CN117012684A - 调节式晶圆搬运机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种调节式晶圆搬运机构，通过连接板、调整板、支撑板、调节螺栓的设置，可实现对晶圆提篮在六个自由度上的调节，且结构简单稳定，便于操作，能够很好的实现晶圆提篮与生产设备的对准。
Description
技术领域
本发明属于半导体设备领域，涉及一种调节式晶圆搬运机构。
背景技术
在半导体领域中，晶圆在制程中需要采用不同的生产工艺，而不同的生产工艺往往对应着不同的生产设备，如晶圆研磨设备、晶圆清洗设备、晶圆气相沉积设备、晶圆刻蚀设备等。因此，在晶圆的整个加工过程中，需要频繁的把晶圆在不同的设备之间进行周转，其中，当晶圆在不同设备间进行交接时，用以承载晶圆的提篮则需要与生产设备进行对准调节，以便于晶圆的转移，如不能进行合理调节，则容易造成时间的浪费，以及造成制造效率低下等问题。
因此，提供一种调节式晶圆搬运机构，实属必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种调节式晶圆搬运机构，用于解决现有技术中晶圆搬运所面临的对准调节问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种调节式晶圆搬运机构，所述调节式晶圆搬运机构包括：
晶圆提篮；
连接板，所述连接板的第一端与所述晶圆提篮之间设置有第一活动定位件，且所述连接板的第一端与所述晶圆提篮之间设置有第一锁紧件；
调整板，所述调整板与所述连接板的第二端之间设置有第二活动定位件，且所述调整板与所述连接板的第二端之间设置有第二锁紧件，通过所述第二锁紧件及所述第二活动定位件调节所述晶圆提篮的旋转角度，且所述调整板具有沿横向设置的贯穿所述调整板的腰型孔，通过所述腰型孔调节所述晶圆提篮的横向位移；
支撑板，所述支撑板与所述调整板通过第三锁紧件连接，且所述第三锁紧件贯穿所述腰型孔；
调节螺栓，所述调节螺栓贯穿所述调整板与所述支撑板接触，通过所述调节螺栓的旋进量调节所述调整板与所述支撑板之间的竖向间隙，以调节所述晶圆提篮的水平度。
可选地，所述调整板上还设置有与所述连接板对应设置的第一锁紧凸台及锁紧件；和/或所述支撑板上还设置有与所述调整板对应设置的第二锁紧凸台及锁紧件。
可选地，所述第一活动定位件包括定位销，所述定位销设置于所述晶圆提篮和/或所述连接板上；所述第二活动定位件包括定位销，所述定位销设置于所述调整板和/或所述连接板上。
可选地，所述第一锁紧件的锁紧方式包括螺纹锁紧或偏心轮锁紧；所述第二锁紧件的锁紧方式包括螺纹锁紧或偏心轮锁紧；所述第三锁紧件的锁紧方式包括螺纹锁紧或偏心轮锁紧。
可选地，所述连接板包括竖向设置的竖向板及横向设置的横向板；所述连接板的形貌包括L形或T形。
可选地，所述晶圆提篮为石英晶圆提篮，所述连接板为金属连接板，且所述石英晶圆提篮与所述金属连接板之间设置有缓冲垫。
可选地，所述晶圆提篮承载晶圆的支撑部由边缘支撑梁及底部支撑梁构成，所述边缘支撑梁及所述底部支撑梁上均设有晶圆卡槽，且所述边缘支撑梁沿所述底部支撑梁对称设置。
可选地，所述晶圆卡槽的容置开口呈Y状。
可选地，所述晶圆提篮的边角为圆弧化边角。
可选地，所述晶圆提篮的表面具有PTFE层、FEP层、PFA层或ETFE层。
如上所述，本发明的调节式晶圆搬运机构，通过连接板、调整板、支撑板、调节螺栓的设置，可实现对晶圆提篮在六个自由度上的调节，且结构简单稳定，便于操作，能够很好的实现晶圆提篮与生产设备的对准。
附图说明
图1显示为本发明实施例中的调节式晶圆搬运机构的立体结构示意图。
图2显示为本发明实施例中的调节式晶圆搬运机构的俯视结构示意图。
图3显示为图1中A区域的放大结构示意图。
图4显示为图1中B区域的放大结构示意图。
元件标号说明
100-晶圆提篮；101-边缘支撑梁；102-底部支撑梁；103-晶圆卡槽；111-边缘支撑梁上的晶圆卡槽容置开口；112-底部支撑梁上的晶圆卡槽容置开口；200-第一锁紧件；300-第一活动定位件；400-缓冲垫；500-连接板；600-调整板；700-支撑板；800-第二锁紧件；900-第二活动定位件；110-第三锁紧件；120-腰型孔；130-调节螺栓；140-第一锁紧凸台；150-第二锁紧凸台。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，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的其他优点与功效。本发明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，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1，本实施例提供一种调节式晶圆搬运机构，所述调节式晶圆搬运机构包括：晶圆提篮100、连接板500、调整板600、支撑板700及调节螺栓130。其中，所述连接板500的第一端与所述晶圆提篮100之间设置有第一活动定位件300，且所述连接板500的第一端与所述晶圆提篮100之间设置有第一锁紧件200；所述调整板600与所述连接板500的第二端之间设置有第二活动定位件900，且所述调整板600与所述连接板500的第二端之间设置有第二锁紧件800，通过所述第二锁紧件800及所述第二活动定位件900调节所述晶圆提篮100的旋转角度θ，且所述调整板600具有沿横向设置的贯穿所述调整板600的腰型孔120，通过所述腰型孔120调节所述晶圆提篮100的横向位移；所述支撑板700与所述调整板600通过第三锁紧件110连接，且所述第三锁紧件110贯穿所述腰型孔120；所述调节螺栓130贯穿所述调整板600与所述支撑板700接触，通过所述调节螺栓130的旋进量调节所述调整板600与所述支撑板700之间的竖向间隙，以调节所述晶圆提篮100的水平度。
本实施例的所述调节式晶圆搬运机构可实现对所述晶圆提篮100在六个自由度上的调节，且结构简单稳定，便于操作，能够很好的实现所述晶圆提篮100与生产设备的对准。
其中，关于所述旋转角度θ以及所述横向位移的调节范围可根据需要进行选择，如所述旋转角度θ的范围可为0°~10°，如1°、3°、5°、8°、10°等，所述横向位移的范围可包括0mm~50mm，如1mm、5mm、10mm、20mm、50mm等，此处不作过分限制。
作为示例，所述连接板500可包括竖向设置的竖向板及横向设置的横向板；所述连接板500的形貌可包括L形或T形。
具体的，参阅图1，本实施例中，所述连接板500采用具有L形形貌的连接板，以便于安装，即所述连接板500包括竖向设置的竖向板及横向设置的横向板，通过所述竖向板与所述晶圆提篮100连接，通过所述横向板与所述调整板600连接，但所述连接板500的形貌并非局限于此，如所述连接板500也可采用包括竖向设置的竖向板及横向设置的横向板的T形连接板。
作为示例，所述第一活动定位件300包括定位销，所述定位销设置于所述晶圆提篮100和/或所述连接板500上；所述第二活动定位件900包括定位销，所述定位销设置于所述调整板600和/或所述连接板500上。
具体的，参阅图1及图2，本实施例中，采用结构较为简单的定位销作为所述第一活动定位件300，以在安装所述晶圆提篮100与所述连接板500时，通过所述定位销先进行预定位，而后再通过所述第一锁紧件200进行所述晶圆提篮100与所述连接板500的锁紧操作，以提高操作的便捷性，其中，所述定位销可选择性的设置于所述晶圆提篮100和/或所述连接板500上。
本实施例中，将所述定位销设置于所述连接板500上，在所述晶圆提篮100上则设置与所述定位销相匹配的孔洞，但所述第一活动定位件300的种类及设置方式并非局限于此，如也可将所述定位销设置于所述晶圆提篮100上，此处不作过分限制。
同理，所述第二活动定位件900也可采用结构简单的定位销，且所述定位销可设置于所述调整板600和/或所述连接板500上，通过所述定位销先进行预定位，而后再通过所述第二锁紧件800进行所述调整板600与所述连接板500锁紧操作，以提高操作的便捷性。
本实施例中，将所述定位销设置于所述调整板600上，在所述连接板500上则设置与所述定位销相匹配的孔洞，但所述第二活动定位件900的种类及设置方式并非局限于此，如也可将所述定位销设置于所述连接板500上，此处不作过分限制。
其中，上述的定位销可采用如物理化学性能较为稳定的聚醚醚酮（PEEK）定位销，但并非局限于此。
作为示例，所述第一锁紧件200的锁紧方式可包括螺纹锁紧或偏心轮锁紧；所述第二锁紧件800的锁紧方式可包括螺纹锁紧或偏心轮锁紧；所述第三锁紧件110的锁紧方式可包括螺纹锁紧或偏心轮锁紧。
具体的，参阅图1及图2，本实施例中，所述第一锁紧件200、所述第二锁紧件800及所述第三锁紧件110的锁紧方式均采用结构简单、且易操控的螺纹锁紧，即所述第一锁紧件200、所述第二锁紧件800及所述第三锁紧件110均采用螺栓，但并非局限于此，根据需要，所述第一锁紧件200、所述第二锁紧件800及所述第三锁紧件110的锁紧方式也可采用如偏心轮锁紧等，具体锁紧方式此处不作过分限制。
其中，优选所述第一锁紧件200为具有良好抗腐蚀性能的聚醚醚酮（PEEK）螺栓，所述第二锁紧件800、所述第三锁紧件110及所述调节螺栓130均采用具有良好的耐磨性能的特氟龙（PTFE）螺栓，但所述第一锁紧件200、所述第二锁紧件800、所述第三锁紧件110及所述调节螺栓130的种类并局限于此。
作为示例，所述调整板600上还可设置与所述连接板500对应设置的第一锁紧凸台140及锁紧件；和/或所述支撑板700上还可设置与所述调整板600对应设置的第二锁紧凸台150及锁紧件。
具体的，参阅图1及图2，本实施例中，在所述连接板500与所述调整板600通过所述第二锁紧件800锁紧后，通过所述第一锁紧凸台140及其上设置的锁紧件，如螺母，可进行二次锁紧，以提高稳定性。
同理，在所述调整板600与所述支撑板700通过所述第三锁紧件110锁紧后，通过所述第二锁紧凸台150及其上设置的锁紧件，如螺母，可进行二次锁紧，以提高稳定性。
作为示例，所述晶圆提篮100可为石英晶圆提篮，所述连接板500可为金属连接板，且所述石英晶圆提篮与所述金属连接板之间还可设置缓冲垫400。
具体的，本实施例中，为适用于腐蚀性环境，如酸性环境，优选所述晶圆提篮100采用石英晶圆提篮，其中，为提高强度，所述连接板500则优选金属连接板。进一步的，为避免金属材质造成的如金属颗粒的污染，在连接所述石英晶圆提篮与所述金属连接板时，优选在所述石英晶圆提篮与所述金属连接板之间设置物理化学性能较为稳定的所述缓冲垫400，如PPS缓冲垫等。
作为示例，所述晶圆提篮100承载晶圆的支撑部由边缘支撑梁101及底部支撑梁102构成，所述边缘支撑梁101及所述底部支撑梁102上均设有晶圆卡槽103，且所述边缘支撑梁101沿所述底部支撑梁102对称设置。
具体的，参阅图1及图2，本实施例中，设置有2个所述边缘支撑梁101及1个所述底部支撑梁102，且所述边缘支撑梁101沿所述底部支撑梁102对称设置，但所述边缘支撑梁101及所述底部支撑梁102的数量及分布并非局限于此，可根据需要进行设置。
关于所述晶圆卡槽103的个数可包括5~50个，如5个、10个、25个、50个等，此处不作过分限制；所述晶圆卡槽103的宽度及深度可根据需要设置，此处不作过分限制。
作为示例，所述晶圆卡槽103的容置开口呈Y状。
具体的，本实施例中，所述晶圆卡槽103的容置开口均采用开口宽度较大的Y状开口，参阅图3及图4中的虚线圈，以便于晶圆的放置，提高晶圆在所述晶圆提篮100中的稳定性。
进一步的，容置开口呈Y状的所述晶圆卡槽103还可具有导流的作用，如图3及图4中的箭头所示，当晶圆置于所述晶圆卡槽103内时，作用于晶圆的液体可顺着图3中呈Y状的位于边缘支撑梁上的晶圆卡槽容置开口111进行引流，以及顺着图4中呈Y状的位于底部支撑梁上的晶圆卡槽容置开口112进行引流，以避免所述晶圆卡槽103内出现积液的现象。
需要说明的是，图4中的所述晶圆卡槽103的截面可视为呈梯形，即梯形的顶边与晶圆边缘接触，低于顶边高度的梯形的侧边则可视为Y状的容置开口的引流口。
作为示例，所述晶圆提篮100的边角为圆弧化边角。
具体的，为避免对晶圆的损伤，如划痕，优选所述晶圆提篮100的边角为圆弧化边角。进一步的，圆弧化的边角还可便于对所述晶圆提篮100进行表面涂覆，如在所述晶圆提篮100的表面涂覆PTFE层、FEP层、PFA层或ETFE层，以有效防止腐蚀液，如氢氟酸（HF）等对所述晶圆提篮100的影响。
参阅图1~图4，以下通过具体的实施例，对有关本申请中的所述调节式晶圆搬运机构的结构及安装作进一步的介绍。
具体的，所述晶圆提篮100可承载50片晶圆；所述第一锁紧件200为6个且分两排对称设置的PEEK螺栓；所述第一活动定位件300为位于所述PEEK螺栓之间的对称设置的2处定位销；所述缓冲垫400位于所述晶圆提篮100与所述连接板500之间，为PPS缓冲垫；所述连接板500为L形连接板。所述PEEK螺栓通过6处沉头孔将所述PPS缓冲垫和L形连接板固定在一起；2处定位销安装于L形连接板的一侧，且定位端穿过所述PPS缓冲垫与所述晶圆提篮100连接，以在安装所述PEEK螺栓前预定位所述晶圆提篮100。
所述第三锁紧件110为用于调节横向位移（前后位移）的4组PTFE螺栓，连接位于中层的所述调整板600和位于底部的所述支撑板700，且通过所述腰型孔120可实现前后各20mm的调整量；所述调节螺栓130为4组用以调节水平的PTFE螺栓，连接所述调整板600和所述支撑板700，通过所述调节螺栓130的旋进量来施加顶紧力，以控制所述调整板600和所述支撑板700之间的竖向间隙，进而实现对所述调节式晶圆搬运机构的水平位置的调节。
所述第二锁紧件800为用于调节旋转角度θ（左右倾斜角）的4组PTFE螺栓，连接L形的所述连接板500和所述调整板600，可实现左右倾斜角在±5°范围内的调节。
所述第二活动定位件900为所述调整板600上的定位柱，用于L形的所述连接板500与所述调整板600的预定位；所述第一锁紧凸台140为所述调整板600上的锁紧凸台，当L形的所述连接板500左右倾斜角调整固定后，通过所述第一锁紧凸台140上设置的2处螺母可实现对所述连接板500与所述调整板600的二次锁紧。所述第二锁紧凸台150为位于所述支撑板700的上端面上的凸台，当所述调整板600与所述支撑板700前后位置调整固定后，通过所述第二锁紧凸台150上设置的2处紧固件如螺母等，可实现对所述调整板600与所述支撑板700的二次锁紧。
综上所述，本发明的调节式晶圆搬运机构，通过连接板、调整板、支撑板、调节螺栓的设置，可实现对晶圆提篮在六个自由度上的调节，且结构简单稳定，便于操作，能够很好的实现晶圆提篮与生产设备的对准。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种调节式晶圆搬运机构，其特征在于，所述调节式晶圆搬运机构包括：
晶圆提篮；
连接板，所述连接板的第一端与所述晶圆提篮之间设置有第一活动定位件，且所述连接板的第一端与所述晶圆提篮之间设置有第一锁紧件；
调整板，所述调整板与所述连接板的第二端之间设置有第二活动定位件，且所述调整板与所述连接板的第二端之间设置有第二锁紧件，通过所述第二锁紧件及所述第二活动定位件调节所述晶圆提篮的旋转角度，且所述调整板具有沿横向设置的贯穿所述调整板的腰型孔，通过所述腰型孔调节所述晶圆提篮的横向位移；
支撑板，所述支撑板与所述调整板通过第三锁紧件连接，且所述第三锁紧件贯穿所述腰型孔；
调节螺栓，所述调节螺栓贯穿所述调整板与所述支撑板接触，通过所述调节螺栓的旋进量调节所述调整板与所述支撑板之间的竖向间隙，以调节所述晶圆提篮的水平度。
2.根据权利要求1所述的调节式晶圆搬运机构，其特征在于：所述调整板上还设置有与所述连接板对应设置的第一锁紧凸台及锁紧件；和/或所述支撑板上还设置有与所述调整板对应设置的第二锁紧凸台及锁紧件。
3.根据权利要求1所述的调节式晶圆搬运机构，其特征在于：所述第一活动定位件包括定位销，所述定位销设置于所述晶圆提篮和/或所述连接板上；所述第二活动定位件包括定位销，所述定位销设置于所述调整板和/或所述连接板上。
4.根据权利要求1所述的调节式晶圆搬运机构，其特征在于：所述第一锁紧件的锁紧方式包括螺纹锁紧或偏心轮锁紧；所述第二锁紧件的锁紧方式包括螺纹锁紧或偏心轮锁紧；所述第三锁紧件的锁紧方式包括螺纹锁紧或偏心轮锁紧。
5.根据权利要求1所述的调节式晶圆搬运机构，其特征在于：所述连接板包括竖向设置的竖向板及横向设置的横向板；所述连接板的形貌包括L形或T形。
6.根据权利要求1所述的调节式晶圆搬运机构，其特征在于：所述晶圆提篮为石英晶圆提篮，所述连接板为金属连接板，且所述石英晶圆提篮与所述金属连接板之间设置有缓冲垫。
7.根据权利要求1所述的调节式晶圆搬运机构，其特征在于：所述晶圆提篮承载晶圆的支撑部由边缘支撑梁及底部支撑梁构成，所述边缘支撑梁及所述底部支撑梁上均设有晶圆卡槽，且所述边缘支撑梁沿所述底部支撑梁对称设置。
8.根据权利要求7所述的调节式晶圆搬运机构，其特征在于：所述晶圆卡槽的容置开口呈Y状。
9.根据权利要求1所述的调节式晶圆搬运机构，其特征在于：所述晶圆提篮的边角为圆弧化边角。
10.根据权利要求1所述的调节式晶圆搬运机构，其特征在于：所述晶圆提篮的表面具有PTFE层、FEP层、PFA层或ETFE层。
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