机械手及传输腔室制造技术

本发明专利技术提供一种机械手及传输腔室，包括机械手指和直线传动机构，机械手指用于承载被加工工件；直线传动机构用于驱动机械手指作直线往复运动，直线传动机构包括一级直线模组和二级直线模组，其中，一级直线模组用于驱动二级直线模组作直线往复运动，且二级直线模组在位于一级直线模组的行程始端时与之相互重叠；二级直线模组用于驱动机械手指作直线往复运动，且机械手指在位于二级直线模组的行程始端时与之相互重叠，并且机械手指的直线往复运动与二级直线模组的直线往复运动在同一直线上。本发明专利技术提供的机械手，其在满足机械手指完成放片操作所需的移动距离的前提下，体积较小，从而可以减小传输腔室的体积，进而可以降低设备的生产成本。

Manipulator and transmission chamber

The invention provides a manipulator and a transmission chamber, including mechanical fingers and linear transmission mechanism, mechanical fingers for bearing the workpiece; linear drive mechanism for driving the mechanical finger reciprocating motion of the linear transmission mechanism comprises a linear module and two linear module, among them, a module for driving two straight line module for linear reciprocating motion, and the two stage in a straight line module module stroke beginning with overlapping; two level linear module for driving the mechanical finger reciprocating motion and manipulator in linear module in grade two stroke beginning with overlapping, and straight reciprocating motion the mechanical finger with two linear module straight reciprocating motion in a straight line. The manipulator is provided, in the premise to satisfy the mechanical finger moving distance release tablet required under the smaller volume, thereby reducing transport volume of the chamber, and can reduce the production cost of equipment.

【技术实现步骤摘要】
机械手及传输腔室
本专利技术涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种机械手及传输腔室。
技术介绍
在集成电路、半导体照明、微机电系统等领域的刻蚀工艺中，为了提高设备的自动化程度和安全性，通常采用机械手自动完成晶片等被加工工件的传输。在现有的半导体加工设备中，主要包括采用阀门连接的传输腔室和工艺腔室，其中，机械手安装在传输腔室中。在进行工艺之前，传输腔室为大气状态，此时将晶片放置在机械手的手指上；然后，对传输腔室进行抽真空，之后将传输腔室与工艺腔室之间的阀门打开，承载有晶片的机械手平移至工艺腔室内，并将晶片放置在工艺腔室内；之后，空载的机械手缩回传输腔室，阀门关闭，从而完成整个晶片的传输过程。图1为现有的一种机械手的俯视图。如图1所示，机械手设置在传输腔室1内，其包括机械手指2、曲臂3和驱动机构(图中未示出)，其中，曲臂3为两节，机械手指2固定在曲臂3的第二节端部。在驱动机构的驱动下，曲臂3通过展开或曲折带动机械手指2伸出或缩回传输腔室1。但是，由于上述机械手的曲臂3是通过旋转运动和直线运动的结合来实现机械手指3的伸缩运动，导致曲臂3的整体尺寸较大，从而造成传输腔室的体积增大，从而增加了设备的生产成本。现有的另一种机械手是利用直线模组和旋转电机驱动机械手指的伸缩运动。具体来说，旋转电机用于提供旋转动力；直线模组分别与旋转电机和机械手指连接，用以将由该旋转电机提供的旋转动力转换为直线动力，并传递至机械手指。这种机械手在实际应用中会出现以下问题：由于机械手指单向的最长移动距离即为直线模组的导轨长度，为了满足机械手指完成放片操作所需的移动距离，直线模组的导轨长度较长，从而造成传输腔室的体积仍然较大，进而增加了设备的生产成本。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种机械手及传输腔室，其在满足机械手指完成放片操作所需的移动距离的前提下，体积较小，从而可以减小传输腔室的体积，进而可以降低设备的生产成本。为实现本专利技术的目的而提供一种机械手，包括机械手指和直线传动机构，所述机械手指用于承载被加工工件；所述直线传动机构用于驱动所述机械手指作直线往复运动，所述直线传动机构包括一级直线模组和二级直线模组，其中，所述一级直线模组用于驱动所述二级直线模组作直线往复运动，且所述二级直线模组在位于所述一级直线模组的行程始端时与之相互重叠；所述二级直线模组用于驱动所述机械手指作直线往复运动，且所述机械手指在位于所述二级直线模组的行程始端时与之相互重叠，并且所述机械手指的直线往复运动与所述二级直线模组的直线往复运动在同一直线上。优选的，所述二级直线模组包括直线导轨、手指固定件、单向构件、第一磁组件和第二磁组件，其中，所述直线导轨与所述一级直线模组连接，且二者之间具有相对移动；所述手指固定件与所述直线导轨可移动地连接；所述机械手指固定在所述手指固定件上；所述单向构件用于在所述手指固定件位于所述直线导轨的行程终端时，阻止所述手指固定件正向或反向移动；所述第一磁组件和所述第二磁组件用于采用磁力吸附的方式分别将所述直线导轨的行程始端和行程终端与所述手指固定件固定在一起；所述一级直线模组的驱动力大于所述第一磁组件和所述第二磁组件的磁力。优选的，所述单向构件包括旋转轴、制动片和阻挡件，其中，所述旋转轴水平设置在所述手指固定件的一侧，且与所述直线导轨相互垂直；所述阻挡件设置在相对于所述一级直线模组固定不动的位置处；所述制动片设置在所述旋转轴上，且可围绕所述旋转轴摆动，并且在所述手指固定件位于所述直线导轨的行程终端时，所述制动片与所述阻挡件相配合，以阻止所述手指固定件正向或反向移动。优选的，所述阻挡件包括第一凸部和第二凸部，二者在平行于所述直线导轨的方向上形成间隙；当所述手指固定件正向移动至所述直线导轨的行程终端时，所述制动片通过摆动绕过所述第一凸部进入所述间隙内，并通过与所述第一凸部相配合，阻止所述手指固定件反向移动；当所述手指固定件反向移动至所述直线导轨的行程终端时，所述制动片通过摆动绕过所述第二凸部进入所述间隙内，并通过与所述第二凸部相配合，阻止所述手指固定件正向移动。优选的，所述第一磁组件包括第一磁铁和第一保护件，二者分别设置在所述手指固定件和所述直线导轨的行程始端上；所述第二磁组件包括第二磁铁和第二保护件，二者分别设置在所述手指固定件和所述直线导轨的行程终端上。优选的，所述一级直线模组包括传动机构和旋转电机，其中，所述旋转电机用于提供旋转动力；所述传动机构用于将所述旋转电机的旋转动力转换为直线动力并传递至所述二级直线模组。优选的，所述传动机构包括滑块、丝杠和导向轨道，其中，所述丝杠与所述旋转电机连接；所述滑块分别与所述二级直线模组和所述丝杠连接，且在所述丝杠旋转时，相对于所述丝杠沿所述导向轨道移动。优选的，所述一级直线模组还包括磁流体轴承和联轴器，其中，所述旋转电机通过所述联轴器与所述磁流体轴承连接；所述磁流体轴承与所述传动机构连接。优选的，所述一级直线模组包括直线电机，用于向所述二级直线模组提供直线动力。作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种传输腔室，在所述传输腔室内设置有机械手，用于传输被加工工件，所述机械手采用本发明提供的上述机械手。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的机械手，其通过采用具有两级直线模组的直线传动机构，即，一级直线模组用于驱动二级直线模组作直线往复运动，且二级直线模组在位于一级直线模组的行程始端时与之相互重叠；二级直线模组用于驱动机械手指作直线往复运动，且机械手指在位于二级直线模组的行程始端时与之相互重叠，并且机械手指的直线往复运动与二级直线模组的直线往复运动在同一直线上。这样，机械手指单向的最长移动距离等于一级直线模组和二级直线模组的行程之和，从而可以在满足机械手指完成放片操作所需的移动距离的前提下，减小传输腔室的体积，进而可以降低设备的生产成本。本专利技术提供的传输腔室，其通过采用本专利技术提供的上述机械手，减小了自身体积，从而可以降低设备的生产成本。附图说明图1为现有的一种机械手的俯视图；图2A为本专利技术提供的机械手在第一种状态时的原理示意图；图2B为本专利技术提供的机械手在第二种状态时的原理示意图；图2C为本专利技术提供的机械手在第三种状态时的原理示意图；图3为本专利技术实施例提供的机械手的侧视图；图4A为本专利技术实施例提供的机械手在第一种状态时的俯视图；图4B为本专利技术实施例提供的机械手在第二种状态时的俯视图；图4C为本专利技术实施例提供的机械手在第三种状态时的俯视图；图4D为本专利技术实施例提供的机械手在第四种状态时的俯视图；图4E为本专利技术实施例提供的机械手在第五种状态时的俯视图；图4F为本专利技术实施例提供的机械手在第六种状态时的俯视图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的机械手及传输腔室进行详细描述。请一并参阅图2A-2C，本专利技术提供的机械手包括机械手指100和直线传动机构，其中，机械手指100用于承载被加工工件；直线传动机构用于驱动机械手指100作直线往复运动，该直线传动机构包括一级直线模组300和二级直线模组200，其中，一级直线模组300用于驱动二级直线模组200作直线往复运动，且二级直线模组200在位于一级直线模组300的行程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械手，包括机械手指和直线传动机构，所述机械手指用于承载被加工工件；所述直线传动机构用于驱动所述机械手指作直线往复运动，其特征在于，所述直线传动机构包括一级直线模组和二级直线模组，其中，所述一级直线模组用于驱动所述二级直线模组作直线往复运动，且所述二级直线模组在位于所述一级直线模组的行程始端时与之相互重叠；所述二级直线模组用于驱动所述机械手指作直线往复运动，且所述机械手指在位于所述二级直线模组的行程始端时与之相互重叠，并且所述机械手指的直线往复运动与所述二级直线模组的直线往复运动在同一直线上。

【技术特征摘要】
1.一种机械手，包括机械手指和直线传动机构，所述机械手指用于承载被加工工件；所述直线传动机构用于驱动所述机械手指作直线往复运动，其特征在于，所述直线传动机构包括一级直线模组和二级直线模组，其中，所述一级直线模组用于驱动所述二级直线模组作直线往复运动，且所述二级直线模组在位于所述一级直线模组的行程始端时与之相互重叠；所述二级直线模组用于驱动所述机械手指作直线往复运动，且所述机械手指在位于所述二级直线模组的行程始端时与之相互重叠，并且所述机械手指的直线往复运动与所述二级直线模组的直线往复运动在同一直线上。2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述二级直线模组包括直线导轨、手指固定件、单向构件、第一磁组件和第二磁组件，其中，所述直线导轨与所述一级直线模组连接，且二者之间具有相对移动；所述手指固定件与所述直线导轨可移动地连接；所述机械手指固定在所述手指固定件上；所述单向构件用于在所述手指固定件位于所述直线导轨的行程终端时，阻止所述手指固定件正向或反向移动；所述第一磁组件和所述第二磁组件用于采用磁力吸附的方式分别将所述直线导轨的行程始端和行程终端与所述手指固定件固定在一起；所述一级直线模组的驱动力大于所述第一磁组件和所述第二磁组件的磁力。3.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述单向构件包括旋转轴、制动片和阻挡件，其中，所述旋转轴水平设置在所述手指固定件的一侧，且与所述直线导轨相互垂直；所述阻挡件设置在相对于所述一级直线模组固定不动的位置处；所述制动片设置在所述旋转轴上，且可围绕所述旋转轴摆动，并且在所述手指固定件位于所述直线导轨的行程终端时，所述制动片与所述阻挡件相配合，以阻止所述手指固定件正向或反向移动。4.根据权利要求3所述的机械手，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新云，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11