半导体晶圆密闭传输机械盒的制作方法

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种半导体晶圆密闭传输机械盒。

背景技术：

现有技术中，根据半导体制造工艺要求，晶圆在送进匀胶腔体之前，首先需要送进增粘单元进行处理，利用hmds(六甲基二矽烷，英文全名叫hexamethyldisilazane)将晶圆表面亲水性改为疏水性，这种增粘处理的效果对后期匀胶工艺影响巨大。hmds的引入需要在真空腔内进行。在增粘处理完成后，需要立即将晶圆送入匀胶腔体进行匀胶处理，在转移过程前，如图1所示，晶圆25在增粘处理工艺结束后，通过平台26上的三根顶针27进行支撑，常规的转移机械手通过直接夹持晶圆后进行转移，往往会触碰到晶圆的增粘表面，导致晶圆的增粘层不均匀，而且此种转移措施容易将晶圆长时间暴露在空气当中，导致晶圆表面的hmds水解，从而影响晶圆表面的疏水效果。因此，急需提供一种半导体晶圆密闭传输机械盒，可以不用触碰晶圆的增粘表面即可对其进行转移，而且可以减少晶圆在空气中暴露的时间，从而减少hmds的水解程度，保证晶圆表面的疏水效果。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种半导体晶圆密闭传输机械盒，可以不用触碰晶圆的增粘表面即可对其进行转移，而且可以减少晶圆在空气中暴露的时间，从而减少hmds的水解程度，保证晶圆表面的疏水效果。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明半导体晶圆密闭传输机械盒，包括顶盖、外圆环座、转动环、传动装置、滑块、齿条、齿轮、扇形壳体和弹性支撑架，所述扇形壳体为三个，三个扇形壳体在同一平面内组合形成用于容纳晶圆的圆形密闭容纳腔，每一扇形壳体内设置有所述弹性支撑架，所述弹性支撑架包括上限位环板、下限位环板以及固设在上限位环板和下限位环板之间的支撑柱，所述支撑柱沿晶圆的周向排列用于沿晶圆径向对晶圆进行支撑，所述弹性支撑架与扇形壳体之间设置有弹性支撑杆，所述扇形壳体的底面的半径侧边上开设有半圆型缺口，相邻两个扇形壳体的半圆形缺口之间配合形成用于容纳顶针的通孔；所述外圆环座固设在顶盖的底部，所述外圆环座的内侧转动配合有所述转动环，所述转动环的内侧开设有内齿圈，所述内齿圈内啮合有三组齿轮，每一组齿轮对应有一所述滑块，每一滑块对应连接至一所述扇形壳体，所述滑块与所述外圆环座滑动连接，所述滑块的一侧设置有所述齿条，所述齿轮同时与所述齿条啮合，所述传动装置驱动所述转动环转动，所述转动环带动齿轮转动，所述齿轮带动滑块沿外圆环座的径向移动，从而将扇形壳体内的弹性支撑架沿晶圆的径向将晶圆弹性支撑压紧。

进一步，相邻两扇形壳体之间通过密封条密封，所述扇形壳体的侧端面上设置有用于安装所述密封条的环形沟槽。

进一步，所述半圆型缺口内固设有半圆形橡胶膜。

进一步，所述弹性支撑杆包括内杆、外杆和弹簧，所述弹性支撑架与所述内杆固定连接，所述外杆的一端套设在所述内杆的外侧，所述外杆的另一端固设在扇形壳体的内壁，所述弹簧套设在所述内杆外，所述弹簧的两端分别与所述外杆和弹性支撑架抵接。

进一步，所述传动装置包括销轴、连杆以及连接座，所述销轴的一端与所述转动环固定连接，所述销轴的另一端穿出所述顶盖后与所述连杆的外端固定连接，所述连杆的内端固定连接至所述连接座，所述连接座位于所述顶盖的中心且与所述顶盖转动连接，所述连接座上开设有轴孔，所述顶盖上开设有用于所述销轴让位的弧形槽。

进一步，所述扇形壳体的底部还固设有测量标杆，所述测量标杆的轴线垂直与扇形壳体的底面，所述测量标杆的下端与平台抵接时，晶圆所在的高度与所述弹性支撑架所在高度相对应。

进一步，所述支撑柱采用刚性材料制成。

进一步，所述顶盖的底部还固设有内圆环座，所述内圆环座的直径小于所述外圆环座的直径，所述内圆环座同时与所述滑块滑动连接。

进一步，所述外圆环座和内圆环座上均开设有燕尾槽，所述滑块上设置有与所述燕尾槽相配合的燕尾部。

本发明的有益效果在于：

本发明晶圆密闭传输机械盒，顶盖上设置有用于连接机械臂的机械臂连接部，顶盖可连接至现有的机械臂，无需重新设置新的机械臂，直接安装使用，减少了设计制造成本。通过传动装置驱动所述转动环转动，所述转动环带动齿轮转动，所述齿轮带动滑块沿外圆环座的径向移动，从而将扇形壳体内的弹性支撑架沿晶圆的径向将晶圆弹性支撑压紧，可以不用触碰晶圆的增粘表面即可对其进行转移，保证了后期晶圆表面的工艺精度。

本发明装置，三个扇形壳体在同一平面内组合形成用于容纳晶圆的圆形密闭容纳腔，而且可以减少晶圆在空气中暴露的时间，从而减少hmds的水解程度，保证晶圆表面的疏水效果。相邻两个扇形壳体的半圆形缺口之间配合形成用于容纳顶针的通孔，可以防止在转移晶圆的过程中，底部顶针与扇形壳体之间发生干涉，转移过程更为方便，从而减少了工艺流程，提高了转移的效率。

本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为晶圆在转移前的状态图；

图2为本发明装置的外部结构示意图；

图3为本发明装置的内部结构示意图；

图4为本发明装置的俯视图；

图5为弹性支撑架的结构示意图；

图6为图5在a处的放大图；

图7为扇形壳体处于状态一的示意图；

图8为扇形壳体处于状态二的示意图。

附图中标记如下：顶盖1、外圆环座2、转动环3、滑块4、齿条5、齿轮6、扇形壳体7、弹性支撑架8、上限位环板801、下限位环板802、支撑柱803、弹性支撑杆9、半圆型缺口10、密封条11、环形沟槽12、半圆型橡胶膜13、外杆14、内杆15、弹簧16、销轴17、连杆18、连接座19、轴孔20、弧形槽21、测量标杆22、内圆环座23、燕尾槽24、晶圆25、平台26、顶针27。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所描述的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明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，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图2～8所示，本发明半导体晶圆密闭传输机械盒，包括顶盖1、外圆环座2、转动环3、传动装置、滑块4、齿条5、齿轮6、扇形壳体7和弹性支撑架8，所述扇形壳体7为三个，三个扇形壳体7在同一平面内组合形成用于容纳晶圆25的圆形密闭容纳腔，每一扇形壳体7内设置有所述弹性支撑架8，所述弹性支撑架8包括上限位环板801、下限位环板802以及固设在上限位环板801和下限位环板802之间的支撑柱803，所述支撑柱803沿晶圆25的周向排列用于沿晶圆25径向对晶圆25进行支撑，所述弹性支撑架8与扇形壳体7之间设置有弹性支撑杆9，所述扇形壳体7的底面的半径侧边上开设有半圆型缺口10，相邻两个扇形壳体7的半圆形缺口之间配合形成用于容纳顶针27的通孔；所述外圆环座2固设在顶盖1的底部，所述外圆环座2的内侧设置内环槽，内环槽内转动配合有所述转动环3，所述转动环3的内侧开设有内齿圈，所述内齿圈内啮合有三组齿轮6，每一组齿轮6对应有一所述滑块4，每一滑块4对应连接至一所述扇形壳体7，所述滑块4与所述外圆环座2滑动连接，所述滑块4的一侧设置有所述齿条5，所述齿轮6同时与所述齿条5啮合，所述传动装置驱动所述转动环3转动，所述转动环3带动齿轮6转动，所述齿轮6带动滑块4沿外圆环座2的径向移动，从而将扇形壳体7内的弹性支撑架8沿晶圆25的径向将晶圆25弹性支撑压紧。

本发明晶圆密闭传输机械盒，顶盖1上设置有用于连接机械臂的机械臂连接部，顶盖1可连接至现有的机械臂，无需重新设置新的机械臂，直接安装使用，减少了设计制造成本。通过传动装置驱动所述转动环3转动，所述转动环3带动齿轮6转动，所述齿轮6带动滑块4沿外圆环座2的径向移动，从而将扇形壳体7内的弹性支撑架8沿晶圆25的径向将晶圆25弹性支撑压紧，可以不用触碰晶圆25的增粘表面即可对其进行转移，保证了后期晶圆25表面的工艺精度。

本发明装置，三个扇形壳体7在同一平面内组合形成用于容纳晶圆25的圆形密闭容纳腔，而且可以减少晶圆25在空气中暴露的时间，从而减少hmds的水解程度，保证晶圆25表面的疏水效果。相邻两个扇形壳体7的半圆形缺口之间配合形成用于容纳顶针27的通孔，可以防止在转移晶圆25的过程中，底部顶针27与扇形壳体7之间发生干涉，转移过程更为方便，从而减少了工艺流程，提高了转移的效率。

本实施例中，相邻两扇形壳体7之间通过密封条11密封，所述扇形壳体7的侧端面上设置有用于安装所述密封条11的环形沟槽12，增加了圆形密闭容纳内的密闭程度，减少了空气的进入对晶圆25表面产生影响。

本实施例中，所述半圆型缺口10内固设有半圆形橡胶膜，在提升晶圆25结束后，扇形壳体7向上脱离顶针27，相邻两扇形壳体7之间的半圆形橡胶膜进行配合，用于对通孔进行密封，增加了密封效果。

本实施例中，所述弹性支撑杆9包括内杆15、外杆14和弹簧16，所述弹性支撑架8与所述内杆15固定连接，所述外杆14的一端套设在所述内杆15的外侧，所述外杆14的另一端固设在扇形壳体7的内壁，所述弹簧16套设在所述内杆15外，所述弹簧16的两端分别与所述外杆14和弹性支撑架8抵接。通过弹性的支撑，可以使得弹性支撑架8对晶圆25的外壁的抵接是弹性的，保证了“夹持”效果的同时，减少了对晶圆25外圆表面的损伤。

本实施例中，所述传动装置包括销轴17、连杆18以及连接座19，所述销轴17的一端与所述转动环3固定连接，所述销轴17的另一端穿出所述顶盖1后与所述连杆18的外端固定连接，所述连杆18的内端固定连接至所述连接座19，所述连接座19位于所述顶盖1的中心且与所述顶盖1转动连接，所述连接座19上开设有轴孔20，所述顶盖1上开设有用于所述销轴17让位的弧形槽21。

本实施例中，所述扇形壳体7的底部还固设有测量标杆22，测量标杆22用于标定弹性支撑架8的高度，所述测量标杆22的轴线垂直与扇形壳体7的底面，使用过程中，不断下降该装置，使所述测量标杆22的下端与平台26抵接，此时晶圆25所在的高度与所述弹性支撑架8所在高度相对应，从而开始晶圆25的转移操作，该种可以更为精确地将晶圆25的位置置于弹性支撑架8内，提升晶圆25的转移效率。

本实施例中，所述支撑柱803采用刚性材料制成，类似聚芳基酯等，具有一定的硬度，保证了转移时的晶圆25的位置精度，提升晶圆25的转移效率，同时，支撑柱803的硬度小于晶圆25的硬度，使其与晶圆25的外环面直接接触但是不伤及其表面。

本实施例中，所述顶盖1的底部还固设有内圆环座23，所述内圆环座23的直径小于所述外圆环座2的直径，所述内圆环座23同时与所述滑块4滑动连接。所述外圆环座2和内圆环座23上均开设有燕尾槽24，所述滑块4上设置有与所述燕尾槽24相配合的燕尾部，采用燕尾槽24与滑块4的配合，可以保证滑块4与内圆环座23、外圆环座2滑动配合的同时，不会从内圆环座23、外圆环座2上脱落，起到滑动连接的效果。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。