CN109411403B - 一种减少硅片颗粒污染的机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减少硅片颗粒污染的机械手，涉及半导体技术领域。所述机械手包括：连接臂、两个相对设置、与硅片边缘相配的弧线手爪，所述弧线手爪的内侧轮廓线为内凹的圆弧，所述弧线手爪的内侧轮廓线的半径大于所述硅片的半径，所述弧线手爪与所述连接臂连接。所述弧线手爪和所述硅片为面接触，与现有的U型手爪相比，在不影响手爪的结构强度的前提下，所述弧线手爪与所述硅片接触面积减小，有效减少了硅片表面的颗粒缺陷，提高了产品良率。

Description

一种减少硅片颗粒污染的机械手
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种减少硅片颗粒污染的机械手。
背景技术
随着半导体器件工艺的不断发展，以及器件性能要求的逐步提高，集成电路持续往高密度方向发展，在芯片尺寸减小的同时，整合的组件却越来越多。显然地，芯片对缺陷的容忍度亦越来越低，更多更小尺寸的缺陷也成为了良率杀手。由于集成电路的制造对硅片的洁净度要求较高，因此，在半导体制造工厂中，硅片的在工艺机台中的传送通常是通过机械手完成的。所述机械手传送硅片的工作过程包括：先将所述机械手置于水平放置的硅片背面的下方，所述机械手直接托起所述硅片，利用所述机械手与硅片背面的摩擦力稳定硅片，接着，所述机械手带动硅片移动，当硅片被传送到预定位置后，所述机械手直接离开所述硅片。在所述机械手传送硅片的过程中，硅片背面的涂层、薄膜或沾染的微尘颗粒会由于所述机械手的接触而脱落，在硅片表面造成二次颗粒污染，导致产品良率损失。寻求一种结构简单、使用方便，并可有效减少颗粒缺陷的机械手己成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减少硅片颗粒污染的机械手，以减少硅片表面颗粒与所述机械手接触粘连而在硅片表面造成二次颗粒污染，提高产品良率。
为了达到上述目的，本发明提供了一种减少硅片颗粒污染的机械手，所述机械手包括：连接臂、两个相对设置、与硅片边缘相配的弧线手爪，所述弧线手爪的内侧轮廓线为内凹的圆弧，所述弧线手爪的内侧轮廓线的半径大于所述硅片的半径，所述弧线手爪与所述连接臂连接。
可选的，两个所述弧线手爪之间有一设定距离，所述弧线手爪的内轮廓线与所述硅片的外圆有四个交点，四个所述交点首尾相连形成正方形。
可选的，所述弧线手爪的外侧轮廓线为向外凸出的圆弧。
可选的，所述弧线手爪的外侧轮廓线的半径小于所述弧线手爪的内侧轮廓线的半径，所述弧线手爪的外侧轮廓线的半径大于所述硅片半径。
可选的，所述弧线手爪的内、外侧轮廓线所在圆的圆心与所述硅片的外圆圆心共线。
可选的，所述弧线手爪的外侧轮廓线与所述硅片的外圆相切。
可选的，所述机械手还包括机械臂，所述连接臂安装在所述机械臂上，所述机械臂带动所述连接臂和所述弧线手爪运动。
可选的，所述机械手还包括驱动系统，所述驱动系统控制所述机械手运动以承载和传送所述硅片。
在本发明提供的一种减少硅片颗粒污染的机械手中，所述机械手包括：连接臂、两个相对设置、与硅片边缘相配的弧线手爪，所述弧线手爪的内侧轮廓线为内凹的圆弧，所述弧线手爪的内侧轮廓线的半径大于所述硅片的半径，所述弧线手爪与所述连接臂连接。所述弧线手爪和所述硅片为面接触，与现有的U型手爪相比，在不影响手爪的结构强度的前提下，所述弧线手爪与所述硅片接触面积减小，有效减少了硅片表面的颗粒缺陷，提高了产品良率。
附图说明
图1是现有技术中机械手传送硅片示意图；
图2是本发明一实施例提供的机械手传送硅片示意图；
图3是本发明一实施例提供的机械手意图；
其中：10-机械手，101-直臂部，102-弧线手爪，20-硅片，30-U型手爪。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如在背景技术中提及的，所述机械手传送硅片的工作过程包括：先将所述机械手置于水平放置的硅片背面的下方，所述机械手直接托起所述硅片，利用所述机械手与硅片背面的摩擦力稳定硅片，接着所述机械手带动硅片移动，当硅片被传送到预定位置后，所述机械手直接离开所述硅片。在所述机械手传送硅片的过程中，硅片背面的涂层、薄膜或沾染的微尘颗粒会由于所述机械手的接触而脱落，在硅片表面造成二次颗粒污染，导致产品良率损失。基于以上认识，发明人设计了一种新型的可减少硅片颗粒污染的机械手，通过减少所述机械手与所述硅片接触面积，减少所述硅片表面的颗粒污染，提高产品良率。
图1是现有技术中机械手传送硅片示意图，如图1所示，现有技术中抓取所述硅片20的手爪为U型手爪30，所述U型手爪30的两条直臂与所述硅片20接触面积较大，且两条所述直臂托起所述硅片20的位置为所述硅片20的中间位置。在所述机械手传送硅片20的过程中，所述硅片20背面的涂层、薄膜或沾染的微尘颗粒会由于所述机械手的接触而脱落，在所述硅片20表面造成二次颗粒污染，导致产品良率损失。
本发明一实施例提供一种减少硅片颗粒污染的机械手，图2是本发明一实施例提供的机械手传送硅片示意图，图3是本发明一实施例提供的机械手意图，如图2和图3所示，所述机械手包括：连接臂101、两个相对设置、与硅片20边缘相配的弧线手爪102，所述弧线手爪102的内侧轮廓线为内凹的圆弧，所述弧线手爪102的内侧轮廓线的半径大于所述硅片20的半径。
如图2所示，当本发明一实施例提供的机械手承载和传送所述硅片20时，所述硅片20置于两个所述弧线手爪102上，此时，所述硅片20与所述弧线手爪102有4个交点，分别为A1、A2、A3和A4；S1为线段A1A3、A2A4和所述硅片20的外轮廓线组成区域的面积，S2为所述弧线手爪102与所述硅片20接触面的面积，S3为所述弧线手爪102的内轮廓线与线段A1A3组成的弓形区域的面积；C1为所述弧线手爪102的最大宽度尺寸，C2为弓形区域S3的弓高。
如图1所示，当现有技术中的机械手承载和传送所述硅片20时，所述硅片20置于所述U型手爪30正中央，此时，所述硅片20与所述U型手爪30有4个交点，分别为B1、B2、B3和B4；H1为线段B1B3、B2B4和所述硅片20的外轮廓线组成区域的面积，H2为所述U型手爪30与所述硅片20接触面的面积，H3为所述硅片20的外轮廓线与所述U型手爪30一轮廓线组成的弓形区域的面积；D1为所述U型手爪的宽度尺寸，D2为弓形区域H3的弓高。
为不影响所述弧线手爪102的结构强度，宽度尺寸D1＝C1。
为不影响所述弧线手爪102托起所述硅片20稳定性，线段A1A3＝B1B3，线段A1A2＝B1B2。当线段A1A3＝B1B3，所述硅片20在A1A3或B1B3方向上的稳定性不变；当A1A2＝B1B2，因所述弧线手爪102在所述硅片20的边缘位置托起所述硅片20，所述硅片20在A1A3方向上的稳定性更强。
在本发明一实施例提供的机械手和现有技术的机械手承载和传送相同的所述硅片20时，因宽度尺寸D1＝C1，线段A1A2＝B1B2，易得的宽度尺寸C2＝D2，面积H1＝S1，面积S2+S3＝H2+H3；因所述弧线手爪102的内轮廓线为圆弧且半径大于所述硅片20半径，根据弓形面积公式易得到面积H3<S3；因面积S2+S3＝H2+H3，面积H3<S3，易得到面积S2<H2，即在不影响手爪的结构强度和托起所述硅片20稳定性的前提下，所述弧线手爪102与所述硅片20接触面积减小。
进一步的，两个所述弧线手爪102之间有一设定距离，所述弧线手爪102的内轮廓线与所述硅片20的外圆有四个交点，当四个所述交点首尾相连形成正方形为所述硅片20的外圆的内接正方形时，两条所述弧线手爪102托起所述硅片20的稳定性最好，且所述弧线手爪102与所述硅片20的接触面积最小。
进一步的，所述弧线手爪102的外侧轮廓线为向外凸出的圆弧，所述弧线手爪102的外侧轮廓线的半径小于所述弧线手爪102的内侧轮廓线的半径，所述弧线手爪102的外侧轮廓线的半径大于所述硅片20半径。所述弧线手爪102的内、外侧轮廓线所在圆的圆心与所述硅片20的外圆圆心共线，所述弧线手爪102的外侧轮廓线与所述硅片20的外圆相切，此时，所述弧线手爪102与所述硅片20接触面积最小。当所述弧线手爪102托起所述硅片20的位置有一定偏移时，所述弧线手爪102与所述硅片20接触面积无明显变化。
进一步的，所述机械手还包括机械臂和驱动系统，所述连接臂101安装在所述机械臂上，所述机械臂带动所述连接臂101和所述弧线手爪运动，所述驱动系统控制所述机械手运动以承载和传送所述硅片20。
综上所述，在本发明一实施例提供的一种减少硅片颗粒污染的机械手中，所述机械手包括：连接臂、两个相对设置、与硅片边缘相配的弧线手爪，所述弧线手爪的内侧轮廓线为内凹的圆弧，所述弧线手爪的内侧轮廓线的半径大于所述硅片的半径，所述弧线手爪与所述连接臂连接。所述弧线手爪和所述硅片为面接触，与现有的U型手爪相比，在不影响手爪的结构强度的前提下，所述弧线手爪与所述硅片接触面积减小，有效减少了硅片表面的颗粒缺陷，提高了产品良率。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种减少硅片颗粒污染的机械手，其特征在于，所述机械手包括：连接臂，两个相对设置、与硅片边缘相配的弧线手爪，所述弧线手爪的内侧轮廓线为内凹的圆弧，所述弧线手爪的内侧轮廓线的半径大于所述硅片的半径，所述弧线手爪的外侧轮廓线为向外凸出的圆弧，所述弧线手爪与所述连接臂连接；
所述弧线手爪的外侧轮廓线的半径小于所述弧线手爪的内侧轮廓线的半径，所述弧线手爪的外侧轮廓线的半径大于所述硅片半径，且所述弧线手爪的内、外侧轮廓线所在圆的圆心与所述硅片的外圆圆心共线；
其中，所述弧线手爪的外侧轮廓线与所述硅片的外圆相切；
两个所述弧线手爪之间有一设定距离，所述弧线手爪的内轮廓线与所述硅片的外圆有四个交点，四个所述交点首尾相连形成正方形。
2.根据权利要求1所述的减少硅片颗粒污染的机械手，其特征在于，所述机械手还包括机械臂，所述连接臂安装在所述机械臂上，所述机械臂带动所述连接臂和所述弧线手爪运动。
3.根据权利要求2所述的减少硅片颗粒污染的机械手，其特征在于，所述机械手还包括驱动系统，所述驱动系统控制所述机械手运动以承载和传送所述硅片。
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