自动提拉旋转机械臂及腐蚀清洗机的制作方法

本实用新型涉及半导体加工设备技术领域，尤其是涉及一种自动提拉旋转机械臂及腐蚀清洗机。

背景技术：

在半导体芯片制造过程中，经常用到腐蚀和去胶操作。腐蚀清洗机是用于对硅片进行腐蚀或清洗的设备，其上设置有清洗槽和试剂槽。对硅片进行腐蚀或清洗的操作工艺，一般称为做片。现有在腐蚀清洗机上的做片操作具体过程是，将硅片放置在片筐里后放置到清洗槽或试剂槽内，而后通过人工手动晃动和提拉片筐进行做片。

由于做片过程多采用人工，做片操作时员工需要近距离接触化学试剂，容易对操作员工造成伤害；且依赖人工进行做片，生产效率低、劳动强度大；进一步，依赖人工，做片过程中人为因素影响大，产品的一致性也难以得到保障。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自动提拉旋转机械臂，以解决现有技术中存在的半导体加工工艺中，硅片清洗或腐蚀操作时依赖人工操作，生产效率低、劳动强度大且产品一致性难以保证的技术问题。

本实用新型的目的还在于提供一种腐蚀清洗机，以解决现有技术中存在的半导体加工工艺中，硅片清洗或腐蚀操作时依赖人工操作，生产效率低、劳动强度大且产品一致性难以保证的技术问题。

基于上述第一目的，本实用新型提供了一种自动提拉旋转机械臂，包括升降驱动机构、旋转驱动机构以及吊篮；

所述旋转驱动机构包括电机以及所述电机驱动的三角旋转齿轴；

所述吊篮形成片筐的支撑框，所述电机固定在所述吊篮上，所述三角旋转齿轴穿设在所述吊篮内，片筐能够放置在所述三角旋转齿轴的上方，且片筐内的硅片能够在三角旋转齿轴的作用下转动；

所述升降驱动机构与所述吊篮连接，并能够实现吊篮的升降。

进一步地，所述吊篮包括第一侧板、第二侧板、第一横板和第二横板，所述第一侧板与所述第二侧板沿竖向相对间隔设置，所述第一横板和第二横板连接在所述第一侧板与所述第二侧板之间，且所述第一横板与所述第二横板上下间隔设置；

所述第一横板包括相同高度间隔平行设置的两根，所述第二横板包括相同高度间隔平行设置的两根；第二横板设置在第一横板的下方，且第二横板能够支撑片筐下沿，第一横板的设置高度不超过片筐放置在吊篮内时的片筐上沿。

进一步地，所述第一侧板和第二侧板相同，所述第一侧板和第二侧板分别包括悬挂部以及篮筐部，所述悬挂部设置在所述篮筐部的上方，所述悬挂部的宽度小于所述篮筐部；

所述第一横板和所述第二横板分别与所述篮筐部连接；

所述升降驱动机构与所述悬挂部连接。

进一步地，所述升降驱动机构包括气缸、气缸挂板以及吊篮挂臂；

所述气缸的输出杆与所述气缸挂板连接，所述吊篮挂臂一端与所述气缸挂板连接，所述吊篮挂臂的另一端与所述悬挂部连接。

进一步地，所述气缸通过气缸固定板固定设置，所述气缸固定板通过气缸固定板挂板挂设固定。

进一步地，所述气缸固定板上面向所述吊篮的一侧连接有气缸盖板，所述气缸盖板呈槽型，所述气缸设置在所述气缸盖板内，且所述气缸盖板上面向所述吊篮设置有导向槽；

所述吊篮挂臂穿设在所述导向槽内并能够沿所述导向槽上下移动。

进一步地，所述电机的传动轴上套设有齿轮轴，所述三角旋转齿轴的一端设置有传动齿轮；所述齿轮轴上的齿轮与所述传动齿轮啮合传动，以实现所述电机驱动所述三角旋转齿轴。

进一步地，所述电机通过电机架固定在所述第一侧板或所述第二侧板的外侧；

所述电机架上设置有电机罩，所述电机设置在所述电机罩内。

进一步地，还包括智能控制组件，所述智能控制组件能够与电机的控制器以及升降驱动机构的控制器分别连接。

基于上述第二目的，本实用新型还提供了一种腐蚀清洗机，所述腐蚀清洗机上设置有本实用新型提供的自动提拉旋转机械臂。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的自动提拉旋转机械臂，包括升降驱动机构、旋转驱动机构以及吊篮；所述旋转驱动机构包括电机以及所述电机驱动的三角旋转齿轴；所述吊篮形成片筐的支撑框，所述电机固定在所述吊篮上，所述三角旋转齿轴穿设在所述吊篮内，片筐能够放置在所述三角旋转齿轴的上方，且片筐内的硅片能够在三角旋转齿轴的作用下转动；所述升降驱动机构与所述吊篮连接，并能够实现吊篮的升降。本实用新型自动提拉旋转机械臂的吊篮可以放置盛装硅片的片筐，升降驱动机构可带动吊篮以及其内的硅片升降、旋转驱动机构的电机驱动三角旋转齿轴旋转能够带动硅片的旋转，从而升降驱动机构配合旋转驱动机构可模拟做片过程中对硅片的晃动以及升降操作。相比现有手动操作做片，本实用新型提拉旋转机械臂降低了操作员工的劳动强度，更好保证操作的一致性，减少人为因素对产品质量的影响；也避免了操作员工近距离的接触化学试剂，保障了操作员工的安全。

本实用新型提供的腐蚀清洗机上设置有本实用新型提供的自动提拉旋转机械臂。相比现有技术，本实用新型腐蚀清洗机与本实用新型提供的自动提拉旋转机械臂具有相同的有益效果，通过上文对本实用新型提供的自动提拉旋转机械臂有益效果的描述，可以直观的获知，在此不再详细赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例自动提拉旋转机械臂的主视示意图；

图2为本实用新型实施例自动提拉旋转机械臂的侧视示意图；

图3为本实用新型实施例自动提拉旋转机械臂的第一侧板或第二侧板的示意图；

图4为本实用新型实施例自动提拉旋转机械臂的立轴上支架的剖视示意图；

图5为本实用新型实施例自动提拉旋转机械臂的立轴下支架的剖视示意图；

图6为本实用新型实施例自动提拉旋转机械臂的齿轮轴示意图；

图7为本实用新型实施例自动提拉旋转机械臂的传动齿轮示意图；

图8为本实用新型实施例自动提拉旋转机械臂的三角旋转齿轴的示意图

图9为图8的B-B剖视图；

图10为本实用新型实施例自动提拉旋转机械臂的吊篮挂臂示意图；

图11为本实用新型实施例自动提拉旋转机械臂的电机架示意图

图12为本实用新型实施例自动提拉旋转机械臂的电机罩固定板示意图；

图13为本实用新型实施例自动提拉旋转机械臂的气缸盖板示意图；

图14为图13的A-A剖视图。

图标：1-第一侧板；1a-悬挂部；1b-篮筐部；2-第二侧板；3-第一横板；4-第二横板；5-气缸挂板；6-气缸盖板；7-气缸固定板；8-气缸固定板挂板；9-吊篮挂臂；10-电机罩；11-电机架；12-传动轴；13-立轴上支架；14-立轴下支架；15-齿轮轴；16-传动齿轮；17-三角旋转齿轴；18-电机罩固定板；19-导向槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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实用新型中的具体含义。

实施例一

参见图1至图14所示，本实施例提供了一种自动提拉旋转机械臂，包括升降驱动机构、旋转驱动机构、吊篮以及智能控制组件。

其中，吊篮用于放置片筐，其应当能够支撑片筐并能够与水槽或腐蚀槽连通，吊篮可以理解为片筐的支撑框。如图1所示，本实施例吊篮包括第一侧板1、第二侧板2、第一横板3和第二横板4，第一侧板1与第二侧板2沿竖向相对间隔设置，第一横板3和第二横板4连接在第一侧板1与第二侧板2之间，且第一横板3与所述第二横板4上下间隔设置。第一横板3包括相同高度间隔平行设置的两根，第二横板4包括相同高度间隔平行设置的两根，也即参照图1所示，第一横板3包括前后大致平齐设置的两根，第二横板4包括前后大致平齐设置的两根；为了方便描述，定义下方的为第二横板4，也即第二横板4设置在第一横板3的下方。两根第一横板3形成片筐侧边的上支撑，两根第二横板4形成片筐下沿的下支撑，第一侧板1和第二侧板2形成片筐两端的限位支撑，也即吊篮形成片筐的支撑框架。

需要说明的是，第一横板3的设置高度(该高度指的是第一横板3的上沿高度)应当不超过片筐放置在吊篮内时的片筐上沿，以保证第一横板3的对片筐的支撑作用，并方便片筐的取放；两第二横板4之间的间距应当不大于片筐下沿的宽度(宽度可以理解为图1的前后方向，图2的左右方向)。

本实施例第一侧板1和第二侧板2可采用相同结构，并对称设置。参见图2或3所示，第一侧板1和第二侧板2大致呈“球拍”型，为了方便描述，上部主要起悬挂固定作用的一段定义为悬挂部1a，下部用于形成容置片筐的支撑框，定义为篮筐部1b，悬挂部1a对应球拍型的杆部，其宽度(图2的左右方向为宽度)小于所述篮筐部1b。可以理解的是，篮筐部1b较宽方便第一横板3和第二横板4的连接固定；悬挂部1a较窄，降低了装置的整体重量；悬挂部1a与篮筐部1b呈斜面收缩，也方便了片筐从第二横板4的上方取放。

如图1所示，本实施例自动提拉旋转机械臂的旋转驱动机构包括电机以及电机驱动的三角旋转齿轴17。具体的，电机可通过电机架11固定在第一侧板1或所述第二侧板2的外侧，本实施例以固定在第二侧板2上为例进行说明，三角旋转齿轴17设置在两根第二横板4之间。电机的传动轴12上套设有齿轮轴15，三角旋转齿轴17的一端设置有传动齿轮16；所述齿轮轴15上的齿轮与所述传动齿轮16啮合传动，以实现电机驱动所述三角旋转齿轴17。

为了对电机的传动轴12进行导向及相对固定，第二侧板2在电机架11的下方间隔设置有两根立轴支架，分别为立轴上支架13和立轴下支架14，立轴上支架13上设置有上轴孔，立轴下支架14上设置有下轴孔，电机的传动轴12依次穿过上轴孔和下轴孔后与齿轮轴15套设卡接。

需要说明的是，三角旋转齿轴17是横截面大致呈三角形的旋转轴，其外周壁沿周向是渐变的。片筐放置在吊篮内时，片筐内的每片硅片是竖向放置的，且硅片的下端能够与三角旋转齿轴17接触，所以在三角旋转齿轴17转动时，硅片会被带动转动并有一定幅度的上下移动。

为了保证电机不被腐蚀，电机架11上设置有电机罩10，电机设置在电机罩10内。电机罩10可通过电机罩固定板18固定在第二侧板2的外侧。

本实施例自动提拉旋转机械臂的升降驱动机构包括气缸、气缸挂板5以及吊篮挂臂9；气缸的输出杆与气缸挂板5通过螺钉连接，吊篮挂臂9一端与所述气缸挂板5通过螺钉连接，吊篮挂臂9的另一端与悬挂部1a通过螺栓连接。具体的，所述气缸通过气缸固定板7固定设置，所述气缸固定板7通过气缸固定板挂板8挂设固定。

为了避免气缸被腐蚀，对气缸形成保护，气缸固定板7上面向吊篮的一侧螺栓连接有气缸盖板6，气缸盖板6呈槽型，气缸设置在气缸盖板6内，且气缸盖板6上面向所述吊篮设置有导向槽19；吊篮挂臂9穿设在所述导向槽19内并能够沿所述导向槽19上下移动。

可以理解的是，本实施例采用在第一侧板1和第二侧板2上分别连接吊篮挂臂的方式，相应的导向槽19也是对应两吊篮挂臂9也为两个。本实施例的两个吊篮挂臂9与同一气缸挂板5连接，实现了一个气缸同步驱动两个吊篮挂臂。

气缸动作，气缸输出杆通过气缸挂板5、吊篮挂臂9带动吊篮上下运动。

本实施例自动提拉旋转机械臂的智能控制组件可以是工业PLC，智能控制组件能够与电机的控制器以及气缸的控制器分别连接。智能控制组件根据相应的设定程序控制气缸的动作频率和电机的转速，以实现吊篮间隔预定时间进行一次上下提拉并控制硅片在三角旋转齿轴作用下的转动速度。

本实用新型自动提拉旋转机械臂设计的构件的材质均应采用耐腐蚀材料；电机罩和气缸盖板可以是PVC材质的壳体。

本实施例自动提拉旋转机械臂的吊篮可以放置现有片筐，从而对的吊篮一次可放置一筐硅片，通过三角旋转齿轴带动硅片的旋转，优化硅片在化学试剂里面晃动的效果，减少原有设备单纯依靠操作人员进行硅片晃动的工作；吊篮通过吊篮挂臂悬挂在气缸上，通过控制气缸带动吊篮挂臂上下运动，从而实现操作员工做片过程的提拉动作；吊篮挂臂上下提拉频率、吊篮挂臂在空中悬停时间以及硅片的旋转速度都是通过智能控制组件的预设程序控制(硅片旋转速度以及吊篮在液位底部和外部的时间根据实际工艺要求进行调整)，使得动作步骤可控，保证了产品的一致性。

综上所述，本实施例自动提拉旋转机械臂能够装载硅片随着气缸提拉运动，并且本身能够实现硅片旋转，从而能够模拟操作员工的手动操作工艺流程。降低了操作员工的劳动强度，更好保证操作的一致性，减少人为因素对产品质量的影响，保证产品的一致性，提升产品的质量；也避免了操作员工近距离的接触化学试剂，从而保障了操作员工的安全，避免发生人身伤害等安全事故。

本实用新型实施例还提供一种腐蚀清洗机，所述腐蚀清洗机上设置有本实用新型实施例提供的自动提拉旋转机械臂。具体的，可以是在现有技术的腐蚀清洗机的清洗槽或试剂槽的上方设置自动提拉旋转机械臂，自动提拉旋转机械臂可通过气缸固定板挂板挂设在墙面或腐蚀清洗机上。

本实用新型实施例提供的腐蚀清洗机上设置有本实用新型实施例提供的自动提拉旋转机械臂。相比现有技术，本实用新型实施例腐蚀清洗机与本实用新型实施例提供的自动提拉旋转机械臂具有相同的有益效果，通过上文对本实用新型实施例提供的自动提拉旋转机械臂有益效果的描述，可以直观的获知，在此不再详细赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。