一种自适应平衡的晶圆输送手指、半导体设备制造技术

本技术公开了一种自适应平衡的晶圆输送手指、半导体设备，所述晶圆输送手指包括手指基体和晶圆接触凸台；所述晶圆接触凸台固定在手指基体内，晶圆接触凸台的上表面凸出至手指基体的上表面的正上方；所述晶圆接触凸台的上表面用于承载晶圆，晶圆接触凸台在晶圆施加的重力作用下携带晶圆进行包括升降、旋转在内的运动，以抵消手指基体或者晶圆由于翘曲产生的形变，使晶圆完全吸附在晶圆接触凸台的上表面，晶圆与晶圆接触凸台之间的吸附力大于晶圆的滑动力。本技术能够提高晶圆与晶圆接触凸台之间的吸附力，确保晶圆传输的稳定性和速度。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于晶圆传输，具体涉及一种自适应平衡的晶圆输送手指、半导体设备。

技术介绍

1、自本世纪40年代第一个晶体管诞生以来，半导体经过七八十年的发展，预计到2030年，将会成为世界第一大产业。半导体设备发展至今，无论是刻蚀、光刻、还是薄膜沉积等工艺，现在已基本上都会采用机器人自动化传输，因此机械手已然是半导体产业中晶圆输送和定位的核心设备，直接影响芯片制造工艺的效率和质量。

2、而作为晶圆的直接接触部分，晶圆输送手指，在结构、材质、输送方式上更是种类繁多，五花八门，以应对不同的工艺场景和晶圆种类。这其常见的输送手指有，纯金属类，如钛合金、钼、铝合金，这种手指是最普通的传输终端，广泛的应用于当下大气或真空环境中，具有结构简单，加工方便，质量轻，厚度薄等优点。图1是这一类晶圆手指的普遍样式，图1中的标号①代表手指基体。

3、随着当下对芯片加工效率要求更高，且需应对晶圆更轻薄、接触面更光滑等情况，金属或陶瓷这种一体式材质，如图1这种3或4个凸台的机械手指已经无法完全应对以上情况，经常会发生晶圆在输送过程中偏移这些“滑片”的状况。因此，采用石英凸台这种复合材质型手指是目前主流的应对方式，如图2所示，是石英凸台和金属手指基体的结合方式。图2中的标号②代表石英凸台。

4、然而，如图2所述的石英+金属符合材质的机械手指，结构较为复杂，对加工精度要求更高，且因金属手指基体厚度过薄，容易受热量和重力影响发生变形，从而影响整个手指的平面度，降低传输稳定性和速度。

技术实现思路</p>

1、解决的技术问题：本技术公开了一种自适应平衡的晶圆输送手指、半导体设备，能够消除金属手指基体变形引起的手指平面度不佳的技术问题，提高晶圆与晶圆接触凸台之间的吸附力，确保晶圆传输的稳定性和速度。

2、技术方案：

3、一种自适应平衡的晶圆输送手指，所述晶圆输送手指包括手指基体和晶圆接触凸台；所述晶圆接触凸台固定在手指基体内，晶圆接触凸台的上表面凸出至手指基体的上表面的正上方；

4、所述晶圆接触凸台的上表面用于承载晶圆，晶圆接触凸台在晶圆施加的重力作用下携带晶圆进行包括升降、旋转在内的运动，以抵消手指基体或者晶圆由于翘曲产生的形变，使晶圆完全吸附在晶圆接触凸台的上表面，晶圆与晶圆接触凸台之间的吸附力大于晶圆的滑动力。

5、进一步地，所述晶圆输送手指包括托片；所述托片安装在手指基体底部，将晶圆接触凸台固定在手指基体内。

6、进一步地，所述手指基体底部设置有手指基体槽，托片过盈配合在手指基体槽内。

7、进一步地，所述托片呈圆形薄片状。

8、进一步地，所述晶圆接触凸台包括球头型吸附件、球套关节座和弹力机构；

9、所述球头型吸附件包括相互连接的承载部和旋转部；旋转部卡接在球套关节座的凹槽内，其与球套关节座的凹槽侧壁之间存在有间隙，承载部延伸至球套关节座的正上方，以承载晶圆，使旋转部在晶圆施加的倾斜力作用下在球套关节座内旋转，晶圆接触凸台处的晶圆倾斜；

10、所述球套关节座的底部通过弹力机构安装在托片上，在晶圆重力作用下，球套关节座施加向下的压力在弹力机构上，使弹力机构压缩，晶圆接触凸台处的晶圆下降。

11、进一步地，所述球套关节座呈圆柱体状。

12、进一步地，所述承载部呈圆柱体状；所述球套关节座的凹槽和旋转部均呈球型。

13、进一步地，所述球头型吸附件、球套关节座的材质为石英、金属和陶瓷中的任一种。

14、进一步地，所述弹力机构采用浮动弹簧。

15、进一步地，所述弹力机构在晶圆的作用下的工作行程值小于承载部的凸出高度值。

16、进一步地，所述托片的上表面设置有弹簧槽，浮动弹簧远离球套关节座的端部固定在弹簧槽底部。

17、进一步地，所述手指基体的材质包括钛合金、钼、铝合金、陶瓷中的任一种。

18、进一步地，所述手指基体上分布有多个晶圆接触凸台。

19、进一步地，所述手指基体上安装有3个晶圆接触凸台，3个晶圆接触凸台呈三角形排列。

20、本技术还公开了一种半导体设备，所述半导体设备包括半导体设备本体以及安装在半导体设备上的如前所述的自适应平衡的晶圆输送手指。

21、有益效果：

22、第一，本技术的自适应平衡的晶圆输送手指，当手指调平不良或者运动中存在不平的问题时，晶圆接触面组件会自适应调整角度和升降度，在手指基体出现变形的情况下，仍能使晶圆和晶圆接触凸台充分贴合，避免晶圆滑动，确保晶圆传输的稳定性和速度。

23、第二，本技术的自适应平衡的晶圆输送手指，方便加工，对基体边形的容忍度大；以往手指基体允许的变形量不超过0.1mm，受材料和厚度影响，板型材料自身应力变形几乎已经接近0.1mm；而本技术的自适应平衡的晶圆输送手指可以允许手指基体有更大的变形，不再如以往要求苛刻。

24、第三，本技术的自适应平衡的晶圆输送手指，能够适应不同尺寸、形状的被搬运晶圆。能够降低吸附过程中晶圆所承受的应力负载，可大大降低晶圆在传输过程中造成的损伤。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述晶圆输送手指包括手指基体和晶圆接触凸台；所述晶圆接触凸台固定在手指基体内，晶圆接触凸台的上表面凸出至手指基体的上表面的正上方：

2.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述手指基体底部设置有手指基体槽，托片过盈配合在手指基体槽内。

3.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述托片呈圆形薄片状。

4.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述球套关节座呈圆柱体状。

5.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述承载部呈圆柱体状；所述球套关节座的凹槽和旋转部均呈球型。

6.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述球头型吸附件、球套关节座的材质为石英、金属和陶瓷中的任一种。

7.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述弹力机构采用浮动弹簧。

8.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述弹力机构在晶圆的作用下的工作行程值小于承载部的凸出高度值。

9.根据权利要求7所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述托片的上表面设置有弹簧槽，浮动弹簧远离球套关节座的端部固定在弹簧槽底部。

10.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述手指基体的材质包括钛合金、钼、铝合金、陶瓷中的任一种。

11.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述手指基体上分布有多个晶圆接触凸台。

12.根据权利要求11所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述手指基体上安装有3个晶圆接触凸台，3个晶圆接触凸台呈三角形排列。

13.一种半导体设备，其特征在于，所述半导体设备包括半导体设备本体以及安装在半导体设备上的如权利要求1-12任一项中所述的自适应平衡的晶圆输送手指。

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【技术特征摘要】

1.一种自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述晶圆输送手指包括手指基体和晶圆接触凸台；所述晶圆接触凸台固定在手指基体内，晶圆接触凸台的上表面凸出至手指基体的上表面的正上方：

2.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述手指基体底部设置有手指基体槽，托片过盈配合在手指基体槽内。

3.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述托片呈圆形薄片状。

4.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述球套关节座呈圆柱体状。

5.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述承载部呈圆柱体状；所述球套关节座的凹槽和旋转部均呈球型。

6.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述球头型吸附件、球套关节座的材质为石英、金属和陶瓷中的任一种。

7.根据权利要求1所述的自适应平衡的晶圆输送手指，其特征在于，所述弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：高强，郭强，刘海洋，安康，郑德伟，胡东东，许开东，
申请(专利权)人：江苏鲁汶仪器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：