一种十二寸晶圆盒解锁装置的制作方法

1.本实用新型涉及集成电路生产设备，尤其涉及一种十二寸晶圆盒解锁装置。


背景技术：

2.晶圆可以用来刻蚀出各种硅半导体集成电路元器件，其主流尺寸是十二寸，十二寸晶圆在产线上的流转载体是标准的封闭式晶圆盒，需要有一种能够自动解锁这种封闭式晶圆盒的解锁装置，以便于晶圆检测设备等可以取下晶圆密封盖从而从晶圆盒中取出晶圆，例如，cn202120711321.8公开一种晶圆盒解锁装置，其包括支承装配组件、盒体定位组件、竖向移动组件、横向移动组件及配接解锁组件，该解锁装置的盒体定位组件采用调节推杆带动定位平台移动，使定位平台靠近或远离装配面板，并采用定位拉簧带动定位平台向装配面板移动，使晶圆盒与取放通口配合，这种定位结构的运行稳定性不佳，在对晶圆盒的定位过程中容易发生振动，晶圆盒与装配面板的配合部位也容易形成缝隙，影响晶圆片取放过程的精准度，在晶圆片表面形成损伤或划痕，会影响最终形成的集成电路的连通性，降低集成电路的使用寿命。因此，有必要对这种晶圆盒解锁装置进行结构优化，以克服上述缺陷。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种十二寸晶圆盒解锁装置，以提升解锁过程的稳定性和精准度。
4.本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种十二寸晶圆盒解锁装置，包括承载组件及解锁组件，承载组件中具有放置晶圆盒的空间，解锁组件与承载组件位置对应，并与晶圆盒适配，可对承载组件上的晶圆盒进行解锁操作，其中：
6.承载组件包括承载座板，该承载座板沿横向布置，其顶部具有与晶圆盒适配的承载面，可对晶圆盒进行竖向支承，承载座板中安装有定位销，定位销顶部向承载座板上方伸出，并与晶圆盒适配，可对晶圆盒进行横向定位；
7.在本实用新型的一个实施例中，定位销设有复数件，各定位销分别伸入开设于晶圆盒底部的定位孔中，共同对晶圆盒进行横向定位，避免晶圆盒在横向面上发生偏转；
8.承载座板通过滑动结构安装于承载支架上，可在承载支架上横向移动，使承载座板携带晶圆盒靠近或远离解锁组件，承载支架上还设有承载驱动机构，承载座板与承载驱动机构配合，可通过承载驱动机构带动承载座板移动；
9.在本实用新型的一个实施例中，承载座板底部安装有横向滑块，承载支架位于承载座板下方，其顶部安装有调节导轨，横向滑块设置于横向导轨上，使承载座板可沿横向导轨移动；
10.在本实用新型的一个实施例中，承载驱动机构包括横向附架，该横向附架安装于承载支架上，横向附架上安装有横向电机及横向丝杆，横向电机的动力输出轴末端设有主
动带轮，横向丝杆通过轴承安装于横向附架上，并与横向导轨相互平行，其末端设有从动带轮，从动带轮与主动带轮之间通过传动带衔接，由横向电机带动横向丝杆转动，横向丝杆上安装有横向传动螺母，横向传动螺母通过转接卡块与承载座板连接，横向丝杆转动时通过横向传动螺母带动承载座板沿横向导轨移动；
11.在本实用新型的一个实施例中，承载座板上设有锁紧机构，该锁紧机构与晶圆盒适配，可将晶圆盒锁定在承载座板上。
12.承载组件还包括座板撑块及横向导架，该座板撑块安装于承载座板底部，横向导架位于承载座板下方，其内部开设有导向槽口，导向槽口与横向导轨相互平行，座板撑块上安装有导向滚轮，导向滚轮侧壁与导向槽口配合，承载座板沿横向导轨移动时，导向滚轮可沿导向槽口滚动，对承载座板的移动过程进行辅助导向。
13.在本实用新型的一个实施例中，锁紧机构安装于座板撑块上，其顶部向承载座板上方伸出。
14.解锁组件包括解锁座板，该解锁座板沿竖向布置，并与晶圆盒的密封门适配，解锁座板上安装有解锁钥匙及定位吸盘，解锁钥匙末端向解锁座板前方伸出，并与晶圆盒中的锁具配合，可对晶圆盒进行解锁操作，定位吸盘末端向解锁座板前方伸出，并与晶圆盒的密封门配合，可对密封门进行吸附定位。
15.在本实用新型的一个实施例中，解锁座板上还安装有解锁驱动机构，解锁驱动机构与解锁钥匙衔接，可带动解锁钥匙偏转，进行解锁操作，定位吸盘通过管路与真空设备连通，真空设备抽吸空气，将吸盘内的空气吸出，形成负气压，对密封门进行吸附。
16.解锁座板安装于横向调节机构上，由横向调节机构带动解锁座板沿横向移动，对解锁座板与晶圆盒的横向距离进行调节，横向调节机构安装于竖向调节机构上，由竖向调节机构带动横向调节机构及解锁座板沿竖向移动，对解锁座板与晶圆盒的竖向距离进行调节。
17.横向调节机构包括横向支板，该横向支板位于解锁座板下方，其末端通过支撑立柱与解锁座板连接，横向支板侧部通过横向导轨副安装于竖向调节机构上，可在竖向调节机构上沿横向移动；
18.横向调节机构还包括横向丝杆，该横向丝杆通过转动结构安装于竖向调节机构上，并通过横向传动螺母与横向支板配合，横向丝杆转动时可带动横向支板及解锁座板沿横向移动，使解锁座板在横向靠近或远离晶圆盒；
19.横向调节机构还包括横向电机，该横向电机安装于竖向调节机构上，并通过传动带与横向丝杆配合，由横向电机带动横向丝杆转动。
20.竖向调节机构包括竖向支板，该竖向支板位于解锁座板下方，横向支板通过横向导轨副安装于竖向支板上，竖向支板通过竖向导轨副安装于主体框架上，可在主体框架上沿竖向移动；
21.竖向调节机构还包括竖向丝杆，该竖向丝杆通过转动结构安装于主体框架上，并通过竖向传动螺母与竖向支板配合，竖向丝杆转动时可带动竖向支板、横向支板及解锁座板沿竖向移动，使解锁座板在竖向靠近或远离晶圆盒；
22.竖向调节机构还包括竖向电机，该竖向电机安装于主体框架上，并通过传动带与竖向丝杆配合，由竖向电机带动竖向丝杆转动。
23.本实用新型的优点在于：
24.该解锁装置的承载座板由横向导轨进行导向，并通过横向电机及横向丝杆进行驱动，承载座板上设置的定位销及锁紧机构可对晶圆盒在承载座板上的位置进行精准定位，携带解锁钥匙及定位吸盘的解锁座板安装于横向支板上，而横向支板通过丝杆驱动机构安装于竖向支板上，竖向支板通过丝杆驱动机构安装于主体框架上，可对解锁座板的位置进行精准定位，使解锁过程和密封门移动过程平稳顺畅，有利于提升晶圆盒解锁及晶圆取放过程的精准度，减少各设备对接部位的偏移误差，避免在晶圆盒解锁过程或晶圆取放过程对晶圆片造成损伤，从而提升集成电路的连通性，提高集成电路的良率和使用寿命。
附图说明
25.图1是本实用新型提出的十二寸晶圆盒解锁装置的顶面结构示意图；
26.图2是该解锁装置的底面结构示意图；
27.图3是该解锁装置的背面结构示意图；
28.图4是承载组件的结构示意图。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
30.如图1～图4所示，本实用新型提出的十二寸晶圆盒解锁装置包括承载组件及解锁组件，承载组件中具有放置晶圆盒的空间，解锁组件与承载组件位置对应，并与晶圆盒适配，可对承载组件上的晶圆盒进行解锁操作；
31.在实施例1中，承载组件包括承载座板110，该承载座板沿横向布置，其顶部具有与晶圆盒适配的承载面，可对晶圆盒进行竖向支承，承载座板中安装有定位销111，定位销顶部向承载座板上方伸出，并与晶圆盒适配，可对晶圆盒进行横向定位；
32.承载座板通过滑动结构安装于承载支架120上，可在承载支架上横向移动，使承载座板携带晶圆盒靠近或远离解锁组件，承载支架上还设有承载驱动机构，承载座板与承载驱动机构配合，可通过承载驱动机构带动承载座板移动；
33.承载组件还包括座板撑块160及横向导架170，该座板撑块安装于承载座板底部，横向导架位于承载座板下方，其内部开设有导向槽口171，导向槽口与横向导轨相互平行，座板撑块上安装有导向滚轮161，导向滚轮侧壁与导向槽口配合，承载座板沿横向导轨移动时，导向滚轮可沿导向槽口滚动，对承载座板的移动过程进行辅助导向。
34.解锁组件包括解锁座板210，该解锁座板沿竖向布置，并与晶圆盒的密封门适配，解锁座板上安装有解锁钥匙211及定位吸盘212，解锁钥匙末端向解锁座板前方伸出，并与
晶圆盒中的锁具配合，可对晶圆盒进行解锁操作，定位吸盘末端向解锁座板前方伸出，并与晶圆盒的密封门配合，可对密封门进行吸附定位。
35.解锁座板安装于横向调节机构上，由横向调节机构带动解锁座板沿横向移动，对解锁座板与晶圆盒的横向距离进行调节，横向调节机构安装于竖向调节机构上，由竖向调节机构带动横向调节机构及解锁座板沿竖向移动，对解锁座板与晶圆盒的竖向距离进行调节。
36.横向调节机构包括横向支板310，该横向支板位于解锁座板下方，其末端通过支撑立柱320与解锁座板连接，横向支板侧部通过横向导轨副安装于竖向调节机构上，可在竖向调节机构上沿横向移动；
37.横向调节机构还包括横向丝杆330，该横向丝杆通过转动结构安装于竖向调节机构上，并通过横向传动螺母331与横向支板配合，横向丝杆转动时可带动横向支板及解锁座板沿横向移动，使解锁座板在横向靠近或远离晶圆盒；
38.横向调节机构还包括横向电机340，该横向电机安装于竖向调节机构上，并通过传动带与横向丝杆配合，由横向电机带动横向丝杆转动。
39.竖向调节机构包括竖向支板410，该竖向支板位于解锁座板下方，横向支板通过横向导轨副安装于竖向支板上，竖向支板通过竖向导轨副安装于主体框架500上，可在主体框架上沿竖向移动；
40.竖向调节机构还包括竖向丝杆420，该竖向丝杆通过转动结构安装于主体框架上，并通过竖向传动螺母421与竖向支板配合，竖向丝杆转动时可带动竖向支板、横向支板及解锁座板沿竖向移动，使解锁座板在竖向靠近或远离晶圆盒；
41.竖向调节机构还包括竖向电机430，该竖向电机安装于主体框架上，并通过传动带与竖向丝杆配合，由竖向电机带动竖向丝杆转动。
42.在实施例2中，承载组件包括承载座板110，该承载座板沿横向布置，其顶部具有与晶圆盒适配的承载面，可对晶圆盒进行竖向支承，承载座板中安装有定位销111，定位销顶部向承载座板上方伸出，并与晶圆盒适配，可对晶圆盒进行横向定位；
43.在本实施例中，定位销设有复数件，各定位销分别伸入开设于晶圆盒底部的定位孔中，共同对晶圆盒进行横向定位，避免晶圆盒在横向面上发生偏转；
44.承载座板通过滑动结构安装于承载支架120上，可在承载支架上横向移动，使承载座板携带晶圆盒靠近或远离解锁组件，承载支架上还设有承载驱动机构，承载座板与承载驱动机构配合，可通过承载驱动机构带动承载座板移动；
45.在本实施例中，承载座板底部安装有横向滑块112，承载支架位于承载座板下方，其顶部安装有横向导轨121，横向滑块设置于横向导轨上，使承载座板可沿横向导轨移动；
46.在本实施例中，承载驱动机构包括横向附架130，该横向附架安装于承载支架上，横向附架上安装有横向电机140及横向丝杆150，横向电机的动力输出轴末端设有主动带轮141，横向丝杆通过轴承安装于横向附架上，并与横向导轨相互平行，其末端设有从动带轮451，从动带轮与主动带轮之间通过传动带衔接，由横向电机带动横向丝杆转动，横向丝杆上安装有横向传动螺母152，横向传动螺母通过转接卡块153与承载座板连接，横向丝杆转动时通过横向传动螺母带动承载座板沿横向导轨移动；
47.在本实施例中，承载座板上设有锁紧机构，该锁紧机构与晶圆盒适配，可将晶圆盒
锁定在承载座板上。
48.承载组件还包括座板撑块160及横向导架170，该座板撑块安装于承载座板底部，横向导架位于承载座板下方，其内部开设有导向槽口171，导向槽口与横向导轨相互平行，座板撑块上安装有导向滚轮161，导向滚轮侧壁与导向槽口配合，承载座板沿横向导轨移动时，导向滚轮可沿导向槽口滚动，对承载座板的移动过程进行辅助导向。
49.在本实施例中，锁紧机构安装于座板撑块上，其顶部向承载座板上方伸出，其具体结构及运行原理可采用现有技术，能将晶圆盒锁定即可，因此未做详述。
50.解锁组件包括解锁座板210，该解锁座板沿竖向布置，并与晶圆盒的密封门适配，解锁座板上安装有解锁钥匙211及定位吸盘212，解锁钥匙末端向解锁座板前方伸出，并与晶圆盒中的锁具配合，可对晶圆盒进行解锁操作，定位吸盘末端向解锁座板前方伸出，并与晶圆盒的密封门配合，可对密封门进行吸附定位。
51.在本实施例中，解锁座板上还安装有解锁驱动机构220，解锁驱动机构与解锁钥匙衔接，可带动解锁钥匙偏转，进行解锁操作，定位吸盘通过管路与真空设备连通，真空设备抽吸空气，将吸盘内的空气吸出，形成负气压，对密封门进行吸附。
52.解锁座板安装于横向调节机构上，由横向调节机构带动解锁座板沿横向移动，对解锁座板与晶圆盒的横向距离进行调节，横向调节机构安装于竖向调节机构上，由竖向调节机构带动横向调节机构及解锁座板沿竖向移动，对解锁座板与晶圆盒的竖向距离进行调节。
53.横向调节机构包括横向支板310，该横向支板位于解锁座板下方，其末端通过支撑立柱320与解锁座板连接，横向支板侧部通过横向导轨副安装于竖向调节机构上，可在竖向调节机构上沿横向移动；
54.横向调节机构还包括横向丝杆330，该横向丝杆通过转动结构安装于竖向调节机构上，并通过横向传动螺母331与横向支板配合，横向丝杆转动时可带动横向支板及解锁座板沿横向移动，使解锁座板在横向靠近或远离晶圆盒；
55.横向调节机构还包括横向电机340，该横向电机安装于竖向调节机构上，并通过传动带与横向丝杆配合，由横向电机带动横向丝杆转动。
56.竖向调节机构包括竖向支板410，该竖向支板位于解锁座板下方，横向支板通过横向导轨副安装于竖向支板上，竖向支板通过竖向导轨副安装于主体框架500上，可在主体框架上沿竖向移动；
57.竖向调节机构还包括竖向丝杆420，该竖向丝杆通过转动结构安装于主体框架上，并通过竖向传动螺母421与竖向支板配合，竖向丝杆转动时可带动竖向支板、横向支板及解锁座板沿竖向移动，使解锁座板在竖向靠近或远离晶圆盒；
58.竖向调节机构还包括竖向电机430，该竖向电机安装于主体框架上，并通过传动带与竖向丝杆配合，由竖向电机带动竖向丝杆转动。
59.主体框架中开设有避位通口，该避位通口与承载座板位置对应，并与解锁座板及晶圆盒的密封门形状适配，解锁座板及承载座板分别位于主体框架两侧，晶圆盒的密封门被解锁后可从避位通口中移出，同时解锁座板下降，留出空间供取片设备取出晶圆片。
60.该解锁装置的承载座板由横向导轨进行导向，并通过横向电机及横向丝杆进行驱动，承载座板上设置的定位销及锁紧机构可对晶圆盒在承载座板上的位置进行精准定位，
携带解锁钥匙及定位吸盘的解锁座板安装于横向支板上，而横向支板通过丝杆驱动机构安装于竖向支板上，竖向支板通过丝杆驱动机构安装于主体框架上，可对解锁座板的位置进行精准定位，使解锁过程和密封门移动过程平稳顺畅，有利于提升晶圆盒解锁及晶圆取放过程的精准度，减少各设备对接部位的偏移误差，避免在晶圆盒解锁过程或晶圆取放过程对晶圆片造成损伤，从而提升集成电路的连通性，提高集成电路的良率和使用寿命。
61.解锁时，晶圆盒放在承载座板上后，采用锁紧机构将晶圆盒锁紧，横向调节机构带动解锁座板向主体框架方向移动，到位后竖向调节机构带动解锁座板上升至主体框架的避位通口处，解锁座板上的解锁钥匙与晶圆盒密封板的定位销位置对应，解锁座板向晶圆盒的密封门方向移动，使定位吸盘与密封门表面接触，解锁座板上的感应开关得到信号反馈后，解锁钥匙启动，使密封板从晶圆盒上脱离，此时定位吸盘与密封门处于吸合状态，横向调节机构带动解锁座板反向移动至最大位置，竖向调节机构下降至指定位置，将避位通口露出，便于进行晶圆片取放操作。
62.闭锁时，竖向调节机构带动解锁座板上升至避位通口处，横向调节机构带动解锁座板向前运动，使密封门与晶圆盒接触，解锁钥匙启动，将密封门与晶圆盒锁定，解锁座板底部的横向丝杆运转，带动晶圆盒向远离主体框架的方向移动，移动过程中，锁紧机构将晶圆盒锁紧。
63.在本实用新型的描述中，需要说明的是，出现“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系的术语时，应理解为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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，出现“第一”、“第二”等术语时，仅用于区分描述，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，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“设置”、“连接”等术语应做广义理解，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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。