本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種彈性連接組件及應(yīng)用其的片盒升降裝置、半導(dǎo)體加工設(shè)備。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體制造工藝中，晶片需要從大氣環(huán)境中傳送到真空環(huán)境的反應(yīng)腔中進(jìn)行工藝處理，待工藝完成后再?gòu)姆磻?yīng)腔中傳送出來，這個(gè)傳輸過程需要一套完整的晶片傳輸系統(tǒng)。

圖1為現(xiàn)有的晶片傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖1，晶片傳輸系統(tǒng)包括裝載腔101、傳輸腔107和反應(yīng)腔108。其中，在裝載腔101內(nèi)設(shè)置有片盒102，用以承載晶片。在傳輸腔107內(nèi)設(shè)置有機(jī)械手106，用以自裝載腔101中的片盒102內(nèi)取出晶片，并送入反應(yīng)腔108內(nèi)進(jìn)行工藝，待工藝完成之后，再自反應(yīng)腔108中取出晶片，并送回片盒102內(nèi)。

為了提高工藝效率，在片盒102內(nèi)承載多個(gè)晶片，且沿豎直方向間隔放置，在這種情況下，需要在裝載腔101的底部設(shè)置升降裝置105，其與片盒固定板103連接，片盒102固定在該片盒固定板103上。升降裝置105用于驅(qū)動(dòng)片盒102上升或下降，以使片盒102中的晶片逐個(gè)移動(dòng)至與機(jī)械手106高度相同的位置處，供機(jī)械手106取出。

圖2為現(xiàn)有的升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖2，升降裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)203、傳動(dòng)裝置204、絲杠205、彈性連接組件206、導(dǎo)軌207和升降柱202。其中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)203通過傳動(dòng)裝置204帶動(dòng)絲杠205轉(zhuǎn)動(dòng)；在絲杠205上套有螺帽(圖中未示出)，該螺帽在絲杠205轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，沿絲杠205的軸向移動(dòng)。螺帽通過彈性連接組件206與升降柱202連接，從而帶動(dòng)升降柱202作升降運(yùn)動(dòng)。另外，升降柱202還通過彈性連接組件206與導(dǎo)軌207上的滑塊連接，以確保運(yùn)動(dòng)的垂 直性。彈性連接組件206分別與絲杠205上的螺帽和導(dǎo)軌207上的滑塊連接，用于協(xié)調(diào)絲杠205和導(dǎo)軌207因安裝誤差或運(yùn)動(dòng)振動(dòng)產(chǎn)生的平行度偏差，避免這兩個(gè)均具備定向作用的部件相互干擾。

圖3為現(xiàn)有的彈性連接組件的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖3，彈性連接組件包括導(dǎo)軌連接塊301、中間塊302、絲杠連接塊303以及四個(gè)彈性片304，其中，導(dǎo)軌連接塊301與導(dǎo)軌207上的滑塊連接、絲杠連接塊303與絲杠205上的螺帽連接，并且，導(dǎo)軌連接塊301和中間塊302通過兩個(gè)彈性片304連接，中間塊302和絲杠連接塊303同樣通過兩個(gè)彈性片304連接，每個(gè)彈性片304通過螺釘305固定。彈性片304采用很薄(約0.5mm)的彈簧鋼片制成，其可通過彈性形變來協(xié)調(diào)在絲杠205和導(dǎo)軌207之間出現(xiàn)的平行度偏差e，從而保證機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖4所示。

上述彈性連接組件在實(shí)際應(yīng)用中不可避免地存在以下問題：

其一，由于彈性片304受到彎曲變形的角度及方向的限制，其只能補(bǔ)償在絲杠205和導(dǎo)軌207之間出現(xiàn)的平行度偏差，而無法補(bǔ)償角度偏差。

其二，由于彈性片304較薄，其在平行度偏差過大時(shí)，容易產(chǎn)生永久變形甚至失去彈性，從而失去補(bǔ)償作用。此外，較薄的彈性片304不適合軸向受力較大時(shí)的負(fù)載環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種彈性連接組件及應(yīng)用其的片盒升降裝置、半導(dǎo)體加工設(shè)備，其不僅可以補(bǔ)償導(dǎo)軌和絲杠之間的水平和角度偏差，而且補(bǔ)償能力和在垂直方向上的負(fù)荷承載能力更大，從而可以擴(kuò)大適用范圍。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種彈性連接組件，包括由上而下依次間隔設(shè)置的導(dǎo)軌連接塊、中間塊和絲杠連接塊，還包括四個(gè)萬向節(jié)和四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，其中，其中兩個(gè)萬向節(jié)的上部沿第一水平方向相對(duì)地分別固定在所述導(dǎo)軌連接塊的兩側(cè)，下部豎直向下延伸至所述中間塊的兩側(cè)；其中兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸沿所述第一水平方向設(shè)置，且其一端與所 述中間塊固定連接，另一端穿過所述萬向節(jié)；其余兩個(gè)萬向節(jié)的下部沿第二水平方向相對(duì)地分別固定在所述絲杠連接塊的兩側(cè)，上部豎直向上延伸至所述中間塊的兩側(cè)；其余兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸沿所述第二水平方向設(shè)置，且其一端與所述中間塊固定連接，另一端穿過所述萬向節(jié)；所述第二水平方向與所述第一水平方向相互垂直。

優(yōu)選的，還包括四個(gè)緩沖彈簧，每個(gè)緩沖彈簧套設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)軸上，且位于所述萬向節(jié)和所述中間塊之間。

優(yōu)選的，所述萬向節(jié)包括相互垂直、且連為一體的豎直板和水平板，其中，在與所述導(dǎo)軌連接塊固定的每個(gè)萬向節(jié)中，所述豎直板的上部固定在所述導(dǎo)軌連接塊的側(cè)面；所述水平板疊置在所述導(dǎo)軌連接塊的底面；在與所述絲杠連接塊固定的每個(gè)萬向節(jié)中，所述豎直板的下部固定在所述絲杠連接塊的側(cè)面；所述水平板疊置在所述絲杠連接塊的頂面。

優(yōu)選的，在與所述導(dǎo)軌連接塊固定的每個(gè)萬向節(jié)中，所述豎直板的上部通過兩個(gè)螺釘固定在所述導(dǎo)軌連接塊的側(cè)面；所述兩個(gè)螺釘沿所述第二水平方向間隔設(shè)置；在與所述絲杠連接塊固定的每個(gè)萬向節(jié)中，所述豎直板的下部通過兩個(gè)螺釘固定在所述絲杠連接塊的側(cè)面；所述兩個(gè)螺釘沿所述第一水平方向間隔設(shè)置。

優(yōu)選的，還包括四個(gè)軸承，所述四個(gè)軸承一一對(duì)應(yīng)地固定在四個(gè)所述萬向節(jié)中，且套設(shè)在所述四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸上。

優(yōu)選的，還包括四個(gè)頂絲，所述四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的一端插入所述中間塊中，并一一對(duì)應(yīng)地通過所述頂絲與所述中間塊固定連接。

作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種片盒升降裝置，包括升降軸、垂直導(dǎo)軌、滑塊、螺帽、絲杠、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和彈性連接組件，其中，所述升降軸的上端與片盒連接，下端通過所述彈性連接組件與所述螺帽連接；所述螺帽與所述絲杠相配合；所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述絲杠旋轉(zhuǎn)；所述垂直導(dǎo)軌豎直設(shè)置，且與所述滑塊滑動(dòng)連接，所述滑塊與所述螺帽通過所述彈性連接組件連接，所述彈性連接組件采用本發(fā)明提供的上述彈性連接組件。

作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，包 括裝載腔室、片盒和片盒升降裝置，其中，所述片盒設(shè)置在所述裝載腔室內(nèi)；所述片盒升降裝置固定在所述裝載腔室底部，用以驅(qū)動(dòng)所述片盒上升或下降；所述片盒升降裝置采用了本發(fā)明提供的上述片盒升降裝置。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的彈性連接組件，其借助四個(gè)萬向節(jié)和四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，分別實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)軌連接塊與中間塊的連接、絲杠連接塊與中間塊的連接，同時(shí)可以使導(dǎo)軌連接塊和絲杠連接塊分別相對(duì)于中間塊水平移動(dòng)或者圍繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而不僅可以補(bǔ)償導(dǎo)軌和絲杠之間的水平和角度偏差，而且與現(xiàn)有技術(shù)中的薄片彈性片相比，補(bǔ)償能力和在垂直方向上的負(fù)荷承載能力更大，從而可以擴(kuò)大適用范圍。

本發(fā)明提供的片盒升降裝置，其通過采用本發(fā)明提供的上述彈性連接組件，不僅可以補(bǔ)償導(dǎo)軌和絲杠之間的水平和角度偏差，而且與現(xiàn)有技術(shù)中的薄片彈性片相比，補(bǔ)償能力和在垂直方向上的負(fù)荷承載能力更大，從而可以擴(kuò)大適用范圍。

本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其通過采用本發(fā)明提供的上述片盒升降裝置，不僅可以補(bǔ)償導(dǎo)軌和絲杠之間的水平和角度偏差，而且與現(xiàn)有技術(shù)中的薄片彈性片相比，補(bǔ)償能力和在垂直方向上的負(fù)荷承載能力更大，從而可以擴(kuò)大適用范圍。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的晶片傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有的升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為現(xiàn)有的彈性連接組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為現(xiàn)有的彈性連接組件在協(xié)調(diào)偏差時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5A為本發(fā)明實(shí)施例提供的彈性連接組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5B為圖5A中在X方向上的側(cè)視圖；

圖6A為圖5A中的彈性連接組件在出現(xiàn)水平度偏差時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖6B為圖5A中的彈性連接組件在出現(xiàn)角度偏差時(shí)的結(jié)構(gòu)示意 圖。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來對(duì)本發(fā)明提供的彈性連接組件及應(yīng)用其的片盒升降裝置、半導(dǎo)體加工設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖5A為本發(fā)明實(shí)施例提供的彈性連接組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5B為圖5A中在X方向上的側(cè)視圖。請(qǐng)一并參閱圖5A和圖5B，彈性連接組件包括由上而下依次間隔設(shè)置的導(dǎo)軌連接塊401、中間塊402和絲杠連接塊403，其中，導(dǎo)軌連接塊401分別和垂直導(dǎo)軌上的滑塊以及升降軸(圖中未示出)連接，絲杠連接塊403和絲杠上的螺帽(圖中未示出)連接，在螺帽帶動(dòng)升降軸作升降運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，升降軸沿垂直導(dǎo)軌移動(dòng)，從而保證升降軸運(yùn)動(dòng)的垂直性。

彈性連接組件還包括四個(gè)萬向節(jié)404和四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸405。其中，在第一水平方向上，即圖5B中的X方向，其中兩個(gè)萬向節(jié)404的上部相對(duì)地分別固定在導(dǎo)軌連接塊401的兩側(cè)，下部豎直向下延伸至中間塊402的兩側(cè)。其中兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸405沿第一水平方向(X方向)設(shè)置，每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸405的一端與中間塊402固定連接，另一端穿過萬向節(jié)404，旋轉(zhuǎn)軸405與萬向節(jié)404之間的連接滿足以下條件：旋轉(zhuǎn)軸405用于支撐萬向節(jié)404及導(dǎo)軌連接塊401，同時(shí)可相對(duì)于萬向節(jié)404沿第一水平方向移動(dòng)。

在第二水平方向上，即圖5A中的Y方向，其與第一水平方向相互垂直。與上述相類似的，其余兩個(gè)萬向節(jié)404的下部相對(duì)地分別固定在絲杠連接塊403的兩側(cè)，上部豎直向上延伸至中間塊402的兩側(cè)。其余兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸405沿第二水平方向(Y方向)設(shè)置，每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸405的一端與中間塊402固定連接，另一端穿過萬向節(jié)404，旋轉(zhuǎn)軸405與萬向節(jié)404之間的連接滿足以下條件：旋轉(zhuǎn)軸405用于支撐中間塊402及其上的所有部件，同時(shí)可相對(duì)于萬向節(jié)404沿第二水平方向移動(dòng)。

優(yōu)選的，彈性連接組件還包括四個(gè)緩沖彈簧407，每個(gè)緩沖彈簧 407套設(shè)在旋轉(zhuǎn)軸405上，且位于萬向節(jié)404和中間塊402之間，用以在旋轉(zhuǎn)軸405與萬向節(jié)404產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)時(shí)，起到緩沖作用，避免二者之間產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)沖擊，從而可以提高結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。

圖6A為圖5A中的彈性連接組件在出現(xiàn)水平度偏差時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖6A，當(dāng)垂直導(dǎo)軌與絲杠之間存在水平度偏差e時(shí)，在第一水平方向上，導(dǎo)軌連接塊401相對(duì)于中間塊402水平偏移距離e，此時(shí)萬向節(jié)404隨導(dǎo)軌連接塊401水平偏移，同時(shí)與旋轉(zhuǎn)軸405產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，從而可以補(bǔ)償垂直導(dǎo)軌和絲杠之間的水平度偏差。與此同時(shí)，圖6A中右側(cè)的緩沖彈簧407產(chǎn)生壓縮變形，對(duì)旋轉(zhuǎn)軸405與萬向節(jié)404的相對(duì)移動(dòng)起到緩沖作用。

圖6B為圖5A中的彈性連接組件在出現(xiàn)角度偏差時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖6B，當(dāng)垂直導(dǎo)軌與絲杠之間存在角度偏差θ時(shí)，在第一水平方向上，導(dǎo)軌連接塊401相對(duì)于中間塊402圍繞旋轉(zhuǎn)軸405旋轉(zhuǎn)角度θ，從而可以補(bǔ)償垂直導(dǎo)軌和絲杠之間的角度偏差。

在本實(shí)施例中，每個(gè)萬向節(jié)404包括相互垂直、且連為一體的豎直板和水平板，其中，在與導(dǎo)軌連接塊401固定的每個(gè)萬向節(jié)404中，豎直板的上部固定在導(dǎo)軌連接塊401的側(cè)面；水平板疊置在導(dǎo)軌連接塊401的底面，從而可以更穩(wěn)定地支撐導(dǎo)軌連接塊401。與之相類似的，在與絲杠連接塊403固定的每個(gè)萬向節(jié)404中，豎直板的下部固定在絲杠連接塊403的側(cè)面；水平板疊置在絲杠連接塊403的頂面。

優(yōu)選的，在與導(dǎo)軌連接塊401固定的每個(gè)萬向節(jié)404中，豎直板的上部通過兩個(gè)螺釘406固定在導(dǎo)軌連接塊401的側(cè)面；兩個(gè)螺釘406沿第二水平方向間隔設(shè)置，這可以限制萬向節(jié)404的旋轉(zhuǎn)自由度，避免萬向節(jié)404與導(dǎo)軌連接塊401之間發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)。與之相類似的，在與絲杠連接塊403固定的每個(gè)萬向節(jié)404中，豎直板的下部通過兩個(gè)螺釘406固定在絲杠連接塊403的側(cè)面；兩個(gè)螺釘406沿第一水平方向間隔設(shè)置。

在本實(shí)施例中，彈性連接組件還包括四個(gè)軸承408，四個(gè)軸承408一一對(duì)應(yīng)地固定在四個(gè)萬向節(jié)404中，且套設(shè)在四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸405 上，從而可以使旋轉(zhuǎn)軸405與萬向節(jié)404之間的連接滿足以下條件：旋轉(zhuǎn)軸405用于在起到支撐作用的同時(shí)，可相對(duì)于萬向節(jié)404水平移動(dòng)。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，旋轉(zhuǎn)軸405與萬向節(jié)404之間的連接還可以采用其他任意方式，只要能夠滿足上述條件即可。

在本實(shí)施例中，彈性連接組件還包括四個(gè)頂絲409，四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸405的一端插入中間塊402中，并一一對(duì)應(yīng)地通過頂絲409與中間塊402固定連接。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，旋轉(zhuǎn)軸405與中間塊402之間的連接還可以采用其他任意方式，本發(fā)明對(duì)此沒有特別的限制。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的彈性連接組件，其借助四個(gè)萬向節(jié)和四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，分別實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)軌連接塊與中間塊的連接、絲杠連接塊與中間塊的連接，同時(shí)可以使導(dǎo)軌連接塊和絲杠連接塊分別相對(duì)于中間塊水平移動(dòng)或者圍繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而不僅可以補(bǔ)償導(dǎo)軌和絲杠之間的水平和角度偏差，而且與現(xiàn)有技術(shù)中的薄片彈性片相比，補(bǔ)償能力和在垂直方向上的負(fù)荷承載能力更大，從而可以擴(kuò)大適用范圍。

作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種片盒升降裝置，其包括升降軸、垂直導(dǎo)軌、滑塊、螺帽、絲杠、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和彈性連接組件。其中，升降軸的上端與片盒連接，下端通過彈性連接組件與螺帽連接；螺帽與絲杠相配合。旋轉(zhuǎn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，此時(shí)螺帽沿絲杠的軸向作直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)升降軸及片盒上升或下降。垂直導(dǎo)軌豎直設(shè)置，且與滑塊滑動(dòng)連接，該滑塊與螺帽通過彈性連接組件連接，從而在螺帽作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊隨螺帽沿垂直導(dǎo)軌同步位移，從而可以起到在垂直方向上的導(dǎo)向作用，以保證升降軸運(yùn)動(dòng)的垂直性。上述彈性連接組件采用了本發(fā)明實(shí)施例提供的上述彈性連接組件。

本發(fā)明實(shí)施例提供的片盒升降裝置，其通過采用本發(fā)明實(shí)施例提供的上述彈性連接組件，不僅可以補(bǔ)償導(dǎo)軌和絲杠之間的水平和角度偏差，而且與現(xiàn)有技術(shù)中的薄片彈性片相比，補(bǔ)償能力和在垂直方向上的負(fù)荷承載能力更大，從而可以擴(kuò)大適用范圍。

作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，其包括裝載腔室、片盒和片盒升降裝置。其中，片盒設(shè)置在裝載 腔室內(nèi)。片盒升降裝置固定在裝載腔室底部，用以驅(qū)動(dòng)片盒上升或下降。該片盒升降裝置采用了本發(fā)明實(shí)施例提供的上述片盒升降裝置。

本發(fā)明實(shí)施例提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其通過采用本發(fā)明實(shí)施例提供的上述片盒升降裝置，不僅可以補(bǔ)償導(dǎo)軌和絲杠之間的水平和角度偏差，而且與現(xiàn)有技術(shù)中的薄片彈性片相比，補(bǔ)償能力和在垂直方向上的負(fù)荷承載能力更大，從而可以擴(kuò)大適用范圍。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。