一种机械手装置的制作方法

本实用新型涉及半导体集成电路制造设备领域，特别涉及一种可换手的机械手装置。

背景技术：

随着半导体集成电路制造技术的发展，对硅片的沾污控制的要求也越来越高。目前通用的设备中，一般采用单手臂机械手装置来对硅片进行搬运。为了使硅片隔绝沾污传播，通常硅片的搬运需要至少两个单手臂机械手装置来分别对工艺处理前和工艺处理后的硅片进行搬运。该搬运的方式不仅成本较大，而且还需要浪费较大的空间来放置这些单手臂机械手装置。

此外，虽然可以采用多手臂机械手装置来替代上述的多个单手臂机械手装置，但是由于多手臂机械手装置结构较为复杂，因此，仍然会存在成本高，空间限制等问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种机械手装置。该机械手装置可以通过对其可更换手进行更换来分别搬运工艺处理前和工艺处理后的硅片，在隔绝搬运沾污传播同时，降低成本，提高搬运效率。

根据本实用新型的一个方面提供一种机械手装置，所述机械手装置包括：基座；机械臂，设置于所述基座上，所述机械臂包括定位臂；至少一个可更换手，可拆卸地连接所述定位臂；以及锁定机构，用于将所述可更换手与所述定位臂锁定连接或解锁拆卸，所述锁定机构包括：锁定凹槽，设置于所述定位臂上；锁定部件，设置于所述可更换手上，通过将所述锁定部件卡接于所述锁定凹槽中，以锁定连接所述可更换手和所述定位臂。

可选地，所述可更换手为单片手或多片手，所述可更换手包括：本体；以及至少一个叉指状手，设置于所述本体的一侧；其中，所述锁定机构包括两个锁定部件和两个锁定凹槽，两个所述锁定部件分别设置于所述本体的两端，两个所述锁定凹槽设置于所述定位臂的两端。

可选地，所述可更换手为多片手，所述可更换手包括多个叉指状手，所述多个叉指状手堆叠设置于所述本体的一侧。

可选地，所述机械手装置包括至少一存放装置，用于控制所述锁定机构锁定连接或解锁解锁所述可更换手、并存放锁定连接前或解锁拆卸后的所述可更换手，其中，所述存放装置包括：一容置空间；一开口部，设置于所述容置空间的一侧；接联控制装置，设置于所述开口部，且在所述可更换手存放于所述存放装置内的过程中与所述锁定部件连接，控制所述锁定部件卡入或移出所述锁定凹槽，以锁定连接或解锁拆卸所述可更换手和所述定位臂。

可选地，所述存放装置还包括压力传感器，所述压力传感器设置于远离所述开口部一侧的内壁，所述压力传感器用于侦测放置于所述容置空间内的所述可更换手的位置。

可选地，所述压力传感器与所述接联控制装置连接，驱动所述接联控制装置控制所述锁定部件卡入或移出所述锁定凹槽。

可选地，所述机械手装置包括多个存放装置，多个所述存放装置之间平铺设置或堆叠设置。

可选地，所述机械手装置包括多个可更换手，多个所述可更换手分别存放于各个所述存放装置中，其中，至少一个所述可更换手通过所述存放装置与定位臂锁定连接。

可选地，所述机械手装置包括定位机构，对所述可更换手进行定位，所述定位机构包括：定位孔，设置于所述本体的与所述叉指状手相背的另一侧；和定位销，设置于所述定位臂的与所述可更换手连接的一侧。

可选地，所述定位机构包括两个定位孔以及与两个所述定位孔相对应的定位销。

相比于现有技术，本实用新型实施例提供的机械手装置通过锁定机构(包括锁定凹槽和锁定部件)将可更换手与定位臂锁定连接或解锁拆卸，使可更换手可拆卸地连接机械臂，实现了可更换手的更换，进而，通过更换上述可更换手来分别搬运工艺处理前和工艺处理后的硅片，不仅隔绝了搬运过程中的交叉沾污，而且还使单手臂机械手装置实现了多手臂机械手装置的功能，拓展了单手臂机械手装置应用范围，降低了设备成本。此外，该机械手装置的存放装置不仅可以协助实现可更换手与定位臂之间的锁定连接或解锁拆卸，而且还可以存放锁定连接前或解锁拆卸后的可更换手，以便于可更换手的使用和存放。并且，该机械手装置的可更换手还可以具有多个叉指状手，从而实现一次搬运多片硅片，提高了硅片的搬运效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的一种机械手装置的结构示意图；

图2为本实用新型的一种机械手装置的可更换手的俯视图；

图3为图2中A—A处的截面结构示意图；

图4为本实用新型的一种机械手装置的定位臂的俯视图；

图5为本实用新型的一种机械手装置的定位臂与可更换手锁定连接后结构示意图；

图6为本实用新型的一种机械手装置的存放装置的截面结构示意图；

图7为图6中B—B处的截面结构示意图；

图8为本实用新型的一种机械手装置的多个存放装置的平铺结构示意图；

图9为本实用新型的一种机械手装置的多个存放装置的堆叠结构示意图；

图10为本实用新型的另一种机械手装置的可更换手的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有特定细节中的一个或更多，或者采用其它的方法、组元、材料等，也可以实践本实用新型的技术方案。在某些情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型。

根据本实用新型的主旨构思，本实用新型的机械手装置包括：基座；机械臂，设置于所述基座上，所述机械臂包括定位臂；至少一个可更换手，可拆卸地连接所述定位臂；以及锁定机构，用于将所述可更换手与所述定位臂锁定连接或解锁拆卸，所述锁定机构包括：锁定凹槽，设置于所述定位臂上；锁定部件，设置于所述可更换手上，通过将所述锁定部件卡接于所述锁定凹槽中，以锁定连接所述可更换手和所述定位臂。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术内容进行进一步地说明。

请参见图1，其示出了本实用新型的一种机械手装置的结构示意图。如图1所示，在本实用新型的实施例中，该机械手装置包括：基座1、机械臂2、至少一个可更换手3以及锁定机构。

具体来说，基座1可沿竖直方向升降。机械臂2设置于基座1上(图1中设置于机械臂2设置于基座1的顶部)。其中，机械臂2可绕基座1旋转并且可沿水平方向伸缩。如图1所示，机械臂2包括一用于连接可更换手3的定位臂20。定位臂20远离基座1设置。

可更换手3可拆卸地连接机械臂2的定位臂20。请一并参见图2和图3，其分别示出了本实用新型的一种机械手装置的可更换手的俯视图以及截面结构示意图。其中，图3为图2中A—A处的截面结构示意图。具体来说，可更换手3为单片手或多片手，其包括本体30以及至少一个设置于本体30一侧的叉指状手31。叉指状手31用于承载硅片4。在图2和图3所示的实施例中，可更换手3为包括一个叉指状手31的单片手。

锁定机构用于将可更换手3与定位臂20锁定连接或解锁拆卸。请一并参见图4和图5，其分别示出了本实用新型的一种机械手装置的定位臂的俯视图以及定位臂与可更换手锁定连接后结构示意图。具体来说，该锁定机构包括锁定凹槽以及锁定部件。其中，锁定凹槽设置于定位臂20上。锁定部件设置于可更换手3上。在本实用新型实施例中，锁定机构包括两个锁定凹槽22a、22b以及两个锁定部件32a、32b。如图4和图5所示，锁定凹槽22a和22b分别设置于定位臂20的两端。锁定部件32a和32b分别设置于本体30的两端。通过将锁定部件32a卡接于锁定凹槽22a中、锁定部件32b卡接于锁定凹槽22b中，以锁定连接可更换手3和定位臂20。其中，在本实用新型的一个实施例中，锁定部件与锁定凹槽的锁定方式具体可以是，锁定部件32a、32b可转动地设置于本体30的两端，当需要锁定连接可更换手3和定位臂20时，锁定部件32a、32b绕本体30转动后分别卡接于锁定凹槽22a和22b中。需要说明的是，以上仅仅示意性地对将锁定部件卡接于锁定凹槽中的一种实现方式进行说明，但并不限于此，在本实用新型其他实施例中，同样可以采用其他方式来实现将锁定部件卡接于锁定凹槽中，在此不予赘述。

进一步地，该机械手装置包括至少一存放装置5。存放装置5用于控制锁定机构锁定连接或解锁可更换手3、并存放锁定连接前或解锁拆卸后的可更换手3。请一并参见图6和图7，其分别示出了本实用新型的一种机械手装置的存放装置的截面结构示意图。其中，图7为图6中B—B处的截面结构示意图。具体来说，存放装置5包括：一容置空间51、一开口部52以及接联控制装置6a、6b。如图6和图7所示，存放装置5由其多个侧壁形成一大致呈长方体的容置空间51。开口部52设置于容置空间51的一侧。可更换手3可以通过开口部52进入存放装置5的容置空间51内。接联控制装置6a和6b设置于开口部52。如图7所示，接联控制装置6a和6b设置于开口部52的侧壁上，当可更换手3存放于存放装置5内的过程中接联控制装置6a和6b分别位于锁定部件32a和32b的外侧，并且与锁定部件32a和32b连接。接联控制装置6a和6b可控制锁定部件32a和32b卡入或移出锁定凹槽22a和22b，以锁定连接或解锁拆卸可更换手3和定位臂20。例如，在本实用新型的一个实施例中，接联控制装置6a和6b可控制锁定部件32a和32b绕本体30的两端进行转动，使锁定部件32a和32b分别卡接于锁定凹槽22a和22b中，在此不予赘述。

进一步地，在图6和图7所示的实施例中，存放装置5还包括压力传感器7。压力传感器7设置于远离开口部52一侧的内壁。压力传感器7用于侦测放置于容置空间51内的可更换手3的位置。可选地，在本实用新型的可选实施例中，压力传感器7还可以与接联控制装置，例如图6和图7所示实施例中，压力传感器7与接联控制装置6a和6b连接，当压力传感器7侦测到可更换手3位于容置空间51内时，分别驱动接联控制装置6a和6b控制锁定部件32a和32b卡入或移出锁定凹槽22a和22b。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，机械手装置包括多个存放装置5。其中，多个存放装置5之间平铺设置或堆叠设置。请一并参见图8和图9，其分别示出了本实用新型的一种机械手装置的多个存放装置的平铺结构示意图以及堆叠结构示意图。其中，如图8所示，多个存放装置5之间平铺设置是指多个存放装置5在同一水平面上，相互之间并排设置。如图9所示，多个存放装置5之间堆叠设置是指多个存放装置5沿同一竖直方向相互堆叠，即在水平面上的投影重合。

在图8和图9所示的实施例中，机械手装置包括多个可更换手3，多个可更换手3分别存放于各个存放装置中5。其中，至少一个可更换手通过存放装置5与定位臂20锁定连接。进而，该机械手装置在分别搬运工艺处理前和工艺处理后的硅片时，可以选用存放于不同的存放装置5中的可更换手3来搬运硅片。

进一步地，该机械手装置包括定位机构。定位机构在可更换手3与定位臂20锁定连接时对可更换手3进行定位。具体来说，定位机构包括定位孔以及定位销。其中，定位孔33设置于本体30的与叉指状手31相背的另一侧(即靠近定位臂20的一侧)。定位销21设置于定位臂20的与可更换手3连接的一侧，通过定位臂20上的定位销21插入可更换手3的定位孔33实现定位臂20与可更换手之间的定位。在图1至图9所示的实施例中，定位机构包括两个定位孔33以及与两个定位孔33相对应的定位销21，通过两个定位销21分别插入两个定位孔33中可以进一步地保证可更换手3与定位臂20之间的定位精度(尤其是可更换手3的叉指状手31在水平方向上的定位精度)。

结合上述图1至图9所示实施例，本实用新型的机械手装置具体拆卸和更换的方式如下：

当需要对已锁定连接定位臂20的可更换手进行拆卸时，首先将可更换手3移动至空置的存放装置5前。伸展机械臂2，使可更换手3进入空置的存放装置5的容置空间51内。存放装置5的压力传感器7侦察到叉指状手31后，驱动接联控制装置6a和接联控制装置6b，使接联控制装置6a和接联控制装置6b控制锁定部件32a和锁定部件32b由锁定凹槽22a和锁定凹槽22b中移出，并将叉指状手31收入存放装置5中。进而，收缩机械臂2后，定位臂20和可更换手3之间即完成了解锁拆卸，拆卸后的可更换手3就存放于存放装置5中。

当需要更换可更换手时，在完成上述对原可更换手拆卸的步骤基础上，首先移动未连接可更换手的机械臂2至存放装置5前。伸展机械臂2，使其定位臂20一侧的定位销21和新的可更换手3的定位孔33相配合(即定位销21插入定位孔33中)。存放装置5的压力传感器7侦察到叉指状手31位置移动后，驱动接联控制装置6a和接联控制装置6b，使接联控制装置6a和接联控制装置6b控制锁定部件32a和锁定部件32b卡接于锁定定位臂20的锁定凹槽22a和锁定凹槽22b中，实现机械臂20与可更换手3的锁定连接。进而，收缩机械臂2后，机械臂2带着新的可更换手3一同收回，完成可更换手3的更换。

结合上述图1至图9所示实施例，本实用新型的机械手装置通过锁定机构(包括锁定凹槽和锁定部件)将可更换手与定位臂锁定连接或解锁拆卸，使可更换手可拆卸地连接机械臂，实现了可更换手的更换，进而，通过更换上述可更换手来分别搬运工艺处理前和工艺处理后的硅片，不仅隔绝了搬运过程中的交叉沾污，而且还使单手臂机械手装置实现了多手臂机械手装置的功能，拓展了单手臂机械手装置应用范围，降低了设备成本。此外，该机械手装置的存放装置不仅可以协助实现可更换手与定位臂之间的锁定连接或解锁拆卸，而且还可以存放锁定连接前或解锁拆卸后的可更换手，以便于可更换手的使用和存放。

图10为本实用新型的机械手装置的另外一种实施方式，请参见图10，其示出了本实用新型的另一种机械手装置的可更换手的结构示意图。与上述图2和图3所示的机械手装置不同的是，可更换手为多片手。具体来说，可更换手3包括多个叉指状手31。在图10所示的实施例中，可更换手3包括两个叉指状手31。两个叉指状手31堆叠设置于本体30的一侧。在此实施例中，由于可更换手为多片手，其包括两个叉指状手，因此，在搬运硅片的过程中可以实现一次搬运两片硅片，提高硅片的搬运效率，在此不予赘述。

需要说明的是，虽然图10中以包括两个叉指状手的可更换手为例进行说明，并不限于此，在本实用新型的其他实施例中，可更换手可以包括更多的叉指状手，例如三个或四个。多个叉指状手可以如图10中堆叠的方式堆叠设置于本体的一侧。从而，可以进一步增加一次搬运硅片的数量，提高硅片的搬运效率，在此不予赘述。

综上所述，本实用新型实施例提供的机械手装置通过锁定机构(包括锁定凹槽和锁定部件)将可更换手与定位臂锁定连接或解锁拆卸，使可更换手可拆卸地连接机械臂，实现了可更换手的更换，进而，通过更换上述可更换手来分别搬运工艺处理前和工艺处理后的硅片，不仅隔绝了搬运过程中的交叉沾污，而且还使单手臂机械手装置实现了多手臂机械手装置的功能，拓展了单手臂机械手装置应用范围，降低了设备成本。此外，该机械手装置的存放装置不仅可以协助实现可更换手与定位臂之间的锁定连接或解锁拆卸，而且还可以存放锁定连接前或解锁拆卸后的可更换手，以便于可更换手的使用和存放。并且，该机械手装置的可更换手还可以具有多个叉指状手，从而实现一次搬运多片硅片，提高了硅片的搬运效率。

虽然本实用新型已以可选实施例揭示如上，然而其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。