[发明专利]一种机械手操作系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械手，尤其涉及一种机械手操作系统。

背景技术

随着半导体技术的发展，对相关设备的真空水平要求越来越高。这是因为，真空环境可以减少周围气氛的影响。如在真空室内的压强为10^-4Pa时，基底表面1秒钟就可以覆盖1个残余气体的单分子层，因此超高真空条件下沉积薄膜可以减少残余气体的参与和影响，减少表面和界面的杂质和缺陷。而在真空室内的压强为10^-8Pa时，在基底上覆盖一层需要8.5小时，故已成为半导体器件制造设备的主流。在器件制造的工艺过程中，需要使用机械传动装置来传送样品，如将芯片从镀膜设备送到刻蚀设备等。所以这种能在10^-8Pa下使用的真空机械手需求日趋明显。

真空传动设计中，最关键的是密封问题。目前使用较多的有磁流体密封、磁力耦合密封等方式。磁流体密封由于材料性质的限制，只能密封到10^-5Pa～10^-6Pa，而磁力耦合方式由于磁力滞后效应，无法实现高精度、实时的精密操作。

国内真空机械手产品最高真空度只能到10^-6Pa。国外有少量产品可以实现此真空度下的样品传送，但存在以下不足：蛙式的机械手结构较为紧凑，但传送距离小于腔体直径；直线型的机械手传送距离可以大于一个半径，但都为单头模式，只能对一种类型的样品进行传送，产品产出率低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种可实现升降、旋转、双向伸缩的双头机械手，其不仅提高了操作效率和灵活性，而且可以在超高真空环境下使用。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种机械手操作系统，包括真空腔室、位于真空腔室内的双头机械手以及位于真空腔室外的驱动装置，所述的双头机械手和驱动装置之间设有传动装置，驱动装置通过传动装置将动力传递至双头机械手，并驱动所述双头机械手进行双向伸缩、升降和／或旋转，所述传动装置包括至少一个波纹管，该波纹管密封于所述驱动装置和双头机械手之间。

此外，本发明还提供如下附属技术方案：

所述驱动装置包括第一、第二、第三伺服电机，所述至少一个波纹管包括第一、二波纹管，所述第一、二伺服电机分别与所述第一、二波纹管相连接。

所述传动装置还包括旋转部件，所述第一伺服电机通过第一波纹管驱动所述旋转部件，所述旋转部件带动所述双头机械手旋转。

所述传动装置还包括伸缩部件，所述第二伺服电机通过第二波纹管驱动所述伸缩部件，所述伸缩部件带动所述双头机械手进行双向伸缩。

所述传动装置还包括丝杆丝母，所述第三伺服电机驱动所述丝杆丝母并带动所述双头机械手整体升降。

所述双头机械手采用C型钢结构，并且其一侧固定连接有齿条。

所述机械手操作系统还包括传送装置，所述传送装置包括导轨和分别安装在所述导轨两端的一对滑块，所述双头机械手在所述导轨上滑动，所述滑块上下两面夹持所述双头机械手。

所述机械手操作系统还包括光电传感器，所述光电传感器控制所述驱动装置的转动，实现对所述双头机械手的限位。

所述机械手操作系统还包括密封装置，所述密封装置包括密封板、密封套筒以及升降波纹管，所述密封套筒的上下两端分别与所述升降波纹管和所述密封板相固定连接。

所述机械手操作系统还包括支撑基座，所述支撑基座设置在所述驱动装置的上方和所述密封板下方。

所述双头机械手工作在真空腔室内，所述双头机械手的传送距离大于所述真空腔室的半径。

所述真空腔室内的真空度优于或等于10^-8Pa。

相比于现有技术，本发明的优势在于：该机械手操作系统包括真空腔室、位于真空腔室内的双头机械手以及位于真空腔室外的驱动装置，该双头机械手和驱动装置之间设有传动装置，驱动装置通过传动装置将动力传递至双头机械手，并驱动双头机械手进行双向伸缩、升降和／或旋转，传动装置包括至少一个波纹管，该波纹管密封于驱动装置和双头机械手之间。由于双头机械手为双头伸缩模式，所以能传送两种不同类型的物品，既提高了操作效率，又提高了灵活性，比如其一头可用来传送较重的样品托，另一头可用来传送较小的样品。而且，最大传送距离大于真空腔室的半径，可达到腔体半径的1.6倍，最大程度的利用所在腔室的空间。又由于采用了波纹管密封技术，所以能在真空度优于10^-8Pa的超高真空环境中使用。

附图说明