CN109148345A - 一种晶圆传载手臂及晶圆承载装置 - Google Patents

一种晶圆传载手臂及晶圆承载装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种晶圆传载手臂，包括：晶圆承载装置、真空发生器、与控制模块通讯连接的气动阀门、以及排风装置；晶圆承载装置包括承载盘，承载盘上表面设置有积液槽，承载盘两端设置有阻挡部，承载盘内部铺设有管道；真空发生器的出气口与晶圆承载装置中的管道连接，真空发生器的进气口与气动阀门连接。本发明克服了传统的陶瓷真空手臂不能取放带有通孔的晶圆的问题，以及部分传统的陶瓷凹槽手臂存在因为积液导致的‘打滑’问题。

Description

一种晶圆传载手臂及晶圆承载装置
技术领域
本发明涉及一种固定晶圆传载手臂及承载装置，特别涉及一种防止晶圆打滑的晶圆晶圆传载手臂及承载装置。
背景技术
陶瓷手臂因其耐高温、耐腐蚀、高强度等优异的性能目前广泛应用在半导体晶圆的制造领域，主要起到取放片功能，属于半导体设备传输模块的一部分。从工作类型来分，可分为陶瓷真空手臂和陶瓷凹槽手臂两类。陶瓷真空手臂通过真空发生器、PLC和软件模块等来实现取放片；陶瓷凹槽手臂则通过手臂自身尺寸形状设计、PLC、软件模块等实现取放片。
然而陶瓷真空手臂无法应用于带通孔且沾有少量有机液体的晶圆的传载。然而目前在传载带有通孔且沾有少量有机液体的晶圆中使用的部分陶瓷凹槽手臂存在设计缺陷：经过多次取放片后，陶瓷凹槽手臂与晶圆之间会积液，晶圆在传输中会出现‘打滑’现象，造成晶圆偏移、倾斜等问题。因此，晶圆传载过程中，需解决取放沾有少量有机液体且带有通孔的晶圆(Wafer)在陶瓷手臂上打滑的问题，从而保证机台的正常工作。
发明内容
发明目的：本发明目的之一为提供了一种可以防止沾有少量有机液体且带有通孔的晶圆打滑的晶圆陶瓷手臂。本发明的另一目的提供了防止晶圆打滑的晶圆承载装置。
技术方案：本发明所述的一种晶圆传载手臂，其特征在于，包括：晶圆承载装置(1)、用于产生负压的真空发生器、与控制模块通讯连接用于控制气流的气动阀门、以及与所述真空发生器连接的用于有机液体排出的排风装置；
所述晶圆承载装置包括用于承载晶圆的承载盘；所述承载盘上表面设置有积液槽，所述积液槽的底面低于所述承载盘的上表面；所述承载盘两端与所述晶圆边缘接触位置分别设置有防止晶圆位移的阻挡部，所述阻挡部具有环状倒角结构；所述承载盘内部铺设有管道；所述积液槽内部设置有与所述管路连通的用于液体流出的出液口；
所述真空发生器的出气口与所述晶圆承载装置中的管道连接，所述真空发生器的进气口与所述气动阀门连接。
本发明的一种优选方式为所述承载盘包括位于所述承载盘两端的用于支撑晶圆的第一承载部，以及连接两端第一承载部的第二承载部，所述第一承载部上表面高于所述第二承载部上表面。
本发明的一种优选方式为所述积液槽位于所述第二承载部区域的两端。
本发明的一种优选方式为所述承载盘设置有泄液口，所述泄液口为位于所述承载盘第一位置向所述承载盘边缘延伸的开口。
本发明的一种优选方式为所述管道位于所述承载盘两侧边。
本发明的一种优选方式为所述积液槽具有环状倒角结构。
本发明的一种优选方式为所述管道包括第一管道与第二管道；所述第一管道与所述第二管道分别位于所述承载盘的两侧边；所述第一管道/第二管道连接位于所述承载盘两端同一侧的出液口，且所述第一管道与所述第二管道交汇于所述承载盘一端。
本发明还提供了一种晶圆承载装置，包括用于承载晶圆的承载盘；
所述承载盘两端与所述晶圆边缘接触位置分别设置有防止晶圆位移的阻挡部，且所述阻挡部具有环状倒角结构；
所述第二承载部两端设置有积液槽，所述积液槽的底面低于所述第二承载部的上表面；
所述承载盘内部铺设有用于液体流出的管道；
所述积液槽底面边缘设置有与所述管路连通的出液口。
本发明所述的晶圆承载装置的另一种优选结构为包括用于承载晶圆的承载盘；
所述承载盘包括位于所述承载盘两端的用于支撑晶圆的第一承载部，以及连接两端第一承载部的第二承载部，所述第一承载部上表面高于所述第二承载部上表面；
所述承载盘两端与所述晶圆边缘接触位置分别设置有防止晶圆位移的阻挡部，且所述阻挡部具有环状倒角结构；
所述第一承载部内部设置有积液槽，所述积液槽的底面低于所述第一承载部的上表面；
所述承载盘内部铺设有用于液体流出的管道；
所述积液槽底面边缘设置有与所述管路连通的出液口。
上述晶圆承载装置应用于晶圆传载手臂中，用于承载晶圆。
本发明通过在晶圆承载装置中引入积液槽，并设计了与积液槽连通的内置管道，通过GN2和真空发生器产生负压，将少量的有机积液卷吸至有机排风中，从而保证了机台传输模块的正常工作。本发明克服了传统的陶瓷真空手臂不能取放带有通孔的晶圆的问题，以及部分传统的陶瓷凹槽手臂存在因积液导致的晶圆传输过程中‘打滑’问题。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：(1)本发明在晶圆承载装置增加积液槽，位于晶圆下表面的有机液体将流入积液槽内，防止晶圆在晶圆承载装置上打滑，本发明同时设置了位于晶圆承载装置的内部与积液槽连通的管道，管道与真空发生器连接，产生负压，防止晶圆打滑的同时，将积液槽内的有机液体排出，故本发明可连续用于晶圆传送；(2)本发明的晶圆承载装置承载盘两端设置有第一承载部，晶圆的只需边缘表面与第一承载部接触即可完成承载盘的功能，可最大程度保护晶圆；(3)本发明的积液槽设置于第二承载部两端，可以高效地去除晶圆表面的液体，防止晶圆打滑；(4)本发明承载盘的中间部分为开口，使得未与承载盘接触的晶圆表面的液体从泄液口处流出，避免其余部位的液体聚集；(5)本发明的管道沿着承载盘两侧对称设计，避免因为管道中不对称设计使得承载盘倾斜，使得晶圆传送更加稳定；(6)本发明的积液槽边缘设置为环状倒角结构，有利于液体向积液槽聚集。
附图说明
图1为本发明实施例1各部件之间连接关系结构示意图；
图2为本发明实施例1中晶圆承载装置的结构示意图；
图3为本发明另一实施例中管道结构的透视图；
图4为本发明又一实施例中承载部的结构的局部示意图；
图5为本发明中晶圆承载装置用于承载晶圆时的工作状态示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。本发明中常用的结构与组件在附图中以简单的示意方式表示。
实施例1：如图1所示，本发明所述的一种晶圆传载手臂，包括晶圆承载装置1、用于产生负压的真空发生器2、与控制模块3通讯连接用于控制气流的气动阀门4、以及与真空发生器2连接的用于有机液体排出的排风装置5，此实施例中采用的真空发生器2、控制模块3、气动阀门4以及排风装置5均为常用结构，如控制模块3可实现对气动阀门4的控制即可，可采用实现该功能的任一型号的控制器；由于晶圆6表面的液体为有机液体，排风装置5优选为适合气体中含有有机液体排出的排风设备。
如图2所示，晶圆承载装置1包括用于承载晶圆6的承载盘11、积液槽12、阻挡部13、管道14、出液口15、泄液口16；
承载盘11用于承载晶圆6，其上表面设置有积液槽12，积液槽12的底面低于承载盘11的上表面，由于积液槽12底面比承载盘11上表面低，晶圆6表面沾有的液体将流入积液槽12内，防止晶圆6在承载盘上打滑；积液槽12的形态和位置可以根据实际作业过程中晶圆的尺寸、作业的速度确定，积液槽12的优选位置为设置于承载盘11两端，与承载盘11中心的垂直轴线对称设置；此外积液槽边缘可设置环状倒角结构，该环状倒角结构便于液体的流入。
积液槽12内部设置有出液口15，出液口15的设置是为了用于积液槽12内的液体流出，便于本发明的传送手臂持续作业，出液口15的位置优选位于积液槽底面边缘，与管道14连通。
承载盘11两端与晶圆边缘接触位置分别设置有防止晶圆位移的阻挡部13，阻挡部13具有环状倒角结构，便于晶圆6滑入承载装置1，防止晶圆6从承载盘中脱落，阻挡部13可以为连续在承载盘11两端延续的环状结构，也可为断续位于承载部两端；此外，环状倒角结构即为具有一定斜度的斜坡墙，斜坡墙的角度取决于晶圆6滑入的难易和固定的效果之间取得平衡后决定，而这种平衡则取决于具体的作业情形，极端情况之一为斜坡墙与承载盘11的表面垂直，此时阻挡部13对晶圆的效果最好，但是晶圆滑入的效果则较差。
承载盘11内部铺设有管道14，与积液槽12底面边缘设置出液口14连通，管道14的设置影响上述出液口15的位置，管道14可分布于承载盘11的任一侧边，仅单侧设置，则此时，位于积液槽12内部的出液口15与管道14同侧设置。
本实施例中于承载盘11区域设置了泄液口16，泄液口16为位于承载盘11第一位置1120向承载盘11边缘延伸的开口，泄液口16用于晶圆6中心区域的液体的流出，避免积液，第一位置1120优选位于承载盘11的中心，延伸至位于承载盘11两端积液槽12的边缘。
如图3所示，本发明的另一实施例中管道14的结构示意图，管道14位于承载盘11两侧边，包括第一管道141与第二管道142，第一管道141与所述第二管道142分别位于承载盘11的两侧边；第一管道141与第二管道142交汇于承载盘11一端；对称设置的管道14可使得承载盘11在作业过程中受力均衡，避免承载盘11受力不均一造成晶圆6传输过程中的倾斜，保证了传输模块的稳定工作。
如图4所示，本发明的另一种优选地实施例中承载盘11的结构包括位于承载盘11两端的用于支撑晶圆的第一承载部111，以及连接两端第一承载部111的第二承载部112，第一承载部111上表面高于第二承载部112上表面，积液槽12设置于第二承载部112的两端，在该结构中，晶圆边缘仅需与第一承载部111接触即可，由于第二承载部112的上表面低于第一承载部111的上表面，使得晶圆6的背面除了与第一承载部11接触的部分，其他部分都不接触到承载盘11，有效保护了晶圆。
本发明的工作原理为：
在晶圆传载手臂取放沾有少量液体且带有通孔的晶圆过程中，通过控制模块3打开气动阀4，当气动阀4门处于‘开’的状态时，一定正压力的GN2(普通氮气)顺利通过气动阀门进入真空发生器2中，由于‘射流现象’会在真空发生器2和晶圆承载装置1间的管路14中产生负压，晶圆承载装置1两端的积液槽12内的少量液体会依次通过位于积液槽12的出液口15、晶圆承载装置1内置的对称的真空管路14以及外部负压气路被卷吸至GN2的气流中，最终被带入到排风装置5中，保证取放沾有少量液体且带通孔的晶圆与晶圆承载装置1之间没有积液，晶圆不会在晶圆承载装置1上‘打滑’，保证了传输模块的正常工作。本发明中使用GN2(普通氮气)作为驱动真空发生器、产生负压的气体，区别于传统的驱动气体CDA(压缩空气)，有清洁干净的好处。

Claims (10)

1.一种晶圆传载手臂，其特征在于，包括：晶圆承载装置(1)、用于产生负压的真空发生器(2)、与控制模块(3)通讯连接用于控制气流的气动阀门(4)、以及与所述真空发生器(2)连接的用于有机液体排出的排风装置(5)；
所述晶圆承载装置(1)包括用于承载晶圆的承载盘(11)；所述承载盘(11)上表面设置有积液槽(12)，所述积液槽(12)的底面低于所述承载盘(11)的上表面；所述承载盘(11)两端与所述晶圆边缘接触位置分别设置有防止晶圆位移的阻挡部(13)，所述阻挡部(13)具有环状倒角结构；所述承载盘(11)内部铺设有管道(14)；所述积液槽(12)内部设置有与所述管路(14)连通的用于液体流出的出液口(15)；
所述真空发生器(2)的出气口与所述晶圆承载装置(1)中的管道(14)连接，所述真空发生器(2)的进气口与所述气动阀门(3)连接。
2.根据权利要求1所述的晶圆传载手臂，其特征在于，所述承载盘(11)包括位于所述承载盘(11)两端的用于支撑晶圆的第一承载部(111)，以及连接两端第一承载部(111)的第二承载部(112)，所述第一承载部(111)上表面高于所述第二承载部(112)上表面。
3.根据权利要求2所述的晶圆传载手臂，其特征在于，所述积液槽(12)位于所述第二承载部(112)两端。
4.根据权利要求1所述的晶圆传载手臂，其特征在于，所述承载盘(11)设置有泄液口(16)，所述泄液口(16)为位于所述承载盘(11)第一位置(1120)向所述承载盘(11)边缘延伸的开口。
5.根据权利要求1所述的晶圆传载手臂，其特征在于，所述管道(14)位于所述承载盘(11)两侧边。
6.根据权利要求1所述的晶圆传载手臂，其特征在于，所述积液槽(12)具有环状倒角结构。
7.根据权利要求1所述的晶圆传载手臂，其特征在于，所述管道(14)包括第一管道(141)与第二管道(142)；所述第一管道(141)与所述第二管道(142)分别位于所述承载盘(11)的两侧边；所述第一管道/第二管道连接位于所述承载盘(11)两端同一侧的出液口(15)，且所述第一管道(141)与所述第二管道(142)交汇于所述承载盘(11)一端。
8.一种晶圆承载装置，其特征在于，包括用于承载晶圆的承载盘(11)；
所述承载盘(11)两端与所述晶圆边缘接触位置分别设置有防止晶圆位移的阻挡部(13)，且所述阻挡部(13)具有环状倒角结构；
所述承载盘(11)两端设置有积液槽(12)，所述积液槽(12)的底面低于所述承载盘(11)的上表面；
所述承载盘(11)内部铺设有用于液体流出的管道(14)；
所述积液槽(12)底面边缘设置有与所述管路(14)连通的出液口(15)。
9.一种晶圆承载装置，其特征在于，包括用于承载晶圆的承载盘(11)；
所述承载盘(11)包括位于所述承载盘(11)两端的用于支撑晶圆的第一承载部(111)，以及连接两端第一承载部(111)的第二承载部(112)，所述第一承载部(111)上表面高于所述第二承载部(112)上表面；
所述承载盘(11)两端与所述晶圆边缘接触位置分别设置有防止晶圆位移的阻挡部(13)，且所述阻挡部(13)具有环状倒角结构；
所述第二承载部(112)两端设置有积液槽(12)，所述积液槽(12)的底面低于所述第二承载部(112)的上表面；
所述承载盘(11)内部铺设有用于液体流出的管道(14)；
所述积液槽(12)底面边缘设置有与所述管路(14)连通的出液口(15)。
10.一种包含如权利要求8或9所述的任一晶圆承载装置的晶圆传载手臂。
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