[发明专利]机械手和半导体设备

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种机械手和半导体设备。

背景技术

随着半导体设备自动化程度的提高以及晶片多样化程度的加大，对半导体设备传输晶片所用的机械手的要求也愈来愈高，传统的只针对硅片的机械手在传输其他种类的晶片过程中的稳定性和重复定位精度越来越无法满足要求，而传输过程中的稳定性和重复定位精度的好坏直接或者间接地影响着元件的加工质量。机械手的合理性直接影响到整个系统的精度、稳定性和安全性。另外，现有的机械手主要是利用软件控制系统来调整晶片在机械手上的位置，软件控制系统对不同种类的晶片存在很大的局限性，达不到重复定位的要求。

图1为现有技术中机械手的结构示意图，图2为图1中机械手的工作示意图，如图1和图2所示，该机械手包括：底板1和设置于底板1上的三个橡胶垫2，晶片3放置于橡胶垫2上，橡胶垫2起到增加晶片3和机械手之间摩擦的作用。机械手在传输模块(Transfer Module，简称：TM)4中工作，通过机械手的伸缩、升降实现将晶片3从一个模块传输到另一个模块。图2所示为机械手将晶片3从传输模块4传输到工艺模块(Process Module，简称：PM)5的工作过程，此过程中，传输模块4和工艺模块5均是真空状态。在图2中，传输模块4和工艺模块5之间设置有两个传感器(Sensor)6，在实际应用中不同系统可配置不同数量的传感器6，传感器6的作用是检测将晶片3从工艺模块5中传出时晶片3在机械手上的位置，在机械手将晶片3从传输模块4传送至工艺模块5中时，此过程中传感器6不工作，机械手将晶片3传输至工艺模块5后，通过自身升降将晶片3放置于工艺模块5中的基座(Pedestal)7上，此时可定义该位置为传片位。然后机械手缩回到传输模块4中，晶片3在工艺模块5中需要进行一系列工艺，在工艺过程中，晶片3需要在基座7上执行上升、下降或其他动作，最后再回到传片位。此时机械手再次伸入到工艺模块5中去取晶片3。晶片3经过在工艺模块5中的一系列工艺过程后，在基座7上的位置可能会发生偏移，这样机械手在取片后，晶片3在机械手上的位置将不同于机械手送片时的位置，如果在晶片3传回到传输模块4之前晶片3在机械手上的位置得不到校正，而机械手继续将晶片3传到其他模块中，则可能出现晶片3与其他零部件发生碰撞或从机械手上脱落的现象，从而导致晶片3的破裂。在图2所示的工作过程中，机械手将晶片3从工艺模块5中取出时，传输模块4与工艺模块5之间的传感器6检测晶片3在机械手上的位置，如果此时晶片3位置不同于进入工艺模块5时的位置，传感器6将信号反馈到控制单元，控制单元根据反馈信号通过调整机械手来调整晶片3相对于初始时的位置，以此达到调整晶片3位置的目的，且在调整的过程中晶片3和机械手是相对静止的。

但是，现有技术中存在如下技术问题：

1、在晶片的传输过程中，如果机械手在取回晶片的过程中晶片位置发生偏移，控制单元只能通过改变机械手的位置来调整晶片相对于初始时的位置，不能实现晶片自身位置的调整；

2、由于晶片和机械手之间只是通过橡胶垫来增大摩擦力，没有任何的限位，在传片过程中，如果机械手由于加速或减速运动或者晶片与某零部件发生擦碰，很可能导致晶片从机械手上脱落或者在机械手上的位置发生变动；

3、传感器造价相对较高，如果系统中有多个工艺模块存在，则需要使用多个传感器，这样导致整个系统造价成本较高。

发明内容

本发明提供一种机械手和半导体设备，用于实现晶片自身位置的调整，避免晶片在机械手上的位置发生变动，避免了晶片从机械手上脱落，以及降低系统的成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种机械手，包括：底板、支撑单元、第一调整单元和第二调整单元，所述支撑单元、所述第一调整单元和所述第二调整单元分别设置于所述底板上，所述第一调整单元位于所述底板一侧的边缘位置，所述第二调整单元位于所述底板上与所述第一调整单元相对的一侧靠近边缘的位置；

所述支撑单元用于支撑晶片，所述晶片位于所述第一调整单元和所述第二调整单元之间，且所述第一调整单元和所述第二调整单元用于在所述晶片偏离初始位置时将所述晶片调整至所述初始位置。

可选地，所述第一调整单元和所述晶片边缘的接触面的形状与所述晶片的边缘的形状匹配，所述第二调整单元和所述晶片边缘的接触面的形状与所述晶片的形状匹配。

可选地，所述第一调整单元与所述晶片边缘的接触面的形状为斜坡状，所述第二调整单元与所述晶片边缘的接触面的形状为斜坡状。