[实用新型]一种用于晶圆多片搬动的机械手结构

说明书

本实用新型专利涉及半导体制造领域，具体涉及一种用于晶圆多片搬动的机械手结构。包括底板，底板上设有多根竖向丝杠轴，丝杠轴上相同高度的丝杠螺母连接同一个多片爪；丝杠轴底部均设有从动轮，驱动电机设于底板上，电机轴底部设有主动轮；主动轮通过同步带连接多个从动轮；移动基座上平行对称设有结构相同的Y1单爪移动组件和Y2多爪移动组件，均包括滚珠花键轴和同步带；滚珠花键轴与同步带平行设置，滚珠花键轴上设有花键母安装座，同步带两端设有传动轮；底板固设于Y2多爪移动组件的花键母安装座上，单片爪与Y1单爪移动组件的花键母安装座相连。本实用新型多爪间距可调机械手适用于不同半导体厂家使用要求，满足不同层距的晶盒和晶舟。

技术领域

本实用新型专利涉及半导体制造领域，具体涉及一种半导体设备中用于晶圆搬动的机械手。

背景技术

晶圆是制造半导体晶体管和集成电路的衬底，晶圆的质量很大的影响了加工后晶体管和集成电路的质量，在半导体制造加工设备中晶圆通常需要被操纵机构反复搬运，因此我们需要避免在搬运过程中产生的对晶圆的损伤，比如结构破坏和表面划伤等。并且随着工业自动化程度的提高和半导体工艺的复杂性提高，对于晶圆搬运机构则需要更高的效率、搬运精度以及柔性化程度。

现有的晶圆搬运机械手大多为固定的单片式结构和固定的多片式结构，由于不同的半导体厂商所用的晶盒以及晶圆加工工艺中用到的晶舟的层距有区别，因此需要针对不同的半导体厂家做定制化搬运机构，半导体设备零件的互换性和设备使用多样性降低。固定的单片式结构一次只能搬运一片，搬运精度高但是效率较低，固定的多片式结构不满足层距不同的使用工况和需要单片搬运的使用工况，因此需要一种层距可变且同时满足单片和多片搬运使用工况的机械手结构。CN 110223948 A发明专利中所公布的五指间距无级变化的机械手结构中间距调整依靠滑块组件和斜导向组件，调节方式较复杂，滑块和导向组件在长时间的摩擦中容易损坏，且层距的调节精度受到滑块和导向组件精度的影响，调节的可靠性不好。

实用新型内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种用于晶圆多片搬动的机械手结构。

为解决上述技术问题，本发明采用的解决方案是：

提供一种用于晶圆多片搬动的机械手结构，包括Y轴前后移动组件和Z轴爪间距调整组件、以及单片爪和多片爪；

Z轴爪间距调整组件包括底板，底板上设有多根竖向丝杠轴，每根丝杠轴两端的螺纹旋向相反，每根丝杠轴上设有相同数量的丝杠螺母；不同丝杠轴上相同高度的丝杠螺母为一组，通过机械爪安装座相连为一个整体，同步运动，多片爪固设于机械爪安装座上，多个多片爪中线重合；每根丝杠轴底部均设有从动轮，驱动电机设于底板上，电机轴垂直于板面，电机轴底部设有主动轮；底板上还设有惰轮，主动轮通过同步带连接惰轮和多个从动轮；

Y轴前后移动组件包括移动基座，移动基座上平行对称设有Y1单爪移动组件和Y2多爪移动组件，Y1单爪移动组件和Y2多爪移动组件结构相同，均包括滚珠花键轴和同步带；滚珠花键轴与同步带平行设置，滚珠花键轴上设有花键母安装座，同步带两端设有传动轮，其中一个传动轮上设有电机，同步带与花键母安装座相连；底板固设于Y2多爪移动组件的花键母安装座上，单片爪通过立式支撑臂与Y1单爪移动组件的花键母安装座相连，单片爪位于多个多片爪的对称中心。

作为一种改进，从动轮数量不少于2，各个从动轮的齿数呈2倍递增。主动轮齿数为Z，从动轮1齿数为Z1，从动轮2齿数为Z2，驱动电机的转速为n，丝杠的导程为p，从动轮1的转速从动轮2的转速为保证多片爪等间距移动，如果内侧片爪移动x₂＝n₂p距离，外侧片爪须移动x₁＝n₁p＝2x₂距离，既因此Z₂＝2Z₁，连接内侧片爪从动轮的齿数是连接外侧片爪从动轮齿数的2倍。

作为一种改进，每个多片爪上片爪数量为偶数。