[发明专利]导向升降结构和腔室传片机构

说明书

本发明属于加工技术领域，具体涉及导向升降结构和腔室传片机构。该导向升降结构用于完成晶片在腔室内的升降动作，所述导向升降结构包括升降单元、密封单元、轴承单元和保持单元，其中，所述轴承单元包括上端轴承和下端轴承，所述上端轴承和所述下端轴承同轴心设置、且分别对应设置于所述升降单元的上端外围和下端外围。该具有双轴承的导向升降结构，能极大提高升降运动的可重复性；相应的，该腔室传片机构在运动过程更加稳定，降低了腔室传片升降运动中升降主轴的晃动量，提高了机械手取放片的可重复性，提升了设备性能。

技术领域

本发明属于加工技术领域，具体涉及导向升降结构和腔室传片机构。

背景技术

集成电路制造中使用的去气(Degas)设备以及退火(Anneal)设备等在执行相应的工艺过程前，需要采用机械手与工艺腔室的升降结构来完成晶片(Wafer)的传递(Transfer)。

如图1所示为现有技术中腔室传片机构的示意图，其采用单轴承导向升降结构进行传片。具体的，该腔室传片机构主要由晶片托架结构100、单轴承导向升降结构200和气缸结构300组成。图1中，晶片托架结构100与单轴承导向升降结构200通过螺栓连接，并与气缸结构300配合连接。晶片托架结构100放置于腔室内部，单轴承导向升降结构200与气缸结构300放置于腔室外部，腔室内部为密封空间。

如图2所示为现有技术单轴承导向升降结构200的示意图，其包括升降主轴201、密封圈202、密封法兰203、保持架204、波纹管205、直线轴承206和直线轴承挡圈207等部件。其中：升降主轴201与晶片托架结构100通过螺栓连接，气缸结构300与升降主轴201下端相连。在其内部，密封法兰203的上端有通孔，使用螺栓与腔室连接，并与腔室使用密封圈202密封；波纹管205分别与升降主轴201和密封法兰203焊接，保证其围成的内部上侧与腔室同处于一个密封环境内；直线轴承206对升降主轴201进行导向，处于大气环境中；保持架204对直线轴承206以及密封法兰203进行固定，直线轴承挡圈207对直线轴承206进行单侧限位。通过气缸结构300作为动力源，带动单轴承导向升降结构200运动，再由单轴承导向升降结构200带动晶片托架结构100运动，完成晶片在腔室内的升降动作。

如图3所示为现有技术单轴承导向升降结构中直线轴承206的示意图，其包括直线轴承主体2061、直线轴承滚珠2062和直线轴承保持架2063等部件。其中，直线轴承滚珠2062通过直线轴承保持架2063固定后套在直线轴承主体2061外面。由于直线轴承保持架2063的材质为塑料，有一定的变形量，且未与其他部分零件紧密配合，无法紧密固定直线轴承滚珠2062。因此，直线轴承滚珠2062与直线轴承主体2061之间存在较大间隙，直线轴承滚珠2062与升降主轴201没有紧密贴合，升降主轴201升降运动过程中存在一定的晃动量。单轴承导向升降结构在腔室传片运动过程中，由于升降主轴201存在一定的晃动量，单轴承导向升降结构200在上升与下降过程中会出现小幅度的晃动，晶片托架结构100与晶片会出现小幅的颤抖和撞击，使得晶片上升与下降过程中会出现较大幅度震动，在其表面出现微粒(particle)；并且，由于且上升最高点与下降最低点空间位置不唯一，导致晶片托架结构100的运动可重复性低。

随着集成电路市场的高速发展，芯片产能扩大的需求一方面给设备商带来了新的市场机遇，另一方面也对设备商现有及前瞻性的技术能力提出了更高的要求，以设备单位工作时间内良品的产出数的设备产能成为反映设备加工能力的一个重要技术参数。可见，对于腔室传片机构，如何保证传片升降运动的可重复性，减少升降主轴的晃动量，避免非工艺过程对设备加工产能造成的影响，已经成为设备商亟需解决的一大难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种导向升降结构和腔室传片机构，该导向升降结构至少解决升降主轴的晃动量的问题，保证传片升降运动的可重复性，避免非工艺过程对设备加工产能造成的影响。