WO2024139911A1 - 交接装置 - Google Patents

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WO2024139911A1 PCT/CN2023/134130 CN2023134130W WO2024139911A1 WO 2024139911 A1 WO2024139911 A1 WO 2024139911A1 CN 2023134130 W CN2023134130 W CN 2023134130W WO 2024139911 A1 WO2024139911 A1 WO 2024139911A1
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component
mover
supporting
rotating
bearing
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PCT/CN2023/134130
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高元桢
袁嘉欣
江旭初
唐艳文
吴火亮
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Yinguan Semiconductor Technology Co Ltd
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Definitions

  • Patent CN103309176B proposes a wafer handover device, in which the support component is fixedly connected to the movable structure, and the movable structure and stator structure of the voice coil motor are connected through a micro ball guide to achieve vertical guidance, but also limit the freedom of rotation of each. Therefore, when the support component rotates synchronously with the suction cup, it will also drive the entire support handover device to rotate synchronously, and then the air path and cables connected to the device will also rotate, causing entanglement and distortion, thereby affecting the reliability and life of the device.
  • Patent CN110032044A proposes a wafer transfer device, in which a lifting drive unit drives the lifting of a carrier, and a rotation drive unit drives the carrier to rotate, thereby also driving the lifting drive unit to rotate. That is, the entire device rotates synchronously, and then the air path and cables connected to the device also rotate accordingly, causing entanglement and distortion.
  • the purpose of the present application is to provide a handover device for solving the problem that the handover device in the prior art rotates synchronously with the suction cup, causing the cables and air pipes of the handover device to be entangled and twisted.
  • the lifting component includes a vertical driving component located on the bottom of the base and a supporting component located above the vertical driving component, wherein the vertical driving component includes a stator and a mover, the stator is installed at the bottom of the base, the mover is installed on the stator and can move vertically relative to the stator; the supporting component can move up and down with the mover, and a plurality of supporting claws are provided at the upper end of the supporting component;
  • the rotating component includes a rotating driving component located outside the supporting component and a bearing device located above the lifting component.
  • the rotating component can rotate relative to the base.
  • the rotating driving component drives the supporting component and the bearing device to perform synchronous rotational motion.
  • the supporting component can perform lifting motion relative to the bearing device.
  • the lifting component also includes a rotation decoupling component, which is located between the vertical driving component and the supporting component.
  • the vertical driving component and the supporting component are rotationally connected through the rotation decoupling component so that when the supporting component rotates, the vertical driving component does not rotate with the supporting component.
  • the rotational decoupling component includes a double-ring bearing
  • the double-ring bearing includes a bearing inner ring and a bearing outer ring
  • the bearing inner ring and the bearing outer ring are capable of relative rotational motion
  • the bearing inner ring is fixedly connected to the mover
  • the bearing outer ring is fixedly connected to the support component
  • the bearing outer ring is fixedly connected to the mover
  • the bearing inner ring is fixedly connected to the support component.
  • the rotation constraining component includes a guide rail, which is located outside the vertical driving component to constrain the rotation of the mover.
  • the guide rail includes a guide rail fixing portion and a guide rail vertical moving portion matched with the guide rail fixing portion.
  • the guide rail fixing portion is fixedly connected to the stator, and the guide rail vertical moving portion is fixedly connected to the mover.
  • the rotating component further includes a rotating base and a top cover plate, wherein the rotating base is arranged on the outside of the vertical driving component, the supporting component and the rotating decoupling component and is connected to the mover of the rotating driving component, the stator of the rotating driving component is connected to the base, the top cover plate is located above the rotating base and is connected to the rotating base, a first through hole penetrating the top cover plate in a vertical direction is provided in the top cover plate, the bearing device is located above the top cover plate and is fixedly connected to the top cover plate, a second through hole penetrating the bearing device in a vertical direction is provided in the bearing device, the positions of the first through hole and the second through hole correspond in the vertical direction, and the supporting claw
  • the rotating base performs vertical movement in the first through hole and the second through hole, wherein the rotating driving component drives the rotating base to rotate, thereby driving the top cover plate, the bearing device and the supporting component to rotate.
  • the transmission component is located between the outer side of the supporting component and the inner side of the rotating base, the outer side of the transmission component is connected to the inner side of the rotating base, and the inner side of the transmission component is connected to the outer side of the supporting component.
  • the handover device also includes a flexible connector, which is arranged between the transmission component and the rotating base.
  • the flexible connector includes a first part, a second part and a flexible deformation part respectively connected to the first part and the second part.
  • the first part is connected to the transmission component, and the second part is connected to the rotating base.
  • the support component also includes an annular air groove arranged in the air avoidance area, the annular air groove is coaxial with the rotation axis of the support component, the first air path and the second air path are respectively connected to the annular air groove, wherein the second air path is connected to the annular air groove and is sealed with a sealing ring.
  • a third air path is provided in the area of the rotating decoupling component, and the third air path passes through the rotating decoupling component in a vertical direction.
  • One end of the third air path is connected to the first air path and is sealed by a sealing ring, and the other end of the third air path is connected to the second air path and is sealed by a sealing ring.
  • the third air path coincides with the rotation axis of the supporting component, or the third air path is an annular air groove coaxial with the rotation axis of the supporting component.
  • the vertical driving component includes a voice coil motor, the voice coil motor includes a magnet and a coil, the coil is wrapped around the magnet, the coil constitutes a stator, and the magnet constitutes a mover; or the magnet constitutes the stator, and the coil constitutes the mover, wherein a magnetic block is arranged in the coil.
  • the rotational movement of the support component in the handover device of the present application is decoupled from the vertical movement of the mover, so that the air pipe and line located in the mover part do not rotate with the support component, solve the problem of entanglement and distortion of the air path and cable, and improve the reliability of the system.
  • the supporting claw rotates with the load-bearing device. Compared with the equipment that does not rotate with the load-bearing device, it can shorten the vertical movement stroke of the thickness of the load-bearing device, solve the problem of too long handover stroke, and improve the handover efficiency.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of the handover device provided in Example 1 of the present application.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of the vertical driving component in the first embodiment of the present application.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the structure of the first type of rotation constraint component in the first embodiment of the present application.
  • the above drawings include the following reference numerals: 1. base; 100. bottom of base; 101. side wall of base; 2. Vertical driving component; 201. Stator; 202. Mover; 203. Mounting seat; 21. Voice coil motor; 211. Magnetic steel; 212, coil; 213, magnetic block; 214, back iron; 3. Support component; 301. Support claw; 302. Adsorption head; 303. First gas path; 304. Second gas path; 305. Sealing ring; 306. Third gas path; 4. Rotating driving component; 5. Carrying device; 6. Rotational decoupling component; 601. Double-ring bearing; 602. Inner bearing mounting seat; 603. Outer bearing mounting seat; 604. Inner bearing pressure ring; 605. Outer bearing pressure ring; 611. Connecting block; 612.
  • the carrying device 5 includes a suction cup for sucking the wafer.
  • the bearing inner mounting seat 602 is located on the inner side of the double-ring bearing 601, the bearing inner pressure ring 604 is used to press the bearing inner ring and the bearing inner mounting seat 602 together, the bearing outer mounting seat 603 is located on the outer side of the double-ring bearing 601, and the bearing outer pressure ring 605 is used to press the bearing outer ring and the bearing outer mounting seat 603 together, wherein the bearing inner mounting seat 602 is connected to the mover 202, and the bearing outer mounting seat 603 is connected to the support component 3.
  • the inner ring of the bearing may be fixedly connected to the support component 3
  • the outer ring of the bearing may be fixedly connected to the mover 202, which is not limited to this embodiment.
  • the rotation decoupling component 6 is used to achieve decoupling of the support component 3 from the vertical drive component 2 when the support component 3 rotates, that is, the vertical drive component 2 does not rotate with the support component 3.
  • FIG. 4 another structural schematic diagram of the rotational decoupling component 6 is shown, including a connecting block 611, a first ball 612 and a second ball 613, the upper end of the connecting block 611 is fixedly connected to the supporting component 3, the lower end of the connecting block 611 is rotationally connected to the mover 202 through the first ball 612, the connecting block 611 and the mover 202 are parallel to the opposite surfaces of the rotating axis respectively provided with grooves matching the first ball 612, wherein at least one groove is an annular groove; a plurality of second balls 613 are located between the lower surface of the supporting component 3 and the upper surface of the mover 202 to rotationally connect the supporting component 3 and the mover 202, the lower surface of the supporting component 3 and the upper surface of the mover 202 are respectively provided with grooves matching the second ball 613, wherein at least one groove is an annular groove.
  • the handover device also includes a flexible connector 11. As shown in Figure 7, the flexible connector 11 is arranged in the second through hole, the outer side of the flexible connector 11 is connected to the bearing device 5, and the inner side of the flexible connector 11 is connected to the transmission component 10, wherein the inner side of the flexible connector 11 is an arc-shaped structure with the middle part protruding from the upper and lower parts.
  • the handover device is also provided with an electrical limit component and a mechanical limit component, which are respectively used for upper and lower electrical safety limits and upper and lower mechanical safety limits when the supporting component 3 moves vertically.
  • the transmission component 10 includes a linear bearing or a guide rail slider, as shown in Figure 11.
  • the transmission component 10 adopts a guide rail slider
  • the slide fixing part is fixedly connected to the rotating base 8
  • the slider moving part is fixedly connected to the support component 3.
  • the transmission component 10 provides guidance for the vertical movement of the support component 3.
  • the transmission component 10 fixes the relative position of the support component 3 and the carrying device 5.
  • the rotating component rotates under the drive of the rotating drive component 4, it can better drive the support component 3 and the carrying device 5 to rotate synchronously.
  • the external bearing 15 is located outside the rotating base 8 , the outer ring of the external bearing 15 is fixedly connected to the base 1 , and the inner ring of the external bearing 15 is rotatably connected to the outer side of the rotating base 8 to guide the rotation of the rotating base 8 .

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Abstract

本申请提供了一种交接装置，其包括底座、升降部件和旋转部件，升降部件包括支撑部件和用以驱动支撑部件做升降运动的垂向驱动部件，旋转部件包括旋转驱动部件和位于升降部件上方的承载装置，旋转驱动部件能够驱动支撑部件和承载装置做同步旋转运动，其中，垂向驱动部件和支撑部件之间设有旋转解耦部件以实现支撑部件做旋转运动时垂向驱动部件静止。本申请的交接装置中支撑部件的旋转运动与动子的垂向运动解耦，解决气路和线缆的缠绕扭曲问题，提高系统可靠性，延长装置的寿命。另外，支撑爪随承载装置一起旋转，相较于不随承载装置旋转的设备，能够缩短一个承载装置厚度的垂向运动行程，解决交接行程过长的问题，提高交接效率。

Description

交接装置
本申请要求于2022年12月27日提交至中国国家知识产权局、申请号为2022116794744、申请名称为“一种交接装置”的专利申请的优先权。
技术领域
本申请属于集成电路制造领域，涉及一种交接装置。
背景技术
随着大规模集成电路装备器件集成度不断提高，装备的工件台通常需要具备晶圆的交接功能，比如在光刻设备，量测设备等领域。为了实现晶圆的交接功能，装备工件台需要设置晶圆交接装置。
现有的晶圆交接装置通常采用电机或气缸来对交接爪进行垂向运动驱动，当装配工件台具备旋转的自由度时，通常整个交接装置跟随吸盘同步转动。由此必然带来交接装置的线缆、气管的缠绕问题及因疲劳造成的可靠性问题，影响整个工件台的维护周期、可靠性及寿命等。
在专利CN205176483U中提出一种晶圆交接装置，升降爪安装在吸盘下方且由吸盘带动进行同步转动，由若干个气缸驱动进行垂向运动，升降爪底部为球面，气缸顶部与一平面板连接，平面板推动升降爪进行垂向运动，通过球面与平面的解耦接触进行运动解耦，当升降爪下降时由弹簧拉回初始位置。由于存在气路解耦的问题，该升降爪难以通真空，不具备吸附功能，且多个气缸的同步性难以控制，从而影响了承托晶圆的安全性和交接精度。
在专利CN103309176B中提出一种晶圆交接装置，支撑部件与动子结构固定连接在一起，而音圈电机的动子结构与定子结构通过微型滚珠导轨连接，实现垂向导向，却同样限制了各自旋转的自由度。因此，当支撑部件随吸盘同步转动时，也会带动整个支撑交接装置一起同步转动，进而与该装置连接的气路和线缆也随之转动，造成纠缠扭曲，从而影响该装置的可靠性和寿命。
在专利CN110032044A中提出一种晶圆交接装置，由升降驱动单元驱动承载体的升降，旋转驱动单元驱动承载体旋转的同时也带动了升降驱动单元旋转，即整个装置同步旋转，进而与该装置连接的气路和线缆也随之转动，造成纠缠扭曲。
因此，如何提供一种交接装置，以实现交接装置的垂向运动与旋转运动的解耦，避免因旋转造成的气管、线缆纠缠扭曲，提高整个装置的可靠性和寿命，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于以上现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种交接装置，用于解决现有技术中的交接装置跟随吸盘同步转动，造成交接装置的线缆、气管缠绕扭曲等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种交接装置，包括：
底座，包括底座底部与底座侧墙，底座底部与底座侧墙围成一收容空间；
升降部件，包括位于底座底部上的垂向驱动部件和位于垂向驱动部件上方的支撑部件，其中，垂向驱动部件包括定子与动子，定子安装于底座底部，动子安装于定子上且可相对于定子做垂向运动；支撑部件能够随动子做升降运动，支撑部件的上端设有多个支撑爪；
旋转部件，包括位于支撑部件外侧的旋转驱动部件和位于升降部件上方的承载装置，旋转部件能够相对于底座旋转，旋转驱动部件驱动支撑部件和承载装置做同步旋转运动，支撑部件能相对承载装置做升降运动；
升降部件还包括旋转解耦部件，旋转解耦部件位于垂向驱动部件和支撑部件之间，垂向驱动部件和支撑部件之间通过旋转解耦部件转动连接，以使支撑部件做旋转运动时垂向驱动部件不随支撑部件做旋转运动。
可选地，旋转解耦部件包括双圈轴承，双圈轴承包括轴承内圈与轴承外圈且轴承内圈与轴承外圈能够做相对旋转运动，轴承内圈与动子固定连接，轴承外圈与支撑部件固定连接；或轴承外圈与动子固定连接，轴承内圈与支撑部件固定连接。
可选地，旋转解耦部件包括连接块、第一滚珠和第二滚珠，连接块的上端与支撑部件固定连接，连接块的下端与动子之间通过第一滚珠转动连接，连接块和动子平行于旋转轴的相对面各设有与第一滚珠相配适的凹槽，其中至少一个凹槽为环形凹槽；多个第二滚珠位于支撑部件的下表面与动子的上表面之间以使支撑部件和动子转动连接，支撑部件的下表面与动子的上表面分别设有与第二滚珠相配适的凹槽，其中至少一个凹槽为环形凹槽。
可选地，交接装置还包括旋转约束部件，旋转约束部件的一端与定子连接，旋转约束部件的另一端与动子连接，当支撑部件做旋转运动时旋转约束部件以限制动子旋转。
可选地，旋转约束部件包括导轨，导轨位于垂向驱动部件的外部以约束动子旋转，导轨包括导轨固定部及与导轨固定部相配适的导轨垂向移动部，导轨固定部与定子固定连接，导轨垂向移动部与动子固定连接。
可选地，旋转约束部件包括滚珠花键，滚珠花键位于垂向驱动部件的内部以约束动子旋转，滚珠花键包括轴套及与轴套相配适的轴杆，轴套与定子固定连接，轴杆与动子固定连接。
可选地，旋转部件还包括旋转底座和顶部盖板，其中，旋转底座环设在垂向驱动部件、支撑部件及旋转解耦部件的外侧并与旋转驱动部件的动子连接，旋转驱动部件的定子与底座连接，顶部盖板位于旋转底座的上方与旋转底座连接，顶部盖板中设有在垂直方向贯穿顶部盖板的第一通孔，承载装置位于顶部盖板上方与顶部盖板固定连接，承载装置中设有在垂直方向上贯穿承载装置的第二通孔，第一通孔与第二通孔的位置在垂直方向上相对应，支撑爪 于第一通孔和第二通孔中做垂向运动，其中，旋转驱动部件驱动旋转底座旋转时，进而带动顶部盖板、承载装置和支撑部件旋转。
可选地，交接装置还包括传动部件，传动部件位于支撑部件与旋转部件之间，传动部件带动支撑部件跟随承载装置做同步旋转运动且能够为支撑部件的升降运动提供导向。
可选地，传动部件位于第一通孔或第二通孔中，传动部件的内侧与支撑爪连接，传动部件的外侧与顶部盖板或承载装置连接。
可选地，交接装置还包括柔性连接件，柔性连接件设置于第二通孔中，柔性连接件的外侧与承载装置连接，柔性连接件的内侧与传动部件连接，其中，柔性连接件的内侧呈中部凸出于上下部的弧形结构；或柔性连接件设置于第一通孔中，柔性连接件的外侧与顶部盖板连接，柔性连接件的内侧与传动部件连接，其中，柔性连接件的内侧呈中部凸出于上下部的弧形结构。
可选地，传动部件位于支撑部件的外侧与旋转底座的内侧之间，传动部件的外侧与旋转底座的内侧连接，传动部件的内侧与支撑部件的外侧连接。
可选地，交接装置还包括柔性连接件，柔性连接件设置在传动部件与旋转底座之间，柔性连接件包括第一部、第二部及分别与第一部和第二部连接的柔性变形部，第一部与传动部件连接，第二部与旋转底座连接。
可选地，支撑爪的顶端设有吸附头，支撑部件内设有第一气路，第一气路的一端延伸至吸附头，第一气路的另一端延伸至旋转解耦部件区域；动子内部设有第二气路，第二气路的一端延伸至旋转解耦部件区域与第一气路连通，第二气路的另一端从动子的侧边顶部引出与抽气装置连接。
可选地，旋转解耦部件设有避空区域，第一气路与第二气路在避空区域连通且采用密封圈密封，第一气路与第二气路的连接点在支撑部件的旋转轴上；或者
支撑部件还包括设置在避空区域内的环形气槽，环形气槽与支撑部件的旋转轴同轴，第一气路与第二气路分别与环形气槽连通，其中第二气路与环形气槽连通且采用密封圈密封。
可选地，旋转解耦部件区域设有第三气路，第三气路在垂直方向上贯穿旋转解耦部件，第三气路的一端与第一气路连通且通过密封圈密封，第三气路的另一端与第二气路连通且通过密封圈密封，第三气路与支撑部件的旋转轴重合，或第三气路为与支撑部件旋转轴同轴的环形气槽。
可选地，垂向驱动部件包括音圈电机，音圈电机包括磁钢与线圈，线圈围绕于磁钢，线圈构成定子，磁钢构成动子；或磁钢构成定子，线圈构成动子，其中，线圈中设置有磁块。
如上，本申请的交接装置中支撑部件的旋转运动与动子的垂向运动解耦，能够使得位于动子部分的气管和线路不随支撑部件旋转，解决气路和线缆的缠绕扭曲问题，提高系统可靠 性，延长装置的寿命；另外，支撑爪随承载装置一起旋转，相较于不随承载装置旋转的设备，能够缩短一个承载装置厚度的垂向运动行程，解决交接行程过长的问题，提高交接效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1显示为本申请实施例一中提供的交接装置的结构示意图。
图2显示为本申请实施例一中的垂向驱动部件的结构示意图。
图3显示为本申请实施例一中的第一种旋转解耦部件及其周围部分部件的结构示意图。
图4显示为本申请实施例一中的第二种旋转解耦部件及其周围部分部件的结构示意图。
图5显示为本申请实施例一中的第一种旋转约束部件的结构示意图。
图6显示为本申请实施例一中的第二种旋转约束部件及其周围部分部件的结构示意图。
图7显示为本申请实施例一中的传动部件的结构示意图。
图8显示为本申请实施例一中第一气路和第二气路在避空区域连通的结构示意图。
图9显示为本申请实施例一中第一气路和第二气路通过第三气路连通的结构示意图。
图10显示为本申请实施例二中提供的交接装置的结构示意图。
图11显示为本申请实施例二中传动部件安装于支撑部件的立体结构示意图。
图12显示为本申请实施例二中柔性连接件安装于传动部件的立体结构示意图。
图13显示为本申请实施例二中的柔性连接件的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、底座；100、底座底部；101、底座侧墙；
2、垂向驱动部件；201、定子；202、动子；203、安装座；21、音圈电机；211、磁钢；
212、线圈；213、磁块；214、背铁；
3、支撑部件；301、支撑爪；302、吸附头；303、第一气路；304、第二气路；305、密
封圈；306、第三气路；
4、旋转驱动部件；5、承载装置；
6、旋转解耦部件；601、双圈轴承；602、轴承内安装座；603、轴承外安装座；604、轴
承内压环；605、轴承外压环；611、连接块；612、第一滚珠；613、第二滚珠；
7、旋转约束部件；70、导轨；701、导轨固定部；702、导轨垂向移动部；71、滚珠花键；
711、轴套；712、轴杆；
8、旋转底座；9、顶部盖板；10、传动部件；
11、柔性连接件；1101、第一部；1102、第二部；1103、柔性变形部；
12、旋转检测部件；13、垂向检测部件；14、弹性部件；15、外部轴承。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图13。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
本实施例提供一种交接装置，请参阅图1，该交接装置包括底座1、升降部件和旋转部件，其中，底座1包括底座底部100与底座侧墙101，底座底部100与底座侧墙101围成一收容空间，升降部件包括位于底座底部100上的垂向驱动部件2和位于垂向驱动部件2上方的支撑部件3，垂向驱动部件2包括定子201与动子202，定子201安装于底座底部100，动子202安装于定子201上且可相对于定子201做升降运动，支撑部件3的上端设有多个支撑爪301，旋转部件包括位于支撑部件3外侧的旋转驱动部件4和位于升降部件上方的承载装置5，旋转部件能够相对于底座1旋转，旋转驱动部件4驱动支撑部件3和承载装置5做同步旋转运动，支撑部件3能够相对于承载装置5做升降运动，升降部件还包括旋转解耦部件6，旋转解耦部件6位于垂向驱动部件2和支撑部件3之间，垂向驱动部件2和支撑部件3之间通过旋转解耦部件6转动连接，以使支撑部件3做旋转运动时垂向驱动部件2不随支撑部件3做旋转运动。
作为示例，底座1用于安装各部件并起到保护壳的作用，垂向驱动部件2还包括安装座203，安装座203设置与定子201与底座底部100之间且与底座1之间可拆卸，方便维护拆卸。
作为示例，如图2所示，垂向驱动部件2包括音圈电机21，音圈电机21包括磁钢211和围绕于磁钢211的线圈212，其中，磁钢211构成动子202，线圈212构成定子201，通过对线圈212通电产生与磁钢211同种磁性或异种磁性驱动磁钢211升降，进而带动旋转解耦部件6和支撑部件3升降。较优地，音圈电机21采用带重力补偿的磁浮一体式音圈电机，在线圈212中间增加磁块213实现磁浮功能，从而达到重力补偿的效果，使音圈电机21的出力更加 均匀，进而使支撑部件3的运动更加平稳；同时减小了音圈电机21的出力，也可减小音圈电机21的工作电流，从而降低产生的热量，线圈212的外侧设有背铁214。在其他示例中，也可以为磁钢211构成定子201，线圈212构成动子202，不以本实施例为限制。需要说明的是，本实施例为平衡输出力和运动精度选用了音圈电机21作为垂向驱动部件2，在其他情况下，也可选择不同的电机作为垂直驱动部件，如平面电机、步进电机等，这里不做限制。
作为示例，旋转驱动部件4包括扭矩电机，扭矩电机包括电机定子与电机动子，电机定子与底座1连接，电机动子用以驱动承载装置5和支撑部件3旋转。在其他示例中，旋转驱动部件4可以是其他旋转电机，不以本实施例为限制。
作为示例，承载装置5包括吸盘，用于吸附晶圆。
作为示例，如图3所示，旋转解耦部件6包括双圈轴承601，双圈轴承601包括轴承内圈与轴承外圈，且轴承内圈与轴承外圈能够做相对旋转运动，轴承内圈与动子202固定连接，轴承外圈与支撑部件3固定连接，旋转解耦部件6还包括轴承内安装座602、轴承外安装座603、轴承内压环604及轴承外压环605，轴承内安装座602位于双圈轴承601内侧，轴承内压环604用于将轴承内圈与轴承内安装座602压合连接，轴承外安装座603位于双圈轴承601外侧，轴承外压环605用于将轴承外圈与轴承外安装座603压合连接，其中，轴承内安装座602与动子202连接，轴承外安装座603与支撑部件3连接。在其他示例中，也可以轴承内圈与支撑部件3固定连接，轴承外圈与动子202固定连接，不以本实施例为限制。旋转解耦部件6用于实现支撑部件3旋转时与垂向驱动部件2解耦，即垂向驱动部件2不随支撑部件3旋转。
作为示例，垂向驱动部件2不随支撑部件3旋转一方面能够避免气路和线缆的缠绕扭曲，另一方面能够减小旋转驱动部件4的驱动质量，提高旋转精度。
作为示例，进一步地，垂向驱动部件2的动子202可作为轴承内安装座602，以简化结构使结构紧凑，同样的，支撑部件3也可同时作为轴承外安装座603。
作为示例，如图4所示，显示为旋转解耦部件6的另一种结构示意图，包括连接块611、第一滚珠612和第二滚珠613，连接块611的上端与支撑部件3固定连接，连接块611的下端与动子202之间通过第一滚珠612转动连接，连接块611和动子202平行于旋转轴的相对面各设有与第一滚珠612相配适的凹槽，其中至少一个凹槽为环形凹槽；多个第二滚珠613位于支撑部件3的下表面与动子202的上表面之间以使支撑部件3和动子202转动连接，支撑部件3的下表面与动子202的上表面分别设有与第二滚珠613相配适的凹槽，其中至少一个凹槽为环形凹槽。优选的，连接块611的内侧面和动子202的外侧面相对设置，即连接块611设置在动子202外侧，其中动子202上相对第一滚珠612和第二滚珠613的凹槽均为环形凹槽。
作为示例，交接装置还包括旋转约束部件7，旋转约束部件7的一端与定子201连接，旋转约束部件7的另一端与动子202连接，当支撑部件3做旋转运动时旋转约束部件7以限制动子202旋转。
作为示例，如图5所示，旋转约束部件7包括导轨70，导轨70位于垂向驱动部件2的外侧以约束动子202旋转，导轨70包括导轨固定部701及与导轨固定部701相配适的导轨垂向移动部702，导轨固定部701与定子201固定连接，导轨垂向移动部702与动子202固定连接，旋转约束部件7不仅可限制动子202旋转，同时可为动子202提供垂向运动导向。较佳地，导轨70采用交叉滚珠导轨，导轨固定部701与导轨垂向移动部702之间设有交叉滚珠以降低导轨固定部701与导轨垂向移动部702之间的运动摩擦力，提高垂向运动精度。
作为示例，如图6所示，显示为旋转约束部件7的另一种结构示意图，包括滚珠花键71，滚珠花键71位于垂向驱动部件2的内部以约束动子202旋转，滚珠花键71包括轴套711与轴杆712，轴套711与定子201固定连接，轴杆712与动子202固定连接。在一示例中，轴套711中设置有方形滑道，轴杆712为与方形滑道相配适的方形轴杆；在另一示例中，轴套711中设置有圆形滑道，轴杆712为与圆形滑道相配适的圆形轴杆，其中，圆形滑道内设置有限位槽，使得轴杆712只能在垂向上做升降运动，不能在水平方向上转动。
作为示例，旋转部件还包括旋转底座8和顶部盖板9，其中旋转底座8环设在垂向驱动部件2、支撑部件3及旋转解耦部件6的外侧并与旋转驱动部件4的动子连接，旋转驱动部件4的定子与底座1连接，顶部盖板9位于旋转底座8的上方与旋转底座8连接，顶部盖板9中设有在垂直方向上贯穿顶部盖板9的第一通孔，承载装置5位于顶部盖板9上与顶部盖板9固定连接，承载装置5中设有在垂直方向上贯穿承载装置5的第二通孔，第一通孔和第二通孔的位置在垂直方向上相对应，支撑爪301于第一通孔和第二通孔中做垂向运动，其中，旋转驱动部件4驱动旋转底座8旋转时，进而带动顶部盖板9、承载装置5和支撑部件3旋转。
作为示例，所示交接装置还包括传动部件10，传动部件10位于第二通孔中，传动部件10包括直线轴承，传动部件10的内侧与支撑爪301连接，传动部件10的外侧与承载装置5连接，传动部件10一方面固定了支撑部件3和承载装置5的相对位置，能更好的带动支撑部件3跟随承载装置5做同步旋转，另一方面能够为支撑部件3的升降运动提供导向；在另一示例中，传动部件10位于第一通孔中，传动部件10的内侧与支撑爪301连接，传动部件10的外侧与顶部盖板9连接。
作为示例，旋转约束部件7和传动部件10均具有垂向导向作用，因此存在过约束的问题，影响运动的稳定性及结构部件的寿命，交接装置还包括柔性连接件11，如图7所示，柔性连接件11设置于第二通孔中，柔性连接件11的外侧与承载装置5连接，柔性连接件11的内侧与传动部件10连接，其中，柔性连接件11的内侧呈中部凸出于上下部弧形结构，当旋转约束部件7和传动部件10过约束时传动部件10能够发生倾斜解决过约束；在另一示例中，当传动部件10位于第一通孔中时，柔性连接件11设置于第一通孔中，柔性连接件11的外侧与顶部盖板9连接，柔性连接件11的内侧与传动部件10连接。
作为示例，如图8所示，支撑爪301的顶端设有吸附头302，支撑部件3内设有第一气路303，第一气路303的一端延伸至吸附头302与吸附头302连通，第一气路303的另一端延伸至旋转解耦部件6区域，动子202内部设有第二气路304，第二气路304的一端延伸至旋转解耦部件6区域，并与第一气路303连通。其中，旋转解耦部件6设有避空区域，第一气路303 和第二气路304在避空区域连通且采用密封圈305密封，两条气路的连接点在支撑部件3的旋转轴上，即连接点不会因为支撑部件3的旋转而改变位置，第二气路304的另一端从动子202的侧边顶部引出与抽气装置连接。当然，请参阅图6，也可在避空区域设置与支撑部件3的旋转轴同轴的环形气槽，第一气路303和第二气路304分别与环形气槽连通，第二气路304与环形气槽连通且采用密封圈305密封。在一示例中，如图9所示，旋转解耦部件6不设置避空区域，在旋转解耦部件6区域设置第三气路306，第三气路306在垂直方向上贯穿旋转解耦部件6区域，第三气路306的一端与第一气路303连通且通过密封圈305密封，第三气路306的另一端与第二气路304连通且通过密封圈305密封，第三气路306与支撑部件3的旋转轴重合，或者第三气路306为与支撑部件3的旋转轴同轴的环形气槽。
作为示例，交接装置还包括旋转检测部件12，旋转检测部件12位于旋转底座8的底部用于检测旋转位置信息。
作为示例，交接装置还包括垂向检测部件13，垂向检测部件13包括尺带部分与读头部分，尺带部分与动子202固定连接，读头部分与定子201固定连接于同一底板，用于检测升降位置信息。
作为示例，交接装置还包括弹性部件14，弹性部件14沿垂向设置，弹性部件14的一端与定子201固定连接，另一端与动子202固定连接，当垂向驱动部件2断电时，支撑部件3能够在弹性部件14的弹性作用下恢复至初始位置，用于垂向运动复位。弹性部件14包括拉簧。
作为示例，交接装置还包括外部轴承15，外部轴承15位于旋转底座8的内侧，外部轴承15的内圈与底座1固定连接，外部轴承15的外圈与旋转底座8的内侧转动连接，为旋转底座8的旋转导向。
作为示例，交接装置还设置有电气限位部件及机械限位部件，分别用于支撑部件3垂向运动时的上下电气安全限位及上下机械安全限位。
本实施例的交接装置中，当旋转驱动部件4带动旋转部件绕中心轴线旋转时，与支撑部件3连接的旋转解耦部件6部分(轴承外圈)也同步旋转，由于旋转约束部件7限制了动子202相对于定子201的旋转，动子202及固定连接与动子202的旋转解耦部件6部分(轴承内圈)静止不动，从而实现支撑部件3的旋转运动与动子202的垂向运动的解耦，能够使得位于动子202部分的气管和线路不随支撑部件3旋转，解决气路和线缆的缠绕扭曲问题，提高系统可靠性，延长装置的寿命；并且，支撑爪301随承载装置5一起旋转，相较于不随承载装置5旋转的设备，能够缩短一个承载装置5厚度的垂向运动行程，解决交接行程过长的问题，提高交接效率。
实施例二
本实施例提供一种交接装置，请参阅图10，本实施例的交接装置与实施例一的主要区别在于，传动部件10位于支撑部件3的外侧与旋转底座8的内侧之间，传动部件10的外侧与旋转底座8的内侧连接，传动部件10的内侧与支撑部件3的外侧连接。
作为示例，传动部件10包括直线轴承或导轨滑块等，如图11所示，本实施例中传动部件10采用导轨滑块，滑道固定部与旋转底座8固定连接，滑块移动部与支撑部件3固定连接，传动部件10为支撑部件3的垂向运动提供导向，同时传动部件10固定了支撑部件3和承载装置5的相对位置，当旋转部件在旋转驱动部件4的驱动下做旋转运动时，可更好的带动支撑部件3与承载装置5同步旋转。
作为示例，本实施例的柔性连接件11设置于传动部件10与旋转底座8之间，如图12所示，显示为柔性连接件11安装于传动部件10的结构示意图，如图13所示，显示为柔性连接件11的结构示意图，包括第一部1101、第二部1102及分别与第一部1101和第二部1102连接的柔性变形部1103，其中，第一部1101包括纵向支板和位于纵向支板顶端沿远离传动部件10一侧凸出于纵向支板的横向支板，纵向支板上设置有安装孔用于与传动部件10连接，第二部1102包括“T”型横板，“T”型横板上设置有安装孔用于与旋转底座8连接，第一部1101的横向支板与第二部1102的“T”型横板相平行，柔性变形部1103呈上端与下端的横截面大于中间部分的“沙漏”状，柔性变形部1103位于第一部1101的横向支板与第二部1102的“T”型横板之间且两端分别与第一部1101的横向支板与第二部1102的“T”型横板连接；当旋转约束部件7和传动部件10过约束时柔性连接件11的柔性变形部1103能够发生形变解决过约束。
作为示例，外部轴承15位于旋转底座8的外侧，外部轴承15的外圈与底座1固定连接，外部轴承15的内圈与旋转底座8的外侧转动连接，为旋转底座8的旋转导向。
综上所述，本申请的交接装置中支撑部件的旋转运动与动子的垂向运动解耦，能够使得位于动子部分的气管和线路不随支撑部件旋转，解决气路和线缆的缠绕扭曲问题，提高系统可靠性，延长装置的寿命；另外，支撑爪随承载装置一起旋转，相较于不随承载装置旋转的设备，能够缩短一个承载装置厚度的垂向运动行程，解决交接行程过长的问题，提高交接效率。所以，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (16)

  1. 一种交接装置，其特征在于，包括：
    底座(1)，包括底座底部(100)与底座侧墙(101)，所述底座底部(100)与所述底座侧墙(101)围成一收容空间；
    升降部件，包括位于所述底座底部(100)上的垂向驱动部件(2)和位于所述垂向驱动部件(2)上方的支撑部件(3)，其中，所述垂向驱动部件(2)包括定子(201)与动子(202)，所述定子(201)安装于所述底座底部(100)，所述动子(202)安装于所述定子(201)上且可相对于所述定子(201)做垂向运动；所述支撑部件(3)能够随所述动子(202)做升降运动，所述支撑部件(3)的上端设有多个支撑爪(301)；
    旋转部件，包括位于所述支撑部件(3)外侧的旋转驱动部件(4)和位于所述升降部件上方的承载装置(5)，所述旋转部件能够相对于所述底座(1)旋转，所述旋转驱动部件(4)驱动所述支撑部件(3)和所述承载装置(5)做同步旋转运动，所述支撑部件(3)能相对所述承载装置(5)做升降运动；
    所述升降部件还包括旋转解耦部件(6)，所述旋转解耦部件(6)位于所述垂向驱动部件(2)和所述支撑部件(3)之间，所述垂向驱动部件(2)和所述支撑部件(3)之间通过所述旋转解耦部件(6)转动连接，以使所述支撑部件(3)做旋转运动时所述垂向驱动部件(2)不随所述支撑部件(3)做旋转运动。
  2. 根据权利要求1所述的交接装置，其特征在于，所述旋转解耦部件(6)包括双圈轴承(601)，
    所述双圈轴承(601)包括轴承内圈与轴承外圈，所述轴承内圈与所述轴承外圈能够做相对旋转运动；
    所述轴承内圈与所述动子(202)固定连接，所述轴承外圈与所述支撑部件(3)固定连接；或者
    所述轴承外圈与所述动子(202)固定连接，所述轴承内圈与所述支撑部件(3)固定连接。
  3. 根据权利要求1所述的交接装置，其特征在于，所述旋转解耦部件(6)包括连接块(611)、第一滚珠(612)和第二滚珠(613)，所述连接块(611)的上端与所述支撑部件(3)固定连接，所述连接块(611)的下端与所述动子(202)之间通过所述第一滚珠(612)转动连接，所述连接块(611)和所述动子(202)平行于旋转轴的相对面各设有与所述第一滚珠(612)相配适的凹槽，其中至少一个凹槽为环形凹槽；多个所述第二滚珠(613)位于所述支撑部件(3)的下表面与所述动子(202)的上表面之间以使所述支撑部件(3)和所述动子(202)转动连接，所述支撑部件(3)的下表面与所述动子(202)的上表面分别设有与所述第二滚珠(613)相配适的凹槽，其中至少一个凹槽为环形凹槽。
  4. 根据权利要求1所述的交接装置，其特征在于，所述交接装置还包括旋转约束部件(7)，所述旋转约束部件(7)的一端与所述定子(201)连接，所述旋转约束部件(7)的另一 端与所述动子(202)连接，当所述支撑部件(3)做旋转运动时所述旋转约束部件(7)以限制所述动子(202)旋转。
  5. 根据权利要求4所述的交接装置，其特征在于，所述旋转约束部件(7)包括导轨(70)，所述导轨(70)位于所述垂向驱动部件(2)的外部以约束所述动子(202)旋转，所述导轨(70)包括导轨固定部(701)及与所述导轨固定部(701)相配适的导轨垂向移动部(702)，所述导轨固定部(701)与所述定子(201)固定连接，所述导轨垂向移动部(702)与所述动子(202)固定连接。
  6. 根据权利要求4所述的交接装置，其特征在于，所述旋转约束部件(7)包括滚珠花键(71)，所述滚珠花键(71)位于所述垂向驱动部件(2)的内部以约束所述动子(202)旋转，所述滚珠花键(71)包括轴套(711)及与所述轴套(711)相配适的轴杆(712)，所述轴套(711)与所述定子(201)固定连接，所述轴杆(712)与所述动子(202)固定连接。
  7. 根据权利要求1所述的交接装置，其特征在于，所述旋转部件还包括旋转底座(8)和顶部盖板(9)，其中，所述旋转底座(8)环设在所述垂向驱动部件(2)、所述支撑部件(3)及所述旋转解耦部件(6)的外侧并与所述旋转驱动部件(4)的动子连接，所述旋转驱动部件(4)的定子与底座(1)连接，所述顶部盖板(9)位于所述旋转底座(8)的上方与所述旋转底座(8)连接，所述顶部盖板(9)中设有在垂直方向贯穿所述顶部盖板(9)的第一通孔，所述承载装置(5)位于所述顶部盖板(9)上方与所述顶部盖板(9)固定连接，所述承载装置(5)中设有在垂直方向上贯穿所述承载装置(5)的第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔的位置在垂直方向上相对应，所述支撑爪(301)于所述第一通孔和所述第二通孔中做垂向运动，其中，所述旋转驱动部件(4)驱动所述旋转底座(8)旋转时，进而带动所述顶部盖板(9)、所述承载装置(5)和所述支撑部件(3)旋转。
  8. 根据权利要求7所述的交接装置，其特征在于，所述交接装置还包括传动部件(10)，所述传动部件(10)位于所述支撑部件(3)与所述旋转部件之间，所述传动部件(10)带动所述支撑部件(3)跟随所述承载装置(5)做同步旋转运动且能够为所述支撑部件(3)的升降运动提供导向。
  9. 根据权利要求8所述的交接装置，其特征在于，所述传动部件(10)位于所述第一通孔或所述第二通孔中，所述传动部件(10)的内侧与所述支撑爪(301)连接，所述传动部件(10)的外侧与所述顶部盖板(9)或所述承载装置(5)连接。
  10. 根据权利要求9所述的交接装置，其特征在于，所述交接装置还包括柔性连接件(11)；
    所述柔性连接件(11)设置于所述第二通孔中，所述柔性连接件(11)的外侧与所述承载装置(5)连接，所述柔性连接件(11)的内侧与所述传动部件(10)连接，其中，所述柔性连接件(11)的内侧呈中部凸出于上下部的弧形结构；或者
    所述柔性连接件(11)设置于所述第一通孔中，所述柔性连接件(11)的外侧与所 述顶部盖板(9)连接，所述柔性连接件(11)的内侧与所述传动部件(10)连接，其中，所述柔性连接件(11)的内侧呈中部凸出于上下部的弧形结构。
  11. 根据权利要求8所述的交接装置，其特征在于，所述传动部件(10)位于所述支撑部件(3)的外侧与所述旋转底座(8)的内侧之间，所述传动部件(10)的外侧与所述旋转底座(8)的内侧连接，所述传动部件(10)的内侧与所述支撑部件(3)的外侧连接。
  12. 根据权利要求11所述的交接装置，其特征在于，所述交接装置还包括柔性连接件(11)，所述柔性连接件(11)设置在所述传动部件(10)与所述旋转底座(8)之间，所述柔性连接件(11)包括第一部(1101)、第二部(1102)及分别与所述第一部(1101)和所述第二部(1102)连接的柔性变形部(1103)，所述第一部(1101)与所述传动部件(10)连接，所述第二部(1102)与所述旋转底座(8)连接。
  13. 根据权利要求1所述的交接装置，其特征在于，所述支撑爪(301)的顶端设有吸附头(302)，所述支撑部件(3)内设有第一气路(303)，所述第一气路(303)的一端延伸至所述吸附头(302)，所述第一气路(303)的另一端延伸至所述旋转解耦部件(6)区域；所述动子(202)内部设有第二气路(304)，所述第二气路(304)的一端延伸至所述旋转解耦部件(6)区域与所述第一气路(303)连通，所述第二气路(304)的另一端从所述动子(202)的侧边顶部引出与抽气装置连接。
  14. 根据权利要求13所述的交接装置，其特征在于，
    所述旋转解耦部件(6)设有避空区域，所述第一气路(303)与所述第二气路(304)在所述避空区域连通且采用密封圈(305)密封，所述第一气路(303)与所述第二气路(304)的连接点在所述支撑部件(3)的旋转轴上；或者
    所述支撑部件(3)还包括设置在所述避空区域内的环形气槽，所述环形气槽与所述支撑部件(3)的旋转轴同轴，所述第一气路(303)与所述第二气路(304)分别与所述环形气槽连通，其中所述第二气路(304)与所述环形气槽连通且采用密封圈(305)密封。
  15. 根据权利要求13所述的交接装置，其特征在于，所述旋转解耦部件(6)区域设有第三气路(306)，所述第三气路(306)在垂直方向上贯穿所述旋转解耦部件(6)，所述第三气路(306)的一端与所述第一气路(303)连通且通过密封圈(305)密封，所述第三气路(306)的另一端与所述第二气路(304)连通且通过密封圈(305)密封；
    所述第三气路(306)与所述支撑部件(3)的旋转轴重合；或者，所述第三气路(306)为与所述支撑部件(3)的旋转轴同轴的环形气槽。
  16. 根据权利要求1所述的交接装置，其特征在于，所述垂向驱动部件(2)包括音圈电机(21)，所述音圈电机(21)包括磁钢(211)与线圈(212)，所述线圈(212)围绕于所述磁钢(211)，所述线圈(212)中设置有磁块(213)；
    所述线圈(212)构成所述定子(201)，所述磁钢(211)构成所述动子(202)；或者
    所述磁钢(211)构成所述定子(201)，所述线圈(212)构成所述动子(202)。
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