一种竖直水平翻转晶圆搬运机构的制作方法

1.本发明涉及半导体制造技术领域，具体为一种竖直水平翻转晶圆搬运机构。


背景技术：

2.目前在半导体制造工序中，通常需要在不同制成设备间进行晶圆盒的转换。不同的工艺设备对晶圆的加工面有上下区分，需要搬运机器人在更换晶圆盒时将晶圆运送至专用翻转结构进行翻转后再放入新的晶元盒。
3.传统的翻转机构只能提供一个自由度的翻转，在一些小空间的设备中无法使用，在执行翻转过程中会发生很多干涉问题。传统的翻转机构动力马达一般都安装在底座增加翻转机构的重量，这类的翻转机构体积和重量都比较大，减小机器人手臂的末端负载能力。当手臂高速运动是由于翻转机构重量大会引起较大的振动和动载荷不利于手臂的定位精度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种竖直水平翻转晶圆搬运机构，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种竖直水平翻转晶圆搬运机构，包括底座，所述底座上表面前后两侧分别设置侧板一和侧板二，所述侧板一的一侧表面设置有竖直翻转传动机构，所述侧板二上与侧板一相对一侧表面设置有水平翻转传动机构，所述底座上部侧板一和侧板二之间设置有翻转驱动机构，所述侧板一和侧板二之间驱动机构的一侧设置有齿轮轴，所述底座的左侧设置有连接机构，所述连接机构的一侧设置有搬运机构，所述翻转驱动机构通过水平翻转传动机构和竖直翻转传动机构的传动来带动连接机构运动，通过所述连接机构带动搬运机构水平翻转和竖直翻转。
6.优选的，所述翻转驱动机构包括水平翻转驱动轴、竖直翻转驱动轴、水平翻转锥齿轮、竖直翻转锥齿轮，所述水平翻转锥齿轮和竖直翻转锥齿轮上下排列设置在底座上表面，所述水平翻转驱动轴贯穿底座与水平翻转锥齿轮连接，所述竖直翻转驱动轴套设置在水平翻转驱动轴的外侧，且其上端贯穿底座与竖直翻转锥齿轮连接。
7.优选的，所述水平翻转传动机构包括水平翻转从动齿轮、水平翻转轴、水平翻转主动齿轮、水平翻转传动齿轮、水平翻转传动齿轮二、水平翻转传动锥齿轮和水平翻转轴二，所述水平翻转轴与侧板二连接，所述水平翻转从动出齿轮与水平翻转主动齿轮套设在水平翻转轴的两端，所述水平翻转从动齿轮与水平翻转锥槽齿轮啮合，所述齿轮轴的两端分别与侧板一和侧板二连接，所述水平翻转传动齿轮套设在齿轮轴上靠近侧板二的一端，所述水平翻转轴二与侧板二连接，所述水平翻转传动齿轮二和水平翻转传动锥齿轮套设在水平翻转轴二的两端，所述水平翻转传动齿轮分别与水平翻转传动齿轮二和水平翻转主动齿轮啮合。
8.优选的，所述竖直翻转传动机构包括竖直翻转传动锥齿轮、竖直翻转传动轴、竖直
翻转驱动齿轮、竖直翻转传动齿轮、竖直翻转传动齿轮二和竖直翻转连座，所述竖直翻转传动轴与侧板一连接，所述竖直翻转传动锥齿轮和竖直翻转驱动齿轮套设在竖直翻转传动轴的两端，所述竖直翻转传动锥齿轮与竖直翻转锥齿轮啮合，所述竖直翻转传动齿轮套设在齿轮轴上靠近侧板二的一端，所述竖直翻转传动齿轮二上设置有连接轴，所述连接轴的两端分别与竖直翻转连接座和侧板一连接，所述竖直翻转连接座上远离竖直翻转传动齿轮的一端与水平翻转轴二连接。
9.优选的，所述连接机构包括竖直翻转基座、水平翻转基座、竖板一、竖板二、水平翻转齿轮、水平翻转驱动齿轮、驱动轴、水平翻转锥齿轮二和连接转轴，所述竖板一和竖板二的底部与竖直翻转基座连接，所述竖直翻转基座的一端与竖直翻转连接座连接，所述驱动轴贯竖板一且其两端分别与竖板一和水平翻转锥齿轮二连接，所述连接转轴贯穿竖板二，且其两端分别与水平翻转基座和水平翻转齿轮连接，所述水平翻转齿轮和水平翻转驱动齿轮啮合，所述水平翻转锥齿轮与水平翻转传动锥齿轮啮合。
10.优选的，所述搬运机构包括手指和真空吸盘，所述手指的移动与水平翻转基座连接，所述真空吸盘设置在手指的上表面。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
12.1、本发明的手指在水平、竖直两个方向的翻转，通过外部动力装置控制翻转驱动机构转动，可以对手指翻转角度实现精准的角度控制，实行多角度的调节，达到以多种角度间转移晶圆的效果，增加了晶圆传输的准确性和稳定性，提高了半导体制造生产过程中晶圆的传输效率；
13.2、本发明同时设置有真空吸盘，在晶圆传输过程中可以保证晶圆稳定的吸附在手指上，有效地解决了晶圆在高速搬运过程中产生的位置偏移问题提高晶圆传输的位置精度。
附图说明
14.图1为本发明手指处于水平位置时主视结构示意图；
15.图2为本发明手指处于水平位置时主视结构剖视图；
16.图3为本发明手指处于水平位置时俯视结构示意图；
17.图4为本发明手指处于竖直位置时主视结构剖视图；
18.图5为本发明手指水平翻转后的主视结构剖视图。
19.图中：底座100、侧板一101、侧板二102、竖直翻转传动机构103、水平翻转传动机构104、翻转驱动机构105、齿轮轴106、连接机构107、搬运机构108、水平翻转驱动轴1051、竖直翻转驱动轴1052、水平翻转锥齿轮1053、竖直翻转锥齿轮1054、水平翻转从动齿轮1041、水平翻转轴1042、水平翻转主动齿轮1043、水平翻转传动齿轮1044、水平翻转传动齿轮二1045、水平翻转传动锥齿轮1046、水平翻转轴二1047、竖直翻转传动锥齿轮1031、竖直翻转传动轴1032、竖直翻转驱动齿轮1033、竖直翻转传动齿轮1034、竖直翻转传动齿轮二1035、竖直翻转连接座1036、竖直翻转基座1071、水平翻转基座1072、竖板一1073、竖板二1074、水平翻转齿轮1075、水平翻转驱动齿轮1076、驱动轴1077、水平翻转锥齿轮二1078、连接转轴1079、手指1081、真空吸盘1082。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种竖直水平翻转晶圆搬运机构，包括底座100，底座100上表面前后两侧分别安装侧板一101和侧板二102，侧板一101的一侧表面安装有竖直翻转传动机构103，侧板二102上与侧板一101相对一侧表面安装有水平翻转传动机构104，底座100上部侧板一101和侧板二102之间安装有翻转驱动机构105，侧板一101和侧板二102之间驱动机构的一侧安装有齿轮轴106，底座100的左侧安装有连接机构107，连接机构107的一侧安装有搬运机构108，翻转驱动机构105通过水平翻转传动机构104和竖直翻转传动机构103的传动来带动连接机构107运动，通过连接机构107带动搬运机构108水平翻转和竖直翻转。
24.翻转驱动机构105包括水平翻转驱动轴1051、竖直翻转驱动轴1052、水平翻转锥齿轮1053和竖直翻转锥齿轮1054，水平翻转锥齿轮1053和竖直翻转锥齿轮1054上下排列安装在底座100上表面，水平翻转驱动轴1051贯穿底座100与水平翻转锥齿轮1053连接，竖直翻转驱动轴1052套安装在水平翻转驱动轴1051的外侧，且其上端贯穿底座100与竖直翻转锥齿轮1054连接。
25.水平翻转传动机构104包括水平翻转从动齿轮1041、水平翻转轴1042、水平翻转主动齿轮1043、水平翻转传动齿轮1044、水平翻转传动齿轮二1045、水平翻转传动锥齿轮1046和水平翻转轴二1047，水平翻转轴1042与侧板二102连接，水平翻转从动齿轮1044与水平翻转主动齿轮1043套设在水平翻转轴1042的两端，水平翻转从动齿轮1041与水平翻转锥槽齿轮啮合，齿轮轴106的两端分别与侧板一101和侧板二102连接，水平翻转传动齿轮1044套设在齿轮轴106上靠近侧板二102的一端，水平翻转轴二1047与侧板二102连接，水平翻转传动齿轮二1045和水平翻转传动锥齿轮1046套设在水平翻转轴二1047的两端，水平翻转传动齿轮1044分别与水平翻转传动齿轮二1045和水平翻转主动齿轮1043啮合。
26.竖直翻转传动机构103包括竖直翻转传动锥齿轮1031、竖直翻转传动轴1032、竖直翻转驱动齿轮1033、竖直翻转传动齿轮1034、竖直翻转传动齿轮二1035和竖直翻转连接座1036，竖直翻转传动轴1032与侧板一101连接，竖直翻转传动锥齿轮1031和竖直翻转驱动齿
轮1033套设在竖直翻转传动轴1032的两端，竖直翻转传动锥齿轮1031与竖直翻转锥齿轮1054啮合，竖直翻转传动齿轮1034套设在齿轮轴106上靠近侧板二102的一端，竖直翻转传动齿轮二1035上安装有连接轴，连接轴的两端分别与竖直翻转连接座1036和侧板一101连接，竖直翻转连接座1036上远离竖直翻转传动齿轮1034的一端与水平翻转轴二1047连接。
27.连接机构107包括竖直翻转基座1071、水平翻转基座1072、竖板一1073、竖板二1074、水平翻转齿轮1075、水平翻转驱动齿轮1076、驱动轴1077、水平翻转锥齿轮二1078和连接转轴1079，竖板一1073和竖板二1074的底部与竖直翻转基座1071连接，竖直翻转基座1071的一端与竖直翻转连接座1036连接，驱动轴1077贯竖板一1073且其两端分别与竖板一1073和水平翻转锥齿轮二1078连接，连接转轴1079贯穿竖板二1074，且其两端分别与水平翻转基座1072和水平翻转齿轮1075连接，水平翻转齿轮1075和水平翻转驱动齿轮1076啮合，水平翻转锥齿轮1053与水平翻转传动锥齿轮1046啮合。
28.搬运机构108包括手指1081和真空吸盘1082，手指1081的移动与水平翻转基座1072连接，真空吸盘1082安装在手指1081的上表面。
29.工作原理：使用时，通过外部的动力装置带动水平翻转驱动轴1051转动，水平翻转驱动轴1051带动水平翻转锥齿轮1053转动，水平翻转锥齿轮1053带动水平翻转从动齿轮1041转动，水平翻转从动齿轮1041通过水平翻转轴1042带动水平翻转主动齿轮1043转动，水平翻转齿轮1075带动水平翻转传动齿轮1044转动，水平翻转传动齿轮1044带动水平翻转传动齿轮二1045转动，水平翻转传动齿轮二1045通过水平翻转轴二1047带动水平翻转传动锥齿轮1046转动，水平翻转传动锥齿轮1046带动水平翻转锥齿轮二1078转动，水平翻转锥齿轮二1078通过驱动轴1077带动水平翻转驱动齿轮1076转动，水平翻转驱动齿轮1076带动水平翻转齿轮1075转动，水平翻转齿轮1075通过连接转轴1079带动水平翻转基座1072转动，水平翻转基座1072带动手指1081水平转动；
30.同理，通过外部的动力装置带动竖直翻转驱动轴1052转动，竖直翻转驱动轴1052带动竖直翻转锥齿轮1054转动，竖直翻转锥齿轮1054带动竖直翻转传动锥齿轮1031转动，竖直翻转传动锥齿轮1031通过竖直翻转传动轴1032带动竖直翻转驱动齿轮1033转动，竖直翻转驱动齿轮1033带动竖直翻转传动齿轮1034转动，竖直翻转传动齿轮1034带动竖直翻转传动齿轮二1035转动，竖直翻转传动齿轮二1035通过连接轴带动竖直翻转连接座1036转动，竖直翻转连接座1036转动带动竖直翻转基座1071转动，竖直翻转基座1071转动带动竖板一1073和竖板二1074转动，竖板一1073和竖板二1074带动连接转轴1079转动，从而带动手竖直翻转；
31.将晶圆装载在手指1081上，通过手指1081在水平和竖直两个方向的翻转满足了在晶圆搬运过程中多角度转动的需求，可以适应小空间多角度的晶圆传输。
32.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。