CN214226897U

CN214226897U - 手动取放装置

Info

Publication number: CN214226897U
Application number: CN202120301616.8U
Authority: CN
Inventors: 徐金辉; 徐启高
Original assignee: Semiconductor Manufacturing Electronics Shaoxing Corp SMEC
Current assignee: Semiconductor Manufacturing Electronics Shaoxing Corp SMEC
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2021-09-17
Anticipated expiration: 2031-02-02

Abstract

本实用新型涉及一种手动取放装置，用于手动取放晶圆，包括圆柱形底座和环形夹持框；所述夹持框用于可活动地套设在所述底座上；所述底座用于通过顶面水平放置晶圆，且所述晶圆的正面朝上；所述底座的外径小于所述晶圆的直径，以暴露出所述晶圆的边缘；所述底座的顶面形成有空腔，所述空腔用于避让所述晶圆的背面；所述夹持框的内径小于或等于所述晶圆的直径，所述夹持框用于相对于所述底座运动后包覆所述晶圆的边缘并固定。这样做的优点为实现了超薄晶圆的装夹取片，降低了晶圆的碎片率，降低了制造成本。

Description

手动取放装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体涉及一种手动取放晶圆的手动取放装置。

背景技术

在半导体领域中，经常使用真空细笔对晶圆(Wafer)进行装夹，目的是避免晶圆的正面在传递和转移中和其他物体有物理接触，从而将颗粒(Particle)和划伤(Scratch)等造成的不良降到最低。真空吸笔的笔头完全和晶圆的背面接触，确保吸力足够大而避免滑落。该设备具有操作简单，速度快的特点，但已经不适合当前越来越薄的晶圆(尤其是在60μm以下的晶圆)，因为吸附力太大，容易导致碎片。为了解决该问题，当前普遍使用的方式是直接双手接触晶圆进行装夹取片，这样做不仅容易污染晶圆，还容易刮伤晶圆，不良率高。

为此，有必要开发一种新型的手动取放装置，以适应于越来越薄的晶圆的装夹取片，从而降低碎片率，降低制造成本。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种手动取放装置，用于实现晶圆的装夹取片，尤其是超薄晶圆，从而降低晶圆的碎片率，降低生产成本。

为实现上述目的或其他相关目的，本实用新型提供了一种手动取放装置，用于晶圆的取放，包括圆柱形底座和环形夹持框；所述夹持框用于可活动地套设在所述底座上；

所述底座用于通过顶面水平放置晶圆，且所述晶圆的正面朝上；

所述底座的外径小于所述晶圆的直径，以暴露出所述晶圆的边缘；所述底座的顶面形成有空腔，所述空腔用于避让所述晶圆的背面；

所述夹持框的内径小于或等于所述晶圆的直径，所述夹持框用于相对于所述底座运动后包覆所述晶圆的边缘并固定。

可选地，所述底座包括第一底座和第二底座；

所述第一底座为实心圆柱体并为非金属件；

所述第二底座为空心圆柱体并为金属件；

所述第二底座的一部分套设在所述第一底座上，且所述第一底座的一部分暴露在所述第二底座外；

所述第一底座的顶面低于所述第二底座的顶面，所述第一底座的顶面构成所述空腔的底部；

所述第二底座的顶面用于水平放置所述晶圆，所述第一底座的底面用于放置在外部机构上。

可选地，所述第一底座的材料为特氟龙，所述第二底座的材料为不锈钢。

可选地，所述第二底座的壁厚为2.0mm～5.0mm。

可选地，所述夹持框的材料为不锈钢。

可选地，所述晶圆的直径与所述底座的外径的差值不超过10mm，和/或，所述晶圆的直径与所述夹持框的内径的差值为3.0mm～4.0mm。

可选地，所述底座的高度为150mm～200mm。

可选地，所述晶圆的厚度不超过60μm。

可选地，所述底座的外表面上设置有环形凸台，所述夹持框放置在所述环形凸台上。

可选地，所述手动取放装置用于在蒸镀前后取放所述晶圆。

本实用新型提供的手动取放装置，可代替现有的真空吸笔来取放晶圆，尤其是60μm以下的晶圆，仅借助于夹持框夹持晶圆的边缘来取放晶圆，一方面降低了对晶圆的作用力，避免了碎片的风险，另一方面避免了手直接接触到晶圆，防止了晶圆的污染。这样的装夹取片方式，操作简单，可靠性和安全性高，而且结构简单，使用成本低。例如该手动取放装置中的夹持框可采用现有半导体机台上使用的用于保护晶圆的边缘环，无需制造新的零件，使用成本更低。

本实用新型提供的手动取放装置的底座可由两个底座组成，其中第一底座采用非金属材料，第二底座采用金属材料，一方面降低整个底座的重量，便于在产线上搬运，另一方面也便于加工形成空腔，降低加工难度。尤其第一底座采用特氟龙材料，无污染且材质轻盈，加工方便，加工成本低，第二底座采用不锈钢材料，不仅加工方便，而且具有平整度、硬度高，以及抗折、抗腐蚀性能优良，防划伤能力强等优点，使用较为可靠。

附图说明

附图用于更好地理解本实用新型，不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为本实用新型优选实施例中的手动取放装置的结构示意图；

图2为本实用新型优选实施例中的手动取放装置的结构示意图，其中晶圆放置在底座上；

图3为本实用新型优选实施例中的手动取放装置的结构示意图，其中夹持框包覆在晶圆的边缘；

图4为本实用新型优选实施例中的手动取放装置的结构示意图，其中夹持框在包覆晶圆后脱离了底座。

附图标记说明如下：

10-手动取放装置；11-底座；111-空腔；112-第二底座的顶面；11a-第一底座；11b-第二底座；12-夹持框；20-晶圆。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本实用新型中，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；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。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实用新型中的具体含义。

图1示出了本实用新型优选实施例提供的手动取放装置的结构示意图。如图1所示，本实施例提供一种手动取放装置10，包括圆柱形底座11和环形夹持框12；所述夹持框12用于可活动地套设在底座11上。优选的，所述底座11的外表面上设置有环形凸台(未图示)，所述夹持框12放置在环形凸台上，这样做便于将夹持框12和底座11一起搬运，夹持框12不会掉落。其中，所述底座11的顶面形成有空腔111，所述空腔111的壁厚优选为2.0mm～5.0mm。

具体使用方式如下，当需要执行相应的半导体处理工艺时，如需要执行电子束蒸镀处理时，在处理之前，需要从晶圆料盒中取出晶圆并装夹，该过程定义为装片。在装片时：首先如图1所示，将夹持框12套入底座11，例如夹持框12套入底座11后可搁置在操作台上或前述环形凸台上；然后，手动将晶圆20从晶圆料盒中取出，该过程中，操作人员需通过手套取出晶圆20，即操作人员的双手穿戴保护手套，手套通常为丁晴手套；从料盒取出晶圆20后，操作人员双手手棒晶圆20将晶圆20平放在底座11的顶面112上，放置后如图2所示，且保证晶圆20的正面朝上，此外，所述底座11的外径小于晶圆20的直径，以暴露出晶圆20的边缘，同时所述空腔111能够有效的避让晶圆20的背面；之后，如图3所示，操作人员双手将夹持框12从底部缓慢提起，直至夹持框12包覆晶圆20的边缘，将晶圆20放入夹持框12内并固定；此后，如图4所示，将操作人员双手将装载了晶圆20的夹持框12拿起脱离底座11，再将夹持框12整个缓慢放入半导体机台内，如放入处理腔室内。其中，夹持框12的内径小于或等于晶圆20的直径，例如晶圆的直径为200mm，所述圆环形夹持框的内径可以为196mm～200mm；若晶圆的直径为300mm，所述圆环形夹持框的内径可以为294mm～300mm。

反之，在处理之后，需要从机台中取出晶圆20并装入晶圆料盒，该过程定义为取片。在取片时，所执行的操作过程正好与前述装片过程相反，即，先将装有晶圆20的夹持框12从机台内取出，然后，将夹持框12平放在底座11的顶面112上，再缓慢地将夹持框12往下放，并注意手指不要触碰晶圆20，当夹持框12与晶圆20脱离后，再双手缓慢地将晶圆20从底座11上取下，然后将晶圆20缓慢放入晶圆料盒。应理解，这些操作过程中，操作人员始终需要佩带手套。

进一步的，所述夹持框12可采用现有半导体机台中使用的保护环(ring；或称边缘环、聚焦环)，保护环位于半导体机台的处理腔内，用于覆盖在晶圆的边缘位置。故而夹持框12可以是现成的零件，使得本装置的使用成本更低。还应理解，本实施例的手动取放装置10不限于在电子束蒸镀工艺的前后取放晶圆20，还可以是其他合适的需要手动装夹晶圆的场景。

与现有技术相比，上述手动取放装置10可代替现有的真空吸笔来取放晶圆，尤其是超薄晶圆，如60μm以下的晶圆，此时，仅借助于夹持框12即可实现对晶圆的装夹和取放，不但克服了真空吸笔吸力过大而造成碎片的问题，而且还避免了双手直接接触到晶圆而造成对晶圆污染的问题。因此，该装夹取片方式，操作简单，可靠性和安全性高，而且结构简单，使用成本低。

继续参阅图1，所述底座11优选包括第一底座11a和第二底座11b；所述第一底座11a为实心圆柱体并为非金属件；所述第二底座11b为空心圆柱体并为金属件；所述第二底座11b的一部分套设在第一底座11a上，且所述第一底座11a的一部分暴露在第二底座11b外；所述第一底座11a的顶面低于第二底座11b的顶面，所述第一底座11a的顶面构成空腔111的底部；也即，所述第一底座11a的一部分插入第二底座11b内，在另外的实施方式中，所述第一底座11a不插入第二底座11b。所述第二底座11b的顶面112用于水平放置晶圆20，所述第一底座11a的底面用于放置在外部机构上，所述外部机构优选为洁净的操作台。如此构造，一方面降低了整个底座11的重量，便于在产线上搬运，另一方面也便于加工形成空腔111，降低加工难度。优选的，第一底座11a采用特氟龙材料，无污染且材质轻盈，加工方便，加工成本低。优选的，第二底座11b采用不锈钢材料，不仅加工方便，而且具有平整度、硬度高，以及抗折、抗腐蚀性能优良，防划伤能力强等优点，使用较为可靠。

进一步的，所述夹持框12的材料为不锈钢或其他合适的材料。本实用新型对底座11的高度没有限定，只要方便操作人员操作即可。在一可选的方案中，所述底座11的高度为为150mm～200mm，该高度下，方便将整个装置放置在操作台上操作，且整个操作高度不会过高，也不会过矮，操作较为舒适。

上述手动取放装置10所适用的晶圆20的尺寸不作限定，例如可以是5寸、6寸、8寸等。进一步优选的，所述晶圆20的直径与底座11的外径的差值不超过10mm，也即单边不超过5mm。进一步的，所述晶圆20的直径与夹持框12的内径的差值优选为3.0mm～6.0mm，也即单边为1.5mm～3.0mm，如单边2.0mm。

所应说明的是，所述夹持框12的内孔为圆形，所述夹持框12的外部轮廓不限于圆形，还可以是其他规则或不规则形状的外轮廓。此外，所述底座的底部可配置移动轮，方便搬运。另外，所述空腔111的深度只要能够安全避让晶圆背面上的零件即可。

所应理解，上述实施例具体公开了本实用新型优选实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本实用新型。本领域技术人员应当理解，在本申请文件公开内容的基础上，容易将本实用新型做适当修改，以实现与本实用新型所公开的实施例相同的目的和/或实现相同的优点。本领域技术人员还应该认识到，这样的相似构造不脱离本实用新型公开的范围，并且在不脱离本实用新型公开范围的情况下，它们可以进行各种改变、替换和变更。

Claims

1.一种手动取放装置，用于手动取放晶圆，其特征在于，包括圆柱形底座和环形夹持框；所述夹持框用于可活动地套设在所述底座上；

2.根据权利要求1所述的手动取放装置，其特征在于，所述底座包括第一底座和第二底座；

所述第一底座为实心圆柱体并为非金属件；

所述第二底座为空心圆柱体并为金属件；

3.根据权利要求2所述的手动取放装置，其特征在于，所述第一底座的材料为特氟龙，所述第二底座的材料为不锈钢。

4.根据权利要求3所述的手动取放装置，其特征在于，所述第二底座的壁厚为2.0mm～5.0mm。

5.根据权利要求1所述的手动取放装置，其特征在于，所述夹持框的材料为不锈钢。

6.根据权利要求1所述的手动取放装置，其特征在于，所述晶圆的直径与所述底座的外径的差值不超过10mm，和/或，所述晶圆的直径与所述夹持框的内径的差值为3.0mm～6.0mm。

7.根据权利要求1所述的手动取放装置，其特征在于，所述底座的高度为150mm～200mm。

8.根据权利要求1所述的手动取放装置，其特征在于，所述晶圆的厚度不超过60μm。

9.根据权利要求1所述的手动取放装置，其特征在于，所述底座的外表面上设置有环形凸台，所述夹持框放置在所述环形凸台上。

10.根据权利要求1所述的手动取放装置，其特征在于，所述手动取放装置用于在蒸镀前后取放所述晶圆。