【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶圆运输，特别涉及一种晶圆传输用桁架机械手。
技术介绍
1、在晶圆制造的精密流程中，良品率的高低是衡量生产效率和质量的关键指标。而决定良品率的因素众多，除了工艺腔室的设计、硬件条件以及工艺参数等核心要素外，晶圆在产线中的传输过程同样占据举足轻重的地位。特别是晶圆在传输过程中可能出现的滑片现象，对良品率有着至关重要的影响。
2、滑片现象，是指在晶圆传输过程中，由于除加持力或吸附力之外的不当外力作用，导致晶圆与传输工具之间发生相对位置的变动。这种变动可能是瞬时的，也可能是持续的，但无论何种形式，都可能导致晶圆表面损伤、污染甚至碎裂。滑片的发生往往与传输系统的稳定性、表面摩擦系数、以及外部环境因素等有关。
3、为此，提出一种晶圆传输用桁架机械手。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例希望提供一种晶圆传输用桁架机械手，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，即如何通过优化运输装置的受力结构，避免对晶圆的运输过程中产生滑片现象，并对此至少提供一种有益的选择；
2、本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：一种晶圆传输用桁架机械手，该晶圆传输用桁架机械手主要由x-y-z线性模组4和机械手装置3构成。x-y-z线性模组4负责驱动机械手装置3在三维空间内沿x、y或/和z轴方向进行精确的位置调节。这种调节机制确保了机械手可以准确地到达工作空间内的任何指定位置。机械手装置3下方装有esc吸盘3，用于吸附并固定晶圆。esc吸盘3的四周环绕着多组缓冲臂
3、其中在一种实施方式中：还包括按晶圆运输路径布置的桁架体1，所述桁架体1上搭载有所述x-y-z线性模组4。
4、其中在一种实施方式中：机械手装置3包括一个机壳201，作为整个装置的支撑和保护结构。机壳201内部固设有光轴2021，这是缓冲臂模组202的核心部件之一。缓冲臂模组202还包括套轴2022，它套设于光轴2021外部，并与光轴2021转动配合。这种转动配合的设计允许套轴2022在受到外力作用时能够相对于光轴2021进行旋转，从而实现缓冲和减震的效果。
5、为了进一步增强缓冲效果，缓冲臂模组202中还设有扭簧。这个扭簧套设于光轴2021和套轴2022的内部，并对套轴2022进行弹性蓄力。当外力作用在套轴2022上时，扭簧会吸收部分能量并产生弹性变形，从而减小外力对机械手装置3和晶圆的影响。
6、其中在一种实施方式中：衔接臂模组203被设计为两个相互以球形联轴器万向铰接的部分，即第一臂体2031和第二臂体2032。这种设计使得两个臂体可以在多个方向上灵活运动，从而更好地适应和抵消来自不同方向的外力。
7、第一臂体2031的一端铰接于缓冲臂模组202中的套轴2022，形成了与缓冲臂模组的连接点。当缓冲臂模组中的套轴2022受到震动或外力时，第一臂体2031能够跟随其运动，将震动传递至衔接臂模组203。
8、第二臂体2032的一端则铰接于esc吸盘3的外部。由于esc吸盘3直接接触并固定晶圆，因此任何影响晶圆的震动或外力都会通过esc吸盘3传递至第二臂体2032。
9、通过这样的设计，机壳201、套轴2022、第一臂体2031、第二臂体2032和esc吸盘3共同构成了一个完整的运动链。这个运动链能够在esc吸盘3吸附晶圆后，自适应地抵消因外力产生的震动，保持晶圆的稳定性和安全性。
10、其中在一种实施方式中：机械手装置3进一步增设了角度调节模组204。这一模组被设计为在x、y和z轴方向上对esc吸盘3进行精确的位置调节。角度调节模组204通过其内部机构，如精密的伺服系统和传动装置，可以实现对esc吸盘3在各个轴向上的微小移动，这些微小移动被用于确保晶圆能够准确地到达并停留在预定的位置。结合之前描述的x-y-z线性模组4，这两个模组共同工作以提供对晶圆的全面位置控制。x-y-z线性模组4负责在较大范围内调节晶圆的位置，即所谓的宏动位置调节。而角度调节模组204则负责在更小范围内进行精细的位置调整，即微动位置调节。这种宏动与微动相结合的位置调节方式显著提高了晶圆传输的精度和灵活性。
11、其中在一种实施方式中：角度调节模组204的具体结构被详细描述。它主要包括固设于机壳201中部的旋转执行器2041，以及一个倾斜于esc吸盘3的y轴线的伺服电缸2042。旋转执行器2041被设计为控制伺服电缸2042的旋转运动，而伺服电缸2042则负责驱动esc吸盘3进行高度调节。
12、伺服电缸2042的活塞杆与esc吸盘3相连接，当活塞杆伸缩时，能够带动esc吸盘3进行高度方向上的微调。这种设计使得esc吸盘3能够适应不同高度的晶圆传输需求。
13、伺服电缸2042的缸体通过万向节联轴器与旋转执行器2041的输出端连接。万向节联轴器允许伺服电缸2042在旋转执行器2041的驱动下沿y轴旋转，同时保持其倾斜状态不变。这种设计使得esc吸盘3能够在水平面内进行微小角度的调整，以适应晶圆的不同方向和位置需求。
14、优选的方案中，旋转执行器采用伺服电机。伺服电机的输出轴作为输出端，通过万向节联轴器与伺服电缸2042的缸体建立连接关系。当伺服电机的输出轴旋转时，它能够精确控制伺服电缸2042沿y轴旋转的角度，从而实现esc吸盘3在水平面内的精确角度调整。
15、其中在一种实施方式中：机壳201、缓冲臂模组202、衔接臂模组203和esc吸盘3共同组成的运动链被特别设计为实质上相当于一种远心机构（remote center of motion(rcm) mechanism）。远心机构是一种特殊的机械结构，它通过物理约束形式，确保在运动过程中机构的某一点（在本实施方式中为机壳201的位置）始终通过远离机构本身的一个相对固定点（在本实施方式中为esc吸盘3的位置），这个固定点被称为远心点。
16、其中在一种实施方式中：所述x-y-z线性模组4包含三组旋转模组401和路径模组402，每一组都由旋转模组401滑动配合在路径模组402上构成。这三组模组按照特定的方向和顺序组合在一起，实现了机械手在x、y、z三个轴向的移动能力。
17、第一组中，路径模组402沿x轴布置，而旋转模组401则能够在该路径模组402上自由滑动。这意味着机械手可以沿着x轴进行位置调整。
18、第二组中，路径模组402改为沿z轴布置，并且搭载在第一组的旋转模组401上。这一组的旋转模组401同样可以在其路径模组402上自由滑动，使得机械手可以在z轴方向进行位置调整。同时，由于它是搭载在第一组的旋转模组401上的，因此也继承了第一组在x轴方向的移动能力。
19、第三组中，路径模组402再次改变方向，沿y轴布置，并且搭载在第二组的旋转模组401上。同样地，这一组的旋转模组40本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种晶圆传输用桁架机械手，其特征在于，包括X-Y-Z线性模组（4），所述X-Y-Z线性模组（4）驱动有机械手装置（3）沿X、Y或/和Z轴方向进行空间位置调节；
2.根据权利要求1所述的晶圆传输用桁架机械手，其特征在于：还包括按晶圆运输路径布置的桁架体（1），所述桁架体（1）上搭载有所述X-Y-Z线性模组（4）。
3.根据权利要求1所述的晶圆传输用桁架机械手，其特征在于：所述机械手装置（3）包括机壳（201），所述缓冲臂模组（202）包括光轴（2021）、套设于光轴（2021）外并转动配合的所述套轴（2022），及套设于所述光轴（2021）和所述套轴（2022）内部的并对所述套轴（2022）进行弹性蓄力的扭簧；
4.根据权利要求3所述的晶圆传输用桁架机械手，其特征在于：所述衔接臂模组（203）包括相互以球形联轴器万向铰接的第一臂体（2031）和第二臂体（2032），所述第一臂体（2031）的一端铰接于所述套轴（2022），所述第二臂体（2032）的一端铰接于所述ESC吸盘（3）的外部；
5.根据权利要求3所述的晶圆传输用桁架机械手
6.根据权利要求5所述的晶圆传输用桁架机械手，其特征在于：所述角度调节模组（204）包括固设于所述机壳（201）中部的旋转执行器（2041），还包括一个倾斜于所述ESC吸盘（3）的Y轴线的伺服电缸（2042）；
7.根据权利要求6所述的晶圆传输用桁架机械手，其特征在于：所述旋转执行器为伺服电机，所述伺服电机的输出轴作为所述输出端，通过所述万向节联轴器建立与所述伺服电缸（2042）缸体的连接关系，当所述伺服电机的输出轴旋转时，控制所述伺服电缸（2042）沿Y轴旋转但不改变倾斜状态。
8.根据权利要求1~7任意一项所述的晶圆传输用桁架机械手，其特征在于：所述X-Y-Z线性模组（4）包括三组旋转模组（401）和路径模组（402），在每组中，所述旋转模组（401）滑动配合于所述路径模组（402）上；
9.根据权利要求8所述的晶圆传输用桁架机械手，其特征在于：所述旋转模组（401）包括连接架（4012），所述连接架（4012）上安装有驱动电机（4011），所述驱动电机（4011）驱动有齿轮（4013）旋转；
...【技术特征摘要】
1.一种晶圆传输用桁架机械手，其特征在于，包括x-y-z线性模组（4），所述x-y-z线性模组（4）驱动有机械手装置（3）沿x、y或/和z轴方向进行空间位置调节；
2.根据权利要求1所述的晶圆传输用桁架机械手，其特征在于：还包括按晶圆运输路径布置的桁架体（1），所述桁架体（1）上搭载有所述x-y-z线性模组（4）。
3.根据权利要求1所述的晶圆传输用桁架机械手，其特征在于：所述机械手装置（3）包括机壳（201），所述缓冲臂模组（202）包括光轴（2021）、套设于光轴（2021）外并转动配合的所述套轴（2022），及套设于所述光轴（2021）和所述套轴（2022）内部的并对所述套轴（2022）进行弹性蓄力的扭簧；
4.根据权利要求3所述的晶圆传输用桁架机械手，其特征在于：所述衔接臂模组（203）包括相互以球形联轴器万向铰接的第一臂体（2031）和第二臂体（2032），所述第一臂体（2031）的一端铰接于所述套轴（2022），所述第二臂体（2032）的一端铰接于所述esc吸盘（3）的外部；
5.根据权利要求3所述的晶圆传输用桁架机械手，其特征在于：所述机械手装置（3）还包括角度调节模组（20...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆生，王聪，季汉川，赵相宰，李亚伦，曹义旭，陈康，
申请(专利权)人：苏州盛拓半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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