机械手臂的制作方法

文档序号:7171822阅读:460来源:国知局
专利名称:机械手臂的制作方法
技术领域
本实用新型涉及半导体制造装置技术领域,尤其涉及一种机械手臂。
背景技术
钨在集成电路中通常被用作高传导性的互连金属、金属层间的通孔(Via)和垂直接触的接触孔(Contact)以及铝和硅间的隔离层。制备钨的方法有蒸发、溅射以及化学气相沉积(CVD,Chemical Vapor D印osition),相对于蒸发与溅射来说,化学气相沉积制备出的薄膜有以下优势低电阻率、 对电迁移的高抵抗力以及填充小通孔时的优异的平整性;并且化学气相沉积还可以使钨在金属和硅上进行选择性淀积。因此,化学气相沉积成为制备钨的首选技术。使用化学气相沉积制备钨的方法简称钨化学气相沉积(WCVD)。在半导体加工过程中,需要将半导体晶片在各工艺环节之间传递,而半导体晶片的传递通常都是由机械手臂完成的。以WCVD来说,半导体晶片装载在晶片盒(pod)中并运送到WCVD机台的晶片装载端(Load Lock),半导体晶片在所述晶片装载端被取出后,置于机械手臂上,由机械手臂将其传送到WCVD反应腔的加热器上。并且WCVD机台对机械手臂的传送精度要求非常高,这是因为半导体晶片在加热器上的位置偏差的容限非常低,仅容许有Imm的直径偏差;位置偏差的容限之所以这么低,是为了使反应腔中的保护气体均勻地喷至半导体晶片边缘,从而保证半导体晶片边缘不会有镀膜;而为了使保护气体均勻地喷至半导体晶片边缘,需要半导体晶片的中心与加热器的中心尽量完全重合。请参考图IA至图1B,其中,图IA为现有的机械手臂的俯视图,图IB为现有的机械手臂的正视图,如图IA至图IB所示,现有的机械手臂包括U型插片101,所述U型插片101的两个分叉的前端分别安装有前端定位台(Tip GUider)102,所述前端定位台102 的外侧安装有第一限位凸台103;所述U型插片101的后端则安装有后端定位台(Rear Guider) 104,所述后端定位台104的外侧安装有第二限位凸台105 ;所述前端定位台102的台面与所述后端定位台104的台面位于同一水平线上;半导体晶片300下表面的边缘同时与所述两个前端定位台102以及所述后端定位台104相接触,所述两个前端定位台102以及所述后端定位台104对半导体晶片300的边缘构成三点支撑,从而使半导体晶片平稳放置于U型插片101上。且所述第一限位凸台103以及所述第二限位凸台105的台面高出所述前端定位台102的台面及所述后端定位台104的台面,从而将半导体晶片300限制在与其形状尺寸相匹配的圆形限位区域内,防止半导体晶片300在传送过程中滑落。并且,为了避免半导体晶片300受到所述第一限位凸台103以及所述第二限位凸台105的内侧壁的挤压,在半导体晶片300与所述第一限位凸台103以及所述第二限位凸台105的内侧壁之间仍保留一定的间隙。半导体晶片300与所述第一限位凸台103的内侧壁、以及与所述第二限位凸台105的内侧壁之间的间隙通常为0. 5mm,从而使得半导体晶片300位于所述前端定位台102与所述后端定位台104的台面上时,其能移动的距离容限为0. 5mm,小于半导体晶片300在WCVD加热器上的位置偏差的容限,因此,只要半导体晶片 300位于所述前端定位台102与所述后端定位台104的台面上,在将半导体晶片300传送到 WCVD加热器上时,就能满足半导体晶片300在WCVD加热器上的位置偏差在容限内。并且,所述第二限位凸台105的内侧壁倾斜,使得当半导体晶片300的初始位置不在U型插片101的中心时,可通过滑动到达U型插片101的中心。然而,传送精度还在很大程度上受半导体晶片300在晶片盒中的初始位置的影响,这是因为晶片盒中可供半导体晶片300移动的尺寸容限是2 3mm,远比半导体晶片 300在加热器上的位置偏差的容限大。当半导体晶片300在晶片盒中的位置发生偏移时,在将半导体晶片300从晶片盒中取出,置于机械手臂上时,所述半导体晶片300的位置可能不在U型插片101的中心,此时,在正常情况下,所述半导体晶片300可以通过滑动到达U型插片101的中心;但是随着使用时间的增长,所述第二限位凸台105的内侧壁以及所述第一限位凸台103上将会沉积薄膜,随着沉积的薄膜的增多,其表面将会变得非常粗超,导致半导体晶片300与机械手臂之间的摩擦力太大,因此不利于半导体晶片300滑动,从而使得半导体晶片300在机械手臂上的位置可能不在U型插片101的中心,进一步使得后续机械手臂将半导体晶片300传送到WCVD反应腔的加热器时,半导体晶片300的中心与加热器的中心偏移,并且超出位置偏差的容限,从而影响半导体晶片300的镀膜。为了解决上述问题,现有的一种方法为定期更换机械手臂,然而由于机械手臂上沉积的薄膜速度较快,基本上每3个月就需更换机械手臂,因而大大增加了成本。为了解决上述问题,现有的另一种方法为在对WCVD机台定期进行预防性维护 (PM,Preventive Maintenance)的过程中,对机械手臂进行清洁,具体地,通过对机械手臂的表面进行抛光(polishing),去除机械手臂表面沉积的薄膜,使其表面光滑。然而,与新的机械手臂相比,经过抛光后的机械手臂的表面更容易积累薄膜而变得粗糙,并且由于机械手臂是由陶瓷制备而成的,因此在抛光的过程中极易被损坏。因此,有必要提供一种改进的机械手臂,使其能有利于半导体晶片在其上滑动,从而使得半导体晶片能精确地从机械手臂上传送到WCVD机台的加热器上。

实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种机械手臂,以解决现有的机械手臂不能精确地将半导体晶片传送到WCVD机台的加热器的中心的问题。为解决上述问题,本实用新型提出一种机械手臂,用于传送半导体晶片,所述机械手臂包括U型插片,其特征在于,所述U型插片的两个分叉前端分别间隔地安装有前端定位台,其后端安装有后端定位台,所述前端定位台的高度与所述后端定位台的高度相等;所述 U型插片的两个分叉前端还分别安装有第一限位凸台,所述第一限位凸台位于所述前端定位台的外侧;所述U型插片的后端还间隔地安装有第二限位凸台,所述第二限位凸台位于所述后端定位台的外侧;所述第一限位凸台的高度与所述第二限位凸台的高度相等,且高于所述前端定位台的高度;所述第二限位凸台的内侧壁倾斜;所述前端定位台的宽度小于所述U型插片的每个分叉前端的宽度,所述第二限位凸台的宽度小于所述U型插片的后端的宽度。可选的,所述U型插片的每个分叉前端安装的前端定位台的数量为两个。[0016]可选的,所述第二限位凸台的数量为两个。与现有技术相比,本实用新型提供的机械手臂的前端定位台的宽度小于U型插片的每个分叉前端的宽度,且间隔地安装在每个分叉前端;所述第二限位凸台的宽度小于所述U型插片的后端的宽度,且间隔地安装在所述U型插片的后端;从而减小了半导体晶片与机械手臂的接触面积,因而减小了半导体晶片与机械手臂之间的摩擦力,有利于半导体晶片在机械手臂上滑动,使得半导体晶片的中心与机械手臂的中心重合,有利于机械手臂将半导体晶片传送到WCVD机台的加热器的中心。

图IA为现有的机械手臂的俯视图;图IB为现有的机械手臂的正视图;图2A为本实用新型实施例提供的机械手臂的俯视图;图2B为本实用新型实施例提供的机械手臂的正视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的机械手臂作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率,仅用于方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。本实用新型的核心思想在于,提供一种机械手臂,所述机械手臂的前端定位台的宽度小于U型插片的每个分叉前端的宽度,且间隔地安装在每个分叉前端;所述第二限位凸台的宽度小于所述U型插片的后端的宽度,且间隔地安装在所述U型插片的后端;从而减小了半导体晶片与机械手臂的接触面积,因而减小了半导体晶片与机械手臂之间的摩擦力,有利于半导体晶片在机械手臂上滑动,使得半导体晶片的中心与机械手臂的中心重合, 有利于机械手臂将半导体晶片传送到WCVD机台的加热器的中心。请参考图2A至图2B,其中,图2A为本实用新型实施例提供的机械手臂的俯视图, 图2B为本实用新型实施例提供的机械手臂的正视图,如图2A至图2B所示,本实用新型实施例提供的机械手臂,用于传送半导体晶片,所述机械手臂包括U型插片201,所述U型插片 201的两个分叉前端分别间隔地安装有前端定位台202,其后端安装有后端定位台204,所述前端定位台202的高度与所述后端定位台204的高度相等;所述U型插片201的两个分叉前端还分别安装有第一限位凸台203,所述第一限位凸台203位于所述前端定位台202的外侧;所述U型插片201的后端还间隔地安装有第二限位凸台205,所述第二限位凸台205 位于所述后端定位台204的外侧;所述第一限位凸台203的高度与所述第二限位凸台205 的高度相等,且高于所述前端定位台202的高度;所述第二限位凸台205的内侧壁倾斜;所述前端定位台202的宽度Xl小于所述U型插片201的每个分叉前端的宽度X2,所述第二限位凸台205的宽度Yl小于所述U型插片201的后端的宽度Y2。进一步地,所述U型插片201的每个分叉前端安装的前端定位台202的数量为两个;从而可保证在稳定地支撑半导体晶片的前提下,尽可能减小半导体晶片与机械手臂的接触面积,减小半导体晶片与机械手臂之间的摩擦力,有利于半导体晶片在机械手臂上滑动。进一步地,所述第二限位凸台205的数量为两个;从而可保证在稳定地支撑半导体晶片的前提下,尽可能减小半导体晶片与机械手臂的接触面积,减小半导体晶片与机械手臂之间的摩擦力,有利于半导体晶片在机械手臂上滑动。在实际使用中,当半导体晶片在晶片盒中的位置发生偏移,在将半导体晶片转移到机械手臂上时,其初始位置可能不在机械手臂的中心,半导体晶片的一端接触所述前端定位台202,另一端接触第二限位凸台205 ;此时,半导体晶片可通过倾斜设置的第二限位凸台205滑动,使得其最终位置位于机械手臂的中心。由于所述前端定位台202及第二限位凸台205的尺寸较小,并且为间隔设置的,因而减小了半导体晶片与机械手臂的接触面积, 从而减小了半导体晶片与机械手臂之间的摩擦力,有利于半导体晶片在机械手臂上滑动。并且,在实际使用中,本实用新型提供的机械手臂的使用年限可达到两年,并且不需要进行抛光清洁,从而降低了机械手臂因抛光而损坏的风险,节省了成本。在本实用新型的一个具体实施例中,所述U型插片201的每个分叉前端安装的前端定位台202的数量为两个,这是为了保证在稳定地支撑半导体晶片的前提下,尽可能减小半导体晶片与机械手臂的接触面积,减小半导体晶片与机械手臂之间的摩擦力,然而本实用新型不以此为限。在本实用新型的一个具体实施例中,所述第二限位凸台205的数量为两个,这是为了保证在稳定地支撑半导体晶片的前提下,尽可能减小半导体晶片与机械手臂的接触面积,减小半导体晶片与机械手臂之间的摩擦力,然而本实用新型不以此为限。在本实用新型的一个具体实施例中,所述机械手臂被描述成用于将半导体晶片传送到WCVD机台的加热器上,然而应该认识到,根据实际情况,所述机械手臂还可以用于将半导体晶片传送到其它半导体制备机台,例如将半导体晶片传送到PVD机台的反应腔中。综上所述,本实用新型提供了一种机械手臂,该机械手臂的前端定位台的宽度小于U型插片的每个分叉前端的宽度,且间隔地安装在每个分叉前端;所述第二限位凸台的宽度小于所述U型插片的后端的宽度,且间隔地安装在所述U型插片的后端;从而减小了半导体晶片与机械手臂的接触面积,因而减小了半导体晶片与机械手臂之间的摩擦力,有利于半导体晶片在机械手臂上滑动,使得半导体晶片的中心与机械手臂的中心重合,有利于机械手臂将半导体晶片传送到WCVD机台的加热器的中心。显然,本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求1.一种机械手臂,用于传送半导体晶片,所述机械手臂包括U型插片,其特征在于,所述U型插片的两个分叉前端分别间隔地安装有前端定位台,其后端安装有后端定位台,所述前端定位台的高度与所述后端定位台的高度相等;所述U型插片的两个分叉前端还分别安装有第一限位凸台,所述第一限位凸台位于所述前端定位台的外侧;所述U型插片的后端还间隔地安装有第二限位凸台,所述第二限位凸台位于所述后端定位台的外侧;所述第一限位凸台的高度与所述第二限位凸台的高度相等,且高于所述前端定位台的高度;所述第二限位凸台的内侧壁倾斜;所述前端定位台的宽度小于所述U型插片的每个分叉前端的宽度,所述第二限位凸台的宽度小于所述U型插片的后端的宽度。
2.如权利要求1所述的机械手臂,其特征在于,所述U型插片的每个分叉前端安装的前端定位台的数量为两个。
3.如权利要求1所述的机械手臂,其特征在于,所述第二限位凸台的数量为两个。
专利摘要本实用新型公开了一种机械手臂,用于传送半导体晶片,所述机械手臂包括U型插片,所述U型插片的两分叉前端分别间隔地安装有前端定位台,且前端定位台的宽度小于U型插片的每个分叉前端的宽度;所述U型插片的后端间隔地安装有第二限位凸台,且第二限位凸台的宽度小于所述U型插片的后端的宽度;从而减小了半导体晶片与机械手臂的接触面积,因而减小了半导体晶片与机械手臂之间的摩擦力,有利于半导体晶片在机械手臂上滑动,使得半导体晶片的中心与机械手臂的中心重合,有利于机械手臂将半导体晶片传送到WCVD机台的加热器的中心。
文档编号H01L21/687GK201966191SQ201120019649
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者姜志磊, 汤志达, 胡频升, 计骏 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
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