本技术属于半导体芯片生产,尤其涉及一种无顶针式的晶圆固定装置、工艺腔。
背景技术:
1、在半导体芯片生产中,晶圆的传输是关键环节,其中最重要的一个过程就是晶圆在传输平台与工艺腔室之间的取送。一般来说,晶圆由机械手指承托送至晶圆固定载台上方,通过机械手升降、载台顶针升降、载台升降等一个或多个动作的配合来实现晶圆的放置,相应的晶圆取出是上述动作的逆过程。
2、然而依靠顶针升降的晶圆传输过程中容易出现晶圆偏置的问题。晶圆传输的在位稳定性关乎晶圆加工的每一个环节,这也是晶圆加工的首要前提。现有的晶圆传送技术中,顶针托举是常用到的手段,尤其是在8时晶圆的相关应用中,顶针式升降是被广泛应用的方法。而顶针式升降具有的优点和缺点也很明显:优点是结构简单、可搭配性高;缺点是顶针之间同步率、顶针运动平稳性要求极高。在晶圆取送的过程中,通常由3~4个顶针支撑在晶圆的背面,这样的点接触可以减少晶圆的污染,但是也增大了晶圆升降的难度。倘若发生顶针间存在高度差,顶针运动不同步等情况,晶圆极易发生抖动、偏移、甚至滑落等问题。
技术实现思路
1、解决的技术问题:本实用新型公开了一种无顶针式的晶圆固定装置、工艺腔,能够避免因顶针升降而产生的晶圆偏置,并保证了多次传输晶圆在位的稳定性。
2、技术方案:
3、一种无顶针式的晶圆固定装置,所述晶圆固定装置包括气缸升降机构、载台机构、托环机构和压环机构;
4、所述托环机构和压环机构均与载台机构连接,气缸升降机构位于载台机构下方;载台机构在气缸升降机构的作用下抬升,施加向上的力在托环机构和压环机构上,驱使托环机构和压环机构分离,机械手从托环机构和压环机构之间的间隙移入或者移出托环机构放置晶圆的承托部;
5、放置晶圆后,载台机构在气缸升降机构的作用下下降,压环机构和托环机构均下降,晶圆被压环机构压紧在托环机构内,并和托环机构一起沉入载台机构内。
6、进一步地,所述晶圆固定装置还包括转动轴;
7、所述转动轴安装在工艺腔内,分别与电机、载台机构、托环机构和压环机构连接,在电机的作用下使载台机构、托环机构和压环机构同步自转。
8、进一步地,所述转动轴采用磁流体轴。
9、进一步地,所述气缸升降机构包括升降顶环、气缸导柱和气缸;
10、所述升降顶环由气缸导柱支撑,在气缸作用下沿气缸导柱移动;所述升降顶环位于载台机构、托环机构和压环机构正下方。
11、进一步地,所述压环机构包括压环、压环导柱、升降底环和压环弹簧;
12、所述压环由多个压环导柱固定在升降底环上,升降底环位于气缸升降机构正上方,多个压环弹簧一一对应地包裹住多个压环导柱,且压环弹簧一端抵在升降底环上,另一端抵在载台机构的第一圆柱孔内。
13、进一步地,所述压环由3个压环导柱固定在升降底环上。
14、进一步地,所述托环机构安装在压环和升降底环之间;
15、所述托环机构包括托环、托环导柱和托环弹簧;所述托环由多根托环导柱支撑,多个托环弹簧一一对应地包裹住多个托环导柱,托环弹簧一侧抵在托环下侧,另一侧抵在载台机构的第二圆柱孔内。
16、进一步地,所述托环机构包括限位环,所述限位环固定在托环导柱临近升降底环的端部上,且位于载台机构外侧。
17、进一步地,所述托环朝向压环的上表面上设置有台阶部,台阶部的尺寸与晶圆尺寸相匹配。
18、进一步地,所述晶圆尺寸范围为4寸至10寸。
19、进一步地,所述托环为非封闭环,托环一侧设置有开口,开口尺寸与机械手尺寸相匹配。
20、进一步地,所述托环由3根托环导柱支撑。
21、进一步地,所述载台的上表面上设置有凹槽,凹槽尺寸与托换尺寸相匹配。
22、进一步地,所述转动轴固定在工艺腔内的载台主板上。
23、本实用新型还公开了一种工艺腔,所述工艺腔包括工艺腔本体,以及安装在工艺腔本体内的如前所述的无顶针式的晶圆固定装置。
24、有益效果:
25、第一,本实用新型的无顶针式的晶圆固定装置,将易发生抖动的顶针换成边缘分布的托环结构,解决了顶针升降的晶圆偏置问题,保证了晶圆在位稳定性。
26、第二,本实用新型的无顶针式的晶圆固定装置,可实现压缩体积,满足晶圆固定装置的自转与压环固定方式的共存。
27、第三,本实用新型的无顶针式的晶圆固定装置,通过更改压环、托环、载台尺寸,可实现4、6、8时晶圆的兼容。
1.一种无顶针式的晶圆固定装置,其特征在于,所述晶圆固定装置包括气缸升降机构、载台机构、托环机构和压环机构;
2.根据权利要求1所述的无顶针式的晶圆固定装置,其特征在于,所述晶圆固定装置还包括转动轴;
3.根据权利要求2所述的无顶针式的晶圆固定装置,其特征在于,所述转动轴采用磁流体轴。
4.根据权利要求1所述的无顶针式的晶圆固定装置,其特征在于,所述气缸升降机构包括升降顶环、气缸导柱和气缸;
5.根据权利要求1所述的无顶针式的晶圆固定装置,其特征在于,所述压环机构包括压环、压环导柱、升降底环和压环弹簧;
6.根据权利要求5所述的无顶针式的晶圆固定装置,其特征在于,所述压环由3个压环导柱固定在升降底环上。
7.根据权利要求5所述的无顶针式的晶圆固定装置,其特征在于,所述托环机构安装在压环和升降底环之间;
8.根据权利要求7所述的无顶针式的晶圆固定装置,其特征在于,所述托环机构包括限位环,所述限位环固定在托环导柱临近升降底环的端部上,且位于载台机构外侧。
9.根据权利要求7所述的无顶针式的晶圆固定装置,其特征在于,所述托环朝向压环的上表面上设置有台阶部,台阶部的尺寸与晶圆尺寸相匹配。
10.根据权利要求9所述的无顶针式的晶圆固定装置,其特征在于,所述晶圆尺寸范围为4寸至10寸。
11.根据权利要求9所述的无顶针式的晶圆固定装置,其特征在于,所述托环为非封闭环,托环一侧设置有开口,开口尺寸与机械手尺寸相匹配。
12.根据权利要求9所述的无顶针式的晶圆固定装置,其特征在于,所述托环由3根托环导柱支撑。
13.根据权利要求7所述的无顶针式的晶圆固定装置,其特征在于,所述载台的上表面上设置有凹槽,凹槽尺寸与托换尺寸相匹配。
14.根据权利要求2所述的无顶针式的晶圆固定装置,其特征在于,所述转动轴固定在工艺腔内的载台主板上。
15.一种工艺腔,其特征在于,所述工艺腔包括工艺腔本体,以及安装在工艺腔本体内的如权利要求1-14任一项中所述的无顶针式的晶圆固定装置。