一种通用型晶圆盒搬运设备的制作方法

本技术涉及晶圆盒搬运设备领域，具体为一种通用型晶圆盒搬运设备。

背景技术：

1、晶圆盒搬运是晶圆制造过程中一项重要的基础工作。之前各大晶圆制造商所使用的晶圆盒搬运设备多为国外设备，售价昂贵且交期长；有鉴于晶圆盒搬运设备在全世界拥有的庞大市场商机，国内开始全力开发自主的晶圆盒搬运设备技术，目前8寸晶圆制程设备比较多样化，市面现有搬运设备无法达到较好的通用性，且未来第三代半导体4寸至6寸晶圆同样在迅猛发展；故针对这一现状，本申请研发了此款通用性晶圆盒搬运设备。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于一种通用型晶圆盒搬运设备，以解决上述背景技术中提出的目前晶圆制程设备比较多样化，市面现有搬运设备无法达到较好的通用性问题。

2、一种通用型晶圆盒搬运设备，包括机架、晶圆盒落位平台、密封舱、和机械臂，所述机械臂、晶圆盒落位平台和密封舱分别安装在机架上，所述机械臂由升降机构、横移机构、旋转机构、夹爪机构组成；

3、所述密封舱由二号空气过滤单元、密封舱箱体、压盒机构、挡板连接件、升降挡板组成，二号空气过滤单元锁紧在密封舱箱体下方，为其提供过滤空气，升降挡板通过两只挡板连接件与密封舱箱体进行连接，大大增强了升降挡板的稳固性，同时避免了升降挡板与周围结构可能产生的摩擦产尘现象。

4、更进一步，所述升降机构包括手臂升降电机、手臂升降螺母、手臂升降滑轨、手臂升降丝杆，所述手臂升降电机连接手臂升降丝杆，驱动手臂升降螺母紧靠手臂升降滑轨实现手臂基座、手臂、机械手执行末端的升降运动；手臂升降电机连接手臂升降丝杆，驱动手臂升降螺母紧靠手臂升降滑轨实现手臂基座、手臂、机械手执行末端的升降运动。

5、更进一步，所述横移机构由固定板、横移电机、横移联轴器、横移丝杆、横移丝杆螺母、横移滑轨、横移结构运动板组成，横移电机通过横移联轴器与横移丝杆连接，和横移滑轨滑块一同固定于横移结构固定板上，滑轨部分则与横移丝杆螺母一同固定于横移结构运动板上；此时横移电机驱动横移丝杆螺母即可使横移结构固定板与横移结构运动板发生相对横移运动。

6、更进一步，所述旋转机构由旋转电机、旋转联轴器、蜗杆、涡轮、旋转轴组成，所述旋转电机通过旋转联轴器与蜗杆连接，驱动涡轮带动旋转轴实现旋转运动。

7、更进一步，所述夹爪机构由夹爪电机、夹爪联轴器、夹爪丝杆、夹爪丝杆螺母件、夹爪运动连接件、夹爪推拉件、夹爪开合滑轨、一号连接销轴、二号连接销轴、夹爪组成，夹爪电机通过夹爪联轴器与夹爪丝杆连接，驱动夹爪丝杆螺母件往复运动，夹爪丝杆螺母件推动锁紧在夹爪开合滑轨上方的夹爪运动连接件以及夹爪推拉件，夹爪推拉件通过一号连接销轴与夹爪连接，使夹爪绕二号连接销轴实现张开、夹紧动作。

8、更进一步，密封舱的升降运动由一号链条、刹车、密封舱升降电机、密封舱升降螺母、密封舱升降滑轨、密封舱升降丝杆、密封舱一号连接块、密封舱二号连接块实现升降运动；密封舱的升降运动相对于市面上其他设备而言，通过优化结构增加了连接点，增强了设备的稳定性，可有效防止因密封舱受力不均产生的倾斜问题。

9、更进一步，密封舱的升降运动过程，由密封舱升降电机通过一号链条连接密封舱升降丝杆，驱动密封舱升降螺母紧靠密封舱升降滑轨进行升降，通过密封舱一号连接块以及密封舱二号连接块连接密封舱实现升降运动；

10、更进一步，当设备意外失电时，刹车会锁紧密封舱升降丝杆，保证密封舱不会发生掉落事故。

11、更进一步，槽口采用钢带压紧密封方式进行防尘处理；该密封结构由压带辊子、张带辊子、钢带等组成。

12、更进一步，在z轴方向进行运动时，由压带辊子将钢带压住贴紧在开槽竖板上，再从运动部位由张带辊子撑开钢带，这样的结构组成就可以使z轴活动块在自由运动的同时做到对槽口的密封，达到防尘的目的。

13、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

14、1、通用性，主要体现在机械臂各功能层层组合后，可完成xyz以及水平旋转、数值翻转等五个自由度的运动，两种机械臂执行末端即可满足多种制程设备的落位需求。

15、2、稳定安全性，主要体现在多处传动结构采用链条传动，避免失步问题，且每处链条都有链条绷断检测机制；结构上连接点进行优化，如密封舱的连接加固，挡板结构的加固等；除压盒及解锁机构外，其余结构均采用带编码器电机，达到反馈实时位置及防止位置偏差的目的；每部分结构均具有定点使能保持以及失电状态结构锁紧功能，防止人为干预产生运动误差；在所有结构的有效运动范围两端都设置有极限位置光电开关，避免发生撞击损坏结构，形成有效保护；设计编码器形成闭环控制逻辑来确认机械手执行末端的水平，防止发生掉片事故。

16、3、空间优化，主要体现在针对一些可优化结构进行设计，减小设备高度及宽度，如压盒机构采取单电机驱动双边结构，机械臂翻转结构采取单边固定方式等，此类优化可使设备宽度进一步减小，从而达到更小的晶圆盒落位间距，便于适应更加苛刻的使用条件；除此之外，设备高度也精简到以下，以满足对接各种制程设备安装空间受限问题。

技术特征：

1.一种通用型晶圆盒搬运设备，包括机架、晶圆盒落位平台、密封舱、和机械臂，所述机械臂、晶圆盒落位平台和密封舱分别安装在机架上，其特征在于：所述机械臂由升降机构、横移机构、旋转机构、夹爪机构组成；

2.根据权利要求1所述的一种通用型晶圆盒搬运设备，其特征在于：所述升降机构包括手臂升降电机、手臂升降螺母、手臂升降滑轨、手臂升降丝杆，所述手臂升降电机连接手臂升降丝杆，驱动手臂升降螺母紧靠手臂升降滑轨实现手臂基座、手臂、机械手执行末端的升降运动；手臂升降电机连接手臂升降丝杆，驱动手臂升降螺母紧靠手臂升降滑轨实现手臂基座、手臂、机械手执行末端的升降运动。

3.根据权利要求1所述的一种通用型晶圆盒搬运设备，其特征在于：所述横移机构由固定板、横移电机、横移联轴器、横移丝杆、横移丝杆螺母、横移滑轨、横移结构运动板组成，横移电机通过横移联轴器与横移丝杆连接，和横移滑轨滑块一同固定于横移结构固定板上，滑轨部分则与横移丝杆螺母一同固定于横移结构运动板上；此时横移电机驱动横移丝杆螺母即可使横移结构固定板与横移结构运动板发生相对横移运动。

4.根据权利要求1所述的一种通用型晶圆盒搬运设备，其特征在于：所述旋转机构由旋转电机、旋转联轴器、蜗杆、涡轮、旋转轴组成，所述旋转电机通过旋转联轴器与蜗杆连接，驱动涡轮带动旋转轴实现旋转运动。

5.根据权利要求1所述的一种通用型晶圆盒搬运设备，其特征在于：所述夹爪机构由夹爪电机、夹爪联轴器、夹爪丝杆、夹爪丝杆螺母件、夹爪运动连接件、夹爪推拉件、夹爪开合滑轨、一号连接销轴、二号连接销轴、夹爪组成，夹爪电机通过夹爪联轴器与夹爪丝杆连接，驱动夹爪丝杆螺母件往复运动，夹爪丝杆螺母件推动锁紧在夹爪开合滑轨上方的夹爪运动连接件以及夹爪推拉件，夹爪推拉件通过一号连接销轴与夹爪连接，使夹爪绕二号连接销轴实现张开、夹紧动作。

6.根据权利要求1所述的一种通用型晶圆盒搬运设备，其特征在于：密封舱的升降运动由一号链条、刹车、密封舱升降电机、密封舱升降螺母、密封舱升降滑轨、密封舱升降丝杆、密封舱一号连接块、密封舱二号连接块实现升降运动。

7.根据权利要求6所述的一种通用型晶圆盒搬运设备，其特征在于：密封舱的升降运动过程，由密封舱升降电机通过一号链条连接密封舱升降丝杆，驱动密封舱升降螺母紧靠密封舱升降滑轨进行升降，通过密封舱一号连接块以及密封舱二号连接块连接密封舱实现升降运动。

8.根据权利要求6所述的一种通用型晶圆盒搬运设备，其特征在于：当设备意外失电时，刹车会锁紧密封舱升降丝杆，保证密封舱不会发生掉落事故。

9.根据权利要求1所述的一种通用型晶圆盒搬运设备，其特征在于：槽口采用钢带压紧密封方式进行防尘处理。

技术总结本技术公开了一种通用型晶圆盒搬运设备，包括机架、晶圆盒落位平台、密封舱、和机械臂，所述机械臂、晶圆盒落位平台和密封舱分别安装在机架上，所述机械臂由升降机构、横移机构、旋转机构、夹爪机构组成；所述密封舱由二号空气过滤单元、密封舱箱体、压盒机构、挡板连接件、升降挡板组成，二号空气过滤单元锁紧在密封舱箱体下方，为其提供过滤空气，升降挡板通过两只挡板连接件与密封舱箱体进行连接，大大增强了升降挡板的稳固性，同时避免了升降挡板与周围结构可能产生的摩擦产尘现象。技术研发人员：黄兴治,洪敏珏,胡敏刚,魏然受保护的技术使用者：天堃自动化科技（苏州）有限公司技术研发日：20230928技术公布日：2024/7/29