本发明专利技术提出了一种机械手臂装置及其使用方法、基片处理系统，该机械手臂装置位于一用于放置基片的传输真空腔室内，包括由上到下依次平行设置的手臂本体、升降导轨和磁耦式无杆气缸；磁耦式无杆气缸固定于传输真空腔室且连接竖直设置的导向杆，所有导向杆均套设于固定块上；固定块朝向通孔的一侧连接手臂本体；导向杆位于升降导轨的外侧；升降导轨的一端套设于一支撑杆，另一端与一升降气缸的气缸杆连接；升降导轨位于传输真空腔室外；固定块的底面固定一连接杆，连接杆的下端固定一滚动轮；滚动轮与升降导轨接触。本发明专利技术可实现取片和放片工序，避免了顶针提升机构对基片造成的摩擦，且运行平稳，降低了基片的损坏率。降低了基片的损坏率。降低了基片的损坏率。
【技术实现步骤摘要】
一种机械手臂装置及其使用方法、基片处理系统
[0001]本专利技术属于自动化传输设备领域，尤其涉及一种机械手臂装置及其使用方法、基片处理系统。
技术介绍
[0002]随着我国经济建设的快速发展，市场对于基片的需求量日益增 大，由此便带动了基片加工行业的迅猛发展。目前，用于加工基片的工艺腔的内部一般具有静电卡盘，该静电 卡盘用于支撑被加工的基片，且其下部设有升降装置，该升降装置上 插有用于支撑基片的顶针。加工基片时，一般通过专用的机械手臂将 基片送入工艺腔内，并使基片高于静电卡盘的上表面一定距离；此时， 位于上位的升降装置通过顶针把机械手上的基片托起，机械手臂随后 退出工艺腔，而后，升降装置向下移动，把基片平稳地放到静电卡盘上表面后开始加工；加工完成后，升降装置向上移动，将基片托起到一定高度，机械手臂重新伸入工艺腔内把基片取走。由上述基片的加工过程可知，在基片的加工开始之前，需要通过机械手臂将基片送入反应腔室，而加工完成之后，同样需要通过利用 机械手臂将基片取出反应腔室。如图1所示，工艺腔室1与其周边组件构成了由分子泵8工作而获得的真空环境，其中电极组件位于工艺腔室1的正中心，顶针提升机构6安装在电极组件底部，且由于特殊的工艺要求，顶针机构6需要将大气状态的气缸直线运动传递到真空中。机械手301安装在晶圆装载腔3内部，且可通过一些传动机构可驱使机械手301在工艺腔室1与晶圆装载腔3之间来回运动。当需要进行工艺实验时，工艺腔室1和晶圆装载腔3都处于真空状态，开启传输门阀2，使得两腔室内部连通，机械手301在其驱动机构的作用下承载晶圆10进入工艺腔室1内部，达到电极组件的正上方。此时顶针提升机构6的驱动机构运动，带动顶针等同步向上运动，顶针穿过机械手301的中空区域将晶圆10从机械手上表面顶起来，待升到最高位之后，机械手301退回到晶圆装载腔3内部，门阀2关闭。顶针提升机构6的驱动机构回落，顶针落下至最低位，晶圆被放置到电极表面，等待刻蚀等工艺。
[0003]因此，机械手臂是基片加工过程中必不可少的设备，其工作质量以及工作稳定性的高低，直接影响整个基片加工系统加工质量的优劣。然而，顶针提升机构6顶针穿过机械手301的中空区域将晶圆10从机械手上表面顶起来的过程中，容易对晶圆表面产生摩擦，且机械手臂在运行过程中，传动的稳定性差，上述现象均不可避免的造成基片的损坏率高。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种机械手臂装置及其使用方法、基片处理系统，该机械手臂装置可实现取片工序和放片工序，避免了顶针提升机构顶起过程中对基片造成的摩擦，且运行平稳，由此降低了基片的损坏率。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种机械手臂装置，位于一用于放置基片的传输真空腔室内，所述传输真空腔室上开设一连通工艺腔室的通孔；包括由上到下依次平行设置的手臂本体、升降导轨和磁耦式无杆气缸；
所述磁耦式无杆气缸固定于所述传输真空腔室；所述磁耦式无杆气缸的执行元件上固定若干竖直设置的导向杆，所有所述导向杆均套设于一固定块上；所述固定块朝向所述通孔的一侧连接所述手臂本体；所述导向杆位于所述升降导轨的外侧；所述升降导轨的一端套设于一支撑杆，所述支撑杆固定于所述传输真空腔室内；所述升降导轨的另一端与一升降气缸的气缸杆连接；所述升降导轨位于所述传输真空腔室外且固定于所述传输真空腔室；所述固定块的底面固定一连接杆，所述连接杆的下端固定一滚动轮；所述滚动轮与所述升降导轨接触。
[0005]优选地，所述滚动轮位于所有所述导向杆形成的整体内部。
[0006]优选地，所述导向杆上套设弹簧，所述弹簧位于所述固定块和执行元件之间。
[0007]优选地，所述气缸杆上套设一波纹管；所述波纹管的一端固定于所述传输真空腔室的底部；所述传输真空腔室内设置一供所述气缸杆穿过的导向筒。
[0008]优选地，所述手臂本体固定于一夹紧块，所述夹紧块固定于所述固定块。
[0009]优选地，所述升降导轨包括与支撑柱连接的第一水平段、过渡段和与所述气缸杆连接的第二水平段；其中，所述第一水平段、过渡段和第二水平段依次连接；所述第二水平段高于所述第一水平段。
[0010]一种基片处理系统，包括所述的机械手臂装置。
[0011]一种机械手臂装置的使用方法，基于所述的机械手臂装置，包括以下步骤：（1）将基片放置于手臂本体的中空区域处，之后升降气缸驱动升降导轨上升，升降导轨带动滚动轮上升以进行抬片工序；当手臂本体移动至设定高度时，停止升降气缸动作且对接门阀打开；（2）启动磁耦式无杆气缸，手臂本体沿升降导轨朝通孔侧移动至手臂本体穿过通孔，将基片送入顶针提升机构中顶针的上方；（3）之后升降气缸驱动升降导轨下降设定高度以将基片放置在顶针提升机构的顶针上，最终实现放片工序。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的优点为：（1）该机械手装置工作时，首先将基片放置于手臂本体的中空区域，之后升降气缸驱动升升降导轨上升以进行抬片工序；当手臂本体移动至设定高度时，停止升降气缸动作；之后启动磁耦式无杆气缸，手臂本体沿升降导轨朝通孔侧移动至手臂本体穿过通孔，将基片送入顶针提升机构中顶针的上方，然后升降导轨下降设定高度以将基片放置在顶针提升机构的顶针上，最终实现放片工序。上述运行过程中，通过升降导轨实现了取片工序和放片工序，避免了顶针提升机构顶起对基片造成的摩擦，由此降低了基片的损坏率。
[0013]（2）磁耦式无杆气缸、升降导轨、手臂本体、固定块的振动较小，实现了机械手装置平稳运行，降低了基片的损坏率。
附图说明
[0014]图1为现有技术中等离子刻蚀系统的结构图；图2为本专利技术一实施例的机械手臂装置的剖视图；图3为本专利技术一实施例的机械手臂装置的立体图；
图4为本专利技术一实施例的机械手臂装置的又一剖视图。
[0015]其中，1-工艺腔室，2-传输门阀，3-晶圆装载腔，4-腔盖组件，5-上匹配器，6-顶针提升机构，7-调压阀，8-分子泵，9-下匹配器，10-晶圆，301-机械手，11-手臂本体，12-固定块，13-夹紧块，14-螺钉，15-执行元件，16-传输真空腔室，17-波纹管，18-升降气缸，19-升降导轨，20-磁耦式无杆气缸，21-导向杆，22-滚动轮。
具体实施方式
[0016]下面将结合示意图对本专利技术进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。
[0017]如图2~4所示，一种机械手臂装置，位于一用于放置基片的传输真空腔室16（相当于现有技术中的晶圆装载腔3）内，传输真空腔室16上开设一连通工艺腔室的通孔。
[0018]机械手臂装置包括由上到下依次平行设置的手臂本体11、升降导轨19和磁耦式无杆气缸20。在手臂本体11沿升降导轨19运行的过程中，手臂本体11始终保持水平。
[0019]磁耦式无杆气缸20固定于传输真空腔本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机械手臂装置，位于一用于放置基片的传输真空腔室内，所述传输真空腔室上开设一连通工艺腔室的通孔；其特征在于，包括由上到下依次平行设置的手臂本体、升降导轨和磁耦式无杆气缸；所述磁耦式无杆气缸固定于所述传输真空腔室；所述磁耦式无杆气缸的执行元件上固定若干竖直设置的导向杆，所有所述导向杆均套设于一固定块上；所述固定块朝向所述通孔的一侧连接所述手臂本体；所述导向杆位于所述升降导轨的外侧；所述升降导轨的一端套设于一支撑杆，所述支撑杆固定于所述传输真空腔室内；所述升降导轨的另一端与一升降气缸的气缸杆连接；所述升降导轨位于所述传输真空腔室外且固定于所述传输真空腔室；所述固定块的底面固定一连接杆，所述连接杆的下端固定一滚动轮；所述滚动轮与所述升降导轨接触。2.根据权利要求1所述的机械手臂装置，其特征在于，所述滚动轮位于所有所述导向杆形成的整体内部。3.根据权利要求1所述的机械手臂装置，其特征在于，所述导向杆上套设弹簧，所述弹簧位于所述固定块和执行元件之间。4.根据权利要求1所述的机械手臂装置，其特征在于，所述气缸杆上套设一波纹管；所述波纹管的一端固定于所...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆国，李百顺，程实然，冯伟群，朱小庆，胡冬冬，徐康宁，许开东，
申请(专利权)人：江苏鲁汶仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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