CN218241799U - 吸盘及晶圆手臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于半导体生产制造技术领域，公开了吸盘及晶圆手臂。该吸盘用于承载并吸附晶圆，包括若干个设于本体上的吸附点，吸附点能吸附晶圆底面，以使晶圆固定在吸盘上；吸附点包括开设于本体上的吸附孔和设于吸附孔内的弹性件，当晶圆底面吸附在吸附点上时，弹性件能沿着吸附孔轴线方向伸缩以使吸附点适应晶圆底面的形状；设于本体上的抽气孔，抽气孔与吸附孔通过第一气流通道连通，通过抽气孔能将第一气流通道抽真空，并使晶圆吸附在吸附点上；晶圆手臂包括以上吸盘和夹持件，夹持件能通过安装孔与夹持件连接。吸盘具有更大的吸附力，且能适应晶圆的的吸附表面，可伸缩吸附点提升吸附效果，避免因吸附力不足导致晶圆从吸盘上脱落。

Description

吸盘及晶圆手臂

技术领域

本实用新型涉及半导体生产制造技术领域，尤其涉及吸盘及晶圆手臂。

背景技术

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，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶片，也就是晶圆。国内晶圆生产线以8英寸和12英寸为主。

在对晶圆进行加工时，常采用晶圆手臂对晶圆进行夹取、固定，为保证晶圆不会轻易从晶圆手臂脱落，一般还会在晶圆手臂上设置吸盘，用以吸附晶圆。

在现有技术中，晶圆吸盘多为单点平面吸附，而单点平面吸附的吸盘常常吸附力不足，吸附效果较差。此外，晶圆在加热或冷却后会产生弯曲变形，此时，单点平面吸附的吸盘就不能很好地贴合晶圆表面，影响吸附效果。

若吸附效果差，则不能很好地将晶圆固定住，很可能会产生晶圆无法被拾取或者被甩偏等情况，从而导致晶圆无法准确放置在其他单元里，进而会对半导体制造工艺产生影响，或者晶圆断片，良品率也会随之下降，影响生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种吸盘及晶圆手臂，吸盘具有更大的吸附力，且能适应晶圆的的吸附表面，可伸缩吸附点提升吸附效果，避免因吸附力不足导致晶圆从吸盘上脱落。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

吸盘，用于承载并吸附晶圆，包括：

本体；

若干个吸附点，所述吸附点设于所述本体上，所述吸附点能吸附所述晶圆底面，以使所述晶圆固定在所述吸盘上；

所述吸附点包括开设于所述本体上的吸附孔和设于所述吸附孔内的弹性件，当所述晶圆底面吸附在所述吸附点上时，所述弹性件能沿着所述吸附孔轴线方向伸缩以使所述吸附点适应所述晶圆底面的形状；

抽气孔，设于所述本体上，所述抽气孔与所述吸附孔通过第一气流通道连通，通过所述抽气孔能将所述第一气流通道抽真空，并使所述晶圆吸附在所述吸附点上。

作为一种吸盘的优选方案，所述本体上设有连通腔，所述连通腔一端通过所述第一气流通道与所述抽气孔连通，另一端与所述吸附孔连通。

作为一种吸盘的优选方案，所述弹性件为弹簧或环形弹垫。

作为一种吸盘的优选方案，所述抽气孔内设有密封垫圈。

作为一种吸盘的优选方案，所述本体上设有吸附槽，所述弹性件能伸出或缩入所述吸附槽。

作为一种吸盘的优选方案，所述本体上设有多个抵接台，所述抵接台为长条形，且沿着所述本体的宽度方向延伸，当所述吸盘吸附所述晶圆时，所述晶圆的底面能够抵接于所述抵接台。

作为一种吸盘的优选方案，所述抵接台与所述吸附点相间分布。

晶圆手臂，包括上述任一方案所述的吸盘和夹持件，所述本体上设有安装孔，所述安装孔开设于远离靠近所述抽气孔的一侧，所述夹持件能通过安装孔与所述夹持件连接。

作为一种晶圆手臂的优选方案，所述夹持件上设有吸气口，所述吸气口一端与所述抽气孔连通，所述吸气口另一端与抽气泵连接。

作为一种晶圆手臂的优选方案，所述夹持件为环形件，所述夹持件上设有支撑台，所述支撑台设于远离所述吸盘的一侧，所述支撑台向所述环形件的内部延伸，当所述吸盘吸附所述晶圆时，所述晶圆的底面能够抵接于所述支撑台。

有益效果：

通过设于本体上的抽气孔，抽气孔与吸附孔经第一气流通道连通，通过抽气孔经第一气流通道抽真空，使晶圆吸附在吸附点上，同时，利用多个吸附点吸附晶圆底面，使晶圆固定在吸盘上，能够增强吸盘的吸附能力；另外，通过设于吸附孔内的弹性件，弹性件沿着吸附孔轴线方向伸缩以使吸附点能具有伸缩性，从而适应晶圆底面的形状，保证吸附状态稳定，提升吸附效果，避免因吸附力不足导致晶圆从吸盘上脱落。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的吸盘的轴测图；

图2是本实用新型实施例提供的吸盘的俯视角的结构示意图；

图3是图2在A-A截面的剖视图；

图4是本实用新型实施例提供的晶圆手臂和吸盘配合的结构示意图。

图中：

100、本体；110、吸附点；111、吸附孔；112、弹性件；120、抽气孔；130、第一气流通道；140、连通腔；150、吸附槽；160、抵接台；170、安装孔；

200、夹持件；210、支撑台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

请参阅附图1-附图3，本实施例涉及一种吸盘，该吸盘用于承载并吸附晶圆，包括本体100，本体100为长方形板，可为金属材料或者为非金属材料，若干个吸附点110，吸附点110设于本体100上，吸附点110能吸附晶圆底面，以使晶圆固定在吸盘上，通过设置多个吸附点110，能够增强吸盘的吸附能力；吸附点110包括开设于本体100上的吸附孔111和设于吸附孔111内的弹性件112，当晶圆底面吸附在吸附点110上时，弹性件112能沿着吸附孔111轴线方向伸缩以使吸附点110适应晶圆底面的形状。抽气孔120设于本体100上，抽气孔120与吸附孔111通过第一气流通道130连通，通过抽气孔120能将第一气流通道130抽真空，并使晶圆吸附在吸附点110上，在本实施例中，每个吸附点110可单独地沿垂直于本体100所在的平面进行伸缩，使吸盘能稳定地贴合晶圆的底面，使吸盘的吸附面和晶圆底面之间无间隙接触，达到稳定的吸附效果，进而使吸盘能够更牢固地将晶圆固定，不会轻易脱落。此外，如果吸盘的吸附效果较差，不能很好地将晶圆固定，很可能会产生晶圆无法被拾取或者被甩偏等情况，从而导致晶圆无法准确放置在其他单元里，进而会对半导体的制造工艺产生影响，更甚者可能会导致晶圆断片，良品率大受影响，生产效率低下，本实施例设置多个吸附点110可增加吸盘的吸附力，进一步提升本实施例中吸盘的吸附效果，提高生产效率。。

在本实施例中，弹性件112沿着吸附孔111轴线方向伸缩以使吸附点110能具有伸缩性，从而适应晶圆底面的形状，保证吸附状态稳定，提升吸附效果，避免因吸附力不足导致晶圆从吸盘上脱落。

请继续参阅附图1-附图3，可选地，本体100上设有连通腔140，连通腔140一端通过第一气流通道130与抽气孔120连通，另一端与吸附孔111连通。具体地，在本体100的内部开设有连通腔140，并利用设于本体100内部的第一气流通道130，一方面能够减少需要抽取的气体体积，提高抽气效率；另一方面，可以提高本体100的结构强度，使其在承载并吸附晶圆时，不容易损坏，提高其使用寿命。

在本实施例中，抽气孔120的开孔方向可与本体100上的吸附孔111的方向相同，当然，抽气孔120的开孔方向也可与本体100上的吸附孔111的方向相反，在实际生产中，抽气孔120具体方向的设置情况可根据实际需求灵活选择，在此不作具体限制。

可选地，第一气流通道130的截面为圆形或方形等，其具体大小可根据实际需要进行设置，在此不再进一步举例赘述。

可选地，弹性件112为弹簧或环形弹垫。弹簧和环形弹垫具有结构简单，同时能够不影响吸附点110的抽真空。当然，本领域的技术人员也可选用弹簧片，也能使吸附点110具备可伸缩的效果。

可选地，吸附点110可以采用刚性材料。具体地，可为陶瓷或金属等。当然，在实际生产中，每一吸附点110也可采用柔性材料，具体地，可为橡胶或硅胶等。

可选地，抽气孔120内设有密封垫圈，为防止在抽气时，抽气孔120处发生气体泄漏，于是，在本实施例中，抽气孔120内嵌设有密封垫圈，以减少气体泄漏，提高吸盘的吸附效果。

进一步地，本体100上设有吸附槽150，弹性件112能伸出或缩入吸附槽150。弹性件112伸出吸附槽150时，弹性件112的自由端高出吸附槽150的顶面，当弹性件112缩入吸附槽150时，弹性件112的自由端低于吸附槽150的顶面，使每个吸附点110都能稳定工作。具体地，当晶圆因加热或冷却而弯曲时，若晶圆表面凹陷，吸盘对应凹陷处的吸附点110会高于吸附槽150的顶面与晶圆表面贴合，以确保每一吸附点110均能贴合晶圆的表面；若晶圆表面凸起，相应地，吸盘对应凸起处的吸附点110会低于吸附槽150的顶面，与晶圆表面贴合，以确保每一吸附点110均能贴合晶圆的表面。另外，本实施例通过多点分布的吸附点110能够改变晶圆底面的接触状态，在吸附晶圆时，每一吸附点110可进行不同程度的伸缩以适配于晶圆底面构造，实现多点吸附，避免采取面接触形式，由于晶圆的底面凹凸不平，造成部分吸附部位失效，导致吸附能力降低。

可选地，在本实施例中，吸附点110均匀分布于吸附槽150内可使晶圆受到均匀的吸附力，相应地，吸盘会受到均匀的反作用力，一方面，吸盘的吸附效果更好，可以将晶圆更紧紧地吸附在吸盘上，另一方面，吸盘因受到均匀的反作用力而不容易损坏。在实际生产中，吸附点110的排布情况及数量可根据实际需求灵活设置，在此不作限制。

进一步地，本体100上设有多个抵接台160，抵接台160为长条形，且沿着本体100的宽度方向延伸，当吸盘吸附晶圆时，晶圆的底面能够抵接于抵接台160，抵接台160与吸附点110相间分布。通过抵接台160，能使晶圆更好地贴合晶圆表面，加大接触面积，提升吸盘的强度和使用寿命。当然，也可在本体上设置沿本体100长度方向的抵接台160，进一步提升吸盘强度。

请参阅附图1-附图4，本实施例还涉及一种晶圆手臂，该晶圆手臂包括上述的吸盘和夹持件200，本体100上设有安装孔170，安装孔170开设于远离靠近抽气孔120的一侧，夹持件200能通过安装孔170与夹持件200连接。在本实施例中，安装孔170设置有两个，分居于抽气孔120的两侧，具体地，可以通过紧固件，如螺钉、螺栓或铆钉等穿过安装孔170与夹持件200连接。当然安装孔170的数量可以根据固定连接强度和稳定性进行调整，另外，连接形式也不仅仅局限于上述的紧固件连接，也可以将本体100焊接在夹持件200上。

可选地，夹持件200上设有吸气口，吸气口一端与抽气孔120连通，吸气口另一端与抽气泵连接。通过抽气泵将对吸气口抽气，从而使连通的抽气孔120和第一气流通道130抽真空，使吸盘吸附晶圆底面。

进一步地，夹持件200为环形件，夹持件200上设有支撑台210，且夹持件200设于远离吸盘的一侧，支撑台210向环形件的内部延伸，当吸盘吸附晶圆时，晶圆的底面能够抵接于支撑台210。

在本实施例中，支撑台210和吸盘则共同作用于晶圆底面，以将晶圆固定于夹持杆，其中，吸盘主要起吸附、固定的作用；支撑台210起辅助支撑作用。

作为优选，该环形件为角度大于或等于180°的圆弧，能更好的适配晶圆的轮廓形状，且晶圆不容易被甩偏。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.吸盘，用于承载并吸附晶圆，其特征在于，包括：

本体(100)；

若干个吸附点(110)，所述吸附点(110)设于所述本体(100)上，所述吸附点(110)能吸附所述晶圆底面，以使所述晶圆固定在所述吸盘上；

所述吸附点(110)包括开设于所述本体(100)上的吸附孔(111)和设于所述吸附孔(111)内的弹性件(112)，当所述晶圆底面吸附在所述吸附点(110)上时，所述弹性件(112)能沿着所述吸附孔(111)轴线方向伸缩以使所述吸附点(110)适应所述晶圆底面的形状；

抽气孔(120)，设于所述本体(100)上，所述抽气孔(120)与所述吸附孔(111)通过第一气流通道(130)连通，通过所述抽气孔(120)能将所述第一气流通道(130)抽真空，并使所述晶圆吸附在所述吸附点(110)上。

2.根据权利要求1所述的吸盘，其特征在于，所述本体(100)上设有连通腔(140)，所述连通腔(140)一端通过所述第一气流通道(130)与所述抽气孔(120)连通，另一端与所述吸附孔(111)连通。

3.根据权利要求1所述的吸盘，其特征在于，所述弹性件(112)为弹簧或环形弹垫。

4.根据权利要求1所述的吸盘，其特征在于，所述抽气孔(120)内设有密封垫圈。

5.根据权利要求1所述的吸盘，其特征在于，所述本体(100)上设有吸附槽(150)，所述弹性件(112)能伸出或缩入所述吸附槽(150)。

6.根据权利要求1所述的吸盘，其特征在于，所述本体(100)上设有多个抵接台(160)，所述抵接台(160)为长条形，且沿着所述本体(100)的宽度方向延伸，当所述吸盘吸附所述晶圆时，所述晶圆的底面能够抵接于所述抵接台(160)。

7.根据权利要求6所述的吸盘，其特征在于，所述抵接台(160)与所述吸附点(110)相间分布。

8.晶圆手臂，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的吸盘和夹持件(200)，所述本体(100)上设有安装孔(170)，所述安装孔(170)开设于远离靠近所述抽气孔(120)的一侧，所述夹持件(200)能通过安装孔(170)与所述夹持件(200)连接。

9.根据权利要求8所述的晶圆手臂，其特征在于，所述夹持件(200)上设有吸气口，所述吸气口一端与所述抽气孔(120)连通，所述吸气口另一端与抽气泵连接。

10.根据权利要求9所述的晶圆手臂，其特征在于，所述夹持件(200)为环形件，所述夹持件(200)上设有支撑台(210)，所述支撑台(210)设于远离所述吸盘的一侧，所述支撑台(210)向所述环形件的内部延伸，当所述吸盘吸附所述晶圆时，所述晶圆的底面能够抵接于所述支撑台(210)。

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