CN116237969A - 一种适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具，其为适合半导体设备内部机械手臂位置示教的治具，适配于晶圆的有效位置示教，以此保证晶圆在机械手臂示教位置的精度，满足半导体设备运行需求。适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具包括透明晶圆治具、晶圆定位治具和静电吸盘定位治具，晶圆定位治具用于定位晶圆，透明晶圆治具用于夹持晶圆，静电吸盘定位治具用于定位静电吸盘中心位置。

Description

一种适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具

技术领域

本发明属于半导体设备技术领域，具体涉及一种适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具。

背景技术

机械手臂(Robot)是半导体设备腔体内部用于传输(或是搬运)晶圆的一种运动机器人(或是一种自动化机械结构)，可以将晶圆搬运至半导体设备腔体内不同的固定位置，而每一个位置就需要机械手臂对应一个固定点位，而每一个点位就需要对机械手臂进行一次点位示教，使晶圆被精准的搬运至每一个需要的固定位置，而点位示教的精度就决定了机械手臂每次搬运晶圆至指定位置的精度，如果搬运位置的精度不够，就会影响晶圆的生产工艺或是晶圆出现碰撞导致破片等等系列后果。

目前，针对此种类型的机械手臂机构，还有与之相适配的示教治具，来帮助进行不同位置的示教，主要依靠人眼观察等，所以就经常造成位置的示教精度不够，影响晶圆的生产工艺或是晶圆出现碰撞导致破片等等系列问题。

发明内容

基于现有技术存在的问题，本发明提供一种适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具。

依据本发明的技术方案，本发明提供了一种适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具，其为适合半导体设备内部机械手臂位置示教的治具，适配于晶圆的有效位置示教，以此保证晶圆在机械手臂示教位置的精度，满足半导体设备运行需求。

其中，所述的适合半导体设备内部机械手臂位置示教的治具包括透明材质治具、晶圆定位治具和静电吸盘治具，晶圆定位治具用于定位晶圆，透明材质治具用于夹持晶圆，静电吸盘治具用于定位静电吸盘中心位置。

进一步地，透明晶圆治具与晶圆的形状类似，其为正圆形状的平板型，在中心位置设置有中心孔。透明晶圆治具的中心孔用于定位透明晶圆治具，且透明材质有助于在示教时便于寻找静电吸盘治具中心孔位；在透明晶圆治具外圆周上没有任何凸起，其是完全与晶圆一致且无阻挡应用到晶圆组盘中。

另外地，晶圆定位治具包括圆弧状持有边框。圆弧状持有边框的晶圆定位治具呈三角板状结构。优选地，圆弧状持有边框的晶圆定位治具的第一边框为圆弧状，第一边框的圆弧直接与透明材质治具的直经相同，在使用过程中透明材质治具平靠在第一边框的圆弧边缘处。

更进一步地，圆弧状持有边框的晶圆定位治具的第二边框和第三边框为直边边框，其与圆弧状持有边框的治具的底部矩形部相连接，且第二边框和第三边框与底部矩形部的短边呈相同的夹角。

具体地，静电吸盘治具，静电吸盘治具上凹槽直径296mm，与静电吸盘直径相同，壁厚3mm，凹槽可以与静电吸盘外圆相配合；圆柱台阶的直径是100mm，高度12mm，其中心孔位直径是2mm。

与现有技术相比，本发明的适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具的有益技术效果如下：

(1)本发明静电吸盘治具可以大幅提高操作人员在示教不同位置时的示教精度，还可以很大程度上节省静电吸盘示教时间。

(2)本发明静电吸盘治具用于定位静电吸盘的中心位置，静电吸盘治具中的静电吸盘治具凹槽可以夹持静电吸盘，而静电吸盘治具上面自带中心孔位，极大提升了静电吸盘位置的示教效率。

附图说明

图1是依据本发明的需要示教位置的静电吸盘的第一结构示意图。

图2是依据本发明的需要示教位置的静电吸盘的第二结构示意图。

图3是本发明的位置示教治具所应用的静电吸盘治具的第一结构示意图。

图4是本发明的位置示教治具所应用的静电吸盘治具的第一结构的截面图。

图5是本发明的位置示教治具所应用的静电吸盘治具的尺寸示意前视图，视图为前视图。

图6是本发明的位置示教治具所应用的静电吸盘治具的尺寸示意后视图，视图为后视图。

图7是本发明的位置示教治具所应用的静电吸盘治具的尺寸示意左视图，视图为左视图。

图8是本发明的位置示教治具所应用的静电吸盘治具卡在静电吸盘上面的半截面示意图。

图9是本发明的位置示教治具所应用的静电吸盘治具卡在静电吸盘上面的示意图。

图10是本发明的位置示教治具所应用的机械手臂位置示教的治具示意图，机械手臂位置示教的治具卡在机械手臂上的示意图。

图11是图10所示机械手臂位置示教的治具和应用透明晶圆治具的示意图，透明晶圆治具平靠在机械手臂位置示教的治具上。

图12是图10所示机械手臂位置示教的治具及所应用的机械手臂带着透明晶圆治具向静电吸盘位置移动，进行位置示教的示意图。

图13是图10所示机械手臂位置示教的治具及所应用的机械手臂带着透明晶圆治具向静电吸盘位置移动，进行位置示教，其透明晶圆治具中心孔与静电吸盘治具中心孔同心的示意图。

附图中的附图标记说明：

图2中：附图标记2-1、2-2和2-3是静电吸盘上的晶圆支撑柱，其分别是第一晶圆支撑柱2-1、第二晶圆支撑柱2-2、第三晶圆支撑柱2-3；

图3中：附图标记3-1、3-2和3-3是静电吸盘治具上避开晶圆支撑柱的通孔，其分别是第一通孔3-1、第二通孔3-2、第三通孔3-3；静电吸盘治具的中心孔3-4；

图4中：静电吸盘治具上凹槽的壁的内壁4-1；

图10中：附图标记10-1是机械手臂位置示教的治具，其卡在机械手臂上；

图11中：附图标记11-1是透明晶圆治具，平靠在机械手臂位置示教的治具的透明晶圆治具；11-2是透明晶圆治具上的中心孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要注意，本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本发明提供一种适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具，其为适合半导体设备内部机械手臂位置示教的治具，适配于晶圆的有效位置示教，以此保证晶圆在机械手臂示教位置的精度，满足半导体设备运行需求。适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具包括透明晶圆治具、晶圆定位治具和静电吸盘定位治具，晶圆定位治具用于定位晶圆，透明晶圆治具用于夹持晶圆，静电吸盘定位治具用于定位静电吸盘中心位置。

进一步地，透明晶圆治具与晶圆的形状类似，其为正圆形状的平板型，在中心位置设置有中心孔。透明晶圆治具的中心孔用于定位透明晶圆治具，且透明晶圆治具的透明材质有助于在示教时便于寻找静电吸盘定位治具中心孔位；在透明晶圆治具外圆周上没有任何凸起，其是完全与晶圆一致且无阻挡应用到晶圆组盘中。

另外地，晶圆定位治具包括圆弧状持有边框。圆弧状持有边框的晶圆定位治具呈三角板状结构。优选地，圆弧状持有边框的晶圆定位治具的第一边框为圆弧状，第一边框的圆弧直接与透明晶圆治具的直经相同，在使用过程中透明材质治具平靠在第一边框的圆弧边缘处。

更进一步地，晶圆定位治具设置有圆弧状持有边框，圆弧状持有边框的晶圆定位治具的第二边框和第三边框为直边边框，其与圆弧状持有边框的治具的底部矩形部相连接，且第二边框和第三边框与底部矩形部的短边呈相同的夹角。

具体地，如图6所示，静电吸盘定位治具的凹槽直径为296mm(静电吸盘定位治具的凹槽的内壁的最大直径)，与静电吸盘直径相同，壁厚3mm，静电吸盘定位治具的凹槽的外壁最大直径为302mm；凹槽可以与静电吸盘外圆相配合；圆柱台阶的直径是100mm，高度12mm，其中心孔位直径是2mm。其为适合半导体设备内部机械手臂位置示教的治具，适配于晶圆的有效位置示教，以此保证晶圆在机械手臂示教位置的精度，满足半导体设备运行需求。

下面结合附图，对本发明进一步做出详细说明。图1是依据本发明的需要示教位置的静电吸盘的第一结构示意图，静电吸盘为具有多个定位孔的正圆形状圆盘；图2是依据本发明的需要示教位置的静电吸盘的第二结构示意图，静电吸盘包括多个晶圆支撑柱，多个晶圆支撑柱围绕静电吸盘中心呈中心对称分布。如图2所示，静电吸盘包括3个晶圆支撑柱，其分别是第一晶圆支撑柱2-1、第二晶圆支撑柱2-2、第三晶圆支撑柱2-3。图3是本发明的位置示教治具所应用的静电吸盘治具的第一结构示意图，图4是本发明的位置示教治具所应用的静电吸盘治具的第一结构的截面图；图5是本发明的位置示教治具所应用的静电吸盘治具的尺寸示意前视图，视图为前视图；图6是本发明的位置示教治具所应用的静电吸盘治具的尺寸示意后视图，视图为后视图；图7是本发明的位置示教治具所应用的静电吸盘治具的尺寸示意左视图，视图为左视图。

本发明适合半导体设备内部机械手臂至静电吸盘位置示教，其可以简称为静电吸盘治具，其如图3和如图4所示，静电吸盘治具为正圆形状，静电吸盘治具在中心位置设置有中心孔3-4，其孔径2mm，所述中心孔用于定位透明晶圆治具；更具体地，静电吸盘治具为具有中央正圆形的凸台的正圆形状圆盘，中心孔3-4设置在中央正圆形的凸台的正中心，优选地，凸台的直径为100mm；围绕中央正圆形的凸台，在中央正圆形的凸台周边设置有多个通孔。在本发明的优选实施中，设置有3个通孔，即第一通孔3-1、第二通孔3-2、第三通孔3-3。进一步地透明晶圆治具中心有孔，且透明材质有助于在示教时便于寻找静电吸盘治具的中心孔位。在透明晶圆治具外圆周上没有任何凸起，其是完全与晶圆一致且无阻挡应用到晶圆组盘中。

如图3和图4所示，本发明适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具进一步包括静电吸盘治具上避开晶圆支撑柱的通孔，及其卡在静电吸盘上的凹槽结构。例如，如图3所示，静电吸盘治具包括第一通孔3-1、第二通孔3-2、第三通孔3-3。具体地，静电吸盘治具上避开晶圆支撑柱的通孔与晶圆支撑柱同心，且通孔直径大于晶圆支撑柱的直径，而静电吸盘治具上的凹槽卡在静电吸盘上后，静电吸盘治具上的凹槽内壁4-1与静电吸盘的外壁边缘重合，静电吸盘治具上中心孔就是静电吸盘的中心，这样就可以定位静电吸盘的中心位置。静电吸盘治具上凹槽的壁包括内壁4-1和与内壁4-1对应的外壁。

如图11、图12和图13所示，机械手臂带着透明晶圆治具向静电吸盘位置移动，直至透明晶圆治具上的中心孔位与静电吸盘定位治具的中心孔同心，便完成机械手臂至静电吸盘位置的示教。更具体地，定位静电吸盘中心位置的静电吸盘治具的厚度、其直径等尺寸详见附图图5、图6和图7、图8，与静电吸盘治具的内壁4-1对应的外壁的直径是302mm，其凹槽直径是296mm，静电吸盘治具的壁厚3mm，凹槽深度5mm；静电吸盘治具上有避开晶圆支撑柱的第一通孔3-1、第二通孔3-2和第三通孔3-3，第一通孔3-1、第二通孔3-2和第三通孔3-3的直径均是10mm；静电吸盘治具圆柱台阶的厚度12mm，圆柱台阶的直径是100mm；静电吸盘治具中心孔3-4的直径是2mm。

在本发明中，静电吸盘治具的凹槽夹持在静电吸盘上，其静电吸盘中心孔就是静电吸盘的中心位置，透明晶圆治具中心孔移动到静电吸盘治具中心孔位置即可完成机械手臂对静电吸盘位置的示教。

更具体地，附图8示出静电吸盘治具卡在静电吸盘上面的半截面示意图，可以直观的观察静电吸盘治具是如何卡在静电吸盘上面的。附图9示出静电吸盘治具卡在静电吸盘上面，也是在进行静电吸盘位置示教时，静电吸盘和静电吸盘治具配合使用的一个最终状态。附图10所示，机械手臂位置示教的治具10-1卡在机械手臂上。附图11所示，透明晶圆治具11-1平靠在机械手臂位置示教的治具的透明晶圆治具，透明晶圆治具设置有中心孔11-2。如附图12所示，本发明的位置示教治具所应用的机械手臂带着透明晶圆治具，向静电吸盘位置移动，进行位置示教。如附图13所示，通过移动机械手臂带着透明晶圆治具，向静电吸盘位置移动，使透明晶圆治具中心孔与静电吸盘治具中心孔同心，便完成机械手臂至静电吸盘位置的示教。

如图10-图13所示，晶圆定位治具包括圆弧状持有边框，圆弧状持有边框的晶圆定位治具呈三角板状结构。优选地，圆弧状持有边框的晶圆定位治具的第一边框为圆弧状，第一边框的圆弧直接与透明材质治具的直经相同，在使用过程中透明材质治具平靠在第一边框的圆弧边缘处。圆弧状持有边框的晶圆定位治具的第二边框和第三边框为直边边框，其与圆弧状持有边框的治具的底部矩形部相连接，且第二边框和第三边框与底部矩形部的短边呈相同的夹角。圆弧状持有边框的治具具有圆弧形边框，其圆弧直径是300mm；连接圆弧形边框的第一短斜边和第二短斜边的尺寸相同，其长度是5mm。连接第一短斜边和第二短斜边的长斜边分别是第一长斜边和第二长斜边，其长斜边的尺寸相同，其长度是78.71mm。连接第一长斜边和第二长斜边的竖直边框分别是第一竖直边框和第二竖直边框，其竖直边框尺寸相同，其长度是23mm；连接竖直边框是底部短边，其长度是60mm。

如图11所示，透明晶圆治具平靠在机械手臂位置示教治具上，机械手臂带着透明晶圆治具进行晶圆调整器治具位置移动，直至透明晶圆治具上的中心孔位与晶圆调整器治具上中心孔同心，便完成机械手臂至晶圆调整器治具位置的示教。如图12所示，机械手臂带着透明晶圆治具向晶圆调整器治具位置移动，进行位置示教。如图13所示，通过移动机械手臂带着透明晶圆治具，向晶圆调整器治具位置移动，使透明晶圆治具中心孔与晶圆调整器治具中心孔同心，便完成机械手臂至晶圆调整器治具位置的示教。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具，其特征在于，其为适合半导体设备内部机械手臂位置示教的治具，适配于晶圆的有效位置示教，以此保证晶圆在机械手臂示教位置的精度，满足半导体设备运行需求。适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具包括透明晶圆治具、晶圆定位治具和静电吸盘定位治具，晶圆定位治具用于定位晶圆，透明晶圆治具用于夹持晶圆，静电吸盘定位治具用于定位静电吸盘中心位置。

2.如权利要求1所述的适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具，其特征在于，透明晶圆治具与晶圆的形状类似，其为正圆形状的平板型，在中心位置设置有中心孔。

3.如权利要求2所述的适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具，其特征在于，透明晶圆治具的中心孔用于定位透明晶圆治具，且透明材质有助于在示教时便于寻找静电吸盘治具中心孔位；在透明晶圆治具外圆周上没有任何凸起，其是完全与晶圆一致且无阻挡应用到晶圆组盘中。

4.如权利要求3所述的适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具，其特征在于，晶圆定位治具包括圆弧状持有边框。圆弧状持有边框的晶圆定位治具呈三角板状结构。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具，其特征在于，圆弧状持有边框的晶圆定位治具的第一边框为圆弧状，第一边框的圆弧直接与透明材质治具的直经相同，在使用过程中透明材质治具平靠在第一边框的圆弧边缘处。

6.如权利要求1-4中任意一项所述的适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具，其特征在于，圆弧状持有边框的晶圆定位治具的第二边框和第三边框为直边边框，其与圆弧状持有边框的治具的底部矩形部相连接，且第二边框和第三边框与底部矩形部的短边呈相同的夹角。

7.如权利要求6所述的适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具，其特征在于，静电吸盘治具上凹槽直径296mm，与静电吸盘直径相同，壁厚3mm，凹槽可以与静电吸盘外圆相配合。

8.如权利要求6所述的适合半导体设备内部机械手臂位置示教的静电吸盘治具，其特征在于，圆柱台阶的直径是100mm，高度12mm，其中心孔位直径是2mm。

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