本发明涉及led半导体湿制程设备技术领域，具体地说是一种单批次四花篮同步运行的全自动湿制程设备。
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背景技术：
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在led和半导体行业，湿制程设备作为一种批量式处理晶圆的设备，应用广泛且成熟。晶圆常见的尺寸一般有2"/4"/6"/8"/12"乃至16"，晶圆厚度一般在650～850μm之间。在晶圆制造厂，一片晶圆需要两到三个月的工艺流程，完成450道或者更多的工艺步骤，集成几十到上万个特定芯片，在制造工艺末端，将单个芯片从晶圆上分开，然后封装成最终产品。由此可见，单片晶圆的成本已经远超估量，尤其是在后段封装工艺，若能在目前的工艺基础上，大幅度地提高产能将对晶圆生产厂商产生巨大的经济效益。基于此，如何提供更低成本，高产能的湿制程设备，争取湿制程设备的核心竞争优势，是各设备制造商努力的方向。
目前，现有的搭载旋干机实现干进干出的湿制程设备基本采用单花篮或者双花篮制程，这种设备产能受限，单片晶圆工艺成本高昂，对应的人力资源和维护成本较高。
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技术实现要素：
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本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种单批次四花篮同步运行的全自动湿制程设备。该方案采用同批次4花篮同时运行，设备成本在原双花篮设备基础上提高不到1％，但是产能提升约40％。
为实现上述目的设计一种单批次四花篮同步运行的全自动湿制程设备，包括防腐骨架及外壳1、机械臂安装调整机构2、全自动机械臂模组ⅰ3、全自动机械臂模组ⅱ4、上货机构7、双工位下货机构8、带移载机构制程槽9、水平式旋干机11、操作界面12、电控系统14及管路系统15，所述机械臂安装调整机构2固定连接防腐骨架及外壳1，所述全自动机械臂模组ⅰ3、全自动机械臂模组ⅱ4配合连接机械臂安装调整机构2，所述全自动机械臂模组ⅰ3左右运动覆盖区域有上货机构7、带移载机构制程槽9，所述全自动机械臂模组ⅱ4左右运动覆盖区域有带移载机构制程槽9，水平式旋干机11、双工位下货机构8。
所述机械臂安装调整机构2包括导轨21、齿条22、感应定位块23及固定支架24，所述导轨21、齿条22、感应定位块23固定安装在固定支架24上。
所述全自动机械臂模组ⅰ3包括机械臂动力本体31、夹爪动力本体32、双短夹爪33、双长夹爪34、机械臂37及支撑轴39，所述机械臂动力本体31内部设有伺服电机、左右运行动力机构及上下运行动力机构，其上端面设有侦测机构38，所述机械臂动力本体31通过滑块35滑动连接导轨21，所述左右运行动力机构通过传动齿轮36啮合连接齿条22，所述上下运行动力机构通过支撑轴39固定连接夹爪动力本体32，所述夹爪动力本体32内设有电机、导向机构，所述机械臂37配合连接电机、导向机构，所述机械臂37前端设有双短夹爪33、双长夹爪34。
所述上货机构7包括双高花篮定位座71、双低花篮定位座72。
所述带移载机构制程槽9包括制程槽体91、出液排放机构95及进液机构96，所述出液排放机构95及进液机构96密封连接制程槽体91，所述制程槽体91内部设有移动承载座93、固定承载座94，所述移动承载座93位于固定承载座94的前上方，所述移动承载座93配合连接移动承载动力机构92，所述移动承载动力机构92安装在制程槽9上。
所述水平式旋干机11包括密封盖1101、旋干机体1102，所述密封盖1101密封连接旋干机体1102上端面，所述旋干机体1102内设有花篮固定旋转承载平台1103，所述花篮固定旋转承载平台1103上设有四个均匀分布的花篮固定承载座1104。
所述全自动机械臂模组ⅱ4包括机械臂动力本体ⅱ41、夹爪动力本体ⅱ42、双长夹爪ⅱ44、机械臂ⅱ47及支撑轴ⅱ49，所述机械臂动力本体ⅱ41内部设有伺服电机ⅱ、左右运行动力机构ⅱ及上下运行动力机构ⅱ，其上端面设有侦测机构ⅱ48，所述机械臂动力本体ⅱ41通过滑块ⅱ45滑动连接导轨21，所述左右运行动力机构ⅱ通过传动齿轮ⅱ46啮合连接齿条22，所述上下运行动力机构ⅱ通过支撑轴ⅱ49固定连接夹爪动力本体ⅱ42，所述夹爪动力本体ⅱ42内设有电机ⅱ、导向机构ⅱ，所述机械臂ⅱ47配合连接电机ⅱ、导向机构ⅱ，所述机械臂ⅱ47前端设有双长夹爪ⅱ44。
还包括风干槽机构10，所述风干槽机构10位于带移载机构制程槽9与水平式旋干机11之间，也可置于水平式旋干机11与双工位下货机构8之间。所述风干槽机构10包括槽体101、液体排放机构102及风道机构103，所述槽体101下端面配合连接液体排放机构102，所述槽体101上端面设有风道机构103。
所述风道机构103包括左风道机构1031、右风道机构1032，所述左风道机构1031结构与右风道机构1032结构相同，且相互对称安装在槽体101上端面，所述左风道机构1031包括上风道盖1034、密封垫1035及风道底座1036，所述上风道盖1034通过密封垫1035密封连接风道底座1036，所述风道底座1036的前端面设有进气口1037，所述上端面设有与进气口1037相连通的风道槽1038，所述风道底座1036与上风道盖1034水平方向连接处设有与风道槽1038相连通的出气刀口1033。
还包括自动升降屏风机构13，所述自动升降屏风机构13安装在带移载机构制程槽9与水平式旋干机11之间，所述自动升降屏风机构13包括上固定挡板1301、垂直导轨1302、下固定挡座1308及透明隔离板1310，所述上固定挡板1301固定连接垂直导轨1302的上端，所述垂直导轨1302的下端固定连接下固定挡座1308，所述下固定挡座1308内部设有上下移载气缸1306、透明隔离板1310，所述上下移载气缸1306通过气缸滑块1307连接底部固定支架1305，所述底部固定支架1305通过导向轴1304固定连接透明隔离板1310，所述下固定挡座1308上端面设有密封滑槽1309，所述透明隔离板1310通过滑块iii1303滑动连接垂直导轨1302，所述透明隔离板1310上端面设有导水盘1311。
所述双工位下货机构8包括左右移载气缸81、上下顶升气缸82、安装座83及花篮承载座84，所述安装座83安装在防腐骨架及外壳1上，所述安装座83上装有左右移载气缸81，所述左右移载气缸81的活塞端配合连接上下顶升气缸82，所述上下顶升气缸82的活塞端配合连接花篮承载座84。
本发明同现有技术相比，采用同批次4花篮同时运行，匹配两套的机械手臂，配合旋干机，在成本可控增长范围内，将常规搭载旋干机的湿制程设备产能提升40％以上，极大程度上提高了产能，进而每片晶圆的工艺成本有效地降低，同时不过多占用无尘室空间和人力资源，就确保产能稳定和提升，会在未来湿制程市场占据越来越重要的位置。此外，本发明控制方便，易于维护，便于操作，设备性能有较好的提升和改进，适用性广泛，在需要旋干的制程中，可适用于所有制程及各种规格的晶圆。
[附图说明]
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的后视图；
图3是图1的左视图；
图4是图2的a-a剖面图；
图5是图1的b-b剖面图；
图6是图1的c-c剖面图；
图7是本发明的机械臂安装调整机构的结构示意图；
图8是本发明的全自动机械臂模组ⅰ的结构示意图一；
图9是本发明的全自动机械臂模组ⅰ的结构示意图二；
图10是本发明的全自动机械臂模组ⅱ的结构示意图一；
图11是本发明的全自动机械臂模组ⅱ的结构示意图二；
图12是本发明的上货机构的结构示意图；
图13是本发明的双工位下货机构的结构示意图一；
图14是本发明的双工位下货机构的结构示意图二；
图15是本发明的带移载机构制程槽的结构示意图一；
图16是本发明的带移载机构制程槽的结构示意图二；
图17是本发明的风干槽机构的结构示意图一；
图18是本发明的风干槽机构的结构示意图二；
图19是本发明的风道机构的结构示意图一；
图20是本发明的风道机构的结构示意图二；
图21是本发明的自动升降屏风机构的结构示意图；
图22是本发明的水平式旋干机的结构示意图一；
图23是本发明的水平式旋干机的结构示意图二；
图24是本发明的水平式旋干机的结构示意图三；
图中：1防腐骨架及外壳，2机械臂安装调整机构，3全自动机械臂模组ⅰ，4全自动机械臂模组ⅱ，5高新空气过滤器，6抽风系统，7上货机构，8双工位下货机构，9带移载机构制程槽，10风干槽机构，11水平式旋干机，12操作界面，13自动升降屏风机构，14电控系统，15管路系统，16花篮，21导轨，22齿条，23感应定位块，24固定支架，31机械臂动力本体，32夹爪动力本体，33双短夹爪，34双长夹爪，35滑块，36传动齿轮，37机械臂，38侦测机构，39支撑轴，41机械臂动力本体ⅱ，42夹爪动力本体ⅱ，44双长夹爪ⅱ，45滑块ⅱ，46传动齿轮ⅱ，47机械臂ⅱ，48侦测机构ⅱ，49支撑轴ⅱ，71双高花篮定位座,72双低花篮定位座，81左右移载气缸，82上下顶升气缸，83安装座，84花篮承载平台，91制程槽体，92移动承载动力机构，93移动承载座，94固定承载座，95出液排放机构，96进液机构，101槽体，102液体排放机构，103风道机构，1031左风道机构，1032右风道机构，1033出气刀口，1034上风道盖，1035密封垫，1036风道底座，1037进气口，1038风道槽，1101密封盖，1102旋干机体，1103花篮固定旋转承载平台，1104花篮固定承载座，1301上固定挡板，1302垂直导轨，1303滑块iii，1304导向轴，1305底部固定支架，1306上下移载气缸，1307气缸滑块，1308下固定挡座，1309密封滑槽，1310透明隔离板，1311导水盘。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作以下进一步说明：
如附图所示，本发明包括防腐骨架及外壳1、机械臂安装调整机构2、全自动机械臂模组ⅰ3、全自动机械臂模组ⅱ4、高新空气过滤器5、抽风系统6、上货机构7、双工位下货机构8、带移载机构制程槽9、水平式旋干机11、操作界面12、电控系统14及管路系统15，所述防腐骨架及外壳1可根据制程应用要求，采用防爆sus外壳及骨架，配合高新空气过滤器5和抽风系统6，保证湿制程设备内部微负压的环境，避免外部空气污染及内部气体外泄。所述机械臂安装调整机构2固定连接防腐骨架及外壳1，所述全自动机械臂模组ⅰ3左右运动覆盖区域有上货机构7、带移载机构制程槽9，所述全自动机械臂模组ⅱ4左右运动覆盖区域有带移载机构制程槽9，水平式旋干机11、双工位下货机构8。如图7所示，机械臂安装调整机构2包括导轨21、齿条22、感应定位块23及固定支架24，所述导轨21、齿条22、感应定位块23固定安装在固定支架24上；导轨21通过与机械臂系统的滑块35、滑块ⅱ45组装，实现导向及负载，齿条22通过与机械臂系统的齿轮36、齿轮ⅱ46啮合，实现机械臂在x轴的左右移动，感应定位块23通过多点sensor与机械臂上安装的侦测机构感应，实现手臂在机台不同工位的定位，固定支架24通过多点调整螺丝，保证机械臂运行的平面度及稳定性。
如图8、9所示，全自动机械臂模组ⅰ3包括机械臂动力本体31、夹爪动力本体32、双短夹爪33、双长夹爪34、机械臂37及支撑轴39，所述机械臂动力本体31内部设有伺服电机、左右运行动力机构及上下运行动力机构，其上端面设有侦测机构38，侦测机构利用侦测sensor，通过调整安装角度和sensor侦测距离，来确认花篮夹取与否。所述机械臂动力本体31通过滑块35滑动连接导轨21，所述左右运行动力机构通过传动齿轮36啮合连接齿条22，所述上下运行动力机构通过支撑轴39固定连接夹爪动力本体32，所述夹爪动力本体32内设有电机、导向机构，所述机械臂37配合连接电机、导向机构，所述机械臂37前端设有双短夹爪33、双长夹爪34；所述上货机构7包括双高花篮定位座71、双低花篮定位座72。双短夹爪33和双长夹爪34的高低落差配合双高花篮定位座71与双低花篮定位座72的高低落差，实现同时夹取4个花篮移至带移载机构制程槽9。
如图15、16所示，带移载机构制程槽9包括制程槽体91、出液排放机构95及进液机构96，所述出液排放机构95及进液机构96密封连接制程槽体91，所述制程槽体91内部设有移动承载座93、固定承载座94，所述移动承载座93位于固定承载座94的前上方，所述移动承载座93配合连接移动承载动力机构92，所述移动承载动力机构92安装在制程槽9上。制程槽体91可以根据制程需要，采用循环槽或静置槽或快排qdr槽，也可采用pp/ptfe/pvdf等防酸碱腐蚀材质或sus/quartz等材质，制程槽还可根据制程需要采用一个或几个布置，制程槽不局限于材质/尺寸/方式及数量。制程槽体通过进液机构96和排放机构95实现槽体内溶液的更换。当全自动机械臂模组ⅱ将全自动机械臂模组ⅰ放置在制程槽体内固定承载座94上的前两个花篮取走搬运至水平式旋干机后，移动承载动力机构92配合移动承载座93将移动承载座93及其上的另两个花篮移至固定承载座94上方的位置，以便全自动机械臂模组ⅱ再次夹取，移动承载座93和固定承载座94共同承载同批次的4个花篮，移动承载座93可以在制程槽体内前后移动，配合机械臂放置及夹取花篮的位置。
如图22、23、24所示，水平式旋干机11包括密封盖1101、旋干机体1102，所述密封盖1101密封连接旋干机体1102上端面，所述旋干机体1102内设有花篮固定旋转承载平台1103，所述花篮固定旋转承载平台1103上设有四个均匀分布的花篮固定承载座1104。水平式旋干机可同时旋干4个花篮及晶圆，效率提高明显，且更有益于动平衡，有效地降低了因平衡导致的破片风险。
如图10、11所示，全自动机械臂模组ⅱ4结构和全自动机械臂模组ⅰ3相同，区别仅在于全自动机械臂模组ⅱ4少了双短夹爪。
如图17、18所示，本发明还包括风干槽机构10，所述风干槽机构10位于带移载机构制程槽9与水平式旋干机11之间，也可置于水平式旋干机11与双工位下货机构8之间。所述风干槽机构10包括槽体101、液体排放机构102及风道机构103，所述槽体101下端面配合连接液体排放机构102，所述槽体101上端面设有风道机构103。风干槽机构10布置目的是对全自动机械臂模组ⅱ4的双长夹爪ⅱ44进行风干，为了在水平式旋干机完成制程后，保证双长夹爪ⅱ夹取花篮出货时不会二次沾湿花篮。槽体101采用u型加工，减小尺寸占用，配合液体排放机构102，可保证滴落在槽内的液体可以排放干净，液体排放机构102避免滴落液体长期遗留，产生particle污染。
如图19、20所示，风道机构103包括左风道机构1031、右风道机构1032，所述左风道机构1031结构与右风道机构1032结构相同，且相互对称安装在槽体101上端面，所述左风道机构1031包括上风道盖1034、密封垫1035及风道底座1036，所述上风道盖1034通过密封垫1035密封连接风道底座1036，所述风道底座1036的前端面设有进气口1037，所述上端面设有与进气口1037相连通的风道槽1038，所述风道底座1036与上风道盖1034水平方向连接处设有与风道槽1038相连通的出气刀口1033。左、右水平出气刀口喷出像刀片样的氮气风速可以迅速吹干全自动机械臂模组ⅱ4的双长夹爪ⅱ44。
如图21所示，自动升降屏风机构13安装在带移载机构制程槽9与水平式旋干机11之间，所述自动升降屏风机构13包括上固定挡板1301、垂直导轨1302、下固定挡座1308及透明隔离板1310，所述上固定挡板1301固定连接垂直导轨1302的上端，所述垂直导轨1302的下端固定连接下固定挡座1308，所述下固定挡座1308内部设有上下移载气缸1306、透明隔离板1310，所述上下移载气缸1306通过气缸滑块1307连接底部固定支架1305，所述底部固定支架1305通过导向轴1304固定连接透明隔离板1310，所述下固定挡座1308上端面设有密封滑槽1309，所述透明隔离板1310通过滑块iii1303滑动连接垂直导轨1302，所述透明隔离板1310上端面设有导水盘1311。导水盘1311的目的是避免全自动机械臂模组ⅱ4从带移载机构制程槽9夹取花篮及晶圆到水平式旋干机11的过程中，滴落的液体进入到自动升降屏风机构13内部，积液可能影响sensor感应判断，可能对气缸造成腐蚀或生锈等风险。自动升降屏风机构13的目的是保证制程液体挥发或反应的腐蚀性气体尽可能少地挥发到干燥及下货区域，同时避免干燥及下货区域对制程过程的影响。自动升降屏风机构13可以根据需求，设立在不同的位置，也可根据制程要求，增减数量。
如图13、14所示，双工位下货机构8包括左右移载气缸81、上下顶升气缸82、安装座83及花篮承载座84，所述安装座83安装在防腐骨架及外壳1上，所述安装座83上装有左右移载气缸81，所述左右移载气缸81的活塞端配合连接上下顶升气缸82，所述上下顶升气缸82的活塞端配合连接花篮承载座84。左右移载气缸带动上下顶升气缸及花篮承载座，承载着花篮在左工位和右工位移动，上下顶升气缸带动花篮承载座升降，实现将花篮举升脱离下货工位，进而实现在左右工位的位移，双工位下货机构可以实现一批次4个花篮的下货需求。
本发明工作原理：首先，全自动机械臂模组ⅰ的双短夹爪33及双长夹爪34同时夹取上货机构的4个花篮，将其送至带移载机构制程槽9的移动承载座93、固定承载座94上，进液机构96开始往程槽体91内放化学液浸泡4个花篮，一段时间后全自动机械臂模组ⅱ4的双长夹爪ⅱ44开始夹取固定承载座94上的两个花篮。将其送至水平式旋干机11的花篮固定旋转承载平台1103上两个花篮固定承载座内，花篮固定旋转承载平台1103固定好花篮后旋转90度，等待另外两个花篮安放，此时移动承载座93通过移动承载动力机构92已经移动到固定承载座94的上方，全自动机械臂模组ⅱ4的双长夹爪ⅱ44再次移动到移动承载座93的上方开始夹取另外两个花篮送至水平式旋干机11的花篮固定旋转承载平台1103上另外两个花篮固定承载座内，密封盖1101开始关闭开始进行旋干，同时全自动机械臂模组ⅱ4的双长夹爪ⅱ44移至风干槽机构10上进行风干，自动升降屏风机构13的透明隔离板1310开始上升隔离旋干区域。当水平式旋干机11完成制程后密封盖1101打开，自动升降屏风机构13的透明隔离板1310打开，全自动机械臂模组ⅱ4的双长夹爪ⅱ44移至水平式旋干机11上方将花篮固定承载座上的花篮夹取移送至双工位下货机构上等待下一个工序。
本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。