[發(fā)明專(zhuān)利]一種晶圓卸載和壓緊裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811558300.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111341720A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉海洋;邱勇;劉小波;李娜;陳兆超;王鋮熠;胡冬冬;許開(kāi)東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇魯汶儀器有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/687
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/687
• 代理公司: 北京得信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11511
• 代理人: 孟海娟;崔建麗

本發(fā)明公開(kāi)一種晶圓卸載和壓緊裝置，包括：驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，推板(8)，連接桿(7)，壓環(huán)(3)和頂針(12)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括氣缸(6)及其上行氣路(10)和下行氣路(9)，壓環(huán)(3)通過(guò)連接桿(7)與推板(8)連接，頂針(12)與推板(8)相連，氣缸(6)推動(dòng)推板(8)帶動(dòng)壓環(huán)(3)和頂針(12)上下運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，節(jié)省了大量的真空腔室體積。新型的氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證了晶圓位置的準(zhǔn)確性，而且?guī)缀鯖](méi)有剛性的慣性接觸，極大程度的減少了晶圓損壞和顆粒產(chǎn)生的可能性，從而保證了真空腔室的清潔度和半導(dǎo)體加工工藝的品質(zhì)，節(jié)約了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種晶圓卸載和壓緊裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中，為了獲得較好的機(jī)械性能、電性能，以及后續(xù)掩膜和刻蝕的需要，晶圓的擺放位置不應(yīng)有任何的移動(dòng)。在進(jìn)行這些加工工藝之前，通常需要將晶圓從圓片支架上裝載到工藝腔室內(nèi)。機(jī)械手上包括承載晶圓用的承載臂，以及分布在機(jī)械手上的若干氣孔，這個(gè)機(jī)械手內(nèi)部就有氣路系統(tǒng)，連接在一氣閥上，通孔氣閥的抽氣可以在氣孔上形成負(fù)壓。取片時(shí)，將機(jī)械手移動(dòng)到晶圓下方開(kāi)動(dòng)抽氣裝置，將晶圓吸附在承載臂上。然后移動(dòng)機(jī)械手，將晶圓裝載到如圖1所示的工藝腔室中。該工藝腔室包括腔室1，設(shè)置在腔室1內(nèi)的下電極2。機(jī)械手將晶圓放置在下電極2上，此時(shí)需要一種卸載裝置將晶圓卸載并壓緊同時(shí)保證機(jī)械手順利的抽出。目前現(xiàn)有設(shè)備所采用的卸載壓緊裝置多采用壓環(huán)3的自重下降以壓住晶圓，另一種方式則采用氣缸推動(dòng)壓環(huán)3壓住晶圓。氣缸的推力由彈簧限制以防止壓壞晶圓。

這兩種方式均存在問(wèn)題，第一：壓環(huán)的自重?zé)o法控制，且容易出現(xiàn)卡頓導(dǎo)致晶圓無(wú)法順利卸載或壓不緊的問(wèn)題出現(xiàn)。第二：氣缸推力及彈簧推力控制均無(wú)法達(dá)到準(zhǔn)確，這樣可能造成氣缸無(wú)法克服彈簧彈力使壓環(huán)無(wú)法到達(dá)指定位置成功壓緊晶圓。第三：直接剛性接觸和彈簧在真空室內(nèi)均會(huì)產(chǎn)生很多顆粒，這些顆粒在半導(dǎo)體生產(chǎn)中影響非常巨大。這些問(wèn)題均會(huì)增加晶圓無(wú)法正確到達(dá)指定位置，出現(xiàn)移動(dòng)現(xiàn)象甚至損壞的幾率。隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的迅速發(fā)展，半導(dǎo)體工藝的準(zhǔn)確度就顯得格外重要，因?yàn)橐坏┰诠に囍邪l(fā)生細(xì)微錯(cuò)誤，即可能造成工藝的失敗，導(dǎo)致晶圓的損壞和報(bào)廢，因而耗費(fèi)大量成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)一種晶圓卸載壓緊裝置，該裝置能夠避免晶圓在卸載和壓緊的過(guò)程中產(chǎn)生的損壞，從而提高半導(dǎo)體加工工藝的品質(zhì)。

一種晶圓卸載和壓緊裝置，包括：驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，推板，連接桿，壓環(huán)和頂針，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括氣缸及其上行氣路和下行氣路，壓環(huán)通過(guò)連接桿與推板連接，頂針與推板相連，氣缸推動(dòng)推板帶動(dòng)壓環(huán)和頂針上下運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明的晶圓卸載和壓緊裝置中，優(yōu)選為，所述氣缸為兩個(gè)。

本發(fā)明的晶圓卸載和壓緊裝置中，優(yōu)選為，所述氣缸的上行和下行由第一換向閥控制，所述氣缸與所述上行氣路間設(shè)置了第一調(diào)速閥，所述氣缸與下行氣路間設(shè)置了第二調(diào)速閥、第三單向閥、調(diào)壓閥以及第二換向閥，所述第二換向閥與所述第三單向閥和調(diào)壓閥并聯(lián)設(shè)置，其中，第一調(diào)速閥包括第一單向閥和第一可調(diào)溢流閥，所述第二調(diào)速閥包括第二單向閥和第二可調(diào)溢流閥。

本發(fā)明的晶圓卸載和壓緊裝置中，優(yōu)選為，當(dāng)需裝載晶圓時(shí)，氣缸需上行到達(dá)指定位置，所述第一換向閥處于右位，上行氣路接通，所述第二換向閥處于左位直通狀態(tài)，第一調(diào)速閥中的第一單向閥開(kāi)啟，第二調(diào)速閥中的第二單向閥閉合，第二可調(diào)溢流閥起作用，第三單向閥閉合，氣缸帶動(dòng)壓環(huán)和頂針上行到達(dá)指定位置。

本發(fā)明的晶圓卸載和壓緊裝置中，優(yōu)選為，裝載晶圓后，切換所述第一換向閥至左位，下行氣路接通，第二換向閥處于右位斷開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)第三單向閥開(kāi)啟，調(diào)壓閥起作用，第二調(diào)速閥中的第二單向閥開(kāi)啟，第一調(diào)速閥中第一單向閥關(guān)閉，第一可調(diào)溢流閥起到限速作用，氣缸帶動(dòng)壓環(huán)、頂針和晶圓下行，晶圓到達(dá)指定位置后，頂針與晶圓分離，壓環(huán)繼續(xù)緩慢下降，直到壓環(huán)壓緊晶圓。