减小颗粒污染的机械手制造技术

减小颗粒污染的机械手，包含手爪，所述手爪具有与晶圆相接触的第一表面和与第一表面相对的第二表面，以及位于第一表面和第二表面之间的侧面，所述第一表面位于所述第二表面和侧面在所述第一表面所在平面的投影范围内。本实用新型专利技术所述的手爪包含上部和下部，所述上部具有与晶圆接触的第一表面和与第一表面相对的第二表面，以及位于第一表面和第二表面之间的第一侧面，所述下部具有与上部第二表面至少部分接触的第三表面和与第三表面相对的第四表面，以及位于第三表面和第四表面之间的第二侧面，所述第一表面和第一侧面位于所述第三表面和第二侧面在所述第一表面所在平面的投影范围内。所述机械手减小了来自晶圆背面的污染。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体
，更具体地，本技术涉及一种减小颗粒污染 的机械手。
技术介绍
由于集成电路的制造对晶圆的洁净度要求较高，因此，在半导体制造工厂中，晶圆 的在工艺机台中的传输通常是通过机械手(robot)完成的。所述机械手包含机械臂(arm)、 控制机械臂移动的驱动系统以及安装在机械臂一端用于承载晶圆的手爪三部分构成。所述 手爪分为依靠真空吸附晶圆的手爪和依靠摩擦力吸附晶圆的手爪。所述依靠真空吸附晶圆 的手爪包含真空吸盘，所述真空吸盘的作用是形成真空以吸附晶圆，防止晶圆从手爪上脱 落。所述依靠摩擦力吸附晶圆的手爪，主要依靠手爪与晶圆背面的摩擦力稳定晶圆，防止晶 圆从手爪上脱落。如申请号为200810089806. 7的中国专利申请公开了一种手爪，所述手爪 的上表面为经过粗加工的表面，使得所述晶圆在手爪上的位置稳定，不易脱落。如图Ia所 示，图Ia为现有技术的手爪俯视结构示意图。所述手爪100的第一表面101上具有晶圆W， 所述晶圆W为8英寸。所述第一表面101沿长度L的方向通过晶圆的中心，以保证晶圆W 在手爪上位置稳定，不易脱落。所述第一表面101表面粗糙，加强了晶圆W背面与手爪上表 面101的摩擦力。请参考图2，所述手爪具有第二表面102，所述第二表面102与第一表面 101相对，所述第二表面102的面积与第一表面101的面积相同。所述机械手传输晶圆的工作过程包括先将手爪置于水平放置的晶圆背面的下 方，手爪上的真空吸盘吸附住所述晶圆背面或者手爪直接托起所述晶圆，利用手爪与晶圆 背面的摩擦力稳定晶圆；接着，机械臂在驱动系统的控制下，实现水平方向、垂直方向的平 移或转动，带动手爪及晶圆移动；当晶圆移动到预定位置后，手爪上的真空吸盘解除真空并 离开所述晶圆或所述手爪直接离开所述晶圆。上述技术的缺点是所述手爪离开晶圆时，晶圆背面的涂层(coating)会由于手 爪的接触而脱落，造成颗粒污染。
技术实现思路
本技术解决的问题是提供一种机械手，防止机械手的手爪离开晶圆时，晶圆 背面的涂层由于手爪的接触而脱落，造成颗粒污染的问题。为解决上述问题，本技术提供一种减小颗粒污染的机械手，包含手爪，所述手 爪具有与晶圆相接触的第一表面和与第一表面相对的第二表面，以及位于第一表面和第二 表面之间的侧面，所述第一表面位于所述第二表面和侧面在所述第一表面所在平面的投影 范围内。可选地，所述手爪为四个侧面为梯形的六面体。可选地，所述第一表面到第二表面的距离小于片架的用于容纳晶圆的相邻凹槽之 间的间隙。可选地，所述第一表面为长方形，所述长方形的伸长方向尺寸大于等于晶圆半径。本技术提供的减小颗粒污染的机械手，包含手爪，所述手爪包含上部和下部， 所述上部具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，以及位于第一表面和第二表面之间 的第一侧面，所述下部具有与上部第二表面至少部分接触的第三表面和与第三表面相对的 第四表面，以及位于第三表面和第四表面之间的第二侧面，所述第一表面和第一侧面在第 一表面所在平面的投影位于所述第三表面和第二侧面在所述第一表面所在平面的投影范 围内，所述第一表面与晶圆接触。可 选地，所述第一表面到第二表面的距离小于片架的用于容纳晶圆的相邻凹槽之 间的间隙。可选地，所述第二表面的几何中心与所述第三表面的几何中心重合。可选地，所述第一表面至少有一个方向的尺寸大于所述晶圆半径的尺寸。与现有技术相比，上述技术方案提供了一种新型机械手，所述机械手的与晶圆接 触的第一表面位于所述第二表面和侧面在所述第一表面所在平面的投影范围内，以便所述 侧面可以用于接收来自晶圆背面的颗粒，直接地减小了手爪离开晶圆背面造成颗粒污染， 提高了晶圆的良率；减少了因为颗粒污染引起的机台故障(tool down)，提高了机台的利用 率(uptime)。进一步地，所述第一表面与第二表面的距离小于片架的用于容纳晶圆的相邻凹槽 之间的间隙，防止手爪在取片和放片时发生撞片或碎片、以及手臂损坏的情况。上述技术方案的新型机械手包括上部和下部，所述上部的与晶圆接触的第一表 面和第一侧面在第一表面所在平面的投影位于下部的第三表面和第二侧面在所述第一表 面所在平面的投影范围内，所述下部第三表面和/或侧面可以用于接收来自晶圆背面的颗 粒，直接地减小了手爪离开晶圆背面造成颗粒污染，提高了晶圆的良率；减少了因为颗粒污 染引起的机台故障(tool down)，提高了机台的利用率(uptime)。进一步地，所述上部第一表面到下部第四表面距离小于片架的用于容纳晶圆的相 邻凹槽之间的间隙，防止手爪在取片和放片时发生撞片或碎片、以及手臂损坏的情况。附图说明图Ia是现有技术的手爪俯视示意图。图Ib是现有技术的手爪的剖面示意图(沿AA方向)。图2a是本技术第一实施例的手爪俯视示意图。图2b是本技术第一实施例手爪剖面示意图(沿AA方向)。图3a是本技术第二实施例的手爪俯视示意图。图3b是本技术第二实施例手爪剖面示意图(沿AA方向)。图3c是本技术第三实施例手爪剖面示意图。具体实施方式专利技术人发现，现有技术中被传输晶圆背面的涂层因为手爪的接触而脱落会造成颗 粒污染，对此，专利技术人提出一种能够减小颗粒污染的机械手。下面将通过实施例对本技术的技术方案进行说明。本技术首先提供一种减小颗粒污染的机械手，包含手爪，所述手爪具有与晶 圆相接触的第一表面和与第一表面相对的第二表面，以及位于第一表面和第二表面之间的 侧面，所述第一表面位于所述第二表面和侧面在所述第一表面所在平面的投影范围内。作为一个实施例，所述手爪为四个侧面为梯形的六面体，所述手爪的形状请参考 图2a，图2a是本技术第一实施例的手爪俯视示意图。所述手爪200包含具有与晶圆W 接触的第一表面201和与第一表面201相对的第二表面202，以及位于第一表面201和第二 表面202之间的侧面203，所述第一表面201位于所述第二表面202和侧面203在所述第一 表面201所在平面的投影范围内。所述晶圆W为8英寸晶圆。请参考图2b，图2b是本技术第一实施例手爪剖面示意图(沿AA方向)。所 述手爪200为具有的侧面203可以采用表面粗糙处理，以便所述手爪200的侧面203可以 接收来自晶圆W背面的颗粒。作为本技术的一个实施例，所述手爪200的侧面203在 手爪200内部与第二表面202的角度不宜过大，应在15 75度，优选为30 50度，以提 高所述侧面203接收颗粒的能力。请参考图2a，所述第一表面201与第二表面202的形状可以相同，也可以不同。作 为本技术的一个实施例，所述第一表面201与第二表面202的形状相同，所述形状均为 长方形。可替代的，所述手爪200a的第一表面201或第二表面202的形状可以为正方形、 菱形等其他规则或不规则形状。专利技术人考虑到，所述晶圆W的传输路径包含从机台作业腔体或中转站到片架 (cassette)，也包含从片架到作业腔体或中转站，所述手爪200第一表面201到第二表面 202的距离小于片架的用于容纳晶圆W的相邻凹槽之间间隙，防止所述手爪200在抓取晶圆 时将相邻凹槽中的晶圆撞碎，减少因为撞击造成的手臂损坏，提高了机台的利用率。优选地，所述手爪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减小颗粒污染的机械手，包含手爪，所述手爪具有与晶圆相接触的第一表面和与第一表面相对的第二表面，以及位于第一表面和第二表面之间的侧面，其特征在于：所述第一表面位于所述第二表面和侧面在所述第一表面所在平面的投影范围内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周维文，颜明辉，
申请(专利权)人：上海宏力半导体制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]