[发明专利]一种用于运送晶圆的机械手机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种在工业上移送物件过程中使用的机械手机构，尤其涉及一种用于运送晶圆的机械手机构。

背景技术

在现有的半导体加工过程中，需要对晶圆进行两道检测程序：先是低倍率的快速检测，然后是高倍率的仔细检测。当完成低倍率的快速检测后，需要用一机械手将晶圆运送至高倍率检测平台上。机械手作为负责不同工位之间传送晶圆的关键自动化设备，一方面，主要要求减小占用空间，另外一方面亦要求扩大作业区域，这就涉及到如何在水平运动工作空间布置的优化，使得机械手在合格地完成工作任务的同时，减少干涉其他机械手的机会。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在水平运动工作空间优化布置的用于运送晶圆的机械手机构。

为达到上述目的本发明提供了一种用于运送晶圆的机械手机构，其包括：

一升降驱动机构；

一旋转驱动机构，安装于升降驱动机构上；

一水平驱动机构，包括旋转主臂和旋转副臂，旋转主臂安装于旋转驱动机构上端，由旋转驱动机构驱动绕第一轴线旋转，旋转主臂和旋转副臂在第二轴线处安装于一体，且旋转主臂和旋转副臂绕第二轴线相对旋转；

一末端执行部件，可旋转地安装于水平驱动机构的旋转副臂上，可绕第三轴线旋转，所述末端执行部件在旋转驱动机构和水平驱动机构的驱动下承载晶圆做直线运动；

其中，末端执行部件的负载中心的运动路径为一与第一轴线、第三轴线均垂直的直线，且第一轴线、第二轴线和第三轴线相互平行，负载中心的运动路径与第一轴线和第三轴线构成的面之间具有一特定距离，所述特定距离等于第一轴线到旋转主臂最远端的距离与晶圆半径之差。

所述水平驱动机构中，旋转驱动机构与旋转主臂连接，旋转主臂的一端与一固定带轮通过轴承可相对旋转地安装于一体，且固定带轮的中轴线为第一轴线，旋转主臂的另一端固定连接有一肘轴组件，所述肘轴组件的轴向固定连接一带轮轴；一级从动带轮通过轴承可转动地安装在肘轴组件上，且所述一级从动带轮与旋转副臂的一端固定连接，可绕肘轴组件同步转动；所述固定带轮通过一级齿形带与一级从动带轮啮合，一级从动带轮的中轴线为第二轴线；

旋转副臂的另一端固定连接有一腕轴组件，二级从动带轮通过轴承可转动地安装在腕轴组件上，且所述二级从动带轮与末端执行部件固定连接，可绕腕轴组件同步转动；所述带轮轴通过二级齿形带与二级从动带轮啮合，二级从动带轮的中轴线为第三轴线；

其中，固定带轮与从动带轮的齿数比为2：1，带轮轴与二级从动带轮的齿数比为1∶2，旋转主臂与旋转副臂的旋转方向相反，旋转副臂与末端执行部件的旋转方向相反，即旋转主臂与旋转副臂、末端执行部件为转数比为1∶-2∶1的传动结构；所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线相互平行，所述第一轴线与第二轴线的距离，等于所述第二轴线与所述第三轴线的距离。

所述末端执行部件的负载中心是晶圆的中心，所述第一轴线与第二轴线的距离小于晶圆的直径。

所述二级从动带轮的轴心在所述末端执行部件的负载中心的运动路径之外。

本发明的用于运送晶圆的机械手机构，通过对末端执行部件的负载中心进行设计，使之偏置于第一轴线和第三轴线构成的平面外，巧妙地把负载中心的运动轨迹和末端执行部件旋转轴心的运动路径设置为不重合的、且平行的两条直线；通过将负载中心向旋转主臂和旋转副臂的弯曲侧偏置，使机械手最大弯曲时的占用的空间在水平方向上不超过负载边缘的运动轨迹，不占用额外的空间，避免了干涉其他的机械手机构的运作，达到机械手水平运动工作空间布置的优化。

附图说明

图1为本发明的用于运送晶圆的机械手机构托住晶圆的一个实施例的立体图；

图2为图1所示的用于运送晶圆的机械手机构托住晶圆的一运动状态的俯视图；

图3为图1所示的用于运送晶圆的机械手机构托住晶圆的另一运动状态的俯视图；

图4为图1所示的用于运送晶圆的机械手机构的A-A剖面示意图；

图5为图1所示的用于运送晶圆的机械手机构的另一剖面示意图。

附图标号说明

旋转主臂3         旋转副臂4             末端执行部件5

第一轴线M1        第二轴线M2            第三轴线M3

驱动电机10        减速机14              支撑框架8

第一带轮11        同步带12              第二带轮13