[發明專利]輸送半導體襯底的機械手

有效

• 申請號: 201580084623.4
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN108292620B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 王暉;吳均;方志友
• 申請（專利權）人: 盛美半導體設備(上海)股份有限公司
• 主分類號: H01L21/677
• 分類號: H01L21/677;H01L21/683
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

一種輸送半導體襯底(304,404)的機械手(300,400,500,600)包括主體部分(301，401,501,601)、從主體部分(301，401,501,601)延伸出的末端部分(302,402,502,602)、位于末端部分(302,402,502,602)的多個真空吸盤、以及分別與多個真空吸盤連接的多條真空管路。任意兩個相鄰的真空吸盤之間的距離滿足以下條件：由這兩個相鄰真空吸盤中的一個向下吸半導體襯底(304,404)而產生的半導體襯底(304,404)的豎直位移大于在這兩個相鄰真空吸盤范圍內的半導體襯底(304,404)的翹曲，因此，一旦這兩個相鄰真空吸盤中的一個吸住半導體襯底(304,404)，這兩個相鄰真空吸盤中的另一個也跟著吸住半導體襯底(304,404)。

技術領域

本發明涉及半導體設備制造領域,尤其涉及一種輸送半導體襯底的機械手。

背景技術

在半導體制造過程中，廣泛使用機械手來輸送半導體襯底。通常，機械手從晶圓盒中取出半導體襯底，然后將半導體襯底放在設置在工藝腔中用來支撐半導體襯底的卡盤上。在工藝腔中的工序結束后，機械手從卡盤上取走半導體襯底，然后將半導體襯底輸送到另一個工藝腔或晶圓盒。

圖1所示為常規機械手。機械手100具有叉狀的端部101。端部101具有一個矩形基部1011和兩個從基部1011延伸出的相互平行的指部1012。三個真空吸盤 102分別位于基部1011和兩個指部1012上，通過真空吸附將半導體襯底103吸住并固持在機械手上。這三個真空吸盤102的高度相同。當機械手100從卡盤104 上取走半導體襯底103時，端部101在驅動下靠近卡盤104，且兩個指部1012位于卡盤104的兩側。因此，兩個指部1012之間的間距限制了卡盤104的尺寸。如果卡盤104的尺寸較大以固定大尺寸的半導體襯底，例如12英寸的半導體襯底，那么機械手100無法從卡盤104取走大尺寸的半導體襯底，原因在于這兩個指部1012之間的間距小于卡盤104的大小。如果卡盤104的尺寸較小，機械手100可以從卡盤104上取走半導體襯底103。然而，如果半導體襯底103很薄或者是翹曲的，機械手100就有其局限性，甚至無法從卡盤104上取走半導體襯底103。

如圖2a-2c和圖3所示，理想情況下，半導體襯底103應該是平的，如圖2a 所示。因此，三個高度相同的真空吸盤102很容易吸住并支撐半導體襯底103。但隨著半導體襯底103越來越薄，當機械手100支撐半導體襯底103時，半導體襯底 103的外邊緣向下垂，如圖3所示。除此以外，由于半導體襯底103翹曲，難以確保所有的真空吸盤102都能吸住半導體襯底103。如圖2b所示，半導體襯底103 向上翹曲，導致只有基部1011上的真空吸盤102接觸到半導體襯底103，兩個指部1012上的真空吸盤102無法接觸到半導體襯底103。如圖2c所示，半導體襯底 103向下翹曲，導致只有兩個指部1012上的真空吸盤102接觸到半導體襯底103，而基部1011上的真空吸盤102無法接觸到半導體襯底103。由于當半導體襯底103 翹曲時，難以確保所有的真空吸盤102都能吸住半導體襯底103，因此機械手100 無法穩固的支撐住半導體襯底103，半導體襯底103可能從機械手100上掉下來，從而降低了機械手100的可靠性。

發明內容

本發明提出一種輸送半導體襯底的機械手。該機械手包括主體部分、從主體部分延伸出的末端部分、位于末端部分的多個真空吸盤、以及分別與多個真空吸盤連接的多條真空管路。其中，任意兩個相鄰的真空吸盤之間的距離滿足以下條件：半導體襯底因被這兩個相鄰真空吸盤中的一個向下吸而產生的豎直位移大于這兩個相鄰真空吸盤之間的半導體襯底的翹曲，因此，一旦這兩個相鄰真空吸盤中的一個吸住半導體襯底，這兩個相鄰真空吸盤中的另一個也跟著吸住半導體襯底。