CN216413029U - 晶圆传送夹具以及晶圆传送夹具组件 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供晶圆传送夹具以及晶圆传送夹具组件。其中，所述晶圆传送夹具包括：主体，所述主体具有圆弧形的内表面，所述内表面的形状与待传送的晶圆的形状匹配；支持部，所述支持部设置在所述主体的内侧，并且在传送晶圆时与所述晶圆的下表面接触；以及把持部，所述把持部设置在所述主体的上方，在传送晶圆时，所述晶圆和所述晶圆传送夹具借助于所述把持部而被一起传送；其中，所述主体、所述支持部和所述把持部一体成形。根据本申请实施例的晶圆传送夹具以及晶圆传送夹具组件，能够方便、稳定且安全地对晶圆进行传送，并且能够防止晶圆传送过程中的污染和损坏。

Description

晶圆传送夹具以及晶圆传送夹具组件

技术领域

本实用新型涉及芯片制造的技术领域，尤其涉及能够用于传送晶圆的夹具和夹具组件。

背景技术

芯片制造过程大体上可以分为晶圆处理工序、晶圆针测工序、构装工序、测试工序等等。其中，多个工序中以及各个工序之间均涉及到晶圆的传送。

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后形成圆柱形的单晶硅。圆柱形的单晶硅在经过研磨、抛光、切片等等之后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。

在芯片制造过程中，偶尔会出现晶圆卡住的现象。例如，在晶圆处理工序中，通常需要对晶圆进行清洗，再在其表面进行氧化及化学气相沉积(CVD)处理，然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等步骤。其中，CVD处理包括将晶圆放置在处理室中，将多种气态原材料导入该处理室内，使得气态原材料之间发生化学反应，形成一种新材料而沉积到晶圆表面上。由于各种原因，晶圆可能卡在处理室中。需要外界干预以使得晶圆脱离这种卡住的困境。

然而，由于晶圆本身的性质，例如晶圆对冲击和振动比较敏感，容易出现裂纹等缺陷，或者由于CVD处理室的结构限制，例如CVD处理室尺寸(如直径)与晶圆尺寸的差别较小，难以通过在生产线上设置机器人或机械手而将卡住的晶圆取出，同时也难以使用通常的托盘、夹具或直接用手触及并取出晶圆。这样，卡住的晶圆可能面临报废的风险。

鉴于上述情况，如何设计一种能够有效传送晶圆并且避免晶圆污染和损坏的工具，成为本领域亟待解决的问题。

背景技术部分公开的信息只是为了加强对本实用新型的一般背景的理解，不应视为承认或默认这种信息构成本领域技术人员已知的现有技术。

实用新型内容

鉴于背景技术，本实用新型的目的在于提出一种能够有效传送晶圆并且避免晶圆污染和损坏的技术。

根据本实用新型的一方面，提供了一种晶圆传送夹具，所述晶圆传送夹具包括：主体，所述主体具有圆弧形的内表面，所述内表面的形状与待传送的晶圆的形状匹配；支持部，所述支持部设置在所述主体的内侧，并且在传送晶圆时与所述晶圆的下表面接触；以及把持部，所述把持部设置在所述主体的上方，在传送晶圆时，所述晶圆和所述晶圆传送夹具借助于所述把持部而被一起传送；其中，所述主体、所述支持部和所述把持部一体成形。

根据本实用新型的具体实施例，所述主体的内表面的圆弧形的直径与待传送的晶圆的整体直径匹配。

根据本实用新型的具体实施例，所述支持部包括多层台阶，每层台阶匹配一种尺寸的晶圆。

根据本实用新型的具体实施例，所述支持部的上表面设置保护层，所述保护层在传送晶圆时与所述晶圆的下表面接触。

根据本实用新型的具体实施例，所述把持部中设置孔。

根据本实用新型的具体实施例，所述孔的上表面设置起伏部。

根据本实用新型的具体实施例，所述孔的上表面设置摩擦层。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种晶圆传送夹具组件，所述晶圆传送夹具组件包括两个或更多个上述晶圆传送夹具。

根据本实用新型实施例的晶圆传送夹具以及晶圆传送夹具组件，能够方便、稳定且安全地对晶圆进行传送，并且能够防止晶圆传送过程中的污染和损坏。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的晶圆传送夹具的示意立体图。

图2为根据本实用新型实施例的晶圆传送夹具的示意俯视图。

图3为根据本实用新型实施例的晶圆传送夹具组件的示意立体图。

为了清楚地进行描述，附图中省略了与本实用新型技术实质无密切关系的部分；并且在说明书和附图中，相同或相似的元件由相同的附图标记表示。应理解的是，为了说明本实用新型的基本原理及各个特征，附图呈现一定程度的简化表示，本实用新型的范围并不限于附图中表示的具体形式。

具体实施方式

下面将结合附图详细描述本实用新型的实施例。尽管结合示例性实施例描述了本实用新型，但应该理解，本说明书并未意欲将本实用新型限制于这些示例性实施例。相反，本实用新型不仅意欲覆盖这些示例性实施例，而且也覆盖包含在由所附权利要求书限定的本实用新型的实质和范围内的各种替代、修改、等价形式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型；本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”、“包含”和“具有”以及它们的任何变形，意指非排他性的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”、“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

图1为根据本实用新型实施例的晶圆传送夹具的示意立体图。图2为根据本实用新型实施例的晶圆传送夹具的示意俯视图。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的晶圆传送夹具10包括主体14、支持部16和把持部12。如图所示，特别是参考图2的俯视视角，主体14具有圆弧形的内表面，内表面的形状与待传送的晶圆的形状匹配。支持部16设置在主体14的内侧，并且在传送晶圆时与晶圆的下表面接触。把持部12设置在主体14的上方。在传送晶圆时，晶圆和晶圆传送夹具10借助于把持部12而被一起传送。其中，主体14、支持部16和把持部12一体成形。

在本实用新型的实施例中，为了便于制造，降低成本，晶圆传送夹具10构造为包括一体成形的主体14、支持部16和把持部12，其中主体14在上下方向上处于把持部12的下方，在内外方向上处于支持部16的外侧。

在本文中，“上下方向”是参考晶圆传送夹具10的正常使用过程中，例如在利用晶圆传送夹具10对晶圆进行传送的过程中，晶圆传送夹具10的上下方向来确定的。类似的，“内外方向”参考晶圆传送夹具10的正常使用过程来确定，“内”指传送晶圆时更靠近晶圆或夹具整体圆弧圆心的方向，“外”指传送晶圆时更远离晶圆或夹具整体圆弧圆心的方向。

在本实用新型的实施例中，晶圆传送夹具10的主体14的高度大于支持部16的厚度，从而使得晶圆传送夹具10形成适合于夹持晶圆的深度。从而，晶圆传送夹具10形成针对晶圆的横向阻挡，避免夹持和传送晶圆的过程中晶圆产生滑移或跌落。同时，主体14的圆弧形的内表面的形状与晶圆的形状匹配，从而在对晶圆进行横向阻挡能够增大主体14与晶圆的横向接触面积，从而防止两者接触位置的应力集中，防止损坏晶圆。

在本实用新型的实施例中，主体14的圆弧形的角度可以与支持部16的角度一致，如图1所示。此外，主体14的外表面可以是圆弧形，即，与内表面的形状对应，如图2所示。此外，把持部12的内外表面与主体14的内外表面分别匹配，即两者的内表面的圆弧形的直径以及两者的外表面的圆弧形的直径均大致相同，如图2所示。通过这样的构造，晶圆传送夹具10能够方便地进入CVD处理室，从侧方和/或从下方对卡住的晶圆进行夹持和/或支持，使得支持部16的上表面与晶圆的下表面接触，并且在传送时通过手动、工具或机械设备把持把持部12，将晶圆和晶圆传送夹具10一起传送，从而实现晶圆的方便稳定的传送，并防止污染和损坏。

在本实用新型的实施例中，把持部12的圆弧形的角度小于主体的圆弧形角度，从而形成从主体的上表面向上突出的突出部。本领域技术人员可以理解，这种突出的把持部12只是本实用新型的晶圆传送夹具10的一种示例，并不构成对本实用新型的限制。例如，根据本实用新型的实际应用场景，只要适合在传送时通过手动、工具或机械设备进行把持，把持部12、主体14和支持部16三者的圆弧形的角度可以一致，从而简化晶圆传送夹具10的制造过程。

在本实用新型的实施例中，主体14与支持部16的交界处可以倒圆，例如主体14的内表面与支持部16的上表面的交界处可以倒圆。这样，一方面可以防止主体14与支持部16交界处的应力集中，增强晶圆传送夹具10的整体结构稳定性，另一方面可以便于晶圆传送夹具10的成形，降低制造成本。

此外，支持部16的内边缘可以形成圆角，从而避免夹持和传送晶圆的过程中对晶圆造成损坏。

类似的，在本实用新型的实施例中，主体14与把持部12的交界处可以倒圆，例如主体14的上表面与把持部12的侧表面的交界处可以倒圆，以增强稳定性，降低成本。

根据本实用新型的实际应用场景，在适合于夹持和传送晶圆的前提下，可以适当选择晶圆传送夹具10及其各个组成部件的尺寸。

根据本实用新型的具体实施例，主体14的内表面的圆弧形的直径与待传送的晶圆的整体直径匹配。

例如，对于传送12英寸(约304.8mm)晶圆的应用场景，主体14的内表面的圆弧形的半径可以在140-170mm的范围内，优选在150-160mm的范围内。通过这种方式，包括主体14的晶圆传送夹具10形成与待传送的晶圆相对应的弧度。

根据本实用新型的具体实施例，支持部16包括多层台阶，每层台阶匹配一种尺寸的晶圆。

在本领域，实际制造和使用的晶圆的尺寸主要包括8英寸(约203.2mm)和12英寸(约304.8mm)。也就是说，待传送的晶圆通常为直径8英寸或12英寸的圆形。为了增强晶圆传送夹具10的适用性，支持部16可以包括多层台阶，例如形成横截面为两层台阶的形状，其中下层台阶的尺寸与直径8英寸的圆形匹配，而上层台阶的尺寸与直径12英寸的圆形匹配。通过这种方式，例如，可以利用下层台阶支持直径8英寸的晶圆，并且可以利用上层台阶支持直径12英寸的晶圆，从而增强根据本实用新型的晶圆传送夹具的适应性。

本领域技术人员应该理解，上述具体尺寸仅是对本实用新型具体实施例的示例性描述，而不构成对本实用新型的限制。在不背离本实用新型构思和理念的情况下，传送其他尺寸晶圆的情况，也在本实用新型的覆盖范围之内。

根据本实用新型的具体实施例，支持部16的上表面设置保护层，保护层在传送晶圆时与晶圆的下表面接触。

例如，保护层可以是乳胶保护层或其他非金属材料制成的保护层，从而可以在晶圆与支持部16的接触过程中保护晶圆，并避免传送晶圆的过程中晶圆产生滑移或跌落。

根据本实用新型的具体实施例，把持部12中设置孔。

通过在把持部12中设置孔，可以便于通过手动、工具或机械设备对把持部12进行把持。例如，操作员的手指可以穿过孔对把持部12进行把持。又如，工具或机械设备可以穿过孔对把持部12进行把持。这样，能够方便稳定地把持晶圆传送夹具10并传送晶圆。

本领域技术人员应该理解，只要能够便于把持，孔可以采用通孔、凹陷等各种具体形式，而这些具体形式并不构成对本实用新型的限制。

根据本实用新型的具体实施例，孔的上表面设置起伏部。

当操作员用手操作晶圆传送夹具10时，可以将手插入把持部12中设置的孔中。在这种情况下，孔的上表面可以设置与多个手指形状对应的起伏部，从而增加操作的稳定性，实现晶圆的方便稳定的传送，避免晶圆传送夹具10或晶圆在传送过程中跌落。

根据本实用新型的具体实施例，孔的上表面设置摩擦层。

例如，摩擦层可以由橡胶材料制成。当手指、工具或机械设备穿过孔而对把持部12进行把持时，通过设置摩擦层，可以增大手指、工具或机械设备与把持部12之间的摩擦，从而增加操作的稳定性，实现晶圆的方便稳定的传送。

根据本实用新型的具体实施例，主体14、支持部16和把持部12由特氟龙制成。

特氟龙是聚四氟乙烯的别称，英文缩写为PTFE，是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。特氟龙材料的特点包括抗酸抗碱、抗各种有机溶剂、耐高温、摩擦系数低等。根据本实用新型实施例的晶圆传送夹具10的制造可以采用推挤或挤出加工成型的方式利用特氟龙材料制成。利用特氟龙材料抗污染、耐高温的特点，能够防止晶圆传送过程中的污染。

图3为根据本实用新型实施例的晶圆传送夹具组件的示意立体图。

根据本实用新型的实施例，参考图3，晶圆传送夹具组件包括两个或更多个晶圆传送夹具10。

在本实用新型的实施例中，构成晶圆传送夹具组件的晶圆传送夹具10可以是2个、3个、4个或更多。

对于通过两个晶圆传送夹具10构成晶圆传送夹具组件的情况，主体的内表面的圆弧形的角度处于10°到180°的范围内，优选地处于20°到150°的范围内，更优选地处于30°到120°的范围内，更优选地为大致60°。这样，通过两个晶圆传送夹具10构成晶圆传送夹具组件，能够在传送晶圆时为晶圆提供适当的支持，并且又不会造成晶圆传送夹具组件的尺寸过大而不便在CVD处理室的相对狭小空间中工作。

对于通过三个晶圆传送夹具10构成晶圆传送夹具组件的情况，主体的内表面的圆弧形的角度处于10°到120°的范围内，优选地处于20°到90°的范围内，更优选地处于30°到60°的范围内，更优选地为大致45°。

对于更多个晶圆传送夹具10构成晶圆传送夹具组件的情况，本领域技术人员可以根据实际需要，选择适当的圆弧角度。

通过多个晶圆传送夹具10构成晶圆传送夹具组件，能够从多个角度对待传送的晶圆提供支持和阻挡，从而实现晶圆的方便稳定的传送，并防止损坏。

根据本实用新型的实施例，能够方便、稳定且安全地对晶圆进行传送，并且能够防止晶圆传送过程中的污染和损坏。

上文以举例说明的目的，呈现了本实用新型的特定示例性实施例。上文的描述并不意图对本实用新型进行无遗漏的穷举，也不意图将本实用新型限制为所公开的确切形式。显然，本领域技术人员根据上文的描述可以进行很多改变和变化。选择并描述这些示例性实施例是为了解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使本领域技术人员能够制造并使用本实用新型的各个示例性实施例，及其各种替代和修改形式。事实上，本实用新型的范围由所附的权利要求及其等效形式限定。

Claims (8)

1.一种晶圆传送夹具，其特征在于，所述晶圆传送夹具包括：

主体，所述主体具有圆弧形的内表面，所述内表面的形状与待传送的晶圆的形状匹配；

支持部，所述支持部设置在所述主体的内侧，并且在传送晶圆时与所述晶圆的下表面接触；以及

把持部，所述把持部设置在所述主体的上方，在传送晶圆时，所述晶圆和所述晶圆传送夹具借助于所述把持部而被一起传送；

其中，所述主体、所述支持部和所述把持部一体成形。

2.根据权利要求1所述的晶圆传送夹具，其特征在于，所述主体的内表面的圆弧形的直径与待传送的晶圆的整体直径匹配。

3.根据权利要求1所述的晶圆传送夹具，其特征在于，所述支持部包括多层台阶，每层台阶匹配一种尺寸的晶圆。

4.根据权利要求1所述的晶圆传送夹具，其特征在于，所述支持部的上表面设置保护层，所述保护层在传送晶圆时与所述晶圆的下表面接触。

5.根据权利要求1所述的晶圆传送夹具，其特征在于，所述把持部中设置孔。

6.根据权利要求5所述的晶圆传送夹具，其特征在于，所述孔的上表面设置起伏部。

7.根据权利要求5所述的晶圆传送夹具，其特征在于，所述孔的上表面设置摩擦层。

8.一种晶圆传送夹具组件，其特征在于，所述晶圆传送夹具组件包括两个或更多个根据权利要求1所述的晶圆传送夹具。

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