一种可净化保护的末端执行器制造技术

一种可净化保护的末端执行器，包括气体吹扫单元

【技术实现步骤摘要】
一种可净化保护的末端执行器


[0001]本专利技术涉及半导体晶圆传输
，尤其涉及一种可净化保护的末端执行器
。

技术介绍

[0002]众所周知，由于半导体行业对高洁净要求的特殊性，半导体的传输设备和工艺设备的零部件在组装之前都必须要进行专门的清洗，这些设备的组装
、
调整及测试都是在洁净等级为万级甚至千级洁净间进行的
。
而半导体晶圆的传输和存储环境更为苛刻，需要在更洁净的环境中进行，目前行业内晶圆存储方式主要为将其收纳于内部维持高洁净度的
FOUP
封闭盒子内，以
FOUP
为载具完成在各个工位之间的搬送
。
[0003]当需要在晶圆表面进行
PVD、CVD、Etch
等各种工艺处理时，就需要用到半导体工艺设备整套系统的一个集成子系统
EFEM
，
EFEM(Equipment Front End Module
半导体设备前端模块
)
主要应用于不同规格晶圆的人工或自动上下料，是实现晶圆从大气状态搬送到真空工艺腔室内的过渡模块，主要和半导体工艺设备对接
。EFEM
是半导体制程
/
检测设备必不可少的半导体核心零部件设备，其通常由晶圆装载系统
(Loadport)、
晶圆传输机器人
(Robot)、
晶圆对准器
(Aligner)
这三大核心部件组成
。EFEM
内部形成了一个高洁净度的微环境
(mini
‑
Cleanroom)
空间
,
该微环境空间将保持晶圆高洁净度，防止悬浮于空气中的灰尘附着于其表面
。EFEM
顶部配置了高效过滤系统
FFU
，它起到将系统外部吹进微环境空间内的空气得到高效过滤的作用，给
EFEM
内部微环境提供洁净的空气
。
此外，
EFEM
底部配置了带条形孔的调压版，使吹到微环境内部的空气得以均匀有序地排出，为微环境内部进行均匀的气流进而保证内部的高洁净度
。
[0004]然而，随着半导体先进制程技术的飞速发展，电路的线径正在急速地微细化，采用以往微环境提供高洁净无法解决的问题正在显现
。
特别是经过工艺设备进行过表面处理从工艺设备腔出来后会与微环境空间内的空气中的氧气
、
水分反应，在表面形成自然氧化膜的问题尤为突出，线径越小的晶圆就越容易氧化
。
因为在表面形成氧化膜的关系，会导致晶圆表面的电路无法充分的形成，大大影响良品率
。
此外，工艺设备反应腔所使用的反应气体中所含的化学物质要么有毒害性要么有很强的腐蚀性，都会或多或少地附着于晶圆的表面，一是当晶圆在微环境内部运输时会导致该化学物质的挥发造成潜在隐患，二是当晶圆被搬运到封闭的载具内时，同样存在着晶圆污染未被处理的风险，对下一步处理造成更坏的影响，进一步加剧良品率恶化
。
[0005]目前行业内半导体传输设备供应商主要做法就是将晶圆装载系统
(Loadport)
升级配备了
N2 Purge
功能，并对与其配套使用的
FOUP
结构进行了升级改造，目的通过
N2 Purge
降低晶圆存储
、
传输环境湿度及含氧浓度进而可抑制晶圆污染和氧化
。
但是晶圆在
EFEM
微环境空间传输过程中氧化和污染的问题却没有很好地办法
。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的问题之一
。
为此，本专利技术的目的
在于提供一种可净化保护的末端执行器，使晶圆在微环境空间传输的整个过程中都处于一个密闭空间内，使其不受微环境内部洁净度影响，同时末端执行器行程的密闭空间顶部能够提供吹扫功能，如氮气
(N2 Purge)
等，密闭空间底部提供气体回收功能，可解决吹扫气体回收和晶圆本身化学物质挥发的问题
。
[0007]为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
[0008]一种可净化保护的末端执行器，用于搬运机器人中，所述搬运机器人包括本体
、
机器人主手臂
、
机器人手臂和末端执行器；所述末端执行器包括气体吹扫单元
、
晶圆搬运单元和气体回收单元；所述气体吹扫单元通过传动机构与所述气体回收单元相对于所述晶圆搬运单元旋转一预定角度，所述预定角度使所述晶圆搬运单元能够到工位完成晶圆的把持；
[0009]所述气体吹扫单元包括顶部手臂
1、
气嘴
13、
气管
14、
传动机构和吹扫盘
15
；所述晶圆搬运单元包括中部手臂
16、
末端手指
17、
气嘴
13
和气管
14
；所述气体回收单元包括底部手臂
18、
气体回收盘
19、
气嘴
13
和气管
14
；所述顶部手臂1可旋转地固定在所述机器人手臂上；所述气管
14
固定在气嘴
13
上用于给吹扫盘
15
供气；
[0010]所述吹扫盘
15
中心与末端手指
17
把持的晶圆中心以及所述气体回收盘
19
同心，所述吹扫盘
15
通过所述传动机构实现上下方向直线运动，且所述吹扫盘
15
在最低位置时，与所述气体回收盘
19
可形成一个封闭的空间将所述晶圆保护起来；
[0011]当需要对所述晶圆进行吹扫时，所述气体吹扫单元通过所述气嘴
13
和气管
14
接收非活性气体，所述非活性气体通过吹扫盘
15
均匀地吹扫所述晶圆的表面，同时所述气体回收盘
19
接收经过负压处理的所述非活性气体，即将所述晶圆表面的所述非活性气体就会通过所述气管
14
的气路被回收到所述搬运机器人的外部
。
[0012]进一步地，所述传动机构包括电机
4、
主动带轮
5、
同步带
6、
从动带轮
7、
丝杠8和直线导轨9；所述电机4通过螺钉固定在所述顶部盖板3上，所述主动带轮5固定在所述电机4的输出轴上，从所述动带轮7固定在所述丝杠8的丝杆上，所述同步带6分别与所述主动带轮5和动带轮7啮合传动形成传动副，所述丝杠8通过螺钉固定在所述顶部手臂1上，所述直线导轨9通过螺钉竖直固定在所述顶部手臂1上，所述吹扫盘
15...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可净化保护的末端执行器，用于搬运机器人中，所述搬运机器人包括本体
、
机器人主手臂
、
机器人手臂和末端执行器；其特征在于，所述末端执行器包括气体吹扫单元
、
晶圆搬运单元和气体回收单元；所述气体吹扫单元通过传动机构与所述气体回收单元相对于所述晶圆搬运单元旋转一预定角度，所述预定角度使所述晶圆搬运单元能够到工位完成晶圆的把持；所述气体吹扫单元包括顶部手臂
(1)、
气嘴
(13)、
气管
(14)、
传动机构和吹扫盘
(15)
；所述晶圆搬运单元包括中部手臂
(16)、
末端手指
(17)、
气嘴
(13)
和气管
(14)
；所述气体回收单元包括底部手臂
(18)、
气体回收盘
(19)、
气嘴
(13)
和气管
(14)
；所述顶部手臂
(1)
可旋转地固定在所述机器人手臂上；所述气管
(14)
固定在气嘴
(13)
上用于给吹扫盘
(15)
供气；所述吹扫盘
(15)
中心与末端手指
(17)
把持的晶圆中心以及所述气体回收盘
(19)
同心，所述吹扫盘
(15)
通过所述传动机构实现上下方向直线运动，且所述吹扫盘
(15)
在最低位置时，与所述气体回收盘
(19)
可形成一个封闭的空间将所述晶圆保护起来；当需要对所述晶圆进行吹扫时，所述气体吹扫单元通过所述气嘴
(13)
和气管
(14)
接收非活性气体，所述非活性气体通过吹扫盘
(15)
均匀地吹扫所述晶圆的表面，同时所述气体回收盘
(19)
接收经过负压处理的所述非活性气体，即将所述晶圆表面的所述非活性气体就会通过所述气管
(14)
的气路被回收到所述搬运机器人的外部
。2.
根据权利要求1所述的可净化保护的末端执行器，其特征在于，所述传动机构包括电机
(4)、
主动带轮
(5)、
同步带
(6)、
从动带轮
(7)、
丝杠
(8)
和直线导轨
(9)
；所述电机
(4)
通过螺钉固定在所述顶部盖板
(3)
上，所述主动带轮
(5)
固定在所述电机
(4)
的输出轴上，从所述动带轮
(7)
固定在所述丝杠
(8)
的丝杆上，所述同步带
(6)
分别与所述主动带轮
(5)
和动带轮
(7)
啮合传动形成传动副，所述丝杠
(8)
通过螺钉固定在所述顶部手臂
(1)
上，所述直线导轨
(9)
通过螺钉竖直固定在所述顶部手臂
(1)
上，所述吹扫盘
(15)
固定在丝杠
(8)
的螺母上可沿直线导轨
(9)
做上下方向直线运动
。3.
根据权利要求1所述的可净化保护的末端执行器，其特征在于，所述气体吹扫单元还包括腕轴盖
(2)、
顶部盖板
(3)、
两个光电开关
(10)、
安装架
(11)
和遮光片
(12)
；两个所述光电开关
(10)
通过螺钉固定在安装架
(11)
上，安装架
(11)
通过螺钉固定在顶部手臂
(1)
上，遮光片
(12)
通过螺钉固定在吹扫盘
(15)
上；所述吹扫盘
(15)
通过传动机构可实现上下方向直线运动，存在最高位和最低位置，当其在最高位置时，固定在所述吹扫盘
(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘恩龙，杨琦，萩尾光昭，张菊，武一鸣，王贺明，曲泉铀，张平，李家璇，中岛隆志，川辺哲也，焦子洋，西超博，
申请(专利权)人：上海广川科技有限公司，
类型：发明
国别省市：