[實用新型]一種利用彈簧夾子的晶圓夾持裝置有效

申請號：	201220307350.9	申請日：	2012-06-27
公開（公告）號：	CN202678300U	公開（公告）日：	2013-01-16
發明（設計）人：	楊開明;朱煜;李鑫;汪勁松;尹文生;胡金春;張鳴;徐登峰;穆海華;崔樂卿;余東東	申請（專利權）人：	清華大學
主分類號：	H01L21/687	分類號：	H01L21/687
代理公司：	北京鴻元知識產權代理有限公司 11327	代理人：	邸更巖
地址：	100084 北京市海淀區1***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種利用彈簧夾子夾持裝置
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【說明書】：

技術領域

本實用新型涉及晶圓夾持裝置，主要應用于半導體晶圓加工設備中，屬于超精密加工領域。

背景技術

在半導體制造過程中，如晶圓的清洗、拋光等，在片盒-片盒、片盒-腔室之間存在對晶圓進行的大量傳輸，因此設計出一種安全有效的晶圓夾持裝置是半導體行業研究的熱點之一。

專利US2006/0182561A1的晶圓傳輸裝置如圖10(a)、圖10(b)所示。晶圓托盤20具有圓槽24，21a、22a、24a、24b為圓形臺階。當托盤抓取并傳輸晶圓時，晶圓底面與臺階24a、24b的表面接觸，24a、24b對晶圓起到支撐的作用。晶圓的邊緣與臺階21a、臺階22a的側面接觸，限制了晶圓水平方向的移動。該裝置可以用于半導體行業中晶圓的傳輸，但這種結構存在一定的不足：①用于固定晶圓的圓槽24、臺階21a、22a、24a、24b的尺寸已經固定，因此該裝置受到晶圓直徑尺寸的限制，只能傳輸尺寸固定的晶圓。②高速傳輸過程中，臺階21a、22a的側面與晶圓邊緣剛性接觸發生碰撞，容易使晶圓破損。③在抓取晶圓時，如果機械手末端執行器存在定位誤差，晶圓不能落在臺階24a、24b上，在傳輸過程中將使晶圓脫落。

專利US6276731B1晶圓傳輸裝置如圖11所示。晶圓承載區為2，在承載區2處加工出具有臺階的圓槽，分別為臺階3、臺階4。臺階3的內徑比晶圓稍大，高度與晶圓厚度相等，臺階4內徑比晶圓直徑大，高度與晶圓厚度相等。利用臺階的側面與晶圓的外邊緣接觸限制其水平運動，達到固定的目的。與專利US2006/0182561A1不同的是，在該結構中，晶圓外邊緣是與圓槽下方的臺階3的側面接觸，這樣設計的好處是，即使抓取晶圓時沒有對準(如圖11b)，也可以利用臺階4的側面限制其運動，保證了在傳輸時晶圓不會滑落。但該結構存在一些不足：①是在高速傳輸過程中，晶圓側面與臺階側面剛性接觸發生碰撞，容易使晶圓破損；②臺階3、臺階4的尺寸已經固定，因此該裝置受到晶圓直徑尺寸的限制，只能傳輸尺寸固定的晶圓。

實用新型內容

本實用新型設計了一種利用彈簧夾子的晶圓夾持裝置，目的在于允許末端執行器在抓取晶圓時存在一定的定位誤差，并且在傳輸過程中減小對晶圓邊緣的碰撞程度，避免了由于托盤對晶圓邊緣的碰撞引起的晶圓破損，同時該裝置不受晶圓直徑尺寸的限制。

本實用新型的技術方案如下：

一種利用彈簧夾子的晶圓夾持裝置，其特征在于：所述裝置含有一個薄片V型托盤，托盤左端和右端各安裝有兩個晶圓夾子和兩個凸起支撐塊；四個晶圓夾子平均布置于一個與晶圓同心的圓周上；四個凸起支撐快平均布置于一個與晶圓同心的圓周上；托盤右端兩側各有兩個螺紋孔，托盤右端的兩個晶圓夾子位置根據晶圓直徑尺寸的不同安裝在不同螺紋孔中進行調整；凸起支撐塊上表面為平面，用以支撐晶圓；每個晶圓夾子包括支架、連桿、彈簧以及滑塊；支架為圓柱形，與薄片V型托盤為螺紋連接；滑塊開有通孔，沿連桿作直線移動，滑塊側面由傾斜部分與垂直部分組成；連桿一端與支架固定連接，另一端支撐滑塊；彈簧套在連桿上，一端與支架固定連接，另一端與滑塊固定連接。

本實用新型具有以下優點及突出性效果：當晶圓托起被時，只要使晶圓落在滑塊的傾斜部分范圍內即可，因此在抓取晶圓時，允許末端執行器存在一定的定位誤差。采用彈性元件增加了裝置的柔性，避免了傳輸過程中對晶圓邊緣的碰撞引起的破損。托盤末端的晶圓夾子的位置可以調整，因此該裝置不受傳輸晶圓直徑尺寸的限制。

附圖說明

圖1是本實用新型晶圓夾持裝置的俯視圖。

圖2是圖1所示的晶圓夾持裝置的側視圖。

圖3(a)是晶圓夾子局部放大俯視圖。

圖3(b)是晶圓夾子局部放大主視圖。

圖4是抓取晶圓時與晶圓邊緣瞬時接觸狀態圖。

圖5是傳輸過程中晶圓固定狀態圖。

圖6(a)是晶圓夾子尺寸與晶圓直徑尺寸關系圖。

圖6(b)是晶圓夾子尺寸與晶圓直徑尺寸關系圖。

圖7是晶圓夾子可以旋轉一定角度圖。

圖8是晶圓夾子軸線通過晶圓中心圖。