CN105097625A - 一种传输装置及半导体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传输装置及半导体加工设备，本发明提供的传输装置包括用于传输晶片的机械手，该机械手包括本体，本体具有用于承载晶片的承载面，且在承载面上覆盖有绝缘层，并且在绝缘层内埋设有电极层，电极层包括采用导电材料制作的正电极和负电极。上述传输装置可以将晶片牢固地固定在机械手的承载面上，防止晶片与机械手之间产生相对滑动；还使晶片与机械手之间不产生摩擦，从而避免了颗粒的产生，不会对腔室造成污染。

Description

一种传输装置及半导体加工设备

技术领域

本发明涉及半导体设备制造领域，具体地，涉及一种传输装置及半导体加工设备。

背景技术

半导体加工设备一般包括反应腔室和机械手，其中，反应腔室用于对晶片进行工艺处理，机械手用于在工艺过程中向反应腔室内传输晶片。

图1为现有的机械手的结构示意图。如图1所示，机械手包括本体1、升降机构(图中未示出)和伸缩机构(图中未示出)；其中，本体1用于承载晶片2；升降机构用于驱动本体1在竖直方向作升降运动；伸缩机构用于驱动本体1在水平方向作伸缩运动。在工艺过程中，本体1承载着晶片2，在升降机构和伸缩机构的驱动下，从反应腔室外部运动至反应腔室内部，并将晶片2放置于反应腔室内部的指定位置，从而实现晶片的传输过程。

在上述机械手中，本体1上设置有多个凸部3，所述多个凸部3由橡胶或石英制成，这样使晶片2置于本体1上时，与凸部3接触，并使晶片2与凸部3之间具有较大的摩擦系数，这样可以使晶片2与凸部3之间具有较大的摩擦力，在一定程度上防止晶片2在其传输过程中相对于机械手滑动或从机械手上脱落。

但上述机械手在实际应用中不可避免地存在下述问题，即：

在上述机械手中，凸部3与晶片2之间具有较大的摩擦系数，可以使晶片与凸部3之间具有较大的摩擦力，但由于凸部3与晶片2之间的接触面积较小，使得该摩擦力的大小并不能达到完全阻止晶片2相对于机械手滑动的程度。并且，在晶片2相对于机械手滑动的过程中，晶片2与凸部3之间会产生摩擦，使晶片2和/或凸部3表面的颗粒脱落；若上述颗粒落入反应腔室中，则会造成反应腔室被污染。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种传输装置及半导体加工设备，其可以在机械手取片时，在机械手与晶片之间产生静电吸附力，从而将晶片固定在机械手上，防止晶片相对于机械手产生滑动。

为实现本发明的目的而提供一种传输装置，包括用于传输晶片的机械手，所述机械手包括本体，所述本体具有用于承载晶片的承载面，且在所述承载面上覆盖有绝缘层，并且在所述绝缘层内埋设有电极层，所述电极层包括采用导电材料制作的正电极和负电极。

其中，所述传输装置还包括电源，所述电源与所述电极层的正电极和负电极连接，用于在所述机械手取放片的过程中对电极层施加电压，以实现对晶片的取放。

其中，在所述机械手取片时，所述电源的正极和负极分别与所述正电极和负电极导通；在所述机械手放片时，所述电源的正极和负极分别与所述正电极和负电极断开，且所述正电极和负电极均接地。

其中，所述正电极和负电极的数量为一个，且所述正电极和负电极在所述本体的承载面上的投影面积相等。

其中，所述正电极和所述负电极的数量为多个，且所述正电极和负电极的数量相等；并且每个正电极和负电极在所述本体的承载面上的投影面积相等。

其中，所述正电极和负电极对称地设置在平行于所述机械手的传输方向上的中心线的两侧。

其中，根据所述正电极和负电极在所述本体的承载面上的投影面积、晶片的重量和/或机械手的最大传输速度而设定所述电源在所述机械手取片时分别向所述正电极和负电极加载的电压。

其中，所述电源分别向所述正电极和负电极加载的电压为350V。

其中，所述绝缘层的材料为氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种半导体加工设备，包括反应腔室和传输装置，其中反应腔室用于对晶片进行工艺处理，传输装置用于向反应腔室内传输晶片，且所述传输装置采用本发明提供的上述传输装置。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的传输装置，通过在机械手取片时向正电极和负电极分别加载正电压和负电压，使正电极和负电极上产生电荷，进而使电极层与晶片之间产生静电吸附力，这样在机械手传输晶片的过程中，上述静电吸附力可以将晶片牢固地固定在机械手的承载面上，从而防止了晶片与机械手之间产生相对滑动，以及晶片从机械手上脱落；此外，本发明提供的传输装置通过静电吸附力将晶片固定在机械手上，还使晶片与机械手之间不产生摩擦，从而避免了颗粒的产生，不会对腔室造成污染。

本发明提供的半导体加工设备，其采用本发明提供的传输装置，可以在电极层与晶片产生静电吸附力，这样在机械手传输晶片的过程中，上述静电吸附力可以将晶片牢固地固定在机械手的承载面上，从而防止晶片与机械手之间产生相对滑动，以及晶片从机械手上脱落；此外，本发明提供的半导体加工设备还可以使晶片与机械手之间不产生摩擦，从而避免了颗粒的产生，不会对腔室造成污染。

附图说明

图1为现有的机械手的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的传输装置的俯视示意图；

图3为图2所示传输装置沿C-C′方向的剖视图；

图4为机械手中正电极和负电极的第一种替代设置方式的示意图；

图5为机械手中正电极和负电极的第二种替代设置方式的示意图；以及

图6为机械手中正电极和负电极的第三种替代设置方式的示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的传输装置及半导体加工设备进行详细描述。

图2为本发明实施例提供的传输装置的俯视示意图。图3为图2所示传输装置沿C-C′方向的剖视图。请一并参看图2与图3，传输装置包括机械手10和电源12；其中，机械手10用于传输晶片20，其包括本体11，本体11具有用于承载晶片20的承载面，在该承载面上覆盖有绝缘层，在本实施例中，该绝缘层的材料为氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷；并且在绝缘层内埋设有电极层110，该电极层110包括正电极111和负电极112，且正电极111和负电极112分别通过引线A和引线B与电源12连接；电源12在机械手10取片时分别向正电极111和负电极112加载正电压和负电压，使正电极111和负电极112上产生电荷，从而在电极层110与晶片20之间产生静电吸附力，该静电吸附力使晶片20被固定在机械手10上；并且，正电极111和负电极112在机械手10放片时将其产生的电荷释放，从而消除电极层110与晶片20之间的静电吸附力，使机械手10可以将晶片20从其承载面上传输至相应位置；具体地，电源12为直流电源。

具体地，在本实施例中，在机械手10放片时，电源12向正电极111和负电极112加载一反向电压，即：电源12的两极转换极性，向正电极111和负电极112分别加载负电压和正电压，以中和正电极111和负电极112上所产生的电荷，从而消除电极层与晶片20之间的静电吸附力。

在本实施例中，正电极111的数量为一个，负电极112的数量为一个，并且，正电极111和负电极112在本体11的承载面上的投影面积相等，且电源12向正电极111和负电极112分别加载的正电压和负电压的大小相等；这样可以使正电极111和负电极112上所产生的电荷相等，从而使正电极111和负电极112分别与晶片20之间产生的静电吸附力相等，并使晶片20受到的静电吸附力较为均匀，使其可以更牢固地固定在机械手10上。

在本实施例中，正电极111和负电极112对称地设置于在平行于机械手10的传输方向上的中心线的两侧；在此情况下，晶片20受到静电吸附力的区域在其与机械手10相接触的区域中的分布较为均匀，从而可以使晶片20更加牢固地固定在机械手10上。

容易理解，在本实施例中，晶片20被固定在机械手10上所需要的静电吸附力的大小与晶片20的重量、机械手10的最大传输速度有关；即：在晶片20的重量较小、机械手10的传输速度较小时，只需较小的静电吸附力即可使晶片20被固定在机械手10上，在此情况下，电源12需要向正电极111和负电极112所加载的电压较小；反之，在晶片20的重量较大、机械手10的传输速度较大时，需要较大的静电吸附力用以使晶片20被固定在机械手10上，在此情况下，电源12需要向正电极111和负电极112所加载的电压较大。此外，电源12向正电极111和负电极112加载电压时在电极层与晶片20之间所产生的静电吸附力的大小与正电极111和负电极112在本体11的承载面上的投影面积有关；即：正电极111和负电极112在本体11的承载面上的投影面积越大，电源12向正电极111和负电极112加载相同的电压时，电极层与晶片20之间产生的静电吸附力就越大；反之，正电极111和负电极112在本体11的承载面上的投影面积越小，电源12向正电极111和负电极112加载相同的电压时，电极层与晶片20之间产生的静电吸附力就越小。由此，在本实施例中，可以根据正电极111和负电极112在本体11的承载面上的投影面积、晶片20的重量和/或机械手10的最大传输速度来来设定电源12在机械手10取片时分别向正电极111和负电极112所加载的电压；在实际应用中，电源12向正电极111和负电极112加载的电压为350V时可以使晶片20被牢固地固定在机械手10上，防止晶片20与机械手10之间产生相对滑动。

需要说明的是，在本实施例中，正电极111的数量为一个，负电极112的数量为一个，但本发明并不限于此，在实际应用中，正电极111和负电极112的数量还可以为多个，并且，多个正电极111和多个负电极112在本体11的承载面上的投影面积相等，且电源12向每个正电极111和负电极112加载的电压相等，在此情况下，每个正电极111和负电极112使其与晶片20之间产生的静电吸附力大小相等，并在机械手10传输晶片20时，使晶片20受到的静电吸附力较为均匀，从而可以使晶片20更牢固地固定在机械手10上。

还需要说明的是，在本实施例中，正电极111和负电极112对称地设置在平行于机械手10的传输方向上的中心线的两侧，但本发明并不限于此，在实际应用中，还可以将正电极111和负电极112以其他方式设置，例如，如图4所示，可以正电极111和负电极112在绝缘层内沿机械手10的传输方向依次设置；此外，在绝缘层内设置有多个正电极111和多个负电极112时，正电极111和负电极112可以以更多方式设置，如图5和图6所示。

此外，在本实施例中，机械手10借助电源12加载一反向电压，中和正电极111和负电极112上所产生的电荷，以消除电极层与晶片20之间的静电吸附力，但本发明并不限于此，在实际应用中，还可以设置电源包括第一电源和第二电源，并设置第一电源的正极和负极在机械手10取片时分别与正电极111和负电极112导通，向正电极111和负电极112分别加载正电压和负电压，在机械手10放片时，与正电极111和负电极112断开；设置第二电源的负极和正极在机械手10放片时分别与正电极111和负电极112导通，向正电极111和负电极112分别加载负电压和正电压，在机械手10取片时，与正电极111和负电极112断开。从而，在机械手10放片时，第二电源向正电极111和负电极112分别加载负电压和正电压，可以中和正电极111和负电极112上的电荷，消除电极层与晶片20之间的静电吸附力。此外，在实际应用中，还可以在机械手10放片时，断开电源12的正极和负极与正电极和负电极的连接，并将正电极111和负电极112接地，从而释放正电极111和负电极112上所产生的电荷，消除电极层与晶片20之间的静电吸附力，使机械手10可以将晶片20从其承载面上传输至相应位置。

综上所述，本实施例提供的传输装置，通过在机械手10取片时向正电极111和负电极112分别加载正电压和负电压，使正电极111和负电极112上产生电荷，进而使电极层与晶片20之间产生静电吸附力，这样在机械手10传输晶片20的过程中，上述静电吸附力可以将晶片20牢固地固定在机械手10的承载面上，从而防止了晶片20与机械手10之间产生相对滑动，以及晶片20从机械手10上脱落；此外，本实施例提供的传输装置通过静电吸附力将晶片20固定在机械手10上，还使晶片20与机械手10之间不产生摩擦，从而避免了颗粒的产生，不会对腔室造成污染。

作为另一个技术方案，本发明实施例还提供一种半导体加工设备，其包括反应腔室和传输装置，其中，反应腔室用于对晶片进行工艺处理，传输装置用于向反应腔室内传输晶片，该传输装置采用本发明上述实施例提供的传输装置。

本发明实施例提供的半导体加工设备，其采用本发明上述实施例提供的传输装置，可以在电极层与晶片产生静电吸附力，这样在机械手传输晶片的过程中，上述静电吸附力可以将晶片牢固地固定在机械手的承载面上，从而防止晶片与机械手之间产生相对滑动，以及晶片从机械手上脱落；此外，本实施例提供的半导体加工设备还可以使晶片与机械手之间不产生摩擦，从而避免了颗粒的产生，不会对腔室造成污染。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种传输装置，包括用于传输晶片的机械手，其特征在于，所述机械手包括本体，所述本体具有用于承载晶片的承载面，且在所述承载面上覆盖有绝缘层，并且在所述绝缘层内埋设有电极层，所述电极层包括采用导电材料制作的正电极和负电极。

2.根据权利要求1所述的传输装置，其特征在于，所述传输装置还包括电源，所述电源与所述电极层的正电极和负电极连接，用于在所述机械手取放片的过程中对电极层施加电压，以实现对晶片的取放。

3.根据权利要求2所述的传输装置，其特征在于，在所述机械手取片时，所述电源的正极和负极分别与所述正电极和负电极导通；在所述机械手放片时，所述电源的正极和负极分别与所述正电极和负电极断开，且所述正电极和负电极均接地。

4.根据权利要求1所述的传输装置，其特征在于，所述正电极和负电极的数量为一个，且所述正电极和负电极在所述本体的承载面上的投影面积相等。

5.根据权利要求1所述的传输装置，其特征在于，所述正电极和所述负电极的数量为多个，且所述正电极和负电极的数量相等；并且

每个正电极和负电极在所述本体的承载面上的投影面积相等。

6.根据权利要求1或5所述的传输装置，其特征在于，所述正电极和负电极对称地设置在平行于所述机械手的传输方向上的中心线的两侧。

7.根据权利要求2所述的传输装置，其特征在于，根据所述正电极和负电极在所述本体的承载面上的投影面积、晶片的重量和/或机械手的最大传输速度而设定所述电源在所述机械手取片时分别向所述正电极和负电极加载的电压。

8.根据权利要求7所述的传输装置，其特征在于，所述电源分别向所述正电极和负电极加载的电压为350V。

9.根据权利要求1所述的传输装置，其特征在于，所述绝缘层的材料为氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷。

10.一种半导体加工设备，包括反应腔室和传输装置，其中反应腔室用于对晶片进行工艺处理，传输装置用于向反应腔室内传输晶片，其特征在于，所述传输装置采用权利要求1-9任意一项所述的传输装置。