[实用新型]应用于半导体刻蚀清洗设备的全塑料高速机械手

说明书

技术领域

本实用新型为应用于半导体刻蚀清洗设备的全塑料高速机械手，是达到了高速运转、平稳传送、无金属离子污染、无颗粒污染、防酸碱腐蚀等优越性和谐统一的机械手，属于机械技术领域。

背景技术

槽式酸刻蚀(如BHF刻蚀、BOE刻蚀、DHF刻蚀等)及碱刻蚀(KOH等)清洗设备是目前半导体IC制造及硅片制造的常用设备。此类设备的槽式方案通常是一个纯水清洗槽对应一个药液(HF、KOH等)清洗槽。设备使用的药液非常危险，如果操作人员直接接触，非常容易对人体造成伤害。芯片及硅片的加工制造环境要求也非常严格，在生产过程中必须尽量避免金属离子及颗粒的影响。由于目前硅片越来越薄，已经发展到130μm左右，传送不稳极易发生碎片。另硅片从酸/碱槽取出传送到下一水槽时，会暴露在空气中，如果带酸碱的硅片暴露在空气中时间过长，则会大大影响清洗及刻蚀的效果。

目前国内在用的此类刻蚀清洗设备配置水平参差不齐，手动、半自动、全自动皆有，但不论哪种形式都没有能够将上述问题在一套方案内给与解决。

综上所述，研发高速运转、平稳传送、无金属离子污染、无颗粒污染、防腐蚀等性能合一的机械手就成为了此类刻蚀清洗设备应用的迫切需要。

发明内容

为了适应半导体行业对刻蚀清洗设备要求的不断提高，本实用新型提供了一种应用于半导体刻蚀清洗设备的全塑料高速机械手，自动化程度高、避免金属离子及颗粒的影响、高速槽间传送以、高传送稳定性、防腐蚀。

一种应用于半导体刻蚀清洗设备的全塑料高速机械手，

机械手移载物4在前排水洗槽6与后排刻蚀槽5之间进行传递。

机械手固定支板11为设备整体外壳1的一部分，是机械手整体3的支点，并将机械手的动力源2部分隔离在设备的外部，

机械手动力源2位于设备的外部，通过同步带将动力传给机械手动力源连接同步轮7。

两个机械手臂连接同一动力源2。

整个机械手围绕机械手动力源连接同步轮7所在转轴旋转。

机械臂上外罩17与下外罩31将机械臂自身用于保持机械手挂钩23传递方向的机构密封在其内部。

机械手动力源连接同步轮7安装在机械臂连接轴9上，采用动力锁连接方式。

机械臂连接轴固定螺钉8将机械臂连接轴9固定在机械臂16上。

端面垫圈13连接在主轴轴套12与机械臂主轴同步轮15之间。

端面垫圈10连接在机械手固定支板11的圆筒与机械臂连接轴9之间。

机械臂主轴同步轮固定螺钉14将机械臂主轴同步轮15固定在机械臂16上，同时螺钉顶部不高于同步轮端面。

机械臂主轴同步轮15与机械臂随动同步轮26之间通过同步带27连接。

同步带张紧机构为：张紧轴锁紧螺母19与张紧轴28自身凸台将机构锁紧在机械臂16上，张紧轴轴套锁紧螺母30将张紧轴轴套29锁紧在张紧轴28上，同步带27压紧在张紧轴轴套29上。

机械手挂钩23与机械臂随动同步轮26之间采用方形子口定位方式连接。

端面垫圈22连接在穿过机械臂16机械手挂钩旋转轴套24与机械手挂钩23之间。

端面垫圈25连接在穿过机械臂16机械手挂钩旋转轴套24的另一端与机械臂随动同步轮26之间。

机械手挂钩锁紧螺母21锁紧在机械臂随动同步轮26上，使整个挂钩机构固定在机械臂16上。

机械臂主轴同步轮15随机械臂16一起旋转。

为了避免机设备外部的械手传动机构给设备内部带来颗粒污染，位于设备内部与外部交接的机械手旋转轴采用能够自润滑的PTFE(聚四氟乙烯)轴套的形式，使得机械手能够达到免润滑和全密闭的需求。

为了解决金属离子和金属颗粒带来污染的问题，并且使机械手能够具备较好的耐腐蚀性能，本实用新型将机械手在设备内部的部分采用了全塑料设计。传动轴采用PP(聚丙烯)材质，提篮挂钩采用PP(聚丙烯)材质，同步带轮采用PVC(聚氯乙烯)材质，同步带采用PE(聚乙烯)材质，全部垫圈采用PTFE材质，机械手外罩采用PVC材质。

为了提高传递速度，本实用新型机械手只采用了一台伺服电机传动，此种单轴模式相对多轴模式而言能够充分减少传递时间。机械手围绕旋转轴向上旋转半圈即完成从一个槽传递到另一槽的动作，反向旋转被传递物返回到初始位置。

为了确保传递稳定性，本实用新型机械手采用了特殊传递机构。机械手传送过程中被传送件始终能够保持水平，因此无论速度设定多少都能平稳的在两槽之间进行传递。此传递机构通过同步带及同步轮定位。为了防止同步带松弛而定位失效，机构中配备了专用的同步带张紧机构。