CN108346607B - 竖直插入式阻挡脚及伯努利吸盘 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种竖直插入式阻挡脚及伯努利吸盘，包括：支撑盘，支撑盘内沿其厚度方向设有通孔，通孔包括第一部分及位于第一部分下方且与第一部分相连通的第二部分；阻挡脚，适于插入至支撑盘的通孔内，阻挡脚包括支撑部及位于支撑部下方且与支撑部的底部相连接的阻挡部；支撑部的宽度大于通孔第二部分的宽度且小于或等于通孔第一部分的宽度；阻挡部的宽度小于或等于通孔第二部分的宽度，且阻挡部沿支撑盘厚度方向的尺寸大于通孔第二部分沿支撑盘厚度方向的高度。竖直插入式阻挡脚由于采用竖直插入式结构，在将其用于伯努利吸盘时，操作安装方便，不易造成阻挡脚的损坏。

Description

竖直插入式阻挡脚及伯努利吸盘
技术领域
本发明属于半导体设备技术领域，特别是涉及一种竖直插入式阻挡脚及伯努利吸盘。
背景技术
在现有的半导体技术领域，对于外延炉而言，目前一种主流的传片方式为采用非接触式的伯努利吸盘进行传片；请参阅图1及图2，伯努利吸盘的主体为石英吸附盘11，所述石英吸附盘11内设有气体管路12，所述石英吸附盘11的表面设有若干个出气孔13，当氮气从出气孔13喷出时，由于伯努利原理，可将晶圆14从基座上吸附起来，并保持与所述伯努利吸盘之间有一层气膜。当所述晶圆14在竖直方向被吸气之后，由于气流的作用，所述晶圆14会在水平方向滑动；为了阻止所述晶圆14在水平方向上滑动，一般还会在所述伯努利吸盘11外侧设置一对石英阻挡脚15以防止所述晶圆14的滑动。所述石英阻挡脚15是由细长的石英棒16连接，并通过水平的所述石英棒16插入到位于所述石英吸附盘11顶部的石英槽17内。
然而，上述伯努利吸盘由于需要通过所述石英棒16将所述石英阻挡脚15水平插入到所述石英槽17内，存在如下问题：1.在安装所述石英阻挡脚15时，由于所述石英棒16非常脆弱，很容易损坏所述石英棒16。2.由于连接所述石英阻挡脚15的所述石英棒16非常细，而所述伯努利吸盘需要伸入温度为900℃的反应腔内进行抓片，长期工作在如此高温条件下，所述石英棒16会存在高温软化的现象，软化后所述石英阻挡脚15无法准确的阻挡水平移动的所述晶圆14，所述晶圆14会有一定的几率撞到所述石英棒16上，由于撞击面积过小，使得撞击力度很大，容易在所述晶圆14表面产生大量的颗粒缺陷(Particle)，进而影响所述晶圆14的品质。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种竖直插入式阻挡脚及伯努利吸盘，用于解决现有技术中的的伯努利吸盘由于需要使用较细的石英棒将阻挡脚水平插入到石英槽内而存在的容易损坏石英棒的问题，以及石英棒容易软化从而使得晶圆撞到石英棒上而在晶圆的表面产生大量的颗粒缺陷的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种竖直插入式阻挡脚，所述竖直插入式阻挡脚包括：支撑盘，所述支撑盘内沿其厚度方向设有通孔，所述通孔包括第一部分及位于所述第一部分下方且与所述第一部分相连通的第二部分；阻挡脚，适于插入至所述支撑盘的所述通孔内，所述阻挡脚包括支撑部及位于所述支撑部下方且与所述支撑部的底部相连接的阻挡部；所述支撑部的宽度大于所述通孔第二部分的宽度且小于或等于所述通孔第一部分的宽度；所述阻挡部的宽度小于或等于所述通孔第二部分的宽度，且所述阻挡部沿所述支撑盘厚度方向的尺寸大于所述通孔第二部分沿所述支撑盘厚度方向的高度。
作为本发明的竖直插入式阻挡脚的一种优选方案，所述通孔第一部分与所述通孔第二部分接触的表面为倾斜面，所述倾斜面自所述通孔第二部分的边缘至所述通孔第一部分的边缘向下倾斜。
作为本发明的竖直插入式阻挡脚的一种优选方案，所述倾斜面相对于所述支撑盘表面的倾斜角度为5°～8°。
作为本发明的竖直插入式阻挡脚的一种优选方案，所述阻挡部的侧面为弧形面。
作为本发明的竖直插入式阻挡脚的一种优选方案，所述弧形面的弧度与晶圆边缘的弧度相同。
作为本发明的竖直插入式阻挡脚的一种优选方案，所述阻挡脚还包括过渡连接部，所述过渡连接部位于所述支撑部与所述阻挡部之间，且所述阻挡部经由所述过渡连接部与所述支撑部相连接。
作为本发明的竖直插入式阻挡脚的一种优选方案，所述支撑盘及所述支撑脚的材料均为石英。
作为本发明的竖直插入式阻挡脚的一种优选方案，所述阻挡部的表面涂覆有含有结晶水的氢氧化钡涂层。
作为本发明的竖直插入式阻挡脚的一种优选方案，所述阻挡部的表面涂覆有硅酸钡涂层。
本发明还提供一种伯努利吸盘，所述伯努利吸盘包括吸附盘，所述吸附盘内设有气体管路，所述吸附盘的表面设有出气孔，所述出气孔与所述气体管路相连通，所述伯努利吸盘还包括如上述任一方案中所述的竖直插入式阻挡脚，所述支撑盘固定于所述吸附盘的上表面，所述阻挡脚位于所述支撑盘的外侧，且所述阻挡部沿所述支撑盘厚度方向的尺寸大于所述通孔第二部分的深度与所述吸附盘的厚度之和。
作为本发明的竖伯努利吸盘的一种优选方案，所述气体管路包括主管路及与所述主管路内部相连通的支管路；所述竖直插入式阻挡脚的数量为两个，两个所述竖直插入式阻挡脚对称地分布于所述主管路的两侧，且所述支撑盘的中心与所述吸附盘的中心的连线与所述主管路的夹角为30°～60°。
作为本发明的伯努利吸盘的一种优选方案，所述吸附盘为石英吸附盘。
如上所述，本发明的竖直插入式阻挡脚及伯努利吸盘，具有以下有益效果：所述竖直插入式阻挡脚由于采用竖直插入式结构，在将所述竖直插入式阻挡脚用于所述伯努利吸盘时，操作安装方便，不易造成阻挡脚的损坏；由于所述通孔第一部分与所述通孔第二部分接触的表面为倾斜面，所述倾斜面自所述通孔第二部分的边缘至所述通孔第一部分的边缘向下倾斜，可以保证晶圆撞到所述阻挡脚时有一定的缓冲作用，有效避免晶圆表面颗粒缺陷的产生；所述阻挡部的侧面设计为弧形面，增加了晶圆与阻挡部的接触面积，进一步提供缓冲作用，避免晶圆颗粒缺陷的产生。
附图说明
图1显示为现有技术中的伯努利吸盘的结构示意图。
图2显示为现有技术中正常的伯努利吸盘沿图1中AA’方向的截面结构示意图。
图3显示为现有技术中石英棒软化的伯努利吸盘沿图1中AA’方向的截面结构示意图。
图4显示为本发明实施例一中提供的竖直插入式阻挡脚中的支撑盘的俯视结构示意图。
图5显示为图4的截面结构示意图。
图6显示为本发明实施例一中提供的竖直插入式阻挡脚中的阻挡脚的立体结构示意图。
图7显示为图6的正视图。
图8显示为图6的俯视结构示意图。
图9及图10显示为本发明实施例一中提供的竖直插入式阻挡脚的截面结构示意图。
图11显示为本发明实施例二中提供的伯努利吸盘的俯视结构示意图。
元件标号说明
11 石英吸盘
12 气体管路
13 出气孔
14 晶圆
15 石英阻挡脚
16 石英棒
17 石英槽
21 支撑盘
211 通孔
2111 第一部分
2112 第二部分
22 阻挡脚
221 支撑部
222 阻挡部
223 过渡连接部
23 吸附盘
231 气体管路
2311 主管路
2312 支管路
232 出气孔
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图4至图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
实施例一
请参阅图4至图10，本发明提供一种竖直插入式阻挡脚，所述竖直插入式阻挡脚包括：支撑盘21，所述支撑盘21内沿其厚度方向设有通孔211，所述通孔211包括第一部分2111及位于所述第一部分2111下方且与所述第一部分2111相连通的第二部分2112，如图4及图5所示；阻挡脚22，所述阻挡脚22适于插入至所述支撑盘21的所述通孔211内，所述阻挡脚22包括支撑部221及位于所述支撑部221下方且与所述支撑部221的底部相连接的阻挡部222，如图6至图8所示；所述支撑部221的宽度大于所述通孔211第二部分2112的宽度且小于或等于所述通孔211第一部分2111的宽度；所述阻挡部222的宽度小于或等于所述通孔211第二部分2112的宽度，且所述阻挡部222沿所述支撑盘21厚度方向的尺寸大于所述通孔211第二部分2112沿所述支撑盘21厚度方向的高度，以确保所述阻挡脚22的所述阻挡部222可以贯穿所述通孔211的第二部分2112并延伸至所述支撑盘21的下方。
作为示例，所述通孔211的第一部分2111与所述通孔211的第二部分2112接触的表面为倾斜面，所述倾斜面自所述通孔211的第二部分2112的边缘至所述通孔211的第一部分2111的边缘向下倾斜。将所述通孔211的第一部分2111与所述通孔211的第二部分2112接触的表面设计为倾斜面，在所述阻挡脚22插入到所述通孔211内使用时，若所述竖直插入式阻挡脚用于伯努利吸盘来阻挡晶圆，正常晶圆未撞到所述阻挡脚22时如图9所示，所述阻挡部222呈竖直状态，当晶圆撞到所述阻挡脚22时，所述阻挡脚22会在该倾斜面的倾斜角度范围内发生倾斜，如图10所示，从而起到缓冲作用，避免了在所述晶圆边缘颗粒缺陷(particle)的产生。
作为示例，所述倾斜面相对于所述支撑盘21表面倾斜的角度可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述倾斜面相对于所述支撑盘21表面的倾斜角度θ为5°～8°。
作为示例，所述阻挡部222的侧面为弧形面，如图8所示；需要说明的是，所述阻挡部222的侧面为在所述竖直插入式阻挡脚应用于伯努利吸盘时朝向晶圆的一面。优选地，本实施例中，所述弧形面的弧度与晶圆边缘的弧度相同。将所述阻挡部222的侧面设计为弧形面，可以增加所述阻挡部222与晶圆的接触面积，从而在所述晶圆撞到所述阻挡部222时起到进一步的缓冲作用，避免所述颗粒缺陷的产生。
作为示例，所述阻挡脚22还包括过渡连接部223，所述过渡连接部223位于所述支撑部221与所述阻挡部222之间，且所述阻挡部222经由所述过渡连接部223与所述支撑部221相连接。
作为示例，所述支撑盘21及所述阻挡脚22的材料可以根据实际需要进行选择，优选地，本实施例中，所述支撑盘21及所述阻挡脚22的材料均为石英。
作为示例，所述阻挡部222的表面涂覆有含有结晶水的氢氧化钡涂层(未示出)，所述含有结晶水的氢氧化钡涂层的化学式为BaOH2·8H2O。含有结晶水的氢氧化钡可与环境中的二氧化碳反应生成碳酸钡，当所述竖直插入式阻挡脚应用于所述伯努利吸盘时，所述伯努利吸盘的手臂抓片时，所述阻挡部222表面的碳酸钡会与内层的二氧化硅反应生成硅酸钡，硅酸钡属于正交晶系，结构致密，且熔点高达1605℃，可以增强所述阻挡部222的强度，从而避免了高温软化现象。
作为示例，所述阻挡部222的表面涂覆有硅酸钡涂层(未示出)。
实施例二
请结合图4至图10参阅图11，本实施例还提供一种伯努利吸盘，所述伯努利吸盘包括吸附盘23，所述吸附盘23内设有气体管路231，所述吸附盘23的表面设有出气孔232，所述出气孔232与所述气体管路231相连通，所述伯努利吸盘还包括如实施例一中所述的竖直插入式阻挡脚，所述竖直插入式阻挡脚的具体结构请参阅实施例一，此处不再累述，所述支撑盘21固定于所述吸附盘23的上表面，所述阻挡脚22位于所述支撑盘23的外侧，且所述阻挡部222沿所述支撑盘21厚度方向的尺寸大于所述通孔211第二部分2112的深度与所述吸附盘23的厚度之和，以确保所述阻挡部222可以贯穿所述通孔211的第二部分2112并延伸至所述吸附盘23的下方。
作为示例，所述气体管路231包括主管路2311及与所述主管路2311内部相连通的支管路2312；所述竖直插入式阻挡脚的数量为两个，两个所述竖直插入式阻挡脚对称地分布于所述主管路2311的两侧，且所述支撑盘21的中心与所述吸附盘23的中心的连线与所述主管路2311的夹角β为30°～60°。当然，在其他示例中，所述竖直插入式阻挡脚的数量以及分布方式还可以根据实际需要进行设定。
作为示例，所述吸附盘23可以为但不仅限于石英吸附盘。
综上所述，本发明提供一种竖直插入式阻挡脚及伯努利吸盘，所述竖直插入式阻挡脚包括：支撑盘，所述支撑盘内沿其厚度方向设有通孔，所述通孔包括第一部分及位于所述第一部分下方且与所述第一部分相连通的第二部分；阻挡脚，适于插入至所述支撑盘的所述通孔内，所述阻挡脚包括支撑部及位于所述支撑部下方且与所述支撑部的底部相连接的阻挡部；所述支撑部的宽度大于所述通孔第二部分的宽度且小于或等于所述通孔第一部分的宽度；所述阻挡部的宽度小于或等于所述通孔第二部分的宽度，且所述阻挡部沿所述支撑盘厚度方向的尺寸大于所述通孔第二部分沿所述支撑盘厚度方向的高度。所述竖直插入式阻挡脚由于采用竖直插入式结构，在将所述竖直插入式阻挡脚用于所述伯努利吸盘时，操作安装方便，不易造成阻挡脚的损坏；由于所述通孔第一部分与所述通孔第二部分接触的表面为倾斜面，所述倾斜面自所述通孔第二部分的边缘至所述通孔第一部分的边缘向下倾斜，可以保证晶圆撞到所述阻挡脚时有一定的缓冲作用，有效避免晶圆表面颗粒缺陷的产生；所述阻挡部的侧面设计为弧形面，增加了晶圆与阻挡部的接触面积，进一步提供缓冲作用，避免晶圆颗粒缺陷的产生。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种竖直插入式阻挡脚，其特征在于，所述竖直插入式阻挡脚包括：
支撑盘，所述支撑盘内沿其厚度方向设有通孔，所述通孔包括第一部分及位于所述第一部分下方且与所述第一部分相连通的第二部分；
阻挡脚，适于插入至所述支撑盘的所述通孔内，所述阻挡脚包括支撑部及位于所述支撑部下方且与所述支撑部的底部相连接的阻挡部；所述支撑部的宽度大于所述通孔第二部分的宽度且小于或等于所述通孔第一部分的宽度；所述阻挡部的宽度小于或等于所述通孔第二部分的宽度，且所述阻挡部沿所述支撑盘厚度方向的尺寸大于所述通孔第二部分沿所述支撑盘厚度方向的高度；所述通孔第一部分与所述通孔第二部分接触的表面为倾斜面，所述倾斜面自所述通孔第二部分的边缘至所述通孔第一部分的边缘向下倾斜。
2.根据权利要求1所述的竖直插入式阻挡脚，其特征在于：所述倾斜面相对于所述支撑盘表面的倾斜角度为5°～8°。
3.根据权利要求1所述的竖直插入式阻挡脚，其特征在于：所述阻挡部的侧面为弧形面。
4.根据权利要求3所述的竖直插入式阻挡脚，其特征在于：所述弧形面的弧度与晶圆边缘的弧度相同。
5.根据权利要求1所述的竖直插入式阻挡脚，其特征在于：所述阻挡脚还包括过渡连接部，所述过渡连接部位于所述支撑部与所述阻挡部之间，且所述阻挡部经由所述过渡连接部与所述支撑部相连接。
6.根据权利要求1所述的竖直插入式阻挡脚，其特征在于：所述支撑盘及所述阻挡脚的材料均为石英。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的竖直插入式阻挡脚，其特征在于：所述阻挡部的表面涂覆有含有结晶水的氢氧化钡涂层。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的竖直插入式阻挡脚，其特征在于：所述阻挡部的表面涂覆有硅酸钡涂层。
9.一种伯努利吸盘，包括吸附盘，所述吸附盘内设有气体管路，所述吸附盘的表面设有出气孔，所述出气孔与所述气体管路相连通，其特征在于，
所述伯努利吸盘还包括如权利要求1至8中任一项所述的竖直插入式阻挡脚，所述支撑盘固定于所述吸附盘的上表面，所述阻挡脚位于所述支撑盘的外侧，且所述阻挡部沿所述支撑盘厚度方向的尺寸大于所述通孔第二部分的深度与所述吸附盘的厚度之和。
10.根据权利要求9所述的伯努利吸盘，其特征在于：所述气体管路包括主管路及与所述主管路内部相连通的支管路；所述竖直插入式阻挡脚的数量为两个，两个所述竖直插入式阻挡脚对称地分布于所述主管路的两侧，且所述支撑盘的中心与所述吸附盘的中心的连线与所述主管路的夹角为30°～60°。
11.根据权利要求9所述的伯努利吸盘，其特征在于：所述吸附盘为石英吸附盘。
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