一种盘状物夹持旋转装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种盘状物夹持旋转装置，通过沿可动基座圆周方向分设一组固定卡爪和活动卡爪，每个活动卡爪分别与一个固定卡爪相对设置，并通过在活动卡爪及其转动方向两侧分设磁体，利用相邻磁体之间同性相斥的磁力作用分别驱动活动卡爪绕其转动中心来回转动，从而将放置在各固定卡爪上的盘状物夹紧或放开，具有结构简单、动作控制方式便捷可靠、夹持力度可控并可与各类工艺处理腔体相兼容的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种盘状物夹持旋转装置
本专利技术涉及半导体制造设备
，更具体地，涉及一种盘状物夹持旋转装置。
技术介绍
在集成电路的生产加工工艺过程中，半导体硅片或晶片等具有圆形形状的盘状物，通常都会经过诸如薄膜沉积、刻蚀、清洗、抛光等多道工艺制程。而在这些工艺制程中，经常需要通过夹持旋转装置用以支撑及夹持盘状物来对盘状物进行旋转工艺处理。特别是在集成电路的各个生产加工工艺制程之间，为了清除在各个工艺制程中沉积在硅片或晶片等表面的污染杂质，必须对经受了每道工艺制程后的硅片或晶片等进行清洗处理。在使用盘状物夹持旋转装置对硅片或晶片等进行清洗处理时，通过沿周向带有若干卡爪的基座(卡盘)，将硅片或晶片等进行夹紧固定，并操纵基座下方连接的旋转驱动装置，带动硅片或晶片等同步转动，使喷向硅片或晶片等的清洗化学药液或气体能够均匀覆盖产品整个表面，实现对产品的清洁。其中，卡爪的结构、夹持方式、位置、松紧力度及旋转驱动装置的响应性等，对于保证产品在清洗时的安全和清洁效果具有关键的作用。卡爪的动作状态一般包括三个阶段：装载盘状物阶段，卡爪处于打开状态，以便机械手放入盘状物；工艺阶段，卡爪处于夹紧盘状物状态，使盘状物随旋转平台转动进行工艺；卸载盘状物阶段，卡爪再次打开，以便机械手拾取盘状物。现有盘状物夹持旋转装置的结构原理大致分为三大类：第一类为卡爪通过齿轮啮合对盘状物进行夹持；第二类为卡爪通过磁力作用对盘状物进行夹持；第三类为通过其它方式例如静电盘或气垫形式对盘状物进行夹持。但是，上述传统的盘状物夹持旋转装置都存在卡爪及控制结构复杂、不易加工的问题，特别是许多传统的卡爪元件在旋转平台的高速转动条件下，还容易受到离心力及地心引力的影响，往往需超出安全标准设计或在复位时只有较短的行程，且较多的卡爪元件之间在相互动作过程中，还容易因摩擦产生颗粒形成污染。而采用静电吸附或气垫形式夹持盘状物，更需要设计复杂的控制系统并在适当的时刻来控制和移动夹持元件，甚至需要特殊而昂贵的轴联动旋转机构。此外，现有的盘状物夹持旋转装置在控制夹持元件的夹持力方面仍未形成具有优势的设计，往往在夹持盘状物时造成产品损伤及颗粒产生。因此，需要设计一种具有结构简单、动作控制方式便捷可靠、夹持力度可控的新型盘状物夹持旋转装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种新型盘状物夹持旋转装置，具有结构简单、动作控制方式便捷可靠、夹持力度可控的优点，可有效解决现有技术存在的结构复杂、不易加工、易受离心力及地心引力影响以及易产生颗粒污染的问题。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种盘状物夹持旋转装置，包括：环形旋转平台，其受驱动时作水平旋转；环形可动基座和固定基座，上下设于所述旋转平台上，并与所述旋转平台形成同步旋转，所述可动基座受驱动时在所述固定基座上升起和降落；一组固定卡爪和一组活动卡爪，突出设于所述可动基座上端面，并沿所述可动基座圆周方向分布，所述固定卡爪固接所述可动基座，所述活动卡爪通过水平转轴转动连接所述可动基座，每个所述活动卡爪分别与一个所述固定卡爪相对设置；各所述活动卡爪的转动中心下方部位设有第一磁体，对应所述第一磁体的所述活动卡爪转动方向两侧外部设有分别连接所述可动基座、固定基座的第二、第三磁体，每二个相邻所述磁体相对面的磁极相同，且所述第一、第三磁体之间的磁排斥力大于所述第一、第二磁体之间的磁排斥力；其中，所述活动卡爪的重心位于所述转轴外侧下方，所述可动基座降落时，通过使所述第一、第三磁铁之间的磁排斥力大于所述第一、第二磁铁之间的磁排斥力和活动卡爪自身重力转矩所形成的最大合力，使得各所述活动卡爪受所述第一、第三磁体之间较大排斥力的作用和缓地向所述可动基座内侧转动，将放置在各所述固定卡爪上的所述盘状物朝向各自对应的所述固定卡爪方向逐渐夹紧，所述可动基座升起时，通过使所述第一、第三磁铁相互远离，使得各所述活动卡爪受所述第一、第二磁体之间排斥力和活动卡爪自身重力转矩所形成的合力作用迅速向所述可动基座外侧转动，将所述盘状物反向放开。优选地，所述活动卡爪为L形，间隙容于所述可动基座上下贯通的对应形状腔室内，所述活动卡爪的L形竖直部通过水平转轴与所述腔室内壁转动连接，其上端由所述腔室伸出并高于所述可动基座上端面，所述活动卡爪的L形水平部朝向外侧设置；位于所述重心外侧下方的所述L形水平部设有所述第一磁体，其上方设有连接所述腔室内壁的所述第二磁体、下方设有连接所述固定基座的所述第三磁体，所述腔室在所述L形水平部向下开口；所述可动基座下端面固接顶杆，所述顶杆沿所述可动基座周向设置若干个，并依次竖直穿出所述固定基座、旋转平台；所述旋转平台下方设有升降机构，所述升降机构通过驱使所述顶杆上升或下降，带动所述可动基座在所述固定基座上升起或降落，使所述活动卡爪在所述第一、第二磁体之间排斥力及其重力转矩的共同作用下绕所述转轴向所述可动基座外侧转动，或在所述第一、第三磁体之间较大排斥力并克服其重力转矩的作用下，向所述可动基座内侧转动，将放置在各所述固定卡爪上的所述盘状物放开或夹紧。优选地，所述固定卡爪内侧设有用于放置所述盘状物的承载面和用于与所述活动卡爪配合夹持并限制所述盘状物外移的阻挡面，所述活动卡爪内侧设有用于夹持所述盘状物的卡槽，各所述卡爪所形成的有效夹持面等高且与所述盘状物的形状相匹配。优选地，所述升降机构包括依次连接的升降驱动单元、连杆和顶板，所述升降驱动单元通过驱使所述连杆上升或下降，带动所述顶板将所述顶杆顶起或落下，使所述可动基座在所述固定基座上升起或降落。优选地，所述磁体为永磁铁。优选地，所述活动卡爪的转角由对应其L形竖直部的所述腔室内壁间距限定。优选地，所述活动卡爪的夹持力由所述第一、第三磁体之间的排斥力决定。优选地，所述活动卡爪的数量为至少二个，所述固定卡爪的数量为至少三个。优选地，所述可动基座、固定基座和旋转平台为同心设置的圆环形，所述可动基座、固定基座的相对面分设若干相吸的永磁铁，所述固定基座固接所述旋转平台。优选地，环绕所述旋转平台外周依次间隙设有上端开口的处理腔体、环形定子，所述环形定子设有多个线圈绕组，所述旋转平台设有对应的磁性机构，所述环形定子在所述线圈绕组通入交变电流时产生交变磁场，使设有磁性机构的所述旋转平台产生与所述环形定子相反的磁场，以驱动所述旋转平台在所述处理腔体内悬浮旋转；所述卡爪的上、下方分设喷嘴，用于向所述盘状物上、下表面喷射处理介质，所述旋转平台下方的所述处理腔体内设有伞形导流罩，用于导流处理介质，所述处理腔体设有排液口和排风口，环绕所述处理腔体开口上方设有多层可升降回收副腔，分别用于回收由所述盘状物表面离心甩出的不同处理介质。从上述技术方案可以看出，本专利技术通过沿可动基座圆周方向分设一组固定卡爪和活动卡爪，每个活动卡爪分别与一个固定卡爪相对设置，并通过在活动卡爪及其转动方向两侧分设磁体，利用相邻磁体之间同性相斥的磁力作用分别驱动活动卡爪绕其转动中心来回转动，从而将放置在各固定卡爪上的盘状物夹紧或放开，可以避免离心力及地心引力对活动卡爪夹持动作的不利影响，能够对盘状物进行可靠夹持；通过升降机构的升降，并利用容纳活动卡爪的腔室间距，可方便地控制活动卡爪的转动及转角；通过选择合适的磁体组合，可以使得活动卡爪作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盘状物夹持旋转装置，其特征在于，包括：环形旋转平台，其受驱动时作水平旋转；环形可动基座和固定基座，上下设于所述旋转平台上，并与所述旋转平台形成同步旋转，所述可动基座受驱动时在所述固定基座上升起和降落；一组固定卡爪和一组活动卡爪，突出设于所述可动基座上端面，并沿所述可动基座圆周方向分布，所述固定卡爪固接所述可动基座，所述活动卡爪转动连接所述可动基座，每个所述活动卡爪分别与一个所述固定卡爪相对设置；各所述活动卡爪的转动中心下方部位设有第一磁体，对应所述第一磁体的所述活动卡爪转动方向两侧外部设有分别连接所述可动基座、固定基座的第二、第三磁体，每二个相邻所述磁体相对面的磁极相同，且所述第一、第三磁体之间的磁排斥力大于所述第一、第二磁体之间的磁排斥力；其中，所述可动基座降落时，各所述活动卡爪受所述第一、第三磁体之间较大排斥力的作用向所述可动基座内侧转动，将放置在各所述固定卡爪上的所述盘状物朝向各自对应的所述固定卡爪方向夹紧，所述可动基座升起时，各所述活动卡爪受所述第一、第二磁体之间排斥力的作用向所述可动基座外侧转动，将所述盘状物反向放开。

【技术特征摘要】
1.一种盘状物夹持旋转装置，其特征在于，包括：环形旋转平台，其受驱动时作水平旋转；环形可动基座和固定基座，上下设于所述旋转平台上，并与所述旋转平台形成同步旋转，所述可动基座受驱动时在所述固定基座上升起和降落；一组固定卡爪和一组活动卡爪，突出设于所述可动基座上端面，并沿所述可动基座圆周方向分布，所述固定卡爪固接所述可动基座，所述活动卡爪通过水平转轴转动连接所述可动基座，每个所述活动卡爪分别与一个所述固定卡爪相对设置；各所述活动卡爪的转动中心下方部位设有第一磁体，对应所述第一磁体的所述活动卡爪转动方向两侧外部设有分别连接所述可动基座、固定基座的第二、第三磁体，每二个相邻所述磁体相对面的磁极相同，且所述第一、第三磁体之间的磁排斥力大于所述第一、第二磁体之间的磁排斥力；其中，所述活动卡爪的重心位于所述转轴外侧下方，所述可动基座降落时，通过使所述第一、第三磁铁之间的磁排斥力大于所述第一、第二磁铁之间的磁排斥力和活动卡爪自身重力转矩所形成的最大合力，使得各所述活动卡爪受所述第一、第三磁体之间较大排斥力的作用和缓地向所述可动基座内侧转动，将放置在各所述固定卡爪上的所述盘状物朝向各自对应的所述固定卡爪方向逐渐夹紧，所述可动基座升起时，通过使所述第一、第三磁铁相互远离，使得各所述活动卡爪受所述第一、第二磁体之间排斥力和活动卡爪自身重力转矩所形成的合力作用迅速向所述可动基座外侧转动，将所述盘状物反向放开。2.根据权利要求1所述的盘状物夹持旋转装置，其特征在于，所述活动卡爪为L形，间隙容于所述可动基座上下贯通的对应形状腔室内，所述活动卡爪的L形竖直部通过水平转轴与所述腔室内壁转动连接，其上端由所述腔室伸出并高于所述可动基座上端面，所述活动卡爪的L形水平部朝向外侧设置；位于所述重心外侧下方的所述L形水平部设有所述第一磁体，其上方设有连接所述腔室内壁的所述第二磁体、下方设有连接所述固定基座的所述第三磁体，所述腔室在所述L形水平部向下开口；所述可动基座下端面固接顶杆，所述顶杆沿所述可动基座周向设置若干个，并依次竖直穿出所述固定基座、旋转平台；所述旋转平台下方设有升降机构，所述升降机构通过驱使所述顶杆上升或下降，带动所述可动基座在所述固定基座上升起或降落，使所述活动卡爪在所述第一、第二磁体之间排斥力及其重力转...

【专利技术属性】
技术研发人员：张豹，姬丹丹，王锐廷，吴仪，
申请(专利权)人：北京七星华创电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11