本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶圓片制造工藝，尤其涉及一種多機(jī)械手爪的全自動(dòng)單晶圓濕法處理設(shè)備的晶圓片傳遞裝置。

背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體晶圓片制造工藝過程中，需要在各個(gè)工位之間對(duì)晶圓片進(jìn)行傳遞，隨著晶圓片處理工藝復(fù)雜程度的提高，往往需要在多個(gè)不同的腔室對(duì)晶圓片進(jìn)行處理，不同腔室之間使用不同的化學(xué)藥液，使用傳統(tǒng)的單機(jī)械手爪或雙機(jī)械手爪，同一個(gè)機(jī)械手爪會(huì)在不同的腔室中重復(fù)使用，由于不同的腔室的工藝功能不同，所使用的化學(xué)液也不同，同一個(gè)機(jī)械手爪會(huì)把上一個(gè)腔室的化學(xué)液傳遞到下一個(gè)腔室，這樣就會(huì)造成晶圓片在不同腔室的交叉污染，不能滿足晶圓片的傳遞要求。只有采用多個(gè)機(jī)械手傳遞裝置，才能避免晶片交叉污染，以達(dá)到工藝處理效能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種用于多腔室處理的晶圓片傳遞裝置，可以解決傳統(tǒng)的晶圓片傳遞裝置在多個(gè)不同腔室進(jìn)行傳遞時(shí)會(huì)造成交叉污染的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：一種用于多腔室處理的晶圓片傳遞裝置，主要包括：升降電機(jī)、絲杠、升降平臺(tái)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、至少三個(gè)機(jī)械手爪、以及數(shù)量與機(jī)械手爪數(shù)量相同的用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手爪的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中，升降電機(jī)的輸出端通過聯(lián)軸器與絲杠相連，升降平臺(tái)安裝在絲杠和導(dǎo)軌Z上，升降電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)升降平臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子安裝在升降平臺(tái)上，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)安裝在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)一個(gè)機(jī)械手爪，以使機(jī)械手爪做伸縮運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步的，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)步進(jìn)電機(jī)、一個(gè)同步帶、兩個(gè)同步帶輪以及一個(gè)導(dǎo)軌，步進(jìn)電機(jī)安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，由該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手爪安裝在同步帶和導(dǎo)軌上，步進(jìn)電機(jī)的輸出端設(shè)有同步帶輪，在機(jī)械手爪伸縮的方向設(shè)有另一個(gè)同步帶輪，兩個(gè)帶輪之間通過同步帶傳動(dòng)。其中，該晶圓片傳遞裝置優(yōu)選設(shè)有四個(gè)機(jī)械爪和四個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，機(jī)械手爪I由步進(jìn)電機(jī)I驅(qū)動(dòng)，機(jī)械手爪I安裝在同步帶I和導(dǎo)軌I上，步進(jìn)電機(jī)I的輸出端設(shè)有同步帶輪Ia，在機(jī)械手爪I伸縮的方向設(shè)有同步帶輪Ib，兩個(gè)帶輪之間通過同步帶I傳動(dòng)；機(jī)械手爪II由步進(jìn)電機(jī)II驅(qū)動(dòng)，機(jī)械手爪II安裝在同步帶II和導(dǎo)軌II上，步進(jìn)電機(jī)II的輸出端設(shè)有同步帶輪IIa，在機(jī)械手爪II伸縮的方向設(shè)有同步帶輪IIb，兩個(gè)帶輪之間通過同步帶II傳動(dòng)；機(jī)械手爪III由步進(jìn)電機(jī)III驅(qū)動(dòng)，機(jī)械手爪III安裝在同步帶III和導(dǎo)軌III上，步進(jìn)電機(jī)III的輸出端設(shè)有同步帶輪IIIa，在機(jī)械手爪III伸縮的方向設(shè)有同步帶輪IIIb，兩個(gè)帶輪之間通過同步帶III傳動(dòng)；機(jī)械手爪IV由步進(jìn)電機(jī)IV驅(qū)動(dòng)，機(jī)械手爪IV安裝在同步帶IV和導(dǎo)軌IV上，步進(jìn)電機(jī)IV的輸出端設(shè)有同步帶輪IVa，在機(jī)械手爪IV伸縮的方向設(shè)有同步帶輪IVb，兩個(gè)帶輪之間通過同步帶IV傳動(dòng)。進(jìn)一步的，該裝置采用具有中空軸的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上的內(nèi)部電氣線纜和真空管通過中空軸穿過。進(jìn)一步的，升降電機(jī)安裝在升降底板上，升降底板上設(shè)有限位傳感器Ia、Ib和限位塊Ia、Ib，升降平臺(tái)上設(shè)有與限位傳感器Ia、Ib和限位塊a、b對(duì)應(yīng)的擋片a，升降平臺(tái)的升降高度范圍優(yōu)選在0mm-1100mm。進(jìn)一步的，升降平臺(tái)可通過絲杠驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)軌Z導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)行。進(jìn)一步的，升降平臺(tái)上設(shè)有限位傳感器IIa、IIb和限位塊c，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上設(shè)有與限位傳感器IIa、IIb和限位塊c對(duì)應(yīng)的擋片b，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度范圍優(yōu)選在0o-355o。進(jìn)一步的，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上對(duì)應(yīng)每一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有一個(gè)原點(diǎn)傳感器和兩個(gè)限位塊，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的同步帶上設(shè)有一個(gè)與原點(diǎn)傳感器和限位塊對(duì)應(yīng)的擋片，機(jī)械手爪的伸縮距離范圍優(yōu)選在0mm-500mm。進(jìn)一步的，機(jī)械手爪I、II、III、IV從上往下依次平行排放。進(jìn)一步的，機(jī)械手爪II前端裝有晶圓片掃描裝置，晶圓片掃描裝置由一組對(duì)射式光纖傳感器探頭組成。另外，晶圓片傳遞裝置中，絲杠上可安裝有與絲杠通過螺紋連接的螺母，升降平臺(tái)與螺母和導(dǎo)軌Z相連接。本發(fā)明的積極效果如下：1、本發(fā)明設(shè)有至少三個(gè)機(jī)械手爪，相比現(xiàn)有技術(shù)單機(jī)械手爪或雙機(jī)械手爪，減少了機(jī)械手爪交叉污染的機(jī)會(huì)，本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案采用四個(gè)機(jī)械手爪，可以根據(jù)需要，使用除機(jī)械手爪II外其它任意三個(gè)機(jī)械手爪對(duì)不同的腔室進(jìn)行晶圓片的取放動(dòng)作，提高了效率，避免不同腔室之間的藥液交叉污染。2、本發(fā)明設(shè)有升降電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)以及機(jī)械手爪等，分別組成了升降裝置、旋轉(zhuǎn)裝置和伸縮裝置，控制升降電機(jī)，并通過聯(lián)軸器、絲杠、升降平臺(tái)等部件實(shí)現(xiàn)了整個(gè)裝置的升降功能；裝載在升降平臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)裝置由旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制，旋轉(zhuǎn)裝置和升降平臺(tái)通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子相互聯(lián)系起來；伸縮裝置由步進(jìn)電機(jī)控制，傳動(dòng)部件為同步帶輪和同步帶等，從而，升降、旋轉(zhuǎn)、伸縮同時(shí)聯(lián)動(dòng)，單位時(shí)間內(nèi)完成三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，從而迅速、準(zhǔn)確的將晶圓片傳遞到預(yù)期位置。3、本發(fā)明采用具有中空軸的旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上的內(nèi)部電氣線纜和真空管通過中空軸穿過，同時(shí)內(nèi)置的限位傳感器IIa、IIb和限位塊c保證旋轉(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，不會(huì)轉(zhuǎn)過360o，避免內(nèi)部電氣線纜和真空管被扭斷。4、本發(fā)明機(jī)械手爪II上裝有對(duì)射式晶圓片掃描裝置，可以通過對(duì)裝有晶圓片的片盒進(jìn)行掃描，準(zhǔn)確的判斷片盒中晶圓片的位置，便于晶圓片的取放。附圖說明圖1是本發(fā)明晶圓片傳遞裝置的整體結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明晶圓片傳遞裝置的旋轉(zhuǎn)部分和伸縮部分的機(jī)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明晶圓片傳遞裝置的旋轉(zhuǎn)部分的限位裝置局部結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明晶圓片傳遞裝置機(jī)械手爪I和機(jī)械手爪II驅(qū)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明晶圓片傳遞裝置機(jī)械手爪III和機(jī)械手爪IV驅(qū)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明晶圓片傳遞裝置四個(gè)機(jī)械手爪（重合）時(shí)的伸縮部分俯視圖；圖7是本分明晶圓片傳遞裝置四個(gè)機(jī)械手爪（伸出）時(shí)的伸縮部分俯視圖；圖8是本分明晶圓片傳遞裝置機(jī)械手爪I、II、III、IV的結(jié)構(gòu)圖。1.升降底板；2.升降電機(jī)；3.聯(lián)軸器；4.絲杠；5.限位塊a；6.限位傳感器Ia；7.導(dǎo)軌Z；8.擋片a；9.螺母；10.原點(diǎn)傳感器Z；11.限位傳感器Ib；12.限位塊b；13.升降平臺(tái)；14.同步帶輪Ib；15.擋片b；16.限位傳感器IIa；17.限位塊c；18.旋轉(zhuǎn)電機(jī)；19.旋轉(zhuǎn)支撐軸；20.同步帶I；21.導(dǎo)軌I；22.同步帶輪Ia；23.旋轉(zhuǎn)平臺(tái)；24.同步帶輪IIIa；25.旋轉(zhuǎn)臺(tái)面；26.導(dǎo)軌III；27.機(jī)械手爪IV；28.機(jī)械手爪III；29.機(jī)械手爪II；30.機(jī)械手爪I；31.同步帶III；32.同步帶輪IIIb；33.步進(jìn)電機(jī)I；34.限位塊Ia；35.原點(diǎn)傳感器I；36.擋片I；37.真空傳感器I；38.限位塊Ib；39.步進(jìn)電機(jī)II；40.同步帶輪IIb；41.限位塊IIa；42.原點(diǎn)傳感器II；43.擋片II；44.導(dǎo)軌II；45.同步帶II；46.真空傳感器II；47.限位塊IIb；48.同步帶輪IIb；49.步進(jìn)電機(jī)IV；50.同步帶輪IVa；51.限位塊IVa；52.原點(diǎn)傳感器IV；53.擋片IV；54.導(dǎo)軌IV；55.同步帶IV；56.真空傳感器IV；57.限位塊IVb；58.同步帶輪IVb；59.步進(jìn)電機(jī)III；60.限位塊IIIa；61.原點(diǎn)傳感器III；62.擋片III；63.真空傳感器III；64.限位塊IIIb；65.原點(diǎn)傳感器T；66.限位傳感器IIb；67.光纖傳感器探頭I；68.光纖傳感器探頭II；69.晶圓片掃描裝置。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。如圖1-8所示，該晶圓片傳遞裝置主要包括升降電機(jī)2、絲杠4、升降平臺(tái)13、旋轉(zhuǎn)電機(jī)18、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)23、至少三個(gè)機(jī)械手爪、以及數(shù)量與機(jī)械手爪數(shù)量相同的用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手爪的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中，升降電機(jī)2的輸出端通過聯(lián)軸器3與絲杠4相連，升降平臺(tái)13安裝在絲杠4和導(dǎo)軌Z7上，升降電機(jī)2旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)升降平臺(tái)13上下運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)電機(jī)18的定子安裝在升降平臺(tái)13上，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)23安裝在旋轉(zhuǎn)電機(jī)18的轉(zhuǎn)子上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)18旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)23轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)23可通過旋轉(zhuǎn)支撐軸19與旋轉(zhuǎn)電機(jī)18的轉(zhuǎn)子相連；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)23上，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)一個(gè)機(jī)械手爪，以使機(jī)械手爪做伸縮運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明設(shè)有至少三個(gè)機(jī)械手爪，相比現(xiàn)有技術(shù)單機(jī)械手爪或雙機(jī)械手爪，減少了機(jī)械手爪交叉污染的機(jī)會(huì)。其中，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)步進(jìn)電機(jī)、一個(gè)同步帶、兩個(gè)同步帶輪以及一個(gè)導(dǎo)軌，步進(jìn)電機(jī)安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)23上，由該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手爪安裝在同步帶和導(dǎo)軌上，步進(jìn)電機(jī)的輸出端設(shè)有同步帶輪，在機(jī)械手爪伸縮的方向設(shè)有另一個(gè)同步帶輪，兩個(gè)帶輪之間通過同步帶傳動(dòng)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，該晶圓片傳遞裝置優(yōu)選設(shè)有四個(gè)機(jī)械爪和四個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，機(jī)械手爪I30由步進(jìn)電機(jī)I33驅(qū)動(dòng)，機(jī)械手爪I30安裝在同步帶I20和導(dǎo)軌I21上，步進(jìn)電機(jī)I33的輸出端設(shè)有同步帶輪Ia22，在機(jī)械手爪I30伸縮的方向同樣設(shè)有同步帶輪Ib14，兩個(gè)帶輪之間通過同步帶I20傳動(dòng)；機(jī)械手爪II29由步進(jìn)電機(jī)II39驅(qū)動(dòng)，機(jī)械手爪II29安裝在同步帶II45和導(dǎo)軌II44上，步進(jìn)電機(jī)II29的輸出端設(shè)有同步帶輪IIa40，在機(jī)械手爪II29伸縮的方向同樣設(shè)有同步帶輪IIb32，兩個(gè)帶輪之間通過同步帶II43傳動(dòng)；機(jī)械手爪III28由步進(jìn)電機(jī)III59驅(qū)動(dòng)，機(jī)械手爪III28安裝在同步帶III31和導(dǎo)軌III26上，步進(jìn)電機(jī)III59的輸出端設(shè)有同步帶輪IIIa24，在機(jī)械手爪III28伸縮的方向同樣設(shè)有同步帶輪IIIb48，兩個(gè)帶輪之間通過同步帶III31傳動(dòng)；機(jī)械手爪IV27由步進(jìn)電機(jī)IV49驅(qū)動(dòng)，機(jī)械手爪IV27安裝在同步帶IV55和導(dǎo)軌IV54上，步進(jìn)電機(jī)IV49的輸出端設(shè)有同步帶輪IVa50，在機(jī)械手爪IV27伸縮的方向同樣設(shè)有同步帶輪IVb58，兩個(gè)帶輪之間通過同步帶IV55傳動(dòng)。升降電機(jī)2安裝在升降底板1上，升降底板1上設(shè)有限位傳感器Ia6、限位傳感器Ib11和限位塊a5、限位塊b12，升降平臺(tái)13上設(shè)有與傳感器Ia、Ib和限位塊a、b對(duì)應(yīng)的擋片a8，升降平臺(tái)13的升降高度范圍在0mm-1100mm。升降平臺(tái)13固定在絲杠4和導(dǎo)軌Z7上，通過絲杠4驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)軌Z7導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)行，旋轉(zhuǎn)電機(jī)18安裝在升降平臺(tái)13上，可以轉(zhuǎn)動(dòng)。升降平臺(tái)13可通過螺母9與絲杠4相連，并在導(dǎo)軌Z7上作升降運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)23和升降平臺(tái)13通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)18的定子與轉(zhuǎn)子相互聯(lián)系起來，升降平臺(tái)13上設(shè)有限位傳感器IIa16、限位傳感器IIb66和限位塊c17，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)23上設(shè)有與限位傳感器IIa、IIb和限位塊c17對(duì)應(yīng)的擋片b15，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度范圍在0o-355o。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)23上對(duì)應(yīng)每一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有一個(gè)原點(diǎn)傳感器和兩個(gè)限位塊，即，原點(diǎn)傳感器I35、原點(diǎn)傳感器II42、原點(diǎn)傳感器III61、原點(diǎn)傳感器IV52，限位塊Ia34、限位塊Ib38、限位塊IIa41、限位塊IIb47、限位塊IIIa60、限位塊IIIb64、限位塊IVa51、限位塊IVb57，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的同步帶上設(shè)有一個(gè)與原點(diǎn)傳感器和限位塊對(duì)應(yīng)的擋片，即，擋片I36、擋片II43、擋片III62、擋片IV53，機(jī)械手爪的伸縮距離范圍在0mm-500mm。四個(gè)機(jī)械手爪I、II、III、IV從上往下依次平行排放，編號(hào)為機(jī)械手爪I30，機(jī)械手爪II29，機(jī)械手爪III28，機(jī)械手爪IV27?？梢愿鶕?jù)需要，使用除機(jī)械手爪II29外其它任意三個(gè)機(jī)械手爪I、III、IV對(duì)不同的腔室進(jìn)行晶圓片的取放動(dòng)作，提高了生產(chǎn)效率，避免不同腔室之間的藥液交叉污染。機(jī)械手爪II29前端裝有晶圓片掃描裝置69，晶圓片掃描裝置69由一組對(duì)射式光纖傳感器探頭組成，其中光纖傳感器探頭I67為發(fā)光側(cè)，光纖傳感器探頭II68為受光側(cè)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掃描記憶，便于機(jī)械收取放片。該裝置還采用具有中空軸的旋轉(zhuǎn)電機(jī)18驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)23，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)23上的內(nèi)部電氣線纜和真空管通過中空軸穿過，同時(shí)內(nèi)置的限位傳感器IIa16和限位傳感器IIb66及限位塊c17保證旋轉(zhuǎn)平臺(tái)23旋轉(zhuǎn)時(shí)，不會(huì)轉(zhuǎn)過360o，避免內(nèi)部電氣線纜和真空管被扭斷。該晶片傳遞裝置還設(shè)有四個(gè)真空傳感器，即，真空傳感器I37、真空傳感器II46、真空傳感器III63、真空傳感器IV56。本發(fā)明的晶片傳遞裝置既能滿足多腔室工藝處理干進(jìn)干出的功能，同時(shí)對(duì)大尺寸晶圓片工藝處理，應(yīng)用也非常重要。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提高了效率，避免了不同腔室之間的藥液交叉污染；能實(shí)現(xiàn)升降、旋轉(zhuǎn)、伸縮同時(shí)聯(lián)動(dòng)，單位時(shí)間內(nèi)完成三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，從而迅速、準(zhǔn)確的將晶圓片傳遞到預(yù)期位置；能避免內(nèi)部電氣線纜和真空管被扭斷；能準(zhǔn)確的判斷片盒中晶圓片的位置，便于晶圓片的取放。顯然，上面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。