[发明专利]利用带传动结构实现多层等间距可变的晶圆搬送机械手结构

说明书

一种利用带传动结构实现多层等间距可变的晶圆搬送机械手结构，包括形状相同且上下正对设置的第一带轮和第二带轮；第一带轮和第二带轮之一为主动轮；在每一条钢带左右侧均设2M个负载节点，每一个负载节点通过同步轮与负载连接部连接一个末端执行器；末端执行器共有2M+1个，平行设于所述第一带轮或第二带轮之间；第一带轮或第二带轮包括M层直径从大到小以相同间隔变化且平行层叠在一起的同步轮，第一和第二带轮中直径相同的同步轮相传动连接；从第一或第二带轮中心的第一个同步轮直径开始，从里到外按1N、2N…nN倍直径增加。当电机带动主从动轮右摇摆转动，使各末端执行器之间的等间距变大，反之变小。本发明可以应用于不同间距的晶圆存储装置之间的传片。

技术领域

本发明涉及半导体自动化设备领域，尤其涉及一种在半导体机器人上的 利用带传动结构实现多层等间距可变的晶圆搬送机械手结构。

背景技术

晶圆存储装置在半导体生产中主要起到放置和输送晶圆的作用，为了简 化运输和尽可能降低被污染的风险，芯片制造商利用晶圆存储装置来搬运和 储存晶圆。对于不同间距的晶圆存储装置，在该搬运途中，需要使用能可变 间距的末端执行器以取放晶圆，同时需要高精度定位避免损伤晶圆。

请参阅图1，图1所示为现有技术中一种不同间距的晶圆存储装置的结 构示意图。如图所示，该中国专利CN103688348A公开了一种末端作用器 装置及具备该末端作用器装置的基板搬运用机械手，图1根据第一实施形态 的间距变更机构4的侧面的图，图1示出间距较大的初期状态，图1也示出 间距小的状态。在托板10上可升降地设置有截面圆形的活塞轴50，在该活 塞轴50的上端部安装有凸缘(flange)51。在活塞轴50上嵌入上下延伸的螺旋状的螺旋弹簧40，该螺旋弹簧40的弹簧节距(spring pitch)以等间隔 形成。螺旋弹簧40是一个压缩螺旋弹簧，在该螺旋弹簧40的外周部上，前 述多个爪片30、30上下隔着间隔配置并使梢端部朝着半导体晶圆9的中心 部。爪片30具体地设置为五个，最下层的爪片30与托板10接触且不升降， 除此以外的四个爪片30、30可升降。

在每层末端执行器之间放置相同劲度系数的弹簧，通过改变顶部总高度 时，每根弹簧压缩相同的长度，实现等间距变换。该间距变更机构的优势为 成本低廉，结构简单和占地小，但该间距变更机构具有难以克服的弊端，即 难以保证弹簧劲度系数相同，精确定位性差。

为克服上述弊端，请参阅图2，图2所示为现有技术中另一种不同间距 的晶圆存储装置的结构示意图。如图所示，该日本JP3999723公开了一种 能够保持多个薄基板例如半导体晶片或玻璃基板的基板保持装置，其利用连 杆机构实现等间距高度变换。图中基板保持装置20包括用于保持晶片22的 多个保持构件30、用于协调移动保持构件30的连杆31和用于协调移动保 持构件30的驱动马达32。第一移动机构37和第二移动机构38分别由第一驱动电机39和第二驱动电机40驱动。第一移动机构37和第二移动机构38 能够单独操作。第一移动件46固定在第一移动机构37的滑块59上。第二 移动件48固定在第二移动机构38的滑块59上。第一移动构件46和第二移 动构件48可以沿X轴单独移动。

利用连杆机构旋转时，轴上各点的线性方向上移动长度等比的特性，将 末端执行器固定于连杆上2：1：-1：-2的点位上，则可以实现等间距变换。 该间距变更机构的优势为成本低廉和结构相对简单。然而，该间距变更机构 具有难以克服的弊端，即连杆结构可靠性差，关节(joint)处易磨损。

发明内容

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：