專利名稱：一種離子注入機機械臂裝卸托盤的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制造中的離子注入技術領域，特別涉及一種離子注入機機械臂裝卸托盤。
背景技術：
在半導體制造領域中，離子注入工藝是由離子注入機通過高壓將離子注入目標靶。在離子注入機中，機械臂用于將晶圓從進樣室傳送至工藝腔中。晶圓被放置在輸入架上送入進樣室密封，通過泵將進樣室抽氣至高真空，隨后隔離閥打開，機械臂將晶圓送入工藝腔中，在工藝腔中離子束實現(xiàn)向晶圓的離子注入。由此可見，機械臂在傳輸晶圓的過程中至關重要，在每年對離子注入機的保修過程中都要對機械臂進行拆裝以查看機械臂與工藝腔之間的密封性是否良好，并對機械臂的表面進行清潔。同時，由于離子注入機的使用時間較長，在使用過程中對機械臂的更換也是不可避免的。經過調查研究和數(shù)據(jù)總結，機械臂的更換周期通常為2. 2年。如果時間很長不及時更換機械臂，就可能會發(fā)生晶圓傳送故障，導致晶圓碎片，使工藝腔內的顆粒物增加。請參看圖1，圖1為離子注入機機械臂的結構示意圖。如圖1所示，機械臂包括傳送臂101、托盤102和傳動裝置103，所述托盤102連接所述傳送臂101和所述傳動裝置103， 所述傳送臂101用于向工藝腔中轉送晶圓，所述托盤102通過固定螺母固定于工藝腔的內腔壁上，起到固定并支撐整個機械臂的作用，同時通過所述托盤102使機械臂與工藝腔緊密結合，起到對工藝腔的密封作用；所述固定螺母安裝于所述工藝腔的外壁上；所述傳動裝置103內部安裝齒輪，皮帶，PCB板等，保證機械臂按照設定程序完成晶圓傳送，所述傳動裝置103的底端連接傳動軸104。離子注入機的機械臂安裝于離子注入機的工藝腔上，所述托盤102卡在工藝腔的機械臂安裝口上，機械臂的傳送臂101和托盤102部分位于工藝腔內，機械臂的傳動裝置 103和與傳動裝置103相連的傳動軸104則位于工藝腔外，同時起到對工藝腔的密封作用。 所述托盤102上帶有螺母固定桿，所述螺母固定桿穿過工藝腔壁伸至工藝腔外，通過在所述螺母固定桿當擰上所述固定螺母將所述托盤102固定在工藝腔上，從而實現(xiàn)機械臂與工藝腔之間的固定。現(xiàn)有技術中，對于機械臂的拆裝是采用人工手動的方式進行的，通過將所述托盤 101固定于工藝腔壁上的固定螺母拆卸下來或安裝上去來實現(xiàn)對機械臂的拆裝。拆裝固定螺母時通常使用活扳手或套筒作為工具。由于固定螺母位于傳動裝置的底部位置，位置比較隱蔽，拆裝時空間局限性較大，因此拆裝固定螺母時較為困難。同時，拆裝時除了需要手動拆裝固定螺母外，還需要將機械臂從工藝腔的頂部抬出來或將機械臂從工藝腔的頂部放入至工藝腔中，而整個機械臂的重量達50公斤以上，因此整個拆裝的過程比較困難，通常需要4位工程師同時配合拆裝工作，花費5-6小時才可以完成操作。在拆裝機械臂的過程中，很容易碰到工藝腔的外壁，從而導致機械臂的物理傳送位置發(fā)生錯誤，使機械臂作廢。再次安裝機械臂時，還需要保證機械臂與工藝腔之間能夠準確嚴密地結合。一旦工藝腔與機械臂之間的密封不嚴，將會導致工藝腔的真空儲量問題。故在拆裝機械臂的過程中，需要十分小心，一旦出現(xiàn)問題，需要重新拆裝機械臂時既浪費人力又浪費時間。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種離子注入機機械臂裝卸托盤，以解決現(xiàn)有的手工拆裝機械臂方法既需花費較多的人力和時間，操作起來又較困難，無法保證拆裝精準性的問題。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種離子注入機機械臂裝卸托盤，所述機械臂包括傳送臂、托盤、傳動裝置和傳動軸，所述托盤連接所述傳送臂和傳動裝置，所述托盤通過固定螺母固定于離子注入機工藝腔的內腔壁上，所述固定螺母安裝于離子注入機工藝腔的外腔壁上；所述傳動裝置的底端連接傳動軸，包括底端托盤、中間托盤以及頂端托盤，所述底端托盤、中間托盤以及頂端托盤依次通過至少兩根表面具有螺紋的絲杠連接；所述絲杠的兩端分別固定于所述頂端托盤上和所述底端托盤上，所述絲杠穿過所述中間托盤，所述中間托盤可沿所述絲杠上下移動；所述中間托盤的中央具有第一中空孔，所述頂端托盤的中央具有第二中空孔，所述機械臂可通過所述第一中空孔和所述第二中空孔固定于所述頂端托盤和中間托盤之間；所述頂端托盤的四周設置有螺母套筒，所述螺母套筒包括螺母固定筒和驅動桿，所述螺母固定筒用于卡住所述固定螺母，所述驅動桿用于旋轉所述螺母固定筒；所述螺母套筒的數(shù)量、形狀大小和位置與所述固定螺母的數(shù)量、形狀大小和位置相適應；所述螺母套筒的驅動桿位于所述頂端托盤面向中間托盤的底面，所述螺母固定筒的開口位于所述頂端托盤的另一面?？蛇x的，所述中間托盤內具有由中心齒輪和與所述中心齒輪相咬合的多個外圍齒輪組成的齒輪組，所述外圍齒輪的數(shù)量與所述絲杠的數(shù)量相同，所述中心齒輪中間具有通孔，所述通孔的大小和形狀與所述中間托盤上的第一中空孔一致，且所述通孔與所述中間托盤上的第一中空孔相貫通；所述中心齒輪的面向底端托盤的底部連接有旋轉羅盤，所述旋轉羅盤位于所述中間托盤外部、面向所述底端托盤的一面上；所述外圍齒輪的中心具有絲杠穿孔，所述絲杠穿孔的內壁帶有能夠和所述絲杠上的螺紋相咬合的螺紋，所述絲杠穿過所述絲杠穿孔，將內部包含所述齒輪組的中間托盤固定在所述絲杠上?？蛇x的，所述中間托盤內具有由所述中心齒輪、多個中間齒輪以及多個外圍齒輪共同組成的齒輪組，所述中間齒輪和所述外圍齒輪的數(shù)量均與所述絲杠的數(shù)量相同，所述中間齒輪同時與所中心齒輪和所述外圍齒輪相咬合，所述中心齒輪中間具有通孔，所述通孔的大小和形狀與所述中間托盤上的第一中空孔一致，且所述通孔與所述中間托盤上的第一中空孔相貫通；所述中心齒輪的面向底端托盤的底部連接有旋轉羅盤，所述旋轉羅盤位于所述中間托盤外部，面向所述底端托盤的一面上；所述外圍齒輪的中心具有絲杠穿孔， 所述絲杠穿孔的內壁帶有可和所述絲杠上的螺紋相咬合的螺紋，所述絲杠穿過所述絲杠穿孔，將內部包含所述齒輪組的中間托盤固定在所述絲杠上?？蛇x的，所述第一中空孔的大小和形狀與所述機械臂的傳動軸的形狀和大小相適應，可使所述傳動軸從所述第一中空孔中穿過；所述第二中空孔的形狀和大小與所述機械臂的傳動裝置的形狀和大小相適應，可使所述傳動裝置從所述第二中空孔中穿過。
本發(fā)明提供的離子注入機機械臂裝卸托盤解決了現(xiàn)有的手工拆裝機械臂方法既需花費較多的人力和時間，操作起來又較困難，無法保證拆裝精準性的問題，使用本發(fā)明的裝卸托盤的拆裝機械臂時，可保證機械臂在拆裝的過程中，不會受到損傷，同時確保在將機械臂安裝于工藝腔上時不會有真空泄露的危險，確保在安裝的過程中，機械臂能夠在一定的軌道中進行安裝并穩(wěn)定的和工藝腔相結合。同時在本發(fā)明的裝卸托盤的輔助下，拆裝機械臂上的固定螺母時較為方便，總體的拆裝過程可極大的節(jié)省拆裝機械臂所需的人力和時間。


圖1為離子注入機機械臂的結構示意圖；圖2為本發(fā)明的離子注入機機械臂裝卸托盤的整體結構示意圖；圖3為本發(fā)明的離子注入機機械臂裝卸托盤的側視結構示意圖；圖4為中間托盤的內部結構示意圖；圖5為中間托盤面向底端托盤的底面結構仰視示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。本發(fā)明所述的離子注入機機械臂裝卸托盤利用多種替換方式實現(xiàn)，下面是通過較佳的實施例來加以說明，當然本發(fā)明并不局限于該具體實施例，本領域內的普通技術人員所熟知的一般的替換無疑地涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內。其次，本發(fā)明利用示意圖進行了詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為了便于說明，示意圖不依一般比例局部放大，不應以此作為對本發(fā)明的限定。請同時參看圖1和圖2和圖3，圖1為離子注入機機械臂的結構示意圖；圖2為本發(fā)明的離子注入機機械臂裝卸托盤的整體結構示意圖；圖3為本發(fā)明的離子注入機機械臂裝卸托盤的側視結構示意圖。結合背景技術中有關對圖1所示的離子注入機機械臂結構的描述并參看圖2和圖3，本發(fā)明的離子注入機機械臂裝卸托盤包括底端托盤201、中間托盤 202以及頂端托盤203，所述底端托盤201、中間托盤202以及頂端托盤203依次通過至少兩根(本實施例中為四根)表面具有螺紋的絲杠204連接；所述絲杠204的兩端分別固定于所述頂端托盤203上和所述底端托盤201上，所述絲杠204穿過所述中間托盤202，所述中間托盤202可沿所述絲杠204上下移動。所述中間托盤202的中央具有第一中空孔205，所述第一中空孔205的大小和形狀與機械臂的傳動軸104的形狀和大小相適應，可使所述傳動軸104從所述第一中空孔205 中穿過；所述中間托盤202面向所述底端托盤201的底部連接旋轉羅盤M2。所述頂端托盤203的中央具有第二中空孔206，所述第二中空孔206的形狀和大小與機械臂的傳動裝置103的形狀和大小相適應，可使所述傳動裝置103從所述第二中空孔 206中穿過；所述頂端托盤203的四周設置有螺母套筒，所述螺母套筒包括螺母固定筒217 和驅動桿227，所述螺母固定筒217用于卡住機械臂托盤102上安裝的固定螺母，所述驅動桿227用于旋轉所述螺母固定筒217，從而將所述固定螺母從所述托盤102上卸下或將所述固定螺母安裝在所述托盤102上；所述螺母套筒的數(shù)量、形狀大小和位置均與機械臂的托盤上安裝的固定螺母的數(shù)量、形狀大小和位置相適應；所述螺母套筒的驅動桿227位于所述頂端托盤203面向中間托盤202的底面，所述螺母固定筒217的開口位于所述頂端托盤 203的另一面，即頂面。請再結合參看圖3和圖4，圖3為所述中間托盤202的內部結構示意圖，圖4為所述中間托盤202面向底端托盤203的底面結構仰視示意圖。如圖3和圖4所示，所述中間托盤202內由中心齒輪212和與所述中心齒輪212相咬合的多個外圍齒輪222組成的齒輪組組成；所述外圍齒輪222的數(shù)量與所述絲杠204的數(shù)量相同；所述中心齒輪212中間具有通孔232，所述通孔232的大小和形狀與機械臂的傳動軸104的形狀和大小相適應，可使所述傳動軸104從所述通孔232中穿過，且所述通孔232與所述中間托盤202上的第一中空孔205相貫通；所述中心齒輪212的面向底端托盤201的底部連接旋轉羅盤M2 ；所述外圍齒輪222的中心具有絲杠穿孔252，所述絲杠穿孔252的內壁帶有可和所述絲杠204上的螺紋相咬合的螺紋，所述絲杠204穿過所述絲杠穿孔252，將內部包含所述齒輪組的中間托盤202固定在所述絲杠204上，當轉動所述旋轉羅盤242時，帶動所述中心齒輪212旋轉， 所述中心齒輪212帶動所述外圍齒輪222轉動，通過所述外圍齒輪222的旋轉帶動所述齒輪組沿所述絲杠204進行上下移動，從而實現(xiàn)使所述中間托盤202沿所述絲杠204可進行上下移動調節(jié)。作為本發(fā)明的另一種實施例，在所述中心齒輪212和所述外圍齒輪222之間還可設置有中間齒輪262，由所述中心齒輪212、多個中間齒輪沈2以及多個外圍齒輪222共同組成齒輪組，所述中間齒輪212和所述外圍齒輪222的數(shù)量均與所述絲杠204的數(shù)量相同， 所述中間齒輪262同時與所中心齒輪212和所述外圍齒輪222相咬合。當轉動所述旋轉羅盤M2時，帶動所述中心齒輪212旋轉，所述中心齒輪212帶動所述中間齒輪262旋轉，所述中間齒輪262帶動所述外圍齒輪222轉動，通過所述外圍齒輪222的旋轉帶動所述齒輪組沿所述絲杠204進行上下移動，從而實現(xiàn)使所述中間托盤202沿所述絲杠204可進行上下移動調節(jié)。使用本發(fā)明的離子注入機機械臂裝卸托盤拆卸離子注入機機械臂時，首先，將裝卸托盤置于離子注入機的工藝腔下，將所述離子注入機機械臂的傳動裝置103及傳動軸 104穿入所述頂端托盤203的第二中空孔206 ；接著，旋轉所述旋轉羅盤M2，使所述中間托盤202沿絲杠204移動，使得所述傳動軸104最終固定于所述中間托盤202上的第一中空孔205內，同時使所述機械臂托盤102上的固定螺母對準進入所述頂端托盤203上螺母套筒的螺母固定筒217內；其次，旋轉螺母套筒的驅動桿227，使所述機械臂托盤102上的固定螺母脫落進入所述螺母固定筒217內；最后，待卸下所有固定螺母后，從離子注入機工藝腔的頂端將已被解除固定的機械臂抬出。使用本發(fā)明的離子注入機機械臂裝卸托盤安裝離子注入機機械臂時，則首先將裝卸托盤置于離子注入機的工藝腔下，機械臂從離子注入機工藝腔的頂端放置入工藝腔內， 使機械臂的傳動裝置103和傳動軸104通過工藝腔壁上機械臂的安裝出口伸出工藝腔外， 同時使所述機械臂的傳動裝置103和傳動軸104穿入裝卸托盤的頂端托盤203的第二中空孔206 ；接著，旋轉所述旋轉羅盤M2，使所述中間托盤202沿絲杠204移動，使得所述傳動軸104最終固定于所述中間托盤202上的第一中空孔205內，同時使所述螺母套筒的螺母固定筒217內的固定螺母對準機械臂托盤102上的螺母固定桿；最后，旋轉螺母套筒的驅動桿227，使螺母固定筒217內的固定螺母均固定于機械臂托盤102上的螺母固定桿上，從而完成對機械臂的安裝工作。 顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種離子注入機機械臂裝卸托盤，所述機械臂包括傳送臂、托盤、傳動裝置和傳動軸，所述托盤連接所述傳送臂和傳動裝置，所述托盤通過固定螺母固定于離子注入機工藝腔的內腔壁上，所述固定螺母安裝于離子注入機工藝腔的外腔壁上；所述傳動裝置的底端連接傳動軸，其特征在于，包括底端托盤、中間托盤以及頂端托盤，所述底端托盤、中間托盤以及頂端托盤依次通過至少兩根表面具有螺紋的絲杠連接；所述絲杠的兩端分別固定于所述頂端托盤上和所述底端托盤上，所述絲杠穿過所述中間托盤，所述中間托盤可沿所述絲杠上下移動；所述中間托盤的中央具有第一中空孔，所述頂端托盤的中央具有第二中空孔， 所述機械臂可通過所述第一中空孔和所述第二中空孔固定于所述頂端托盤和中間托盤之間；所述頂端托盤的四周設置有螺母套筒，所述螺母套筒包括螺母固定筒和驅動桿，所述螺母固定筒用于卡住所述固定螺母，所述驅動桿用于旋轉所述螺母固定筒；所述螺母套筒的數(shù)量、形狀大小和位置與所述固定螺母的數(shù)量、形狀大小和位置相適應；所述螺母套筒的驅動桿位于所述頂端托盤面向中間托盤的底面，所述螺母固定筒的開口位于所述頂端托盤的另一面。
2.如權利要求1所述的離子注入機機械臂裝卸托盤，其特征在于，所述中間托盤內具有由中心齒輪和與所述中心齒輪相咬合的多個外圍齒輪組成的齒輪組，所述外圍齒輪的數(shù)量與所述絲杠的數(shù)量相同，所述中心齒輪中間具有通孔，所述通孔的大小和形狀與所述中間托盤上的第一中空孔一致，且所述通孔與所述中間托盤上的第一中空孔相貫通；所述中心齒輪的面向底端托盤的底部連接有旋轉羅盤，所述旋轉羅盤位于所述中間托盤外部、面向所述底端托盤的一面上；所述外圍齒輪的中心具有絲杠穿孔，所述絲杠穿孔的內壁帶有能夠和所述絲杠上的螺紋相咬合的螺紋，所述絲杠穿過所述絲杠穿孔，將內部包含所述齒輪組的中間托盤固定在所述絲杠上。
3.如權利要求1所述的離子注入機機械臂裝卸托盤，其特征在于，所述中間托盤內具有由所述中心齒輪、多個中間齒輪以及多個外圍齒輪共同組成的齒輪組，所述中間齒輪和所述外圍齒輪的數(shù)量均與所述絲杠的數(shù)量相同，所述中間齒輪同時與所中心齒輪和所述外圍齒輪相咬合，所述中心齒輪中間具有通孔，所述通孔的大小和形狀與所述中間托盤上的第一中空孔一致，且所述通孔與所述中間托盤上的第一中空孔相貫通；所述中心齒輪的面向底端托盤的底部連接有旋轉羅盤，所述旋轉羅盤位于所述中間托盤外部，面向所述底端托盤的一面上；所述外圍齒輪的中心具有絲杠穿孔，所述絲杠穿孔的內壁帶有可和所述絲杠上的螺紋相咬合的螺紋，所述絲杠穿過所述絲杠穿孔，將內部包含所述齒輪組的中間托盤固定在所述絲杠上。
4.如權利要求2或3所述的離子注入機機械臂裝卸托盤，其特征在于，所述第一中空孔的大小和形狀與所述機械臂的傳動軸的形狀和大小相適應，可使所述傳動軸從所述第一中空孔中穿過；所述第二中空孔的形狀和大小與所述機械臂的傳動裝置的形狀和大小相適應，可使所述傳動裝置從所述第二中空孔中穿過。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種離子注入機機械臂裝卸托盤，包括底端托盤、中間托盤以及頂端托盤，所述底端托盤、中間托盤以及頂端托盤依次通過至少兩根表面具有螺紋的絲杠連接；所述中間托盤可沿所述絲杠上下移動。本發(fā)明的裝卸托盤可保證機械臂在拆裝的過程中，不會受到損傷，同時確保在將機械臂安裝于工藝腔上時不會有真空泄露的危險，確保在安裝的過程中，機械臂能夠在一定的軌道中進行安裝并穩(wěn)定的和工藝腔相結合。同時在本發(fā)明的裝卸托盤的輔助下，拆裝機械臂上的固定螺母時較為方便，總體的拆裝過程可極大的節(jié)省拆裝機械臂所需的人力和時間。
文檔編號H01L21/677GK102270593SQ20101019248
公開日2011年12月7日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權日2010年6月4日
發(fā)明者許鹖 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司