CN109427642A - 一种吸盘装置及吸盘转运保护装置及基底运输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸盘装置及吸盘转运保护装置及基底运输方法，所述吸盘装置包括吸盘、固定装置，所述吸盘通过固定装置可拆卸式安装在主机平台上，所述吸盘设置有真空吸附模块；所述吸盘转运保护装置包括保护模块和夹持模块；所述基底运输方法包括S1：所述保护模块运动至所述吸盘上方指定位置；S2：控制所述固定爪夹持所述吸盘；S3：所述固定装置打开，所述吸盘与所述主机平台分离；S4：移动所述吸盘及其所固持的基底至下一工艺处。使用本发明提供的吸盘装置及吸盘转运保护装置及基底运输方法，有效解决基底直接从吸盘上取下时易损坏的问题。

Description

一种吸盘装置及吸盘转运保护装置及基底运输方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种吸盘装置及吸盘转运保护装置及基底运输方法。
背景技术
半导体工业的基底通常薄且易碎。在不同工艺流转过程中常常会出现晶圆破损的情况。尤其是从吸盘及类吸盘装置上取下时，由于破真空不完全、静电吸附等问题特别容易造成晶圆破损。现有解键合机直接采用上下吸盘吸附基底和衬底，由真空吸附力作为解键合过程中固持基底和衬底的力，同时上下吸盘进行水平向的相对运动，以此来完成解键合过程。但由于水平向的相对运动会将熔融的键合胶带离衬底，造成衬底和吸盘的粘胶现象，使基底在取下过程中非常容易损坏。此外，由于真空破除不完全、静电吸附等原因，也可能对基底形成吸附作用，增加基底取下的难度，对产率造成严重影响。
目前，大多半导体设备采用固定式的吸盘和类吸盘装置来固定基底，本次工艺完成后直接取下基底，这容易使基底受到损坏。因此，为半导体设备设计一种可拆卸式的吸盘装置，避免基底取下时的破损风险显得尤为重要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种吸盘装置及吸盘转运保护装置及基底运输方法，实现基底与吸盘一起运输进入后道加工工艺，解决了基底从吸盘上直接取下时易损坏的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种吸盘装置，包括吸盘、固定装置，所述吸盘通过固定装置可拆卸式安装在主机平台上，所述吸盘设置有真空吸附模块。
可选地，所述真空吸附模块包括若干真空孔和/或真空槽，所述若干真空孔和/或真空槽可打开或关闭地与外部真空源相连通。
可选地，所述吸盘侧部设有若干把手。
可选地，主机平台上设有与所述真空吸附模块相对应的真空连接装置，所述真空吸附模块通过真空连接装置与真空源相连通。
可选地，所述固定装置采用螺栓，所述吸盘通过螺栓固定在所述主机平台上。
为实现上述目的，本发明还提出一种用于转运上述吸盘装置的吸盘转运保护装置，所述吸盘转运保护装置包括保护模块和夹持模块。
可选地，所述保护模块包括气浴装置，所述夹持模块包括固定爪，所述固定爪上部与所述气浴装置转动连接，所述固定爪下部设有夹持或抓取所述吸盘的爪结构。
可选地，所述保护模块和所述夹持模块连接处设有缓冲结构。
可选地，所述夹持模块设有与把手对应的凹槽。
可选地，所述气浴装置包括气浴防护模块和气源，所述气源是外部气源或风机，所述气源为所述气浴防护模块提供气流。
为实现上述目的，本发明还提出一种基底运输方法，采用上述吸盘转运保护装置转运上述吸盘装置，包括如下步骤：
S1：所述保护模块运动至所述吸盘上方指定位置；
S2：控制所述固定爪夹持所述吸盘；
S3：所述固定装置打开，所述吸盘与所述主机平台分离；
S4：移动所述吸盘及其所固持的基底至下一工艺处。
可选地，在执行所述步骤S1之前还包括：C11:将所述基底放至所述吸盘上；C12：所述吸盘吸附所述基底；C13：对所述基底进行加工或曝光或涂胶或检测。
可选地，在执行所述步骤C13和S1之间还包括：C21：装载基底至所述吸盘上并吸附或使用气浴防护模块进行气浴，完成对所述基底的固持；C22：运载吸附有所述基底的所述吸盘至所述主机平台；C23：所述吸盘与所述主机平台通过所述固定装置锁紧。
可选地，在执行所述步骤S2和S3之间还包括：C3：关闭所述真空吸附模块的开关阀门。
可选地，在执行所述步骤S2和S3之间或所述步骤S3和S4之间还包括：C4：开启所述气浴防护模块，向所述基板送气。
可选地，在执行所述步骤S4之后还包括：C61：对所述吸盘固持的所述基底表面增加保护膜层；C62：分离所述基底与所述吸盘。
可选地，在执行所述步骤S4和C61之间还包括：C51：所述吸盘与下一工艺场景的平台锁紧固定；C52：所述吸盘真空孔和/或真空槽连通外部真空源；C53：打开所述固定爪，移动所述保护装置至下一或上一工位等待指令。
本发明提出了一种吸盘装置，与现有技术相比，包括吸盘、固定装置，所述吸盘通过固定装置可拆卸式安装在主机平台上，所述吸盘设置有真空吸附模块，通过解除固定装置，实现基底与吸盘一起运输的功能。本发明还提出一种吸盘转运保护装置，包括保护模块和夹持模块，保护基底在运输过程中不脱离吸盘。本发明还提出了一种基底运输方法，吸盘带动基底一起移动至下一工艺场景进行基底加工解决了基底直接从吸盘上取下时易损坏的问题。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式吸盘结构示意图；
图2为本发明一具体实施方式吸盘转运保护装置结构示意图；
图3为本发明一具体实施方式吸盘和吸盘转运保护装置连接示意图。
图1-3中所示：1-基底、2-吸盘、3-螺栓、4-把手、5-主机平台、6-真空吸附模块、7-真空连接装置、8-固定爪、81-凹槽、82-弹簧、9-气浴防护模块、10-风机。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用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。
如图1所示，本发明的吸盘装置包括吸盘2、固定装置和真空吸附模块6，基底1吸附在吸盘2上，本实施例中的基底1为晶圆载片，也可以是其他形式的基底；所述吸盘2可以是圆形、方形或其他形状；所述吸盘2通过固定装置可拆卸式安装在主机平台5上，实现吸盘2和主机平台5的同步运动，通过拆卸固定装置，实现吸盘2和基底1一起运输。所述固定装置可以是螺栓3、拔插结构、卡扣结构等可锁紧或锁死的结构，所述固定装置的打开/锁紧的状态可以由人工操作实现，或可以由机械手操作实现，或可以由控制系统控制；所述固定装置用于临时性锁紧所述吸盘2与所述主机平台5，保持两者在特定工艺时一体化的结构需求，同时也能在特定工艺流程时将吸盘2与所述主机平台5分离开，以实现吸盘2与基底1的一体化的转运；所述固定装置设置有若干个，可沿吸盘2边缘均匀或不均匀设置。本实施例的固定装置优选采用螺栓3，优选三个螺栓3均点分布；所述真空吸附模块6设置在所述吸盘2上，主机平台5上设有与所述真空吸附模块6相对应的真空连接装置7，真空吸附模块6通过真空连接装置7与真空源相联通。真空系统利用真空吸附模块6对吸盘2与基底1之间的空腔抽真空，实现半导体设备工艺过程中吸盘2对基底1的固持；所述真空吸附模块6可以设置有开关阀门(未图示)，当所述吸盘2与所述主机平台5固定时打开，保证外部真空源通入真空槽或/和真空孔，当所述吸盘2与所述主机平台5即将分离或分离后，所述开关阀门关闭，维持真空槽和/或真空孔内的真空度，确保吸盘2对基底1的固持。所述吸盘2侧部设有把手4，把手4的数量可以是1个、2个或多个，若干个把手4可以均匀分布于所述吸盘2侧部，也可以不均匀的设置于所述吸盘2侧部；本实例中所述吸盘2两端设有把手4，为运输吸盘2或吸盘2及其所固持的所述基底1提供施力处，所述施力可以由人工或机器完成。
进一步地，所述吸盘2上设有多圈与真空吸附模块6连通的真空孔和/或真空槽，本实施例优选在吸盘2上设置若干圈真空孔，形成真空吸附区，且保证吸盘2的各个吸附区域受力均匀；另一实例中，可以设置若干圈真空槽，形成真空吸附区；另一实例中，可以设置为真空槽与真空孔相结合的真空吸附区；可以根据基底类型的差异，例如不同尺寸的硅片或大翘曲硅片等，选择相适应的吸盘2，以提高对基底1吸附的稳定性、可靠性。吸盘2材料可以包括硬质材料以及软质材料，软质材料可以在基底1吸附过程中起到缓冲作用和/或密封作用，保证基底1吸附平整度和/或保证吸附的真空度。所述吸盘2设有若干条真空通路，各真空通路之间相互连通或相互独立，各真空通路通过真空吸附模块6、真空连接装置7与外部或内部真空源相连，各条真空通路可以同时或分时工作，对基底1进行一次或多次真空吸附，多次真空吸附可以对已经被所述吸盘2吸附的基底1进行整形或加固稳定性。
进一步地，如图3所示，所述吸盘装置还包括保护模块和夹持模块，所述保护模块包括固定爪8，所述保护模块包括气浴装置，所述固定爪8上部与气浴装置连接，所述固定爪8下部可以通过勾的方式与所述吸盘2形成连接关系，也可以通过其他形式建立连接关系，所述固定爪8与所述把手4不发生空间上的干扰，所述气浴装置通过固定爪8固定在所述吸盘2上方，所述气浴装置包括气浴防护模块9和送气机构，所述送气机构可以与外部气源相连由外部气源供气，也可以是风机10，本实例中所述送气机构是风机10，所述风机10设置在气浴防护模块9上。具体地，风机10为气浴防护模块9送风，经过气浴防护模块9形成均匀气流作用于基底1上表面，使得基底1紧贴吸盘2，形成的气流压强保证基底1在运输过程中不会相对吸盘2运动，起到保护和固定基底1的作用。需要说明的是，这里的压强大小满足基底1不脱落条件即可。所述固定爪8下部设有夹持或抓取所述吸盘2的爪结构，爪结构可以是勾爪、钩子型结构等；所述固定爪8可以是若干个窄型的勾爪，也可以是仰视图为半圆形或弧形或长条型的联排勾爪，联排勾爪可以是一体设计，也可以分体设计；所述固定爪8可以将所述气浴防护模块9的气浴场均匀或不均匀的围住，保证气浴场对基底1施加具有稳定、可靠的力，所述固定爪8之间可以设有气隙或空缺，以保证气浴防护模块9所吹出的气体的排出。本实施例优选直径为200nm的8寸晶圆载片，气流压强保证在0.5-1mbar。
进一步地，如图2-3所示，固定爪8上部与气浴装置连接，二者之间可相互转动，且可在所述连接部分设有缓冲装置，例如弹簧82；所述固定爪8与所述气浴防护模块9形成的X方向内角大于等于90°，也可根据实际工况小于90°，所述固定爪8下部外侧设有与把手4对应的凹槽81，所述固定爪8设置方向与把手4方向一致。具体地，重点参照图2，当气浴装置单独放置时，弹簧82处于伸展状态，固定爪8与所述气浴防护模块9形成的X方向内角大于90°；重点参照图3，需要运输基底1时，手动闭合固定爪8，弹簧82收缩，将固定爪8下部外侧的凹槽81对准两个把手4并将其卡住固定，固定爪8与所述气浴防护模块9形成X方向90°角，气浴装置被固定在吸盘2上方。
另一实施例中，所述连接部分可以设有主动转动机构，所述主动转动机构带动所述固定爪8以所述主动转动机构为轴运动，所述主动转动机构带动所述固定爪8向外侧转动，实现固定爪8对吸盘2的放开动作；所述主动转动机构带动所述固定爪8向内侧转动，实现固定爪8对吸盘2的抓取固定动作。
另一实施例中，固定爪8固持吸盘2时，固定爪8与所述把手4分别位于所述吸盘2侧部不同径向方向，即固定爪8在夹持或放开吸盘2的过程中，所述把手4不会穿过所述固定爪8。
继续参照图2-3，本发明还提供一种基底运输方法，具体地，该运输方法包括如下步骤：
S1：所述保护模块运动至所述吸盘2上方指定位置；
S2：控制所述固定爪8夹持所述吸盘2；
S3：所述固定装置打开，所述吸盘2与所述主机平台5分离；
S4：移动所述吸盘2及其所固持的基底1至下一工艺场景。
其中，还可以包括
C11：将所述基底1放至所述吸盘2上，
C12：所述吸盘2吸附固持所述基底1，
C13：对所述基底1进行加工或曝光或涂胶或检测；
C21：装载基底1至所述吸盘2上并吸附或使用气浴防护模块9进行气浴，完成对所述基底1的固持，
C22：运载吸附所述基底1的所述吸盘2至所述主机平台5,
C23：所述吸盘2与所述主机平台5通过所述固定装置锁紧；
C3：所述真空吸附模块6的开关阀门关闭；
C4：开启所述气浴防护模块9，向所述基板1送气；
C51：所述吸盘2与下一工艺场景的平台锁紧固定，
C52：所述吸盘2真空孔和/或真空槽连通外部真空源，
C53：所述固定爪8打开，所述保护模块移动至下一或上一工位等待指令；
C61：对所述吸盘2固持的所述基底1表面增加保护膜层，
C62：分离所述基底1与所述吸盘2；
所述步骤C11、C12、C13先于所述步骤S1；所述步骤C3可设置于步骤S2、S3之间；所述步骤C4可设置于步骤S2、S3之间或设置于步骤S3、S4之间；所述步骤C51、C52、C53设置于步骤S4之后，C61之前；所述步骤C61、C62设置于所述步骤S4之后，且步骤S4和C61之间还可以包括其他工艺流程，例如C51等。
其中C11-C13步骤主要针对吸盘2与主机平台5锁紧状态时由机械手等进行上载基底1的情况，还可以先将基底1上载至所述吸盘2，再由保护模块将所述吸盘2连通基底1运载至主机平台5上，即如C21-C23所述步骤。
其中各步骤细节可以如下一实例为其实施参考：
上基底1，真空吸附模块6开启，吸盘实现对基底1的固持，进行半导体工艺，具体如下：
将基底1放置在吸盘2上，真空系统利用真空吸附模块6对吸盘2与基底1之间的空腔抽真空，实现半导体设备工艺过程中吸盘2对基底1的固持。
通过开启固定装置使吸盘2脱离主机平台5，将吸盘2连同吸盘2上的基底1运送至下道工艺处，具体如下：
半导体工艺结束后，将螺栓3解除，吸盘2脱离主机平台5；手动闭合气浴防护模块9上的固定爪8，将固定爪8下部外侧的凹槽81对准两个把手4并将其卡住固定，气浴防护模块9被固定在吸盘2上方；打开风机10，风机10为气浴防护模块9送风，经过气浴防护模块9的风形成均匀气流作用于基底1上表面，使得基底1紧贴吸盘2；手持吸盘2的两端把手4，将吸盘2运送至下道工艺处，基底1跟随吸盘2运送至下道工艺处。
在基底1表面增贴保护膜，从吸盘2上取下所述基底1，具体如下：
在基底1表面增加保护膜，此时基底1强度得到大幅度提高，将基底1从吸盘2上取下。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (17)

1.一种吸盘装置，其特征在于，包括吸盘、固定装置，所述吸盘通过固定装置可拆卸式安装在主机平台上，所述吸盘设置有真空吸附模块。
2.根据权利要求1所述的一种吸盘装置，其特征在于，所述真空吸附模块包括若干真空孔和/或真空槽，所述若干真空孔和/或真空槽可打开或关闭地与外部真空源相连通。
3.根据权利要求1所述的一种吸盘装置，其特征在于，所述吸盘侧部设有若干把手。
4.根据权利要求1所述的一种吸盘装置，其特征在于，主机平台上设有与所述真空吸附模块相对应的真空连接装置，所述真空吸附模块通过真空连接装置与真空源相连通。
5.根据权利要求1所述的一种吸盘装置，其特征在于，所述固定装置采用螺栓，所述吸盘通过螺栓固定在所述主机平台上。
6.一种用于转运如权利要求1-5所述吸盘装置的吸盘转运保护装置，其特征在于，所述吸盘转运保护装置包括保护模块和夹持模块。
7.根据权利要求6所述的吸盘转运保护装置，所述保护模块包括气浴装置，所述夹持模块包括固定爪，所述固定爪上部与所述气浴装置转动连接，所述固定爪下部设有夹持或抓取所述吸盘的爪结构。
8.根据权利要求6所述的吸盘转运保护装置，其特征在于，所述保护模块和所述夹持模块连接处设有缓冲结构。
9.根据权利要求6所述的吸盘转运保护装置，其特征在于，所述夹持模块设有与把手对应的凹槽。
10.根据权利要求6所述的吸盘转运保护装置，其特征在于，所述气浴装置包括气浴防护模块和气源，所述气源是外部气源或风机，所述气源为所述气浴防护模块提供气流。
11.一种基底运输方法，采用权利要求6-10所述任一吸盘转运保护装置转运如权利要求1-5任一所述的吸盘装置，其特征在于，包括如下步骤：
S1：所述保护模块运动至所述吸盘上方指定位置；
S2：控制所述固定爪夹持所述吸盘；
S3：所述固定装置打开，所述吸盘与所述主机平台分离；
S4：移动所述吸盘及其所固持的基底至下一工艺处。
12.根据权利要求11所述的一种基底运输方法，其特征在于，在执行所述步骤S1之前还包括：C11:将所述基底放至所述吸盘上；C12：所述吸盘吸附所述基底；C13：对所述基底进行加工或曝光或涂胶或检测。
13.根据权利要求12所述的一种基底运输方法，其特征在于，在执行所述步骤C13和S1之间还包括：C21：装载基底至所述吸盘上并吸附或使用气浴防护模块进行气浴，完成对所述基底的固持；C22：运载吸附有所述基底的所述吸盘至所述主机平台；C23：所述吸盘与所述主机平台通过所述固定装置锁紧。
14.据权利要求11所述的一种基底运输方法，其特征在于，在执行所述步骤S2和S3之间还包括：C3：关闭所述真空吸附模块的开关阀门。
15.据权利要求11所述的一种基底运输方法，其特征在于，在执行所述步骤S2和S3之间或所述步骤S3和S4之间还包括：C4：开启所述气浴防护模块，向所述基板送气。
16.据权利要求11所述的一种基底运输方法，其特征在于，在执行所述步骤S4之后还包括：C61：对所述吸盘固持的所述基底表面增加保护膜层；C62：分离所述基底与所述吸盘。
17.据权利要求16所述的一种基底运输方法，其特征在于，在执行所述步骤S4和C61之间还包括：C51：所述吸盘与下一工艺场景的平台锁紧固定；C52：所述吸盘真空孔和/或真空槽连通外部真空源；C53：打开所述固定爪，移动所述保护装置至下一或上一工位等待指令。
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