CN218069814U - 一种顶升机构及晶圆吸附装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及晶圆加工检测技术领域，尤其涉及一种顶升机构及晶圆吸附装置。该顶升机构包括提供水平驱动力的水平驱动器件；和与水平驱动器件驱动连接的驱动块；以及与驱动块驱动连接的竖直方向升降的升降平台；驱动块将水平驱动器件提供的水平驱动力转换成升降平台沿竖直方向升降的竖直驱动力。该顶升机构及晶圆吸附装置解决了顶升机构纵向高度过大的技术问题。

Description

一种顶升机构及晶圆吸附装置

技术领域

本申请涉及晶圆加工检测技术领域，尤其涉及一种顶升机构及晶圆吸附装置。

背景技术

在晶圆加工设备、晶圆检测设备使用过程中，一般都是采用机械手从晶圆底部托举晶圆进行搬运，因此在机械手将晶圆放到载台上或从载台上取走晶圆时，需要有顶升机构将晶圆从载台上顶起，机械手才能伸入晶圆下方托举晶圆，故一般在晶圆加工设备、晶圆检测设备中通常都设有顶升机构。

现有技术通常采用竖直布置的气缸或电机驱动顶升机构将晶圆从载台上顶起，而采用这种方式会使结构整体顶升机构纵向上高度尺寸较大，致使纵向上不利于压缩晶圆载台模块的高度尺寸，而晶圆载台模块的高度尺寸的大小会影响设备整体高度和设备精度，晶圆载台越高，运动平台的姿态误差对晶圆定位精度的影响越大，从而影响整体设备的精度。

实用新型内容

本申请的目的在于提供了一种顶升机构及晶圆吸附装置，以解决现有的顶升机构纵向高度过大的技术问题。

第一方面，本申请提供的顶升机构，包括：

提供水平驱动力的水平驱动器件；和

与所述水平驱动器件驱动连接的驱动块；以及

与所述驱动块驱动连接的竖直方向升降的升降平台；

所述驱动块将所述水平驱动器件提供的水平驱动力转换成所述升降平台沿竖直方向升降的竖直驱动力。

进一步的，所述升降平台具有连接端朝向所述驱动块伸出设置的传动连接件，所述传动连接件与所述驱动块驱动连接。

进一步的，所述驱动块的侧壁具有向上倾斜设置的斜槽，所述传动连接件设置为第一传动连接件，所述第一传动连接件的连接端活动连接于所述斜槽内。

更进一步的，所述斜槽的纵向高度大于或等于所述升降平台的顶升高度；和/或

所述第一传动连接件设置为滚子结构，所述滚子结构滚动连接于所述斜槽内。

进一步的，所述驱动块的侧壁底部具有沿其水平驱动方向延伸设置的齿条，所述齿条还啮合连接有转动面竖直设置的齿轮；

所述传动连接件设置为第二传动连接件，所述第二传动连接件的连接端转动连接于所述齿轮与其相对的所述转动面上。

进一步的，所述升降平台具有缺口，所述缺口由所述升降平台的侧壁延伸至所述升降平台的中心区域，所述传动连接件靠所述升降平台的中心区域设置，且固定连接于所述缺口的内壁上，所述驱动块于所述缺口内移动。

进一步的，还包括底座，所述升降平台还包括一端连接固定于所述底座上，另一端装配于所述升降平台内的升降导向连接组件，以导向控制所述升降平台沿竖直方向升降移动。

进一步的，所述升降导向连接组件包括至少两个有间隔且竖直设置的导杆，所述导杆的底端固定连接于所述底座上；和至少两个装配于所述升降平台内的导套，所述导杆和所述导套一一对应设置，所述导杆的杆身套设于所述导套中，并于所述导套中上下升降运动；和/或

所述水平驱动器件设置为水平驱动气缸，所述水平驱动气缸伸出的活塞杆与所述驱动块驱动相连，所述水平驱动气缸固定连接于所述底座上；和/或

所述底座上设有沿水平方向设置的导轨，所述导轨的延伸方向与所述水平驱动器件的水平驱动方向一致，所述驱动块的底部设有滑块，所述滑块滑动连接于所述导轨上。

更进一步的，所述顶升机构还包括固定连接于所述底座上方的吸盘，所述吸盘的外周搭接固定于所述底座的周向边缘，所述吸盘上贯穿设有若干个贯穿通孔，且于各所述贯穿通孔内集成连接有可穿过所述贯穿通孔的顶杆，所述顶杆的顶端可伸出于所述吸盘的顶面，且各所述顶杆的顶端的伸出高度相同。

更进一步的，所述升降平台的顶面连接有若干个竖直设置的顶杆，

所述升降平台沿其边沿设有若干个弹性夹紧结构，其夹紧口开合设置于所述升降平台的顶面，并一一对应所述顶杆的底端设置，所述顶杆的底端可夹紧插接于所述夹紧口中固定。

第二方面，本申请提供的晶圆吸附装置，包括前述任一项所述的顶升机构。

与现有技术相比，本申请提供的顶升机构及晶圆吸附装置，其通过水平驱动器件和与水平驱动器件驱动连接的驱动块为升降平台提供升降的驱动动力，该水平驱动器件提供水平驱动力，该驱动块还与沿竖直方向升降的升降平台驱动连接，该驱动块将水平驱动器件提供的水平驱动力转换成升降平台沿竖直方向升降的竖直驱动力。该水平驱动器件可水平设置或稍有倾斜设置，相比于现有纵向设置的驱动组件，大大减小了顶升机构的纵向空间、纵向高度尺寸，设置更灵活，进而也大大减小了整体晶圆吸附装置的整体纵向高度，进而可为纵向上压缩晶圆载台模块的高度尺寸提供了更大的可利用空间，提高整体设备的定位精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施方式，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为本申请实施例所提供的顶升机构的外部结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的顶升机构去掉底座后的结构剖切图；

图3为本申请实施例所提供的顶升机构的内部结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的顶升机构的部分结构剖切图；

图5为本申请实施例所提供的顶升机构去掉吸盘的结构示意图；

图6为本申请另一种实施例所提供的顶升机构的内部结构示意图。

附图标记：

10-吸盘；

11-贯穿通孔；

20-顶杆；

30-升降平台；

311-第一传动连接件；

312-第二传动连接件；

32-缺口；

33-弹性夹紧结构；

331-夹紧口；

41-驱动块；

411-斜槽；

412-齿条；

413-齿轮；

42-水平驱动气缸；

421-活塞杆；

43-导轨；

50-升降导向连接组件；

51-导杆；

52-直线轴承；

60-底座；

70-周向侧壁。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1至6所示，本申请实施例提供了一种顶升机构及应用该顶升机构的晶圆吸附装置，该晶圆吸附装置可用于晶圆加工设备或晶圆检测设备等中，该顶升机构可包括提供水平驱动力的水平驱动器件和与该水平驱动器件驱动连接的驱动块41，以及与该驱动块41驱动连接的沿竖直方向升降的升降平台30，该驱动块41将水平驱动器件提供的水平驱动力转换成升降平台30沿竖直方向升降的竖直驱动力，通过水平驱动器件和驱动块41为竖直升降移动的升降平台30提供升降驱动力，该水平驱动器件可水平设置或稍有倾斜设置，相比于现有纵向设置的驱动组件，大大减小了顶升机构的纵向空间、纵向高度尺寸，设置更灵活，进而可大大减小整体晶圆吸附装置的整体纵向高度，进而可为纵向上压缩晶圆载台的高度尺寸提供了更大的可利用空间，提高整体设备的定位精度。本领域技术人员可知，前述提供水平驱动力的水平驱动器件，不限于水平放置的水平驱动器件，也可以倾斜放置，只要能够提供水平驱动力即可。

前述顶升机构具体可应用于晶圆加工或检测领域，待机械手取走的晶圆可直接放置于顶升机构的顶面，具体该顶升机构的升降平台30的顶面可连接有若干个有间隔且竖直设置的顶杆20，该顶杆20随升降平台30升降运动，该若干个顶杆20均匀设置，使受力更均衡，各顶杆20伸出顶升机构的顶面的高度一致，使该顶升机构的顶部形成一个水平面，晶圆等可直接平稳放置于该水平面上表面，在本实施例中顶杆20的数量为三个，当然本领域技术人员可知，顶杆20的数量不限，只要能够实现顶杆20的端部构成水平平面，且晶圆等可直接平稳放置于该水平面上表面即可。升降平台30升降带动顶杆20升降进而带动晶圆运动，升降平台30顶升后机械手可从晶圆下方托举取走晶圆。

前述顶升机构还可包括位于顶部的吸盘10和位于底部的底座60，该吸盘10与该底座60均可水平设置，该吸盘10的外周可搭接固定于所该底座60的周向边缘，具体的，该底座60沿其周向可向上伸出设有周向侧壁70，该吸盘10的外周可直接搭接固定于该周向侧壁70的顶部。前述水平驱动器件和驱动块41可直接设置于该底座60上，该水平驱动器件和该驱动块41可沿水平方向依次设置，前述升降平台30也可位于该吸盘10与该底座60之间升降移动。这种沿水平方向设置的水平驱动器件和驱动块41等均可设置于吸盘10与底座60之间，整体顶升机构的高度尺寸可主要由起升降作用的升降平台30的顶升高度决定，大大减小了整体顶升机构的纵向高度尺寸，也大大减小了整体晶圆加工设备或晶圆检测设备等的整体纵向高度，也可为纵向上压缩晶圆载台模块的高度尺寸提供了更大的可利用空间，提高整体设备的定位精度。

如图1和图2所示，前述吸盘10可贯穿设有若干个均匀设置的贯穿通孔11，该贯穿通孔11与前述的顶杆20数量及位置一一对应设置，该顶杆20的杆身可贯穿该贯穿通孔11设置，且顶杆20的顶端可伸出于吸盘10的顶面，晶圆可直接放置于吸盘10上设有多个贯穿通孔11的位置上，升降平台30带动顶杆20上升顶起，进而将晶圆顶起，待机械手托举取走。

优选的，该各顶杆20可集成连接于吸盘10内，各顶杆20贯穿集成连接于各贯穿通孔11中，顶杆20的顶端可伸出于吸盘10的顶面，并一次性调节好顶杆20的伸出高度，保证各顶杆20的伸出高度相同，不需要再次调节顶杆20的相对凸出高度，节省反复操作调节的时间，提高效率，还保证精准度。此外本领域技术人员可知，顶杆20位置设计不限于此，只要能够保证经顶升机构带动顶杆20运动并凸出于吸盘10的顶面且保证凸出高度一致即可，例如顶杆20设置于顶升机构的升降平台30的顶面，且长度一致。升降平台30运动带动顶杆20升降。

如图3和图4所示，为保证前述升降平台30沿竖直方向升降运动，升降平台30与底座60连接有沿竖直方向导向的升降导向连接组件50。具体的，该升降导向连接组件50可包括若干个底部固定连接于底座60上的导杆51和若干个安装于该升降平台30中的导套，导杆51与导套一一对应，该各导杆51竖直设置，该导杆51的杆身套设于该导套中，并于导套中上下升降运动，这种设置结构简单直接，且可靠导向其竖直升降运动，更具体的，如图4所示，该导套可设置为直线轴承52，该导杆51的杆身于该直线轴承52中上下升降运动。这种直线轴承52可更好的保证其沿竖直方向直线运动。优选各导杆51均匀设置，图中示例采用四个导杆51分布均匀设置，可以更好的保证受力平衡和升降过程中的平稳性。

如图3和图4所示，一种优选的实施例是，前述驱动块41的侧壁具有向上倾斜设置的斜槽411，前述升降平台30具有连接端朝向该斜槽411设置的第一传动连接件311，该第一传动连接件311活动连接于该斜槽411内，前述水平驱动器件提供水平方向的驱动力，驱动块41在水平驱动器件的驱动力作用下沿水平方向移动，该第一传动连接件311沿斜槽411移动，驱动块41与第一传动连接件311相互作用，并将水平驱动器件提供的水平驱动力转换成升降平台30沿竖直方向升降的竖直驱动力，升降导向连接组件50串设于升降平台30内，进一步限定升降平台30的竖直方向上升或下降。该向上倾斜的斜槽411的设置可将其受到的水平方向的驱动力传递给第一传动连接件311，并在升降导向连接组件50的竖直方向移动的限制下只沿斜槽411向上或向下运动，而并不沿其进行水平方向的移动。具体的，该第一传动连接件311具体可设置为滚子结构或滑杆结构等，以使其滚动连接于斜槽411内，或滑动连接于斜槽411内，减小其移动摩擦力。

进一步的，前述斜槽411的纵向高度大于或等于升降平台30的顶升高度，优选当开始驱动升降平台30顶升前，该升降平台30的底面贴合接触于底座60上，前述第一传动连接件311的连接端位于斜槽411的最低点端部，当驱动升降平台30升到最高时，第一传动连接件311的连接端位于斜槽411的最高点端部。当驱动升降平台30顶升时，水平驱动器件驱动该驱动块41向前水平移动，升降平台30在第一传动连接件311的带动下上升，最好由最低点上升到最高点，同时升降平台30顶面连接的顶杆20穿过吸盘10的贯穿通孔11上升到最高点，利用率最高，纵向节省空间最大。

更具体的，前述水平驱动器件可设置为水平驱动气缸42，该水平驱动气缸42伸出的活塞杆421与该驱动块41驱动相连，驱动其沿水平方向运动，水平驱动气缸42可固定连接于前述底座60上，这种结构可直接可靠的实现直线水平驱动，整体可均沿一水平面设置，进一步缩减纵向高度，同时还可简化、减轻整体结构，方便设置。

为进一步保证驱动块41沿既定的水平移动路线运动，前述底座60上可设有沿水平方向设置的导轨43，该导轨43的延伸方向与前述水平驱动器件的水平驱动方向一致，该驱动块41的底部设有滑块，该滑块滑动连接于该导轨43上。

如图6所示，另一种可选的实施例是，前述驱动块41的侧壁底部可具有沿其水平驱动方向延伸设置的齿条412，该齿条412还啮合连接有转动面竖直设置的齿轮413，前述升降平台30具有连接端朝向该驱动块41设置的第二传动连接件312，该第二传动连接件312的连接端转动连接于该齿轮413与其相对的转动面上。水平驱动器件驱动与其驱动连接的驱动块41沿水平方向运动，驱动块41带动其上的齿条412沿水平方向运动，进而带动与其啮合相连的竖直设置的齿轮413沿竖直面上下转动，而第二传动连接件312与转动连接，并具体可在串设于升降平台30内的升降导向连接组件50的竖向运动限定下，第二传动连接件312带动升降平台30沿竖直方向上升或下降运动。

对应不同实施例，传动连接件可分为前述第一传动连接件311和前述第二传动连接件312两种，再优选的，传动连接件可设置于升降平台30的中部，以保证平台受力驱动均匀，保证升降平稳性，相比于在侧向设置，长期受力不均，这种均衡受力的设置方式会使升降平台30长期使用不易受损，保证其使用寿命。为实现这种方案，一种可选的实施例是，与传动连接件驱动连接的驱动块41和水平驱动器件等可设置于升降平台30的底部，使该驱动块41与位于中部的传动连接件活动连接，这种设置方式虽可实现传动连接件设置于升降平台30的中部，但这种方式会增加纵向设置高度。另一种优选的实施例是，可在该升降平台30开设缺口32，该缺口32由升降平台30的侧壁延伸至升降平台30的中心区域，该传动连接件靠该升降平台30的中心区域设置，同时固定连接于该缺口32的内壁上，前述驱动块41于缺口32内移动，前述斜槽411或齿轮413朝向传动连接件的连接端设置。前述的导轨43也可设置于该缺口32内，这种设置方式不只解决了传动连接件设置于升降平台30的中部的问题，还没有额外增加内部结构的纵向高度，还节省了升降平台30的无用空间和材料，使整体结构更紧凑。

此外，前述升降平台30沿其边沿可设有若干个弹性夹紧结构33，其夹紧口331开合设置于升降平台30的顶面，并对应各顶杆20的底端设置，顶杆20的底端可夹紧插接于夹紧口331中固定。这种结构在其弹性作用下，可牢牢夹紧顶杆20的同时，还可随时抽出，装卸不费力。

本申请实施例还提供了一种晶圆吸附装置，其包括前述顶升机构，以及为吸盘10提供负压吸附力的真空泵等，该晶圆吸附装置可应用于晶圆加工设备、晶圆检测设备中。这种晶圆吸附装置大大减小了其整体纵向高度，进而可为纵向上压缩晶圆载台的高度尺寸提供了更大的可利用空间，提高整体设备的定位精度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种顶升机构，其特征在于，包括：

提供水平驱动力的水平驱动器件；和

与所述水平驱动器件驱动连接的驱动块；以及

与所述驱动块驱动连接的竖直方向升降的升降平台；

所述驱动块将所述水平驱动器件提供的水平驱动力转换成所述升降平台沿竖直方向升降的竖直驱动力。

2.根据权利要求1所述的顶升机构，其特征在于，

所述升降平台具有连接端朝向所述驱动块伸出设置的传动连接件，所述传动连接件与所述驱动块驱动连接。

3.根据权利要求2所述的顶升机构，其特征在于，

所述驱动块的侧壁具有向上倾斜设置的斜槽，所述传动连接件设置为第一传动连接件，所述第一传动连接件的连接端活动连接于所述斜槽内。

4.根据权利要求3所述的顶升机构，其特征在于，

所述斜槽的纵向高度大于或等于所述升降平台的顶升高度；和/或

所述第一传动连接件设置为滚子结构，所述滚子结构滚动连接于所述斜槽内。

5.根据权利要求2所述的顶升机构，其特征在于，

所述驱动块的侧壁底部具有沿其水平驱动方向延伸设置的齿条，所述齿条还啮合连接有转动面竖直设置的齿轮；

所述传动连接件设置为第二传动连接件，所述第二传动连接件的连接端转动连接于所述齿轮与其相对的所述转动面上。

6.根据权利要求2-5任一项所述的顶升机构，其特征在于，

所述升降平台具有缺口，所述缺口由所述升降平台的侧壁延伸至所述升降平台的中心区域，所述传动连接件靠所述升降平台的中心区域设置，且固定连接于所述缺口的内壁上，所述驱动块于所述缺口内移动。

7.根据权利要求2-5任一项所述的顶升机构，其特征在于，

还包括底座，所述升降平台还包括一端连接固定于所述底座上，另一端装配于所述升降平台内的升降导向连接组件，以导向控制所述升降平台沿竖直方向升降移动。

8.根据权利要求7所述的顶升机构，其特征在于，

所述升降导向连接组件包括至少两个有间隔且竖直设置的导杆，所述导杆的底端固定连接于所述底座上；和至少两个装配于所述升降平台内的导套，所述导杆和所述导套一一对应设置，所述导杆的杆身套设于所述导套中，并于所述导套中上下升降运动；和/或

所述水平驱动器件设置为水平驱动气缸，所述水平驱动气缸伸出的活塞杆与所述驱动块驱动相连，所述水平驱动气缸固定连接于所述底座上；和/或

所述底座上设有沿水平方向设置的导轨，所述导轨的延伸方向与所述水平驱动器件的水平驱动方向一致，所述驱动块的底部设有滑块，所述滑块滑动连接于所述导轨上。

9.根据权利要求8所述的顶升机构，其特征在于，

所述顶升机构还包括固定连接于所述底座上方的吸盘，所述吸盘的外周搭接固定于所述底座的周向边缘，所述吸盘上贯穿设有若干个贯穿通孔，且于各所述贯穿通孔内集成连接有可穿过所述贯穿通孔的顶杆，所述顶杆的顶端可伸出于所述吸盘的顶面，且各所述顶杆的顶端的伸出高度相同。

10.根据权利要求8或9所述的顶升机构，其特征在于，

所述升降平台的顶面连接有若干个竖直设置的顶杆，

所述升降平台沿其边沿设有若干个弹性夹紧结构，其夹紧口开合设置于所述升降平台的顶面，并一一对应所述顶杆的底端设置，所述顶杆的底端可夹紧插接于所述夹紧口中固定。

11.一种晶圆吸附装置，其特征在于，包括权利要求1-10中任一项所述的顶升机构。

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