一種端面自旋轉(zhuǎn)清洗機(jī)械手系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種半導(dǎo)體器件加工中使用的機(jī)械手，特別是一種可實(shí)現(xiàn)端面自旋轉(zhuǎn)清洗的機(jī)械手系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在使用專用加工設(shè)備加工半導(dǎo)體器件時(shí)，需要傳輸待加工的器件至加工位置。以晶片加工為例，通常使用夾持晶片的機(jī)械手執(zhí)行該傳輸操作，但傳輸過程中機(jī)械手會(huì)與待加工晶片直接接觸，若機(jī)械手清潔不干凈則極易造成晶片污染，甚至適致晶片的后序加工工序失效，因此傳輸用機(jī)械手的清洗在晶片加工過程中是必不可少的步驟。

目前，在半導(dǎo)體器件加工設(shè)備中，常規(guī)機(jī)械手的清洗由附加的清洗單元完成，清洗單元通常采用電機(jī)帶動(dòng)毛刷在機(jī)械手端面旋轉(zhuǎn)的方式執(zhí)行清洗工作，通過毛刷旋轉(zhuǎn)刷洗可將機(jī)械手端面的污染物除去。但上述清洗方法需要安裝旋轉(zhuǎn)毛刷的額外空間，在一些安裝空間狹小的場(chǎng)合實(shí)施比較困難，且旋轉(zhuǎn)毛刷加工難度大，成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)機(jī)械手的清洗需要安裝旋轉(zhuǎn)毛刷，額外占用空間的技術(shù)問題，提供了一種端面自旋轉(zhuǎn)清洗機(jī)械手系統(tǒng)，通過機(jī)械手自旋轉(zhuǎn)，配合固定的清洗毛刷，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手端面的自旋轉(zhuǎn)清洗，可有效的簡(jiǎn)化清洗毛刷結(jié)構(gòu)，節(jié)省清洗毛刷的安裝空間。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種端面自旋轉(zhuǎn)清洗機(jī)械手系統(tǒng)，包括機(jī)械手和清洗毛刷；所述機(jī)械手包括立柱、擺臂、端面旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和晶片吸附機(jī)構(gòu)，其中：

所述擺臂安裝在所述立柱上；所述端面旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、軸承、擺臂上盤和擺臂下盤；所述電機(jī)安裝在所述擺臂上，所述軸承安裝在所述擺臂前端，所述電機(jī)帶動(dòng)所述軸承轉(zhuǎn)動(dòng)；所述擺臂上盤安裝在所述軸承上，隨所述軸承旋轉(zhuǎn)；所述擺臂下盤與擺臂上盤連接，隨所述擺臂上盤旋轉(zhuǎn)；所述晶片吸附機(jī)構(gòu)與所述擺臂下盤的下盤面固定連接，所述晶片吸附機(jī)構(gòu)包括機(jī)械手端面和所述機(jī)械手端面后的氣道，所述機(jī)械手端面用于接觸晶片并隨所述擺臂下盤旋轉(zhuǎn)；所述晶片吸附機(jī)構(gòu)還包括抽真空氣路，所述抽真空氣路一端連接外部真空設(shè)備，另一端連通所述氣道抽氣。所述清洗毛刷固定設(shè)置，通常位于所述機(jī)械手端面下方。

優(yōu)選地，所述軸承選用角接觸軸承。

優(yōu)選地，在所述電機(jī)的軸端安裝有第一同步帶輪；所述軸承安裝在擺臂前端部的圓槽中，軸承蓋安裝在所述擺臂上并固定所述軸承外圈，第二同步帶輪通過軸套固定在軸承內(nèi)圈上；所述第一同步帶輪和第二同步帶輪間連接有同步帶，第一同步帶輪通過同步帶帶動(dòng)第二同步帶輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

上述方案進(jìn)一步優(yōu)選地，所述擺臂上盤固定在所述軸承內(nèi)圈下端，所述擺臂上盤的中軸處具有依次貫通所述擺臂、軸承內(nèi)圈、軸套及第二同步帶輪的突出部。

作為前述抽真空氣路的優(yōu)選，其包括在所述擺臂上盤與擺臂下盤中分別設(shè)置的氣路；所述擺臂上盤和擺臂下盤的氣路分別具有第一氣路接頭和第二氣路接頭，兩個(gè)氣路接頭通過軟管連接。

作為前述擺臂上盤的氣路的優(yōu)選，所述擺臂上盤的氣路與擺臂上盤同軸設(shè)置，由中空的所述突出部構(gòu)成；所述抽真空氣路還包括用于連接外部真空設(shè)備的氣路旋轉(zhuǎn)接頭，所述氣路旋轉(zhuǎn)接頭連接在所述突出部頂端。

優(yōu)選地，所述擺臂上盤和擺臂下盤通過緩沖結(jié)構(gòu)連接；進(jìn)一步優(yōu)選地，所述擺臂上盤和擺臂下盤之間設(shè)置若干圓柱桿，所述圓柱桿一桿端固定在兩個(gè)盤之一的盤面上，另一桿端穿過另一個(gè)盤的盤體上的通孔，該另一桿端安裝螺母使其無法從通孔脫出，所述圓柱桿可在所述通孔中滑動(dòng)；每個(gè)圓柱桿上均套有彈簧，所述彈簧抵在所述擺臂上盤和擺臂下盤的相對(duì)的兩個(gè)盤面上。上述圓柱桿、螺母和彈簧的設(shè)置在擺臂上盤和擺臂下盤之間形成了緩沖連接。

作為晶片吸附機(jī)構(gòu)的優(yōu)選，其包括陶瓷臺(tái)和多孔陶瓷盤；所述陶瓷臺(tái)與所述擺臂下盤的下盤面固定連接；所述多孔陶瓷盤嵌置于所述陶瓷臺(tái)中，其表面為所述機(jī)械手端面；進(jìn)一步優(yōu)選地，所述氣道設(shè)置在所述陶瓷臺(tái)中，所述抽真空氣路通過擺臂下盤連通所述氣道；所述擺臂下盤與陶瓷臺(tái)的下盤面之間設(shè)置有用于密封連接所述抽真空氣路與所述氣道的密封圈。

本發(fā)明實(shí)施例的上述技術(shù)方案通過機(jī)械手自旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，配合固定的清洗毛刷，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手端面的自旋轉(zhuǎn)清洗，其有益效果為：端面自旋轉(zhuǎn)清洗無需毛刷旋轉(zhuǎn)，可有效的節(jié)省清洗毛刷的安裝空間，簡(jiǎn)化了清洗毛刷結(jié)構(gòu)，使機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，動(dòng)作更加簡(jiǎn)便，并且提升了穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的端面自旋轉(zhuǎn)清洗機(jī)械手系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)及工作方式示意圖；

圖2為圖1所示機(jī)械手系統(tǒng)的局部放大剖視圖。

[主要元件符號(hào)說明]

1-立柱；2-擺臂；3-電機(jī)；31-第一同步帶輪；32-第二同步帶輪；33-同步帶；4-軸承；41-軸承蓋；42-軸套；5-擺臂上盤；51-突出部；52-第一氣路接頭；53-軟管；54-氣路旋轉(zhuǎn)接頭；6-擺臂下盤；61-第二氣路接頭；62-圓柱桿；63-螺母；64-彈簧；7-陶瓷臺(tái)；71-多孔陶瓷盤；72-密封圈；8-清洗毛刷。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的問題，提供一種端面自旋轉(zhuǎn)清洗機(jī)械手系統(tǒng)，其機(jī)械手端面可通過自旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)清洗，無需清洗毛刷旋轉(zhuǎn)。

圖1和2所示為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種端面自旋轉(zhuǎn)清洗機(jī)械手系統(tǒng)如所示，包括機(jī)械手和清洗毛刷8，機(jī)械手包括立柱1、擺臂2、端面旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和晶片吸附機(jī)構(gòu)；其中：

擺臂2安裝在立柱1上，可通過螺釘連接。

端面旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在擺臂2上。端面旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)3、軸承4、擺臂上盤5和擺臂下盤6，具體結(jié)構(gòu)如下：

電機(jī)3安裝在擺臂2上，軸承4安裝在擺臂2前端，電機(jī)3帶動(dòng)軸承4轉(zhuǎn)動(dòng)；擺臂上盤5安裝在軸承4上，隨軸承4旋轉(zhuǎn)；擺臂下盤6與擺臂上盤5連接，隨擺臂上盤5旋轉(zhuǎn)；

軸承4安裝在擺臂2前端部的圓槽中，軸承蓋41安裝在擺臂2上并固定軸承4外圈，軸套42過盈配合固定在在軸承4內(nèi)圈；作為一種較佳的實(shí)施方式，軸承4可選用角接觸軸承，可同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷，能在較高的轉(zhuǎn)速下工作，其接觸角越大，軸向承載能力越高；

電機(jī)帶動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)可使用多種常用的傳動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)，如圖1和2所示，本實(shí)施例采用了同步帶傳動(dòng)，電機(jī)3的軸端安裝有第一同步帶輪31，第二同步帶輪32壓在軸套42上，通過軸套42固定在軸承4內(nèi)圈上；第一同步帶輪31和第二同步帶輪32間連接有同步帶33；

擺臂上盤5固定在軸承4內(nèi)圈下端，擺臂上盤5的中軸處具有依次貫通擺臂2、軸承4內(nèi)圈、軸套42及第二同步帶輪32的突出部51，通常通過突出部51與軸承4內(nèi)圈過盈配合實(shí)現(xiàn)擺臂上盤5與軸承4內(nèi)圈的固定。

晶片吸附機(jī)構(gòu)安裝在端面旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)前端，包括陶瓷臺(tái)7、多孔陶瓷盤71和抽真空氣路，其中：陶瓷臺(tái)7與擺臂下盤6的下盤面固定連接；多孔陶瓷盤71嵌置于陶瓷臺(tái)7中，其表面即為接觸晶片并隨擺臂下盤6旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手端面；晶片吸附機(jī)構(gòu)的氣道設(shè)置在所述陶瓷臺(tái)7中，位于多孔陶瓷盤71的后面，抽真空氣路一端連接外部真空設(shè)備，另一端連通氣道，真空設(shè)備打開時(shí)對(duì)整個(gè)抽真空氣路和氣道抽真空，氣道內(nèi)形成負(fù)壓，因多孔陶瓷盤71表面具有開孔，晶片即可吸附在多孔陶瓷盤71表面。

抽真空氣路可以是附加的與晶片吸附機(jī)構(gòu)的氣道連接的抽氣管，也可以內(nèi)置于端面旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中。在圖1和2所示實(shí)施例的情形下，抽真空氣路包括擺臂上盤5與擺臂下盤6中分別設(shè)置的氣路以及氣路旋轉(zhuǎn)接頭54；擺臂上盤5和擺臂下盤6的氣路分別具有第一氣路接頭52和第二氣路接頭61，兩個(gè)氣路接頭通過軟管53連接，擺臂下盤6的氣路再與陶瓷臺(tái)7中的氣道連通；擺臂上盤5的氣路與擺臂上盤5同軸設(shè)置，由中空的突出部51構(gòu)成；突出部51頂端與擺臂上盤5同軸連接有用于連接外部真空設(shè)備的氣路旋轉(zhuǎn)接頭54。

一種較佳的實(shí)施例，可在機(jī)械手中設(shè)置接觸緩沖結(jié)構(gòu)，當(dāng)多孔陶瓷盤71接觸晶片時(shí)，多孔陶瓷盤71表面受向上的力的作用，通過接觸緩沖結(jié)構(gòu)進(jìn)行緩沖，可減小多孔陶瓷盤71與晶圓接觸的沖擊力，從而減小晶片的變形和損傷；接觸緩沖結(jié)構(gòu)可通過將擺臂上盤5和擺臂下盤6緩沖連接構(gòu)成；具體的，如圖1和2所示，擺臂上盤5和擺臂下盤6之間設(shè)置三個(gè)圓柱桿62，圓柱桿62一桿端固定在擺臂下盤6的盤面上，另一桿端穿過擺臂上盤5盤體上的通孔，在桿端安裝螺母63使其無法從通孔脫出，圓柱桿62可在擺臂上盤5的通孔中滑動(dòng)，在擺臂上盤5和擺臂下盤6之間實(shí)現(xiàn)限位；每個(gè)圓柱桿62上均套有彈簧64，彈簧64抵在擺臂上盤5和擺臂下盤6的相對(duì)的兩個(gè)盤面上，當(dāng)擺臂上盤5與圓柱桿62間相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，彈簧壓縮提供緩沖；為保證受力均勻，三個(gè)圓柱桿62位置在擺臂下盤6的盤面上均勻分布；作為其它的實(shí)施方式，圓柱桿可以設(shè)置為其它數(shù)量，以三個(gè)以上為佳；圓柱桿的一桿端并不限于固定在擺臂下盤上，也可以全部或部分固定在擺臂上盤上，而在擺臂下盤的相對(duì)位置設(shè)置通孔供圓柱桿另一桿端穿過。

清洗毛刷8固定設(shè)置在機(jī)械手端面下方，因無需旋轉(zhuǎn)，平面的條狀毛刷即可滿足使用要求；清洗毛刷8可通過螺釘安裝在半導(dǎo)體設(shè)備工作臺(tái)的機(jī)械手清洗位置上；作為一種清洗的實(shí)施方式，清洗時(shí)機(jī)械手先運(yùn)動(dòng)到清洗位置，并下降到清洗毛刷8上表面，清洗毛刷8沿半徑方向覆蓋多孔陶瓷盤71中心到邊緣位置，機(jī)械手端面自旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)，完成機(jī)械手端面多孔陶瓷盤71整個(gè)表面的清洗。

本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、節(jié)省空間的端面自旋轉(zhuǎn)清洗機(jī)械手系統(tǒng)。機(jī)械手端面自旋轉(zhuǎn)清洗，有效的節(jié)省了清洗毛刷的安裝空間，簡(jiǎn)化了清洗毛刷結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作簡(jiǎn)便、穩(wěn)定性好。

以上所述方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識(shí)在此未作過多描述；各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可，各實(shí)施例中所涉及到的技術(shù)特征在彼此之間不構(gòu)成沖突的前提下可以相互組合。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系基于附圖所示，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制；

除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義；此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。