CN101492810B - 晶片支撑组件 - Google Patents

Abstract

一种晶片支撑组件，用于物理气相淀积设备中，该组件包括：固定于机台底座上并能够随机台一起升降的基座；支撑部件，包括支撑端和连接端，连接端与基座连接并由基座支撑，支撑端用于支撑晶片；其特征在于，所述连接端与基座活动地连接，当支撑端受到向上的外力作用时，使支撑端能够围绕其与基座的连接处向上转动，当支撑端上没有向上的外力作用时，支撑部件保持水平。这样的组件结构可以保证即使在所放置的晶片偏离的情况下也不使晶片破损。

Description

晶片支撑组件 

技术领域

本发明涉及半导体制程中的设备，特别是涉及物理气相淀积设备中用的晶片支撑组件。 

背景技术

在半导体制程的物理气相淀积过程中，通常用到Endura设备，该设备包括若干反应室、传输室、缓冲室、装载室以及机械手壁等。例如图1所示，有两个传输室，分别是第一传输室2a和第二传输室2b，在两个传输室中各有一个机械手臂5a和5b。在第一传输室2a和第二传输室2b之间有两个暂时放置晶片和冷却晶片的缓冲室3a和冷却室3b。第一传输室2a中的第一机械手臂5a主要用于将晶片从缓冲室3a到反应室1a，或者从一个反应室1a到另一个反应室1b，或者从一个反应室1b到冷却室3b进行传输。而第二传输室2b中的第二机械手臂5b用于将晶片从冷却室3b到装载室4，或者从装载室4到缓冲室3a进行传输。 

缓冲室3a用于临时放置待工的晶片，而冷却室3b则用于冷却反应室中来的处于较高温度的晶片，以便传输到下一个工序。在该两个室中设置有一套用于支撑晶片的支撑组件6，如图2所示。该晶片支撑组件包括：基座61、支撑杆62，其中，基座61固定在机台的圆形底座(图中未示出)上，一般基座61底部与机台用螺母固定，整个支撑组件可以随着基台一起上下移动。支撑杆62与基座61成直角并固定成为一体。 

图2A～2D是该支撑组件6的工作过程示意图。 

当机械手臂传输过来一个晶片时，支撑组件6整体上移到刚好接触晶片，这时机械手臂放下晶片并离开，如图2A所示，放置有晶片的支撑组件慢慢向下移动，直到晶片与支撑台/冷却台8接触，如图2B所示。但是有时由于机械手臂的机械故障或者腔体内发生晶片背面压力发生异常从而导致晶片偏离，当偏离的晶片从机械手臂上放到支撑组件上时，有种可 

能的情况如图2C所示，这时很可能是晶片一边搭在支撑组件的支撑杆62上，而另一边已经与冷却台或支撑台8接触，接着支撑组件慢慢向下移动，由于晶片的一边已经在一支撑杆的下方，因此支撑组件向下移动到一定程度就会打到接触冷却台或支撑台的晶片一边，导致晶片破碎。这不仅浪费了一个晶片，而且由于破碎的晶片破坏了真空环境，因此需要对机台进行清理，如果该破损晶片是已经过多道工序加工的晶片，那么损失更加严重。 

发明内容

为了解决上述问题，提出了本发明。 

本发明的目的是提供一种晶片支撑组件，即使当晶片由机械手臂放置于支撑组件上时晶片偏离该支撑组件，该组件也能够保证晶片安全而不破损。 

本发明为了实现上述目的，将现有技术中固定连接的支撑组件改进为活动连接，使支撑晶片的部分可在纵向上转动。 

本发明的晶片支撑组件，用于物理气相淀积设备中，该组件包括： 

基座，固定于机台底座上并能够随机台一起升降； 

支撑部件，包括支撑端和连接端，连接端与基座连接并由基座支撑，支撑端用于支撑晶片； 

其特征在于，所述支撑部件的连接端与基座活动地连接，当支撑端受到向上的外力作用时，使支撑部件的支撑端能够围绕连接端与基座的连接处向上转动，当支撑部件上没有向上的外力作用时，支撑部件保持水平。也就是说当支撑部件上支撑有晶片或者支撑部件处于未工作状态时，支撑部件保持水平。 

一般基座底部与机台底座用螺母固定，由于机台可以在纵向上下移动，因此基座与机台一起升降。 

为了支撑晶片稳定，所述的支撑端呈扁平结构，优选地呈阶梯结构，包括一略低于连接端面的支撑面，用于放置晶片，和一倾斜面，用于挡止晶片。 

所述基座可以是适宜固定于圆形底座上的任何形状，可以是一个整体结构，也可以是多个基座，基座整体可以呈环形、多边形，或者单个呈柱 形的多个基座。 

当基座为环形结构时，较好为比晶片外圈尺寸稍大的圆环形设计。基座上至少有三个穿槽，以大致均匀的间隔分布在所述圆环形基座上，穿槽大小与支撑部件的连接端相配合，而且有相应数量的支撑部件分别设置在所述穿槽中。 

当基座是柱形结构时，在机台底座的比晶片外圈尺寸稍大的环形区域上至少包括三个基座和相应数量的支撑部件，基座以大致均匀的间隔分布在该环形区域上，每个基座上有一个穿槽，穿槽大小与支撑部件的连接端相配合，以使每个支撑部件的连接端分别容置在一个穿槽中。 

穿槽的底部可以是径向向外的倾斜底部，倾斜底部的顶部使支撑部件在支撑有晶片时或处于未工作状态时，使支撑部件保持水平。优选地所述倾斜底部与水平方向的角度为50～70度。 

穿槽底部还可以是包括一个水平底部和径向向外的倾斜底部，水平底部在基座与支撑部件连接处垂直对应的底部以内。优选所述倾斜底部相对于水平底部的倾斜角为35度至60度之间。 

对于基座与支撑部件的连接方式只要是活动的，可以是使支撑部件围绕连接处转动的其他任意方式。 

优选地，所述基座上穿槽的两侧壁上有两个相对的连接孔，所述支撑部件的连接端上有一连接孔，一连接部件可以插入这些孔中连接所述支撑部件和所述基座。其中，所述连接部件可以是螺杆螺母，或销，或其他类似的部件。 

也可以是所述的基座上穿槽的两侧壁上有两个相对的连接孔，所述支撑部件的连接端的两侧上各有一个轴状物或杆状物，可插入所述连接孔中使支撑部件转动。 

支撑部件的连接端上的连接孔可以是与基座上的连接孔配合的使螺杆、销、轴等插入的孔的任何形式，优选地，该孔是圆形孔。 

所述的基座上穿槽两侧壁上的连接孔可以是与支撑部件上的连接孔配合的使螺杆、销、轴等插入的孔的任何形式，优选地，该孔是圆形孔，或者更优选是椭圆形长孔。当该孔是椭圆形长孔时，可以通过调节连接部件在孔中的位置来调节支撑端可支撑晶片的大小，以适用于不同尺寸的晶 片，如200mm或300mm晶片。 

根据本发明，较好是在支撑杆的支撑端底部还可以粘贴有一个软垫，以在支撑端向下移动接触晶片时进一步保护晶片。 

根据本发明的支撑组件与现有技术的支撑组件的区别主要在于，支撑部件与基座之间的连接关系由固定连接方式改进为活动连接方式，即通过支撑部件的连接端与基座是活动连接，使支撑部件的支撑端在纵向上进行枢轴地活动或转动。因此，即使在晶片偏离的情况，当支撑端向下移动到接触晶片时，即转而向上转动，因此可以保证不使晶片破损。这样，不仅可以节省大量待工晶片，也可以保证已经过部分工序加工的晶片的安全，显著降低了过去由于晶片破损造成的浪费，而且也保证了机台的有效工作时间，减少了中断工作造成的损失。 

附图说明

下面结合附图详细介绍本发明，其中附图表示本发明的典型实施例，是构成本发明的一部分，但是这些附图不构成对本发明的任何限制，还可以有其他等效实施例。 

图1是可以设置晶片支撑组件的一种物理气相淀积反应系统的示意图。 

图2A～2D是表示现有技术的晶片支撑组件工作过程的示意图。 

图3A是本发明的一个具体实施方式的晶片支撑组件的活动状态示意图。 

图3B是本发明的另一个具体实施方式的晶片支撑组件的主视图和支撑部件的单独主视图。 

图3C是图3B所示的晶片支撑组件中左面部分(一个基座和一个支撑部件组装在一起)的俯视图。 

图3D是图3B所示的晶片支撑组件中左面部分(一个基座和一个支撑部件组装在一起)的仰视图。 

图3E是图3D中基座部分的右侧视图。 

图3F是图3D中基座部分的左侧视图。 

图3G是图3D中基座部分的剖视图。 

图3H是图3G的一种变化的形式。 

图4A～4B是本发明的晶片支撑架在缓冲室3a中的工作过程示意图。 

图5A～5B是本发明的晶片支撑架在冷却室3b中的工作过程示意图。 

附图标记说明 

1      反应室 

1a     反应室 

2a     反应室 

2      传输室 

2a     第一传输室 

2b     第二传输室 

3      缓冲室 

3a     缓冲室 

3b     冷却室 

4      装载室 

5      机械手臂 

5a     第一机械手臂 

5b     第二机械手臂 

6      晶片支撑组件 

61     基座 

62     支撑杆 

7      晶片支撑组件 

71     基座 

710    圆形孔 

711    椭圆形孔 

712    水平底面 

713    连接孔 

714    倾斜底面 

715    顶部 

72     支撑部件 

721  支撑端 

7211 支撑面 

7212 倾斜面 

722  连接端 

723  连接孔 

73   连接部件 

74   固定孔 

8    支撑台或冷却台 

8a   支撑台 

8b   冷却台 

81   凹口 

10   待进行某制程或已进行某制程的晶片 

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式详细介绍本发明。 

本发明的晶片支撑组件用于物理气相淀积设备，如Endura设备等的缓冲室或冷却室中，支撑由机械手臂传来的待工晶片或已加工晶片，并放置到缓冲室中的支撑台或冷却室中的冷却台上；以及将缓冲室中支撑台上或冷却室中冷却台上的晶片支撑起来以便机械手臂进行传输。 

由于Endura设备及其缓冲室或冷却室的构成是本领域技术人员所熟知的，因此在此不进行详细说明。 

本发明的改进主要在于支撑组件中基座与支撑部件之间的连接关系，也就是将现有技术基座与支撑部件之间的固定连接改变为活动连接，以便当支撑部件接触到偏离于其下面的晶片局部时，可以向上转动，不对晶片产生破坏性影响。这样当由机械手臂放置在支撑部件上的晶片偏离时，支撑组件的上下移动不会使晶片破损。 

实施例1 

图3A是本发明的一个实施方式的晶片支撑组件的工作状态示意图。 

本发明的晶片支撑组件的一个具体方式包括：基座71、支撑部件72以及连接部件73。 

其中，基座71与机台的环形或圆形底座(图中未示出)固定连接，通常是通过基座底部的固定孔74(如图3D所示)用螺母与机台的环形或圆形底座固定连接，使基座能够与机台一起升降。这部分与现有技术相同，因此在此不进行详细描述。 

支撑部件72，包括支撑端721、连接端722以及连接孔723，如图3B所示。 

基座71的顶部开有容置支撑部件72的连接端722的穿槽。 

穿槽的两侧槽壁上开有连接孔713，与支撑部件上的连接孔723相配合。 

一般，连接孔713和两个孔连接孔723都可以是近圆形孔710，如图3G所示。 

通过连接部件73，如螺杆螺母、销等插入连接孔713和723，使支撑部件可以围绕该连接部件转动。优选该连接部件是螺杆和螺母。 

穿槽的底部是倾斜的，一种情况是整个底部是倾斜的，如图3E、3F、3G所示的倾斜底部714。图3G是基座71的剖视图。图中倾斜底部的顶部715刚好使支撑部件72的支撑端721在支撑有晶片或者处于自然状态即未工作状态时保持水平。倾斜底部714与水平方向的倾斜角最好是50～70度。 

实施例2 

还有一种情况是穿槽的底部由两部分构成，以连接孔713的中心为界，或者以连接孔中心垂直对应的底部以内的任何底部为界，分为水平底部712和倾斜底部714，如图3E、3F、3H所示。水平底部712可确保当没有任何向上的外力作用，或者该组件处于自然状态即未工作状态时，使支撑端721保持水平；而倾斜底部714，向外向下倾斜，当支撑端721受到向上的外力作用，使支撑端向上转动时，该倾斜底部构成的穿槽部分可以容置向下转动的连接部件的连接端一侧。较好的是倾斜底部714相对于水平底部712的倾斜角为35～60度。 

其他未说明部分同实施例1的情况。 

实施例3 

如图3H所示，基座71的穿槽两侧壁上的连接孔713为长孔，优选为 近椭圆形长孔711，孔高度与连接孔723配合，其长度与所要支撑的晶片的大小变化相配合。 

通过调整连接部件，如螺杆、销等插入连接孔后在基座的长连接孔713中的位置，使各个支撑部件的支撑端之间的距离调整为适用于支撑不同尺寸的晶片。 

比如加工晶片有时为200mm，有时为300mm时，该长孔长度至少为50mm，这样通过移动螺杆在连接孔713中的位置，调节支撑端之间的距离，使其既可以用于200mm晶片也可以用于300mm晶片。 

基座上长连接孔的长度可以根据经常加工的晶片的大小，进行孔长度的设置。 

其他部分同实施例1或2。而且当穿槽底部包括水平底部和倾斜底部时，两者接合部分在长孔的靠近外侧的圆弧中心垂直对应的底部以内，或者更优选在长孔的靠近内侧的圆弧中心垂直对应的底部以内。 

其他未说明部分同实施例1或2的任何一种情形。 

实施例4 

优选地，支撑部件72的支撑端721有一水平的支撑面7211，如图3C所示。支撑面7211用于放置晶片，其低于支撑部件72的整体水平面。该两平面相接处呈一个斜面7212，用于挡止晶片。该斜面7212与支撑面7211之间的角度一般为大于90°和小于180°，较好是120～145°，优选支撑端721的支撑面7211长度为支撑部件72的五分之一。 

其他未说明部分同实施例1～3中的任何一种情形。 

实施例5 

基座71还可以是柱形，如圆柱形、正方体或长方体或者其他任何适宜的形状，至少三个这样的基座大致均匀地分布于圆形底座的圆周上，较好的是分布于比晶片外圈尺寸稍大的圆周上，每个基座上分别有一个穿槽，其设置适用以上所述的穿槽的所有情况，支撑部件72的连接端722容置于穿槽中，其连接方式同样适用以上所述的所有情况。 

其他未说明部分同实施例1～4中的任意一种情形。 

实施例6 

在支撑部件72的支撑端721下表面设置软垫，以进一步保证，在接 触到晶片时不会打破晶片。其他未说明部分同实施例1～5中的任意一种情形。 

实施例7 

基座71可以是环形的设计(图中未示出)，较好的是比晶片外圈尺寸稍大的环形设计，这样做的目的可以使得支撑组件7给晶片提供更好的保护，整个基座围绕支撑台周围而设置。该基座71底部用螺母与机台连接，因此可以随着基台一起在纵向上下移动。当基座71纵向向上移动时使支撑部件72处于升举位置，而当基座71纵向向下移动后使支撑部件72处于下降位置。 

基座71的圆环上大致均匀地设置有三个穿槽。 

在基座71的每个穿槽中分别径向设置一个支撑部件72，各个支撑部件的支撑端721向内，连接端722向外。支撑部件72整体与基座71垂直。三个支撑部件72可以是任何适宜支撑的扁平形状，支撑端最好是倒成圆角。 

穿槽的两侧壁上有两个相对的连接孔，所述支撑部件的连接端的两侧上各有一个轴状物或杆状物，可插入所述连接孔中转动，并可使支撑部件饶该轴转动。 

其他未说明部分同实施例1～6中任何一种情形。 

图4A～4B是本发明的一个实施例的晶片支撑组件在缓冲室3a中的工作过程示意图。 

晶片支撑组件在缓冲室3a中的工作过程为例，进行说明。 

通常情况下工作过程是：当第二机械手臂5b从装载室4传输来一个晶片10，这时支撑组件7纵向向上移动到升举位置，刚好将晶片放在三个支撑部件的支撑端721的支撑面上，移开第二机械手臂后，支撑组件7向下移动。由于在支撑台7a的边缘设置有凹口81，以使支撑组件7移动到支撑台8a时容置支撑部件的支撑端721，使其上的晶片恰好接触支撑台8a。当需要将晶片传输出去时，支撑组件支撑晶片向上移动到升举位置，由第一机械手臂5a插入晶片下，将晶片传输到需要进行制程步骤的反应室中。 

但由于各种原因，有时该晶片偏离一定位置，如图5A所示。这时，当机械手臂将晶片放在支撑部件72的支撑端721上时，由于晶片是偏离的，因此，实际上可能只有两端在支撑部件72的支撑端721上，而另一端则已经接触到支撑台8a，当支撑组件开始纵向向下移动时，虽然有一个支撑部件的支撑端621在晶片上方接触到晶片，但由于支撑部件可以围绕其与基座71的连接处转动，因此，晶片会轻轻将支撑端721顶向上方，如图5B所示，因此不会使晶片破损。这样就可以将倾斜的晶片取出或人工调整其位置，并继续制程。 

如图5A～5B，以晶片支撑组件在冷却室3b的工作过程为例，当第一机械手臂5a从反应室1中取出已经进行某些制程步骤的晶片10，该晶片温度较高，因此传输到冷却室3b中。 

通常的情况下，正常由第一机械手臂5a传输过来的已经完成某些制程的晶片10，放在支撑部件72上后，移开第一机械手臂5a。支撑组件7向下移动，直到晶片10接触到冷却台8b，而且支撑部件的支撑端721进到冷却台8b的凹口81中，冷却到需要的温度后，再由支撑组件7支撑晶片10向上移动到升举位置，这时，第二机械手臂5b插入晶片下，将晶片传输到装载室4，准备到下一个工序。 

但是，由于某些原因，当传输来的晶片偏离，放在支撑部件62上时，如图5A所示。实际上晶片10的一端在某一个支撑端721的下方，当第一机械手臂5a离开后，支撑组件7纵向向下移动时，一旦支撑部件72的支撑端721接触到晶片，随着支撑组件7继续向下移动，支撑端721会向上转动，而不会使晶片破损。然后再通过人工调整偏离的晶片10的位置，或将其取出。 

使用本发明的支撑组件后，再也没有发生因为晶片偏离，使晶片破损的情况。 

虽然以上通过具体实施例对本发明进行较为详细的说明，但是不仅限于此，在不脱离本发明构思的情况下，还可以有更多其他等效实施例，本发明的范围由所附的权利要求范围所决定。 

Claims (16)

1.一种晶片支撑组件，用于物理气相淀积设备中，包括：

基座，固定于机台底座上并能够随机台一起升降；

支撑部件，包括支撑端和连接端，连接端与基座连接并由基座支撑，支撑端用来支撑晶片；

其特征在于，所述支撑部件的连接端与基座活动地连接，当支撑端受到向上的外力作用时，使支撑端能够围绕支撑部件与基座的连接处向上转动，当支撑部件上没有向上的外力作用时，支撑部件保持水平。

2.根据权利要求1所述的支撑组件，其特征在于，所述的基座底部与机台底座用螺母固定。

3.根据权利要求1所述的晶片支撑组件，其特征在于，所述的支撑端包括一支撑面，用于放置晶片，以及一倾斜面，用于挡止晶片。

4.根据权利要求1所述的晶片支撑组件，其特征在于，所述基座为整体呈环形结构或单个呈柱形结构。

5.根据权利要求4所述的晶片支撑组件，其特征在于，所述的基座上有至少三个穿槽，以大致均匀的间隔分布在所述环形基座上，而且有相应数量的支撑部件分别设置在所述穿槽中。

6.根据权利要求5所述的晶片支撑组件，其特征在于，所述的基座上穿槽的两侧壁上有两个相对的连接孔，所述支撑部件的连接端的两侧上各有一个轴状物或杆状物，插入所述连接孔中后，当有向上的外力作用于支撑端时，支撑端能够转动。

7.根据权利要求1所述的晶片支撑组件，其特征在于，当基座为柱形结构时，该支撑组件至少包括三个基座和相应数量的支撑部件，基座以大致均匀的间隔分布在机台底座上比晶片外圈尺寸稍大的一环形区域，每个基座上有一个穿槽，每个支撑部件的连接端分别设置在一个穿槽中。

8.根据权利要求5或7所述的晶片支撑组件，其特征在于，所述穿槽至少包括径向向外的倾斜底部，倾斜底部的顶部使支撑部件在支撑有晶片时或处于未工作状态时，使支撑部件保持水平。

9.根据权利要求8所述的晶片支撑组件，其特征在于，所述倾斜底部与水平方向的夹角为50度到70度之间。

10.根据权利要求8所述的晶片支撑组件，其特征在于，所述穿槽包括水平底部和径向向外的倾斜底部，两者的接合部在所述连接处垂直对应的底部以内。

11.根据权利要求10所述的晶片支撑组件，其特征在于，所述倾斜底部相对于水平底部的倾斜角为35度至60度之间。

12.根据权利要求8所述的晶片支撑组件，其特征在于，所述基座上穿槽的两侧壁上有两个相对的连接孔，所述支撑部件的连接端上有一连接孔，一连接部件插入这些孔中连接所述支撑部件和所述基座。

13.根据权利要求12所述的晶片支撑组件，其特征在于，所述连接部件是螺杆螺母，或销。

14.根据权利要求12所述的晶片支撑组件，其特征在于，所述的基座上穿槽两侧壁上的连接孔是圆形孔或椭圆形长孔，支撑部件上的连接孔是圆形孔。

15.根据权利要求8所述的晶片支撑组件，其特征在于，支撑端底部粘贴有软垫。

16.根据权利要求1所述的晶片支撑组件，其特征在于，支撑端底部粘贴有软垫。

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