CN111571627A - 真空吸附式叉形末端夹持器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种真空吸附式叉形末端夹持器,包括：本体；法兰,法兰位于本体一端；和吸盘,吸盘位于本体另一端,并通过本体与法兰呈一体结构,吸盘的端缘部开设有叉形缺口。目前行业中常使用中心接触的方式来拾取晶圆片，但对于大尺寸，超薄晶圆片来说，仅仅依靠中间接触，会造成晶圆的边缘区域受自重影响而下垂，造成整片晶圆片的变形，同时也会降低晶圆片在搬运过程中的稳定性。通过实施本发明的技术方案，吸盘为叉形结构，与晶圆片接触时，能有效防止晶圆片边缘下垂；通过叉形吸盘上三个沟槽的设置，保证夹持器在拾取大尺寸、超薄晶圆片时可以向整个晶圆面提供稳定而均匀的吸附力和支撑，从而保证晶圆片在搬运过程中的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,具体涉及一种真空吸附式叉形末端夹持器。
背景技术
半导体制造过程中需要经过多道工艺对晶圆片进行加工，因此需要将晶圆片在不同的工艺单元之间进行搬运。由于晶圆片本身具有厚度薄，质地脆，对表面洁净度有较高的要求等特点，这就需要采用特殊的方法来保证晶圆片在被拾取和搬运的过程中受力大小适当、分布均匀，支撑稳定并且不会造成外部污染。行业内常采用的拾取方式有机械夹持和吸附式两种，机械夹持的方式结构简单，但是不易控制夹持力度，容易造成晶圆片的变形甚至破片。常规的真空吸附式夹持器多采用中心接触的方式来拾取晶圆片，但对于大尺寸，超薄晶圆片来说，仅仅依靠中间接触，会造成晶圆的边缘区域受自重影响而下垂，造成整片晶圆片的变形，同时也会降低晶圆片在搬运过程中的稳定性。
因此,本行业急需提供一种具有高稳定性的夹持器的技术方案，解决大尺寸、超薄晶圆片的拾取和搬运的问题。
发明内容
为了解决上述中心接触式真空吸附式夹持器的局限性，本发明提出了一种真空吸附式叉形末端夹持器的设计方法。使用叉形吸盘结构设计，通过叉形吸盘上三个沟槽区域共同作用形成稳定的三点接触，通过共气道设计使三个区域均匀受力，保证夹持器在拾取大尺寸、超薄晶圆时可以向整个晶圆面提供稳定而均匀的吸附力和支撑，从而保证晶圆片搬运过程中的稳定性。
本发明公开了真空吸附式叉形末端夹持器，包括：
本体；
法兰,所述法兰位于本体一端；和
吸盘,所述吸盘位于本体另一端,并通过本体与法兰呈一体结构,吸盘的端缘部开设有叉形缺口。
进一步的，所述吸盘的中心位置开设有中心沟槽；
吸盘的两侧开设有侧方沟槽，所述侧方沟槽与中心沟槽呈空间三点结构。
进一步的，所述中心沟槽数量大于等于1，且中心沟槽之间轴向互通。
进一步的，所述中心沟槽之间等间距设置并轴向对称。
进一步的，所述中心沟槽上开设有中心抽气孔；
所述侧方沟槽上开设有侧方抽气孔。
进一步的，所述法兰、本体和吸盘内部分别开设有气道。
进一步的，所述气道数量为3，气道一端分别与中心抽气孔和侧方抽气孔相通，另一端均与法兰中心位置上开设的出气孔相通。
有益效果：通过实施本发明的技术方案，真空吸附式夹持器,容易控制夹持力度,不易变形、破片，同时，不易对晶圆片造成污染；吸盘为叉形结构，与晶圆片接触时，能有效防止晶圆片边缘下垂；通过叉形吸盘上三个沟槽的设置，形成稳定的三点接触,保证夹持器在拾取大尺寸、超薄晶圆时可以向整个晶圆面提供稳定的支撑，共气道设计使三个区域均匀受力,从而保证晶圆片在搬运过程中的稳定性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明真空吸附式叉形末端夹持器的结构示意图；
图2为本发明真空吸附式叉形末端夹持器的A-A剖视图；
图3为本发明真空吸附式叉形末端夹持器的B处局部放大图；
图4为本发明真空吸附式叉形末端夹持器的C处局部放大图；
图5为本发明真空吸附式叉形末端夹持器的D-D剖视图。
图例：1.本体；2.法兰；21.通孔；22.出气孔；3.吸盘；31.中心沟槽；311.中心抽气孔；32.侧方沟槽；321.侧方抽气孔；4.气道。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。
以下通过特定的具体实例说明本发明公开的实施方式，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公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明公开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，在没有背离本发明公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明公开保护的范围。
如图1-5所示，本发明公开了一种真空吸附式叉形末端夹持器，包括：本体1、法兰2和吸盘3。
本体1用于给吸盘3提供支撑作用。
本申请中本体1为板状结构，两端分别与法兰2和吸盘3为一体成型结构。本体1长度可根据具体使用情况而定。本体1的材质可以为不锈钢、陶瓷、铝合金或者其他。
法兰2用于跟外部结构安装，使得夹持器被固定安装。
法兰2两侧开设有通孔21。通孔21用于与外部结构通过螺钉固定连接。
吸盘3用于在半导体制造工程中，对晶圆片进行拾取和放置。
吸盘3位于本体1另一端,并通过本体1与法兰2呈一体结构,吸盘3的端缘部开设有叉形缺口。
本发明通过叉形吸盘吸附晶圆片，叉形结构的三个吸附区域与晶圆片接触，有效防止了晶圆片的边缘区域受自重影响而下垂的现象。
吸盘3的中心位置开设有中心沟槽31。吸盘3的两侧开设有侧方沟槽32，侧方沟槽32与中心沟槽31呈空间三点结构，吸盘3上的三个沟槽共同作用，形成稳定的三点接触，可以保证夹取晶圆片时的稳定性，避免晶圆片产生形变。
中心沟槽31数量大于等于1，中心沟槽31之间等间距设置并轴向对称，且中心沟槽31之间轴向互通。此种设计的中心沟槽31能够增加与晶圆片表面的接触区域,增强吸附力,提高稳定性。
本发明主要是依靠叉形结构上的三个沟槽部位接触到晶圆片的三个不同的位置起到支撑的作用，避免晶圆片因边缘下垂造成形变。
中心沟槽31的中心位置上开设有中心抽气孔311；
侧方沟槽32的中心位置上开设有侧方抽气孔321。
法兰2、本体1和吸盘3内部分别开设有气道4，气道4数量为3，气道4一端分别与中心抽气孔311和侧方抽气孔321相通，另一端均与法兰2中心位置上开设的出气孔22相通。出气孔22可以在法兰2的正面或者背面开设，开设方向应根据实际的安装方式来确定。
本发明吸盘上的沟槽深度很浅，本实施例中沟槽的宽度是1mm,深度为1mm，在沟槽的中心位置与抽气孔相连接，其作用是让晶圆片可以贴附在吸盘上，在夹爪移动的过程中不会发生位移和掉落。
实际运行时，通过法兰2上的通孔21将一体结构的法兰2、本体1和吸盘3与外部结构固定连接，夹持器的叉形吸盘与晶圆片表面接触，叉形吸盘的中心沟槽31和两条侧方沟槽32分别与晶圆片表面形成三个封闭的气室，外部真空泵通过气管与出气孔22连接，再通过三条气道4连通中心抽气孔311和两个侧方抽气孔321，将三个气室内的部分空气抽走，在三个气室内形成负压状态，使叉形吸盘通过三个沟槽位置对晶圆片产生吸附力，实现晶圆片的拾取；当空气回充到三个气室内，三个气室内的气压恢复到正常大气压，吸附力消失，晶圆片就可以与吸盘3分离，实现晶圆片的放置。
叉形吸盘通过两条侧臂和中心位置与晶圆片表面接触，形成三点稳定接触，可以有效提高夹爪对晶圆片整个表面的支撑，避免晶圆片的变形，提高夹持晶圆片的稳定性；叉形吸盘通过三条气道与三个沟槽区域联通，使用相同的气源，形成稳定均匀的力来夹持晶圆片；中心沟槽的纹路可以有效扩大气室与晶圆片的接触范围，提高硅晶片的受力区域和稳定性，同时减小与晶圆片的直接接触面积。
通过真空吸附原理实现晶圆拾取,容易控制夹持力度,不易变形、破片，同时，不会造成外部污染,叉形吸盘上三个沟槽区域共同作用形成稳定的三点接触，通过共气道设计使三个区域压强相同,均匀受力，保证夹持器在拾取大尺寸、超薄晶圆时可以向整个晶圆面提供稳定而均匀的吸附力和支撑，从而保证晶圆片搬运过程中的稳定性。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种真空吸附式叉形末端夹持器，其特征在于,包括：
本体(1)；
法兰(2),所述法兰(2)位于本体(1)一端；和
吸盘(3),所述吸盘(3)位于本体(1)另一端,并通过本体(1)与法兰(2)呈一体结构,吸盘(3)的端缘部开设有叉形缺口。
2.根据权利要求1所述的真空吸附式叉形末端夹持器，其特征在于,所述吸盘(3)的中心位置开设有中心沟槽(31)；
吸盘(3)的两侧开设有侧方沟槽(32)，所述侧方沟槽(32)与中心沟槽(31)呈空间三点结构。
3.根据权利要求2所述的真空吸附式叉形末端夹持器，其特征在于,所述中心沟槽(31)数量大于等于1，且中心沟槽(31)之间轴向互通。
4.根据权利要求3所述的真空吸附式叉形末端夹持器，其特征在于,所述中心沟槽(31)之间等间距设置并轴向对称。
5.根据权利要求2所述的真空吸附式叉形末端夹持器，其特征在于,
所述中心沟槽(31)上开设有中心抽气孔(311)；
所述侧方沟槽(32)上开设有侧方抽气孔(321)。
6.根据权利要求1所述的真空吸附式叉形末端夹持器，其特征在于,所述法兰(2)、本体(1)和吸盘(3)内部分别开设有气道(4)。
7.根据权利要求6所述的真空吸附式叉形末端夹持器，其特征在于,所述气道(4)数量为3，气道(4)一端分别与中心抽气孔(311)和侧方抽气孔(321)相通，另一端均与法兰(2)中心位置上开设的出气孔(22)相通。
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