顶针及晶圆夹持装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种顶针，包括：壳体，顶部设置有凸起；夹持棒，设置于壳体内部，夹持棒的顶端延伸至凸起，并通过凸起对待夹持件进行夹持；其中，夹持棒的材料为记忆合金。本发明专利技术利用记忆合金在相变温度恢复为受训形状的特性，在顶针内部压入记忆合金材料的夹持棒，使得顶针能够在高温工艺的环境下主动补偿了其自身的热变形量，从而保证了顶针和晶圆之间的紧密夹持，同时也降低了顶针夹持晶圆时在晶圆径向方向上振动产生的内应力，有效提升了顶针的使用寿命。寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
顶针及晶圆夹持装置


[0001]本专利技术涉及半导体器件制造
，具体涉及一种顶针及晶圆夹持装置。

技术介绍

[0002]在半导体器件制造过程中，晶圆的湿法工艺是影响产品良率的重要工艺过程。目前的湿法工艺，一般将进行湿法刻蚀或清洗的晶圆固定在晶圆卡盘上，晶圆卡盘上设置有顶针，晶圆卡盘通过顶针夹持晶圆并带动晶圆旋转，同时，晶圆上方的喷嘴喷出的化学液对晶圆的表面进行湿法刻蚀或清洗。
[0003]然而，长时间的湿法刻蚀或清洗工艺使顶针易受到以下三个方面的影响而减少顶针的使用寿命，具体如下：
[0004]第一，顶针在夹持晶圆时，夹持的晶圆会在径向方向上产生振动，因此，会导致顶针在晶圆的径向方向上存在着一定的机械载荷；
[0005]第二，对晶圆表面进行湿法工艺过程中，有些需要在一定的高温条件下进行，高温的环境会使得顶针出现热软化和热变形的现象，其中，在高温下顶针发生热变形现象会导致顶针内部存在着一定的热载荷，顶针的热软化现象会导致顶针选用的材料的弹性模量降低；
[0006]第三，高温清洗的过程中，喷嘴喷出的化学液会被加热，高温的化学液会对顶针造成一定的化学腐蚀。
[0007]因此，受到上述机械载荷、热载荷和化学腐蚀三方面综合作用的影响，顶针易产生强度失效，从而导致顶针的断裂。另外，顶针在高温下发生热软化现象导致顶针的变形量过大，最终会导致顶针无法有效夹持住晶圆，进而导致晶圆表面化学液的液膜不稳定，造成化学液飞溅。
[0008]综上所述，有必要提出一种新型的顶针及晶圆夹持装置以解决上述问题。

技术实现思路

[0009]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种顶针及晶圆夹持装置，旨在解决传统顶针在夹持晶圆时易发生断裂和热变形的缺陷。
[0010]为达到上述目的及其它相关目的，本专利技术提供了一种顶针，包括：
[0011]壳体，顶部设置有凸起；
[0012]夹持棒，设置于壳体内部，夹持棒的顶端延伸至凸起，并通过凸起对待夹持件进行夹持，夹持棒的材料为记忆合金。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，顶针还包括：
[0014]阶梯孔，设置于壳体内部，阶梯孔的上孔延伸至凸起内部，所述夹持棒与所述阶梯孔的上孔过盈配合；
[0015]堵头，设置于壳体内部，与阶梯孔的下孔紧配合。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，阶梯孔的上孔直径小于下孔的直径。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，夹持棒的记忆合金被预先训练为使得夹持棒的温度超过记忆合金的相变温度时，由初始的竖直状态变形为朝向待夹持件的弯曲状态。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，夹持棒的温度超过记忆合金材料的相变温度时，夹持棒的弯曲值根据记忆合金发生热变形的变形量和待夹持件发生振动的位移量来共同调节。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，记忆合金的材料选用双向记忆合金镍钛诺。
[0020]根据本专利技术的一个实施例，壳体选用耐腐蚀耐高温的材料。
[0021]根据本专利技术的一个实施例，堵头的材料与壳体的材料一致。
[0022]本专利技术还提供了一种晶圆夹持装置，包括：
[0023]晶圆卡盘，用于放置晶圆；
[0024]上述的顶针，设置于晶圆卡盘的外周，用于抵住晶圆的侧壁以夹持晶圆。
[0025]根据本专利技术的一个实施例，顶针为多个，多个顶针均匀分布于晶圆卡盘的外周。
[0026]如上所述，相对于现有技术，本专利技术提供了一种顶针及晶圆夹持装置，具有以下有益效果：
[0027]本专利技术提供的顶针及晶圆夹持装置，利用记忆合金在相变温度恢复为受训形状的特性，在顶针内部压入记忆合金材料的夹持棒，使得顶针能够在高温工艺的环境下主动补偿了其自身的热变形量，从而保证了顶针和晶圆之间的紧密夹持，同时也降低了顶针夹持晶圆时在晶圆径向方向上振动产生的内应力，有效提升了晶圆夹持装置的使用寿命。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例中提供的顶针结构示意图；
[0029]图2为本专利技术实施例中提供的顶针结构剖视图；
[0030]图3为本专利技术实施例中提供的晶圆夹持装置夹持晶圆的结构示意图；
[0031]图4A为本专利技术实施例中提供的顶针在室温下保持初始的竖直状态的剖视图；
[0032]图4B为本专利技术实施例中提供的顶针在临界状态以上成弯曲状态的剖视图。
具体实施方式
[0033]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，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专利技术的其他优点与功效。本专利技术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，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0034]请参阅图1至图4B。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专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利技术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形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
[0035]本专利技术揭示的实施例提供了一种顶针1，顶针1包括壳体101、凸起102和夹持棒104。其中，凸起102设置于壳体101的顶部，夹持棒104设置于壳体101内部，且夹持棒104的顶端延伸至凸起102，并通过凸起102对待夹持件进行夹持。
[0036]较佳的，如图1和图2所示，顶针1还可以包括阶梯孔103堵头105。具体地，阶梯孔103设置于壳体101内部，如图2所示，阶梯孔103的上孔1031延伸至凸起102内部，夹持棒104
设置于壳体101内部，且与阶梯孔103的上孔1031过盈配合，堵头105设置于壳体101内部，且与阶梯孔103的下孔1032紧配合，夹持棒104的顶端延伸至凸起102，并通过凸起102对待夹持件进行夹持。
[0037]夹持棒104的材料为记忆合金，其中，记忆合金材料所处的温度超过记忆合金材料发生相变的相变温度T
c
时，能够实现奥氏体状态和马氏体状态之间相的转变。因此，对记忆合金进行训练，使夹持棒104的记忆合金被预先训练为使得夹持棒104的温度超过记忆合金的相变温度T
c
时，由初始的竖直状态变形为朝向待夹持件的弯曲状态，以对待夹持件进行夹持。
[0038]在本实施例中，阶梯孔103的上孔1031的直径小于下孔1032的直径。在壳体101内部设置阶梯孔103，使得夹持棒104与上孔1031的过盈配合加工容易实现。由于夹持棒104在压入壳体101内部时易发生屈曲，故将壳体101内部设置为上孔1031直径较小、下孔1032直径较大的阶梯孔103，可以方便夹持棒104顺利压入上孔1031内，且与上孔1031过盈配合，进而再采用堵头105压入下孔1032内，使得堵头105与下孔1032紧配合，来支撑堵头105顶部的夹持棒104。
[0039]本专利技术揭示的实施例还提供了一种晶圆夹持装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种顶针，其特征在于，包括：壳体，顶部设置有凸起；夹持棒，设置于所述壳体内部，所述夹持棒的顶端延伸至所述凸起，并通过所述凸起对待夹持件进行夹持，所述夹持棒的材料为记忆合金。2.如权利要求1所述的顶针，其特征在于，进一步包括：阶梯孔，设置于所述壳体内部，所述阶梯孔的上孔延伸至所述凸起内部，所述夹持棒与所述阶梯孔的上孔过盈配合；堵头，设置于所述壳体内部，与所述阶梯孔的下孔紧配合。3.如权利要求2所述的顶针，其特征在于，所述阶梯孔的上孔直径小于下孔的直径。4.如权利要求1所述的顶针，其特征在于，所述夹持棒的记忆合金被预先训练为使得所述夹持棒的温度超过记忆合金的相变温度时，由初始的竖直状态变形为朝向待夹持件的弯曲状态。5.如权利要求1或4所述的顶针，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞昊，陆寅霄，韩阳，刘鼎新，陶晓峰，贾社娜，王晖，
申请(专利权)人：盛美半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：