專利名稱：旋轉(zhuǎn)式晶圓自動傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶圓輸送設(shè)備。特別是一種對標(biāo)準(zhǔn)機械界面(Standard Mechanical Interface,簡稱SMIF)晶圓盒進(jìn)行載入載出操作的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，在制程間傳輸運行平 穩(wěn)，實現(xiàn)隨意旋轉(zhuǎn)的晶圓匣180度反向置放動作更靈活可靠，拓展了適用范圍的旋轉(zhuǎn)式晶
圓自動傳輸裝置。
背景技術(shù)：
目前，在半導(dǎo)體的制造過程中，晶圓輸送對IC制造至關(guān)重要。為了確保晶圓在不同 的制程間運送時的品質(zhì)，避免晶圓受到塵?；蚱渌廴荆絹碓蕉嗟倪\送工作采用標(biāo)準(zhǔn)的 運送容器，即采用了標(biāo)準(zhǔn)機械界面(standard mechanicalinterface，簡稱SMIF)技術(shù)。如 美國專利4532970和4534389中，就公開了一種SMIF系統(tǒng)。該系統(tǒng)是通過明顯減少流 過晶圓的塵粒，來降低塵粒對晶圓的污染。該效果是通過在機械方面保證晶圓輸送、存儲 以及多數(shù)制程中，晶圓周圍的氣體相對晶圓保持靜止，以及外部環(huán)境中的塵粒不會進(jìn)入晶 圓環(huán)境來實現(xiàn)的。SMIF技術(shù)以"隔離技術(shù)"概念為中心。所謂隔離技術(shù)旨在通過將晶圓 封閉在一個超潔凈的環(huán)境中，同時放寬對這個封閉環(huán)境以外的潔凈度要求來防止產(chǎn)品 被污染。這使得節(jié)約巨額先期和運營成本成為可能，同時也使晶圓廠能夠更有效、更 具成本效益。
另外，美國專利5934991公開了一種晶圓盒裝載設(shè)備界面改進(jìn)的潔凈空氣系統(tǒng)(Pod loader interface improved clean air system),是一種集成的空氣過濾系統(tǒng)，可以提供潔凈的 微環(huán)境。該系統(tǒng)中的風(fēng)扇、過濾器、壓力通風(fēng)箱和裝載平臺作為一個整體移動，壓力通風(fēng) 室通過一個成角度有孔的網(wǎng)屏和裝載平臺上的晶圓盒相通，潔凈空氣流均勻的在成角度有 孔網(wǎng)屏的所有高度上吹過晶圓表面。機械裝置在微環(huán)境下舉起晶圓盒外殼，然后載入和載 出晶圓匣，使晶圓匣在載入和載出過程中被污染的幾率降到最低。此方法被業(yè)內(nèi)人士廣泛 采用。
美國專利6086323公開了一種為IC制程遞送晶圓的方法(Method for supplying wafers to an IC manufacturing process),該方法包括支撐箱體、升降機、上料平臺以及一個 多關(guān)節(jié)機械臂，上料平臺可與SMIF晶圓盒對接。提升機用于將晶圓盒蓋從SMIF晶圓盒 上取下。由氣缸控制的夾桿在升降機升起打開晶圓盒以前，將SMIF晶圓盒固定到提升機 上。其將晶圓盒基座與晶圓盒裝載界面的上料平臺對接后，打開晶圓盒蓋與基座之間的鎖 定機構(gòu)。在使晶圓處于清潔的微環(huán)境中的同時，將晶圓盒蓋從基座上提起，移動多關(guān)節(jié)機
3械臂的執(zhí)行器到裸露的晶圓匣的位置，將晶圓匣抓緊，然后移動機械臂，將晶圓轉(zhuǎn)出微環(huán)境，遞送給IC制程。多關(guān)節(jié)機械臂包括旋轉(zhuǎn)肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)，可以實現(xiàn)水平方向的移動。螺桿垂直驅(qū)動機構(gòu)使機械臂可以垂直移動晶圓匣。但機械臂的功能有限，限制了設(shè)備的應(yīng)用場合。在需要晶圓匣做更復(fù)雜動作的制程上，就無法實現(xiàn)自動傳輸。抓取機構(gòu)由氣缸作為動力。采用氣缸作為動力元件很難對運動過程進(jìn)行精確的控制，同時還要增加一套氣動系統(tǒng)。安裝在執(zhí)行器下表面的定位機構(gòu)采用一組圍繞中心安裝的四個定位塊。形成一個漏斗狀的結(jié)構(gòu)，可以引導(dǎo)晶圓匣手柄達(dá)到居中的位置。但執(zhí)行器定位塊的安裝只能適用于固定的一種晶圓匣，隨著制程設(shè)備的發(fā)展，晶圓匣的形式也越來越多樣，這就使得晶圓的自動傳輸受到限制。
美國專利5975825中公開了一種晶圓傳輸裝置(Transfer apparatus for wafers),它含有一個可升降移動的線性載臺，線性載臺承載一機械臂。該機械臂包括兩個伸展手臂(置于晶圓匣兩側(cè))和一個擋片裝置(用于抵住晶圓片邊緣)。擋片裝置含有兩個由彈性材料制成的口邊，使其可抵在晶圓邊緣上。但此種晶圓傳輸裝置存在一些缺點，表現(xiàn)在以下方面
1、 機械臂的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，兩只伸展手臂限制了設(shè)備的使用場所。
2、 機械臂作旋轉(zhuǎn)運動所需旋轉(zhuǎn)空間較大，并在機械臂旋轉(zhuǎn)的同時，線性載臺必須配合升降，且在配合中保證晶圓盒的水平運行穩(wěn)定性，以使各部件搭配動作精確度準(zhǔn)確。因此，該裝置不僅占用空間較大，投入的設(shè)備成本也較高，而且受其結(jié)構(gòu)的限制，無法適用于在狹小空間作復(fù)雜動作的制程。
3、 機械臂的功能單一，限制其應(yīng)用場合。在需要晶圓匣做更復(fù)雜動作的特殊制程設(shè)備上，就無法實現(xiàn)自動傳輸。
4、 執(zhí)行器定位塊的設(shè)置只能適用于固定的一種晶圓匣，無法適應(yīng)多樣化制程設(shè)備所對應(yīng)的各種形狀的晶圓匣的自動傳輸。
專利公告號為CN2327664Y的"附有標(biāo)準(zhǔn)機械界面之晶圓運送裝置"，采用了使夾爪
升降至定點以抓取晶圓盒的夾爪垂直升降機構(gòu)，用于利用倍行程設(shè)計將夾爪上的晶圓盒運^始、tr. nt"^亞i々:pt!士n 士h實n m工、i女旦畫古合rfa iti/^v的血nT誠？4iin始甘出並爪通首弁
降機構(gòu)在晶圓盒的側(cè)面升起帶動夾爪水平移動機構(gòu)和夾爪擺動機構(gòu)共同運動，占用了內(nèi)部很大的空間，導(dǎo)致設(shè)備體積大，同時該晶圓運送裝置的結(jié)構(gòu)特點，限制其應(yīng)用的場合。
韓國專利公開號為100594371B1的"一種能運送晶圓匣的裝載裝置(A loader havingfunction for carrying out cassette)"，采用一種垂直軸鏈接單元在晶圓盒的側(cè)面升起帶動夾爪水平移動抓取晶圓盒側(cè)面的兩底邊的機構(gòu)。但由于還是采用內(nèi)部抓取機構(gòu)，導(dǎo)致設(shè)備體積偏大，并且機械臂的功能有限，無法實現(xiàn)操縱晶圓匣做更復(fù)雜的動作。
4由于制程設(shè)備的多樣性和特殊性，現(xiàn)有的晶圓裝載設(shè)備，很難全面的滿足要求。從公布的文獻(xiàn)來看，還未發(fā)現(xiàn)采用同一設(shè)備可以在自動卸載SMIF晶圓盒的同時，會自動地將將其中的晶圓輸送到下一制程所需的特定位置，即實現(xiàn)隨意旋轉(zhuǎn)的晶圓匣的升降、前后平移，又能實現(xiàn)品圓匣180度反向置放，并在加工完成后，重新收回晶圓匣的自動傳輸裝置，可見現(xiàn)有晶圓傳輸裝置無法達(dá)到在其載入、載出的過程中，既能滿足制程設(shè)備對于晶圓在多種空間位置上的要求，又能達(dá)到在制程設(shè)備狹小空間內(nèi)作更復(fù)雜動作的目的，因此，現(xiàn)有晶圓傳輸裝置有待進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種旋轉(zhuǎn)型晶圓自動傳輸裝置，它除繼承現(xiàn)有技術(shù)中的SMIF中的隔離技術(shù)提供潔凈的微環(huán)境的優(yōu)點外，還能有效地克服其受結(jié)構(gòu)限制，無法適用于在制程設(shè)備的狹小空間作復(fù)雜動作等缺點，該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，在制程間傳輸運行平穩(wěn)，動作更靈活可靠，拓展了適用范圍，不僅能實現(xiàn)隨意旋轉(zhuǎn)的晶圓匣的升降、前后平移，又能實現(xiàn)晶圓匣180度反向置放，使之適應(yīng)在制程設(shè)備狹小空間內(nèi)作更復(fù)雜動作，并在遇到外界干涉時可撓性停止，達(dá)到精確控制的傳輸效果。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是該旋轉(zhuǎn)型晶圓自動傳輸裝置包括機架，固定在機架上的上料平臺，組裝在機架上作升降移動的帶有扣爪機構(gòu)的風(fēng)箱體和作升降、伸展移動的帶有抓取機構(gòu)的手臂機構(gòu)，其技術(shù)要點是所述手臂機構(gòu)的抓取機構(gòu)固定在下手臂旋轉(zhuǎn)軸上，所述下手臂旋轉(zhuǎn)軸固定在大帶輪上，所述大帶輪及通過旋轉(zhuǎn)傳動帶連接的步進(jìn)電機驅(qū)動的小帶輪組裝在下手臂固定座內(nèi)，所述抓取機構(gòu)的固定板連接在所述下手臂旋轉(zhuǎn)軸上，并利用大、小帶輪組成的傳動機構(gòu)驅(qū)動所述下手臂旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，帶動所述抓取機構(gòu)固定板繞軸線轉(zhuǎn)動，設(shè)置在所述抓取機構(gòu)的抓取電機通過蝸輪蝸桿驅(qū)動抓取連桿帶動夾爪沿所述抓取機構(gòu)固定板的抓取滑軌往復(fù)移動，所述抓取機構(gòu)上的定位機構(gòu)設(shè)置可調(diào)定位塊。
驅(qū)動所述手臂機構(gòu)作升降、伸展移動的手臂升降電機和手臂伸展電機分別固定在所述機架上和固定在沿機架的手臂升降單滑軌滑動的手臂升降基板上，所述手臂升降電機通過三號傳動帶和手臂升降螺桿驅(qū)動固定在手臂升降基板上的手臂升降螺母沿螺桿軸向往復(fù)移動，使手臂機構(gòu)沿與機架的豎向作升降運動。
所述手臂伸展電機通過減速機構(gòu)、二號傳動帶驅(qū)動固定在上手臂上的手臂傳動軸轉(zhuǎn)動，所述手臂傳動軸帶動所述上手臂繞手臂固定軸擺動，通過上手臂旋轉(zhuǎn)軸與所述上手臂鉸接的下手臂在上手臂內(nèi)部傳動帶的帶動下通過上手臂旋轉(zhuǎn)軸繞所述上手臂擺動，使手臂機構(gòu)沿與機架垂直方向作伸展運動。
所述風(fēng)箱體組裝在帶有風(fēng)箱體升降螺母的風(fēng)箱體固定座上，固定在機架上的風(fēng)箱體升降電機通過一號傳動帶和風(fēng)箱體升降螺桿驅(qū)動風(fēng)箱體升降螺母沿螺桿軸向往復(fù)移動，帶動風(fēng)箱體固定座沿機架的風(fēng)箱體升降單滑軌上、下滑動。所述風(fēng)箱體的扣爪機構(gòu)的扣爪電機通過組裝其軸上的拉桿銷軸與扣爪拉桿一端鉸接，
扣爪拉桿另一端與扣爪軸端的曲柄鉸接，扣爪軸另一端固定有扣爪，電機驅(qū)動扣爪軸上的
曲柄繞軸線轉(zhuǎn)動，帶動扣爪開、合。
本發(fā)明具有的優(yōu)點及積極效果是由于本發(fā)明是在現(xiàn)有遞送晶圓方法中的傳輸設(shè)備的
結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計的，所以它除繼承現(xiàn)有技術(shù)中的SMIF中的隔離技術(shù)提供潔凈的微 環(huán)境的優(yōu)點外，還能有效地克服其受結(jié)構(gòu)限制，無法適用于在制程的狹小空間作復(fù)雜動 作等缺點。該裝置的手臂機構(gòu)的抓取機構(gòu)固定在下手臂旋轉(zhuǎn)軸上，利用大、小帶輪組成的 傳動機構(gòu)驅(qū)動抓取機構(gòu)繞軸線轉(zhuǎn)動，并使抓取機構(gòu)采用抓取電機通過蝸輪蝸桿驅(qū)動抓取連 桿的結(jié)構(gòu)形式來替代現(xiàn)有抓取機構(gòu)中的氣動系統(tǒng)帶動夾爪動作，確保夾爪夾緊后的晶圓匣 不會脫落，故其結(jié)構(gòu)設(shè)計更加合理，在制程間傳輸運行不僅平穩(wěn)，而且能根據(jù)實際需要實 現(xiàn)360度隨意旋轉(zhuǎn)的晶圓匣的升降、前后平移，以實現(xiàn)晶圓匣180度反向置放，動作更靈 活可靠，拓展了對不同制程設(shè)備的適用范圍，使之既能夠滿足制程設(shè)備對于晶圓在多種空 間位置上的要求，又能適應(yīng)在制程設(shè)備狹小空間內(nèi)作更復(fù)雜動作，并在遇到外界干涉時可 撓性停止，達(dá)到精確控制的傳輸效果。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1是本發(fā)明一種具體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的右視圖。
圖3是圖1中的手臂機構(gòu)的剖視圖。
圖4是圖1中的手臂機構(gòu)伸展?fàn)顟B(tài)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4的俯視圖。
圖6是圖3中的下手臂固定座內(nèi)的大、小帶輪組成的傳動機構(gòu)示意圖。 圖7是圖3中的抓取機構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8是圖3中的定位機構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。 圖9是圖2中的扣爪機構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中序號說明l機架、2風(fēng)箱體升降電機、3—號傳動帶、4風(fēng)箱體固定座、5風(fēng)箱 體升降螺母、6風(fēng)箱體升降螺桿、7風(fēng)箱體升降單滑軌、8手臂升降單滑軌、9 二號傳動帶、 IO減速機構(gòu)、ll手臂伸展電機、12手臂升降基板、13手臂升降螺桿、14三號傳動帶、 15手臂升降電機、16手臂升降螺母、17手臂固定座、18手臂傳動軸、19手臂機構(gòu)、20 扣爪機構(gòu)、21上料平臺、22風(fēng)箱體、23定位機構(gòu)、24抓取機構(gòu)、25下手臂、26上手臂 旋轉(zhuǎn)軸、27下手臂旋轉(zhuǎn)軸、28上手臂、29手臂固定軸、30下手臂固定座、31小帶輪、 32旋轉(zhuǎn)傳動帶、33大帶輪、34夾爪、35抓取電機、36抓取滑軌、37抓取連桿、38聯(lián)軸
6器、39連桿銷軸、40蝸桿、41蝸輪、42抓取機構(gòu)固定板、43可調(diào)定位塊、44抓取固定板、45固定定位塊、46扣爪電機、47拉桿銷軸、48扣爪拉桿、49固定座、50扣爪軸、51扣爪。
具體實施例方式
根據(jù)圖1 9詳細(xì)說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)。該旋轉(zhuǎn)型晶圓自動傳輸裝置是在繼承美國專利6086323的"一種為IC制程遞送晶圓的方法"等專利技術(shù)優(yōu)點的基礎(chǔ)上，并根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷進(jìn)行重新設(shè)計的。它包括機架1，固定在機架1上的上料平臺21，組裝在機架1上作升降移動的帶有扣爪機構(gòu)20的風(fēng)箱體22和作升降、伸展移動的帶有抓取機構(gòu)24的手臂機構(gòu)19等件。其中風(fēng)箱體22是一個集成的空氣過濾系統(tǒng)，可以提供潔凈的微環(huán)境。其工作原理與上述美國專利技術(shù)中的方法基本相同，在此不再贅述。
如圖1、 2所示，風(fēng)箱體22組裝在帶有風(fēng)箱體升降螺母5的風(fēng)箱體固定座4上，固定在機架1上的風(fēng)箱體升降電機2通過一號傳動帶3和風(fēng)箱體升降螺桿6驅(qū)動風(fēng)箱體升降螺母5沿螺桿軸向往復(fù)移動，帶動風(fēng)箱體固定座4沿機架1的風(fēng)箱體升降單滑軌7上、下滑動。采用風(fēng)箱體升降單滑軌7與現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)箱體升降雙滑軌相比，可以簡化傳動結(jié)構(gòu)，不僅安裝容易，而且維護(hù)時便于調(diào)整。
如圖9所示，風(fēng)箱體22的扣爪機構(gòu)20由扣爪電機46、拉桿銷軸47、扣爪拉桿48、固定座49、扣爪軸50、扣爪51等組成?？圩C構(gòu)20采用扣爪電機46傳動，不再采用氣動系統(tǒng)的氣缸傳動，這既解決了其對運動過程無法進(jìn)行精確控制的問題，同時還節(jié)省一套氣動系統(tǒng)。扣爪機構(gòu)20采用扣爪電機46并通過組裝其軸上的拉桿銷軸47與扣爪拉桿48的一端鉸接，扣爪拉桿48另一端與扣爪軸50—端的曲柄鉸接，利用固定座49組裝在風(fēng)箱體22上的扣爪軸50另一端固定有扣爪51?？圩﹄姍C46通過拉桿銷軸47和扣爪拉桿48來驅(qū)動扣爪軸50上的曲柄繞軸線轉(zhuǎn)動，帶動扣爪51開、合。扣爪機構(gòu)20由扣爪電機46做動力，增強了機構(gòu)的穩(wěn)定性與可控性。
如圖3、 4、 5所示，手臂機構(gòu)19由定位機構(gòu)23、抓取機構(gòu)24、下手臂25、上手臂旋轉(zhuǎn)軸26、下手臂旋轉(zhuǎn)軸27、上手臂28、手臂傳動軸18、手臂固定軸29等組成。
如圖6所示，下手臂25的下手臂固定座30內(nèi)組裝有由步進(jìn)電機驅(qū)動的小帶輪31、旋轉(zhuǎn)傳動帶32、大帶輪33組成的傳動機構(gòu)。
如圖7所示，抓取機構(gòu)24由夾爪34、抓取電機35、抓取滑軌36、抓取連桿37、聯(lián)軸器38、連桿銷軸39、蝸桿40、蝸輪41、抓取機構(gòu)固定板42等組成。
如圖8所示，定位機構(gòu)23由可調(diào)定位塊43、抓取固定板44、固定定位塊45等組成。
其中手臂機構(gòu)19的抓取機構(gòu)24固定在下手臂旋轉(zhuǎn)軸27上，下手臂旋轉(zhuǎn)軸27固定在大帶輪33上，大帶輪33及通過旋轉(zhuǎn)傳動帶32連接的步進(jìn)電機驅(qū)動的小帶輪31組裝在下
7手臂固定座30內(nèi)。抓取機構(gòu)固定板42連接在下手臂旋轉(zhuǎn)軸27上，并利用大、小帶輪33、 31組成的傳動機構(gòu)驅(qū)動下手臂旋轉(zhuǎn)軸27轉(zhuǎn)動，帶動抓取機構(gòu)固定板42繞軸線轉(zhuǎn)動。與 現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅能根據(jù)實際需要實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)的晶圓匣的升降、前后平移，還可以 實現(xiàn)晶圓匣180度反向置放，以適應(yīng)不同的制程設(shè)備結(jié)構(gòu)特點的要求。設(shè)置在抓取機構(gòu) 24的抓取電機35通過蝸輪41、蝸桿40驅(qū)動抓取連桿37帶動夾爪34沿固定于抓取機構(gòu) 固定板42的抓取滑軌36往復(fù)移動。抓取機構(gòu)24上的定位機構(gòu)23設(shè)置可調(diào)定位塊43。
驅(qū)動手臂機構(gòu)19作升降、伸展移動的手臂升降電機15和手臂伸展電機11分別固定 在機架1上和固定在沿機架1的手臂升降單滑軌8滑動的手臂升降基板12上。采用手臂 升降單滑軌8與現(xiàn)有技術(shù)中的手臂升降雙滑軌相比，可以簡化傳動結(jié)構(gòu)，不僅安裝容易， 而且維護(hù)時便于調(diào)整。手臂升降電機15通過三號傳動帶14和手臂升降螺桿13驅(qū)動固定 在手臂升降基板12上的手臂升降螺母16沿螺桿軸向往復(fù)移動，使手臂機構(gòu)19隨手臂升 降基板12的上、下滑動而沿與機架1的豎向作升降運動。手臂伸展電機11通過減速機構(gòu) 10、 二號傳動帶9驅(qū)動固定在上手臂28上的手臂傳動軸18轉(zhuǎn)動，手臂傳動軸18帶動上 手臂28繞手臂固定軸29擺動，通過上手臂旋轉(zhuǎn)軸26與上手臂28鉸接的下手臂25在上 手臂28內(nèi)部傳動帶的帶動下通過上手臂旋轉(zhuǎn)軸繞上手臂28擺動(見圖3中的局部剖視 圖)，使手臂機構(gòu)19沿與機架1垂直方向作伸展運動。
該旋轉(zhuǎn)型晶圓自動傳輸裝置的動作過程是
它由手臂機構(gòu)19的升降、手臂機構(gòu)19的伸展、抓取機構(gòu)24的旋轉(zhuǎn)、風(fēng)箱體22的升 降、扣爪機構(gòu)20的開合、抓取機構(gòu)24的開合等部件的動作組成。采用該裝置專用的控制 器作為中央處理單元和利用獨有的軟件控制技術(shù)，使各部件間配合運動完成晶圓的自動傳輸。
風(fēng)箱體升降電機2通過一號傳動帶3、風(fēng)箱體升降螺桿6驅(qū)動風(fēng)箱體升降螺桿6轉(zhuǎn)動； 風(fēng)箱體升降螺母5沿風(fēng)箱體升降螺桿6上、下移動，帶動風(fēng)箱體22沿風(fēng)箱體升降滑軌7 上下移動。
手臂升降電機15通過三號傳動帶14驅(qū)動手臂升降螺桿13轉(zhuǎn)動，手臂升降螺母16 沿手臂升降螺桿13上、下移動，帶動手臂升降基板12沿手臂升降單滑軌8上、下移動， 實現(xiàn)了手臂機構(gòu)19的上、下移動。手臂升降電機15由編碼器作位置反饋，可以實現(xiàn)上升、 下降的位置精確控制。
手臂機構(gòu)19在上手臂28與下手臂25的共同擺動作用下，使其繞下手臂旋轉(zhuǎn)軸27 轉(zhuǎn)動的抓取機構(gòu)24也沿與機架1垂直方向作伸展運動，即實現(xiàn)了手臂機構(gòu)19的伸展運動。 手臂伸展電機ll由編碼器作位置反饋，可以實現(xiàn)伸展位置的精確控制。抓取機構(gòu)24通過 下手臂旋轉(zhuǎn)軸27繞下手臂25作正、反向180度的隨意旋轉(zhuǎn)，放，不需額外加裝旋轉(zhuǎn)臺。由步進(jìn)電機驅(qū)動的小帶輪31由編碼器作位置反饋，可以實現(xiàn) 旋轉(zhuǎn)位置的精確控制。
抓取機構(gòu)24的抓取電機35通過連軸器38帶動蝸桿40和蝸輪41轉(zhuǎn)動，蝸輪41通過 連桿銷軸39推動抓取連桿37帶動夾爪34，在抓取滑軌36的限制下，夾爪34沿抓取滑 軌36作直線往復(fù)運動，控制抓取電機35的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)即可實現(xiàn)夾爪34的開、合。
安裝在抓取機構(gòu)24下端的定位機構(gòu)23是用來實現(xiàn)晶圓匣定位的?？烧{(diào)定位塊43和 固定定位塊45均有一個傾斜的內(nèi)表面，可以引導(dǎo)晶圓匣達(dá)到居中的位置。可調(diào)定位塊43 還具有位置調(diào)整的功能，在晶圓匣外部形狀有差異的情況下也可以通過調(diào)整可調(diào)定位塊 43的位置使晶圓匣處于合適的位置。
扣爪機構(gòu)20用于在提升晶圓盒之前，將晶圓盒固定在風(fēng)箱體22上。扣爪機構(gòu)20的 扣爪電機46運動時，電機軸伸出，通過拉桿銷軸47拉動扣爪拉桿48擺動，扣爪拉桿48 的擺動帶動扣爪軸50繞固定座49轉(zhuǎn)動?？圩?1隨著扣爪軸50的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，完成扣爪 51扣合的動作。反之，扣爪電機46的電機軸縮回，在扣爪拉桿48的拉動下扣爪軸50向 相反的方向轉(zhuǎn)動，即帶動扣爪51打開，這樣就完成了扣爪機構(gòu)20的扣合、打開動作。
該旋轉(zhuǎn)型晶圓自動輸送裝置的工作過程如下
操作人員將晶圓盒放置在上料平臺21上。設(shè)備開始工作，晶圓盒的鎖定機構(gòu)被打開， 扣爪機構(gòu)20動作，扣爪51將晶圓盒的蓋子固定在風(fēng)箱體22上。風(fēng)箱體22上升至頂部， 帶動晶圓盒蓋從晶圓匣上提起。此時晶圓匣處于風(fēng)箱體22的微環(huán)境中。
手臂機構(gòu)19下降到晶圓匣上方，定位機構(gòu)23將晶圓匣定位到中央位置，抓取機構(gòu) 24動作，夾爪34將晶圓匣夾?。皇直蹤C構(gòu)19上升，將晶圓匣從上料平臺21上提起。
手臂機構(gòu)19伸展，將晶圓匣送于制程設(shè)備的加工位置上方；手臂機構(gòu)19下降，將晶 圓匣放置在加工位置。與此同時，如果制程設(shè)備需要晶圓匣180度反向置放，手臂機構(gòu) 19在運送晶圓匣的過程中可使抓取機構(gòu)24繞軸轉(zhuǎn)動，將晶圓匣作180度的旋轉(zhuǎn)，然后放 置在加工位置。
當(dāng)晶圓的加工操作完成后，設(shè)備執(zhí)行相反的流程，將晶圓匣重新裝回設(shè)備的晶圓盒中， 以便操作者取走。
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權(quán)利要求
1、一種旋轉(zhuǎn)型晶圓自動輸送裝置，包括機架，固定在機架上的上料平臺，組裝在機架上作升降移動的帶有扣爪機構(gòu)的風(fēng)箱體和作升降、伸展移動的帶有抓取機構(gòu)的手臂機構(gòu)，其特征在于所述手臂機構(gòu)的抓取機構(gòu)固定在下手臂旋轉(zhuǎn)軸上，所述下手臂旋轉(zhuǎn)軸固定在大帶輪上，所述大帶輪及通過旋轉(zhuǎn)傳動帶連接的步進(jìn)電機驅(qū)動的小帶輪組裝在下手臂固定座內(nèi)，所述抓取機構(gòu)的固定板連接在所述下手臂旋轉(zhuǎn)軸上，并利用大、小帶輪組成的傳動機構(gòu)驅(qū)動所述下手臂旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，帶動所述抓取機構(gòu)固定板繞軸線轉(zhuǎn)動，設(shè)置在所述抓取機構(gòu)的抓取電機通過蝸輪蝸桿驅(qū)動抓取連桿帶動夾爪沿所述抓取機構(gòu)固定板的抓取滑軌往復(fù)移動，所述抓取機構(gòu)上的定位機構(gòu)設(shè)置可調(diào)定位塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)型晶圓自動傳輸裝置，其特征在于驅(qū)動所述手臂機 構(gòu)作升降、伸展移動的手臂升降電機和手臂伸展電機分別固定在所述機架上和固定在沿機 架的手臂升降單滑軌滑動的手臂升降基板上，所述手臂升降電機通過三號傳動帶和手臂升 降螺桿驅(qū)動固定在手臂升降基板上的手臂升降螺母沿螺桿軸向往復(fù)移動，使手臂機構(gòu)沿與 機架的豎向作升降運動。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)型晶圓自動傳輸裝置，其特征在于所述手臂伸 展電機通過減速機構(gòu)、二號傳動帶驅(qū)動固定在上手臂上的手臂傳動軸轉(zhuǎn)動，所述手臂傳動 軸帶動所述上手臂繞手臂固定軸擺動，通過上手臂旋轉(zhuǎn)軸與所述上手臂連接的下手臂在上 手臂內(nèi)部傳動帶的帶動下繞所述上手臂擺動，使手臂機構(gòu)沿與機架垂直方向作伸展運動。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)型晶圓自動傳輸裝置，其特征在于所述風(fēng)箱體組裝 在帶有風(fēng)箱體升降螺母的風(fēng)箱體固定座上，固定在機架上的風(fēng)箱體升降電機通過一號傳動 帶和風(fēng)箱體升降螺桿驅(qū)動風(fēng)箱體升降螺母沿螺桿軸向往復(fù)移動，帶動風(fēng)箱體固定座沿機架 的風(fēng)箱體升降單滑軌上、下滑動。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)型晶圓自動傳輸裝置，其特征在于所述風(fēng)箱體的扣 爪機構(gòu)的扣爪電機通過組裝其軸上的拉桿銷軸與扣爪拉桿一端鉸接，扣爪拉桿另一端與扣 爪軸端的曲柄鉸接，扣爪軸另一端固定有扣爪，電機驅(qū)動扣爪軸上的曲柄繞軸線轉(zhuǎn)動，帶 動扣爪開、合。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)型晶圓自動傳輸裝置，它除繼承現(xiàn)有技術(shù)中的SMIF中的隔離技術(shù)提供潔凈的微環(huán)境的優(yōu)點外，還能有效地克服無法適用于在制程的狹小空間作復(fù)雜動作等缺點，包括機架、上料平臺、風(fēng)箱體和手臂機構(gòu)，其技術(shù)要點是手臂機構(gòu)的抓取機構(gòu)利用組裝在下手臂固定座內(nèi)的大、小帶輪組成的傳動機構(gòu)繞軸轉(zhuǎn)動，設(shè)置在抓取機構(gòu)的抓取電機通過蝸輪蝸桿驅(qū)動抓取連桿帶動夾爪沿抓取滑軌往復(fù)移動，抓取機構(gòu)上的定位機構(gòu)設(shè)置可調(diào)定位塊。該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，在制程間傳輸運行平穩(wěn)，動作更靈活可靠，拓展了適用范圍，能完成晶圓的自動傳輸，同時能實現(xiàn)晶圓匣隨意旋轉(zhuǎn)和180度反向置放，以適應(yīng)在制程設(shè)備的狹小空間內(nèi)作更復(fù)雜動作的自動傳輸。
文檔編號H01L21/677GK101465308SQ200910010030
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者功 吳 申請人:富創(chuàng)得科技(沈陽)有限公司