一种多工位检测机械手真空状态的装置的制作方法

本发明属于半导体制程设备技术领域，具体地说是一种多工位检测机械手真空状态的装置。

背景技术：

半导体处理是指为了在半导体晶片或者led基板等被处理基板上按照规定图案形成半导体层、绝缘层和半导体层等，而对基板进行的各种处理。在这些处理中，必须通过机器人控制机械手将基片传送到机台的晶片处理单元。

由于在半导体处理工艺过程中，被处理的基片位置精度非常重要，而决定基片传达位置的因素很多，其中一项即为机械手的真空吸附能力。倘若机械手的真空泄露，即会导致在基片传送过程中，基片的掉落，造成碎片。因此，无法传递到相应的工艺处理单元，从而造成基片的处理过程中断。影响真空吸附能力的主要因素在于机械手本身的真空气路的加工制造，所以在半导体制程设备上使用的机械手的真空状态的检测尤为重要且不可或缺。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种多工位检测机械手真空状态的装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多工位检测机械手真空状态的装置，包括压紧机构、真空管路、锁紧机构、导柱、支撑架及底板，其中底板上设有两个导柱，多个依次弹性连接的压紧机构与两个所述导柱滑动配合，各压紧机构分别与一真空管路连接，多个压紧机构的一侧或两侧设有与底板连接的支撑架，所述支撑架上设有锁紧机构，所述锁紧机构用于锁紧位于最上方的所述压紧机构，相邻两个压紧机构之间的空间为检测机械手的测量工位。

所述压紧机构包括承压底座、压紧块及卡接块，其中承压底座为与所述真空管路连通的中空结构，所述承压底座的顶部和底部分别设有测量工位槽和压紧块，所述测量工位槽上设有真空孔，待检测机械手定位于所述测量工位槽上、并且内部真空气路与真空孔连通，所述承压底座通过直线轴承与所述导柱滑动配合，所述承压底座的一侧或两侧设有卡接块，通过卡接块与所述锁紧机构连接。

所述支撑架上沿竖直方向设有滑槽，所述卡接块与滑槽滑动连接，所述卡接块下端为斜面。

所述真空孔处设有真空孔盖板、且通过密封圈密封。

所述锁紧机构包括卡扣转接板、锁紧块、锁紧弹簧、线性导轴及把手组件，其中卡扣转接板与所述支撑架连接，所述锁紧块与线性导轴设置于卡扣转接板上，所述线性导轴为两个、且分别位于锁紧块的两侧，两个所述线性导轴上均套设有锁紧弹簧，所述把手组件与两个所述线性导轴滑动连接、且位于锁紧弹簧的上方，所述把手组件用于推动所述锁紧块使其与所述压紧机构分离，实现所述压紧机构的解锁。

所述把手组件包括锁紧把手和铰链销，所述锁紧把手的两端分别与两个线性导轴滑动连接，所述锁紧弹簧的两端分别与卡扣转接板和锁紧把手抵接，所述锁紧把手的两端铰接有铰链销，所述锁紧把手通过铰链销推动所述锁紧块。

所述锁紧块的上端设有向侧面凸起的锁扣，所述锁扣的上端为斜面，所述锁扣与所述压紧机构卡接。

所述支撑架上沿高度方向设有多个安装孔，所述锁紧机构通过与不同高度的安装孔连接，实现所述锁紧机构的高度调整。

多个所述压紧机构通过套设于所述导柱上的弹簧弹性连接。

所述导柱通过导柱支撑座与所述底板连接，所述导柱支撑座为开口结构，在开口处通过螺栓紧固。

本发明的优点及有益效果是：

1.本发明可以对机械手的真空值进行准确检测以及正空状态稳定性的测试。

2.本发明装置易于操作，可对机械手进行批量同时测量。

3.本发明装置可派生多个工位，满足更大批量的测量需求，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的爆炸示意图；

图3为本发明的压紧机构的爆炸示意图；

图4为本发明的锁紧机构的爆炸示意图；

图5为本发明中锁紧机构处于锁紧状态的结构示意图；

图6为本发明的导轴组件的爆炸示意图；

图7为本发明的工装状态示意图。

图中：1为压紧机构，101为直线轴承，102为密封圈，103为承压底座，104为真空孔，105为压紧块，106为真空孔盖板，107为卡接块，2为真空管路，3为锁紧机构，301为卡扣转接板，302为锁紧块，303为锁紧弹簧，304为锁紧把手，305为铰链销，306为线性导轴，307为锁扣，4为导柱，5为支撑架，501为滑槽，502为安装孔，6为底板，7为弹簧，8为机械手，9为晶片，10为导柱支座。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1-2所示，本发明提供的一种多工位检测机械手真空状态的装置，包括压紧机构1、真空管路2、锁紧机构3、导柱4、支撑架5及底板6，其中底板6上设有两个导柱5，多个依次弹性连接的压紧机构1与两个导柱4滑动配合，各压紧机构1分别与一真空管路2连接，多个压紧机构1的一侧或两侧设有与底板6连接的支撑架5，支撑架5上设有锁紧机构3，锁紧机构3用于锁紧位于最上方的压紧机构1，相邻两个压紧机构1之间的空间为检测机械手8的测量工位。

本发明的一实施例中，底板6上设有两个支撑架5，锁紧机构3为两个、分别设置于两个支撑架5上，位于最上方的压紧机构1的两侧分别通过两个锁紧机构3锁紧，从而使多个压紧机构1均处于锁紧状态，如图7所示。

进一步地，多个压紧机构1通过套设于导柱4上的弹簧7弹性连接。

如图3所示，压紧机构1包括承压底座103、压紧块105及卡接块107，其中承压底座103为与真空管路2连通的中空结构，承压底座103的顶部和底部分别设有测量工位槽和压紧块105，测量工位槽上设有真空孔104，待检测机械手8定位于测量工位槽上、并且内部真空气路与真空孔104连通，真空孔104处通过密封圈102密封。承压底座103通过直线轴承101与导柱4滑动配合，承压底座103的一侧或两侧设有卡接块107，通过卡接块107与锁紧机构3连接。

进一步地，真空孔104处设有真空孔盖板106、且通过密封圈102密封。当处于工作状态时，除位于最上方的压紧机构1以外，其余的压紧机构1的真空孔盖板106卸掉，以便定位机械手8。

本发明的一实施例中，承压底座103的两侧对称设有卡接块107，两个承卡接块107分别与相对应的锁紧机构3卡接。

如图4所示，进一步地，支撑架5上沿竖直方向设有滑槽501，滑槽501的两侧沿高度方向布设有多个安装孔502，卡接块107与滑槽501滑动连接，卡接块107下端为斜面。锁紧机构3通过与不同高度的安装孔502连接，实现锁紧机构3的高度调整。

如图4所示，锁紧机构3包括卡扣转接板301、锁紧块302、锁紧弹簧303、线性导轴306及把手组件，其中卡扣转接板301通过螺栓与支撑架5上的安装孔502连接，锁紧块302与线性导轴306设置于卡扣转接板301上，线性导轴306为两个、且分别位于锁紧块302的两侧，两个线性导轴306上均套设有锁紧弹簧303，所述把手组件与两个线性导轴306滑动连接、且位于锁紧弹簧303的上方，所述把手组件用于推动锁紧块302使其与压紧机构1分离，实现压紧机构1的解锁。

所述把手组件包括锁紧把手304和铰链销305，锁紧把手304的两端分别与两个线性导轴306滑动连接，锁紧弹簧303的两端分别与卡扣转接板301和锁紧把手304抵接，锁紧把手304的两端铰接有铰链销305，锁紧把手304通过铰链销305推动锁紧块302。

如图5所示，进一步地，锁紧块302的上端设有向侧面凸起的锁扣307，锁扣307与压紧机构1的卡接块107卡接。锁扣307的上端为斜面，当压紧机构1向下运动至锁紧机构3的位置时，首先卡接块107上端的斜面与锁扣307上端的斜面滑动配合，使卡接块107与锁扣307顺利卡接。

如图6所示，导柱4通过导柱支撑座401与底板6连接，导柱支撑座401为开口结构，在开口处通过螺栓紧固。该结构便于导柱4的安装及拆卸，同时保证了导向的稳定性。导柱4在满足足够的刚性和挠度条件下，可根据此装置的预设工位的数量来确定导柱4的长度。

本发明的一实施例中，通过四组压紧机构1组合出三个测量工位，相邻工位的相互压紧通过密封圈102对被测机械手8手臂处的真空气孔进行密封，再通过晶片9的自重对机械手8指尖真空孔进行密封，接通真空厂务后读取外接真空表值即可测量出被测机械手8的真空值及真空状波动情况。晶片9可采用不同规格的尺寸，本实施例中采用直径为100mm晶片或150mm晶片。

用四组压紧机构1组合出三个测量工位，以此类推，若导柱4足够长、刚性足够强，可用n(n＞2)组压紧机构1组合出n-1个测量工位，可实现批量测量。

压紧机构1中的承压底座103的测量工位槽槽口和压紧块105上均有倒角结构设计，保证被测机械手8能顺利装入指定测量工位槽位置。另外，卡接块107为倒扣结构，确保压紧机构1可在竖直受力下能自动锁紧，保证测量过程的稳定性。压紧块105的材质为非金属pom，保护被测机械手被压紧过程表面不被划伤。此机构使用直线轴承101作为导向体，确保压紧机构1在对被测机械手施压过程的运动稳定性，防止由于压紧机构1受力的不均匀导致机构本身产生横向微小位移，使密封圈102不能被均匀的压紧，导致真空密封失效。密封圈102为含氟密封圈，提高了密封圈的寿命，确保由于反复的超负荷被压紧，而密封圈损坏，导致真空密封失效。

本发明的工作原理是：

在初始状态下(如图1所示)，每个测量工位由于导柱4上的弹簧7的作用，让每组压紧机构1均能有足够的间隙，可将被测机械手8顺畅放入测量工位待压紧。当被测机械手8处于被测工位槽中后，操作者对最上层的压紧机构1进行施加外力，压紧机构1向下滑动，使位于最上层的压紧机构1的卡接块107与锁紧机构3的锁紧块302卡接，听到卡扣处“咔哒”一声，证明压紧机构1已被锁紧，如图7所示。此时接通厂务真空，同时用辅助晶片将机械手指尖处的真空孔挡住，确保晶片被完全吸附，则观察外接真空检测表的数值情况并记录。

检测完毕后，推动锁紧把手304使锁紧弹簧303压缩，锁紧把手304通过铰链销305推动锁紧块302，使锁紧块302与压紧机构1的卡接块107分离，压紧机构1在弹簧7的作用下回复初始状态。此时，松开锁紧把手304，锁紧把手304通过锁紧弹簧303的作用也回复初始状态，从而实现压紧机构1的解锁。

综上所述，本发明应用于半导体制程设备中对半导体设备上使用的机械手真空状态检测与验证领域，具体地说是一种具有多个测量工位的可实现批量检验和试验机械手真空状态(包括真空值与真空值的波动状态)的检测与试验装置。此装置主要分为三部分：密封机构、锁紧机构、导轴固定机构。操作者对压紧机构直接施以外力，靠锁紧机构的卡扣结构将顶层密封机构的压紧块卡住使被测机械手进气孔区域压紧，让被测机械手底部的密封圈产生形变，以及两根导轴上的弹簧发生形变产生向上的合力致使每个工位的压紧块都能将被测机械手压紧，形成反作用力使被测机械手的进气孔区域保持密封。通过以上过程后，接通外接厂务真空气体时此检测工位可进行被测机械手的真空值大小以及波动情况。本装置可以提高机械手的检测准确性，更能实现机械手的批量检测，提高工作效率，大大提高了机械手在工作过程中的稳定性和可靠性，降低了不良品被装入设备的风险。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。