座上，另一端固定在第三级外壳14上，其长度固定不变，滑轮18随着电动推杆本体15同步升降，则第三级外壳14在钢带19的带动下，且在误差允许范围内，第三级外壳14移动的距离是第二级外壳13的两倍；当电动推杆本体15向下运动时，第二级外壳13随之一起下降；第三级外壳14在重力作用下同时下降，其下降速度由钢带19和电动推杆本体15决定，如此，实现了SMIF晶盒加载端口的多级升降。

升降平台28下降到最低点后，SMIF晶盒开关盒装置7关闭SMIF晶盒。

现有技术中通过步进电机、丝杆螺母、导轨滑块组合等方式驱动SMIF晶盒外壳组件11上升或下降，其丝杆螺母和导轨滑块尺寸固定，尤其在SMIF晶盒加载端口处于未抬升的状态时(收缩状态)，丝杆螺母和导轨滑块占用空间较大；而本实施例中通过电动推杆本体15、滑轮18、钢带19配合升降的方式，能够用更小的尺寸实现同样的功能，特别是丝杆部分的尺寸可以减小一半以上，设备内外部结构更加紧凑，成本更低；且升降装置在较短时间内，即可将SMIF晶盒外壳组件11抬升到指定高度，工作效率更高。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。例如，将升降装置设置于水平底座的左侧或右侧，可构成本实用新型的另一实施例。

上文中通过一般性说明及具体实施例对本实用新型作了较为具体和详细的描述。应当理解，基于本实用新型的技术构思，还可以对这些具体实施例作出若干常规的调整或进一步的创新；但只要未脱离本实用新型的技术构思，这些常规的调整或进一步的创新得到的技术方案也同样落入本实用新型的权利要求保护范围。

Claims

1.一种SMIF晶盒加载端口，包括水平底座、竖直安装板、三级外壳、升降平台、开关盒装置、夹持机构以及升降装置；所述夹持机构用于将SMIF晶盒外壳组件固定在升降平台的上端，所述开关盒机构用于开启和关闭SMIF晶盒，所述竖直安装板垂直固定于所述水平底座的一侧端部，竖直安装板的上部中间区域开设有取片口；所述三级外壳中，最内侧的外壳记为第一级外壳，所述第一级外壳在水平方向和竖直方向上分别固定连接于所述水平底座和所述竖直安装板，第二级外壳套设于所述第一级外壳的外壁，第三级外壳套设于所述第二级外壳的外壁；所述升降平台固定安装于所述第三级外壳的上端，用于承载SMIF晶盒外壳组件；

其特征在于：

所述升降装置包括电动推杆和绳轮机构，整体位于所述第三级外壳的外侧；所述电动推杆包括电机、电动推杆本体以及在电机驱动作用下可沿竖直方向伸缩的推杆；所述推杆的下端为远离电动推杆本体的一端，固定连接于所述水平底座；所述电动推杆本体与所述第二级外壳固定连接；所述绳轮机构包括滑轮和钢带，其中滑轮固定支撑于所述电动推杆本体的上方，所述钢带的一端与水平底座固定连接，钢带的另一端绕接所述滑轮后与所述第三级外壳固定连接；所述第二级外壳和所述第三级外壳的侧面分别与所述竖直安装板滑动连接；所述电动推杆经所述绳轮机构作用于所述第三级外壳，所述第三级外壳和所述第二级外壳能够以二倍关系的速度同时沿竖直方向上升/下降；下降过程中所述第三级外壳由重力驱动，其下降速度由所述钢带和所述电动推杆本体决定。

2.根据权利要求1所述的SMIF晶盒加载端口，其特征在于，所述第一级外壳、所述第二级外壳和所述第三级外壳均为U型板；所述竖直安装板沿竖直方向开设有两条相互平行的导向槽，所述U型板的两端分别嵌设于两个所述导向槽内。

3.根据权利要求1所述的SMIF晶盒加载端口，其特征在于，所述电动推杆本体与所述第三级外壳能够相对运动，所述第二级外壳的下端设置有水平延伸部，通过该水平延伸部与电动推杆本体的下端固定连接。

4.根据权利要求1所述的SMIF晶盒加载端口，其特征在于，所述升降装置还包括保护壳，所述保护壳连接于所述水平延伸部，所述电动推杆本体与所述滑轮位于所述保护壳内，所述保护壳与所述第三级外壳能够相对运动。

5.根据权利要求1所述的SMIF晶盒加载端口，其特征在于，所述升降装置相对于所述竖直安装板位于所述水平底座的另一侧，或者，所述升降装置位于所述水平底座的左侧或右侧。

6.根据权利要求1所述的SMIF晶盒加载端口，其特征在于，所述SMIF晶盒加载端口还包括沿竖直方向布置有两个导向轴，其中一个导向轴的一侧固定连接于所述第二级外壳，另一侧通过直线轴承滑动连接于所述第一级外壳；另一个导向轴的一侧固定连接于所述第二级外壳，另一侧通过直线轴承滑动连接于所述第三级外壳。