晶圆承载装置的制作方法

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆承载装置。

背景技术：

随着智能手机、平板电脑等移动终端向小型化、智能化、节能化的方向发展，芯片的高性能、集成化趋势明显，促使芯片制造企业积极采用先进工艺，对制造出更快、更省电的芯片的追求愈演愈烈。尤其是许多无线通讯设备的主要元件需用40nm以下先进半导体技术和工艺，因此对先进工艺产能的需求较之以往显著上升，带动集成电路厂商不断提升工艺技术水平，通过缩小晶圆水平和垂直方向上的特征尺寸以提高芯片性能和可靠性，以及通过3D结构改造等非几何工艺技术和新材料的运用来影响晶圆的电性能等方式，实现硅集成的提高，以迎合市场需求。然而，这些技术的革新或改进都是以晶圆的生成、制造为基础。

在半导体的制造工艺中，很多情况都需要利用机械手臂来实现对晶圆的取放以及运输。通常，晶圆处理机台中都设置有承载装置，用于接收所述机械手臂传送的晶圆。目前，承载装置包括一对相对设置的L型承载支架，每一所述承载支架上设置有一用于容纳晶圆的沟槽，即所述承载装置通过设置在所述承载支架上的沟槽来固定、承载晶圆。

但是，由于沟槽的宽度通常大于晶圆的厚度，机械手臂将晶圆直立放置于所述承载装置的沟槽内后，晶圆会在承载装置上发生前后方向或者左右方向的晃动，即现有的承载装置不能稳定的承载所述晶圆，导致晶圆在所述承载装置上的位置偏离预设位置，影响后续半导体处理工艺的正常进行，严重时还可能导致晶圆滑落。

因此，如何提高晶圆在承载装置上的稳定性，避免晶圆在承载装置上的位置发生偏移，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种晶圆承载装置，用于解决现有的晶圆承载装置不能稳定的承载晶圆的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种晶圆承载装置，包括：

支架，用于承载沿竖直方向立起的晶圆，且能够在所述晶圆施加的压力作用下沿竖直方向运动；

第一夹持部；

第二夹持部，用于与所述第一夹持部共同夹持所述晶圆，且与所述第一夹持部沿水平方向分布于所述支架的相对两侧；

驱动部，同时连接所述支架、所述第一夹持部与所述第二夹持部，用于根据所述支架沿竖直方向的运动驱动所述第一夹持部与所述第二夹持部沿水平方向相对运动，以稳定的夹持所述晶圆。

优选的，所述驱动部包括齿轮；所述支架包括第一齿部和第一承载部；所述第一齿部沿竖直方向延伸，且与所述齿轮啮合连接；所述第一承载部连接于所述第一齿部的底端，用于承载沿竖直方向立起的所述晶圆，并能够在所述晶圆施加的压力作用下沿竖直方向运动。

优选的，所述第一夹持部与所述第二夹持部分布于所述齿轮的相对两侧，且均与所述齿轮啮合，通过所述齿轮的转动带动所述第一夹持部与所述第二夹持部沿水平方向相对运动。

优选的，所述第一夹持部包括第二齿部和第一夹持本体，所述第二夹持部包括第三齿部和第二夹持本体；所述第二齿部与所述第三齿部沿水平方向相向延伸，且均与所述齿轮啮合连接；所述第一夹持本体连接于所述第二齿部远离所述第二夹持部的末端，所述第二夹持本体连接于所述第三齿部远离所述第一夹持部的末端。

优选的，所述第二齿部与所述第三齿部沿竖直方向分布于所述齿轮的相对两侧。

优选的，所述第一夹持本体包括第一平板部以及连接于所述第一平板部边缘的第一挡板，所述第二夹持本体包括第二平板部以及连接于所述第二平板部边缘的第二挡板；所述第一平板部与所述第二平板部均用于承载所述晶圆，所述第一挡板与所述第二挡板用于共同夹持所述晶圆。

优选的，所述第一挡板与所述第二挡板均呈弧形。

优选的，还包括弹簧和外壳；所述支架、所述第一夹持部、所述第二夹持部与所述驱动部均位于所述外壳围绕而成的腔体内；所述弹簧沿竖直方向延伸，且其一端连接所述支架、另一端连接所述外壳。

优选的，所述支架还包括连接部以及第二承载部；所述连接部的顶端与所述第一齿部连接，所述第一承载部与所述第二承载部分别连接于所述连接部的相对两侧，所述弹簧的一端连接所述第二承载部、另一端连接所述外壳。

优选的，所述弹簧的弹性系数为25N/M～35N/M。

本实用新型提供的晶圆承载装置，通过支架承载沿竖直方向立起的晶圆，并利用支架沿竖直方向的运动，通过驱动器带动第一夹持部与第二夹持部沿水平方向运动，从而实现对所述第一夹持部与所述第二夹持部之间间隙宽度的调整，以稳定的固定所述晶圆，避免了晶圆在所述晶圆承载装置上因滑动或者晃动导致的位置偏移或者滑片问题，确保了半导体制造工艺持续、稳定的进行。

附图说明

附图1是本实用新型具体实施方式中晶圆承载装置的正视结构示意图；

附图2是本实用新型具体实施方式中晶圆放置于所述晶圆承载装置上的结构示意图；

附图3是本实用新型具体实施方式中支架的结构示意图；

附图4是本实用新型具体实施方式中第一夹持本体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的晶圆承载装置的具体实施方式做详细说明。

本具体实施方式提供了一种晶圆承载装置，附图1是本实用新型具体实施方式中晶圆承载装置的正视结构示意图，附图2是本实用新型具体实施方式中晶圆放置于所述晶圆承载装置上的结构示意图。

如图1、图2所示，本具体实施方式提供的晶圆承载装置，包括：支架，用于承载沿竖直方向立起的晶圆20，且能够在所述晶圆20施加的压力作用下沿竖直方向运动；第一夹持部；第二夹持部，用于与所述第一夹持部共同夹持所述晶圆20，且与所述第一夹持部沿水平方向分布于所述支架的相对两侧；驱动部，同时连接所述支架、所述第一夹持部与所述第二夹持部，用于根据所述支架沿竖直方向的运动驱动所述第一夹持部与所述第二夹持部沿水平方向相对运动，以稳定的夹持所述晶圆20。

具体来说，如图1、图2所示，所述支架沿Z轴方向延伸，所述第一夹持部与所述第二夹持部沿X轴方向分布于所述支架的相对两侧。当将沿Z轴方向立起的所述晶圆20放置于所述支架上时，所述晶圆20向所述支架施加一竖直向下(即Z轴负方向)的压力，使得所述支架竖直向下运动；进而，所述驱动部根据所述支架的运动，驱动所述第一夹持部与所述第二夹持部相向运动，使得所述第一夹持部与所述第二夹持部之间的间隙宽度减小，从而实现对所述晶圆20的稳固夹持。相较于现有技术中依靠沟槽来承载晶圆的方式，本具体实施方式通过机械夹持的方式来固定沿Z轴方向立起的晶圆，有效避免了晶圆晃动问题，防止了晶圆在所述晶圆承载装置上位置的偏移以及滑片等问题的出现。

附图3是本实用新型具体实施方式中支架的结构示意图。为了进一步简化所述晶圆承载装置的整体结构，优选的，所述驱动部包括齿轮11；所述支架包括第一齿部101和第一承载部102；所述第一齿部101沿竖直方向延伸，且与所述齿轮11啮合连接；所述第一承载部102连接于所述第一齿部101的底端，用于承载沿竖直方向立起的所述晶圆20，并能够在所述晶圆20施加的压力作用下沿竖直方向运动。更优选的，所述第一夹持部与所述第二夹持部分布于所述齿轮11的相对两侧，且均与所述齿轮11啮合，通过所述齿轮11的转动带动所述第一夹持部与所述第二夹持部沿水平方向相对运动。

具体来说，当将沿Z轴方向立起的所述晶圆20放置于所述第一承载部102上时，所述第一承载部102在所述晶圆20施加的压力作用下沿Z轴负方向运动，并带动所述第一齿部101沿Z轴负方向运动。由于所述第一齿部101与所述齿轮11是啮合连接的，所述第一齿部101沿Z轴负方向的运动会驱动所述齿轮11沿第一方向转动(例如沿顺时针方向转动)。同时，所述第一夹持部与所述第二夹持部均是与所述齿轮11啮合，且所述第一夹持部与所述第二夹持部分布于所述齿轮11的相对两侧，因此，所述齿轮11沿所述第一方向转动会驱动所述第一夹持部与所述第二夹持部相向运动，直至稳定的夹持所述晶圆20。

为了进一步提高所述第一夹持部和所述第二夹持部对所述晶圆20夹持的稳定性，优选的，所述第一夹持部包括第二齿部121和第一夹持本体，所述第二夹持部包括第三齿部131和第二夹持本体；所述第二齿部121与所述第三齿部131沿水平方向相向延伸，且均与所述齿轮11啮合连接；所述第一夹持本体连接于所述第二齿部121远离所述第二夹持部的末端，所述第二夹持本体连接于所述第三齿部131远离所述第一夹持部的末端。更优选的，所述第二齿部121与所述第三齿部131沿竖直方向分布于所述齿轮11的相对两侧。

具体来说，所述齿轮11同时与所述第一齿部101、所述第二齿部121、所述第三齿部131啮合，利用啮合传动原理，所述第一齿部101的运动驱动所述齿轮11的转动，所述齿轮的转动同时驱动所述第一齿部121与所述第二齿部131相向运动，从而实现对所述晶圆20的机械夹持。

附图4是本实用新型具体实施方式中第一夹持本体的结构示意图。优选的，所述第一夹持本体包括第一平板部122以及连接于所述第一平板部122边缘的第一挡板123，所述第二夹持本体包括第二平板部132以及连接于所述第二平板部132边缘的第二挡板133；所述第一平板部122与所述第二平板部132均用于承载所述晶圆，所述第一挡板123与所述第二挡板133用于共同夹持所述晶圆20。

举例来说，所述第一平板部122在XZ平面内，所述第一挡板123自所述第一平板部122表面沿Y轴方向凸出。所述第一平板部122与所述第二平板部132的设置，能够从Y轴方向对所述晶圆20进行支撑，进一步有效避免了晶圆的晃动。

本领域技术人员可以根据实际需要选择所述第一挡板123与所述第二挡板133的具体形状。为了避免在所述晶圆20表面产生划痕，优选的，所述第一挡板123与所述第二挡板133均呈弧形。更优选的，所述第一挡板123与所述第二挡板133用于夹持所述晶圆20的表面均为弧形。

为了进一步提高所述晶圆承载装置的自动化程度，优选的，所述晶圆承载装置还包括弹簧105和外壳；所述支架、所述第一夹持部、所述第二夹持部与所述驱动部均位于所述外壳围绕而成的腔体内；所述弹簧105沿竖直方向延伸，且其一端连接所述支架、另一端连接所述外壳。更优选的，所述支架还包括连接部103以及第二承载部104；所述连接部103的顶端与所述第一齿部101连接，所述第一承载部102与所述第二承载部104分别连接于所述连接部103的相对两侧，所述弹簧105的一端连接所述第二承载部104、另一端连接所述外壳。

具体来说，由于所述弹簧105与所述外壳连接的端部位置固定(即所述弹簧105与所述外壳连接的端部不随所述支架的运动而运动)，当将沿Z轴方向立起的所述晶圆20放置于所述第一承载部102上时，所述晶圆20向所述支架施加竖直向下的压力，不仅使得所述第一齿部101以及所述第一承载部102竖直向下运动，也使得所述弹簧105竖直向下拉伸。当自所述晶圆承载装置上取走所述晶圆20后，所述弹簧105在弹性恢复力的作用下竖直向上运动(即沿Z轴正方向运动)，同时带动所述第一齿部101竖直向上运动，进而驱动所述齿轮11沿第二方向转动(例如沿逆时针方向转动)。所述齿轮11沿第二方向的转动驱动所述第二齿部121与所述第三齿部131沿X方向相背运动，使得所述第一挡板123与所述第二挡板133之间的距离增大，撤销施加于所述晶圆20上的夹持力。

优选的，所述弹簧105的弹性系数为25N/M～35N/M。更优选的，所述弹簧105的弹性系数为30N/M。具体来说，所述晶圆20的重量一般为1.3N左右，在没有设置所述弹簧105时，所述第一夹持部与所述第二夹持部施加于所述晶圆20上的夹持力均为1.3N；以弹簧的形变量为1cm左右为例，根据胡克定律，选取弹性系数为30N/M左右的弹簧，则弹簧的弹力为0.3N，此时，所述第一夹持部与所述第二夹持部夹持所述晶圆20的夹持力均可达到1N，从而可以实现对所述晶圆20的稳固夹持。

本具体实施方式提供的晶圆承载装置，通过支架承载沿竖直方向立起的晶圆，并利用支架沿竖直方向的运动，通过驱动器带动第一夹持部与第二夹持部沿水平方向运动，从而实现对所述第一夹持部与所述第二夹持部之间间隙宽度的调整，以稳定的固定所述晶圆，避免了晶圆在所述晶圆承载装置上因滑动或者晃动导致的位置偏移或者滑片问题，确保了半导体制造工艺持续、稳定的进行。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。