[发明专利]一种晶圆卸载和压紧装置

说明书

本发明公开一种晶圆卸载和压紧装置，包括：驱动机构，推板(8)，连接杆(7)，压环(3)和顶针(12)，所述驱动机构包括气缸(6)及其上行气路(10)和下行气路(9)，压环(3)通过连接杆(7)与推板(8)连接，顶针(12)与推板(8)相连，气缸(6)推动推板(8)带动压环(3)和顶针(12)上下运动。本发明结构简洁，节省了大量的真空腔室体积。新型的气路结构设计，保证了晶圆位置的准确性，而且几乎没有刚性的惯性接触，极大程度的减少了晶圆损坏和颗粒产生的可能性，从而保证了真空腔室的清洁度和半导体加工工艺的品质，节约了成本。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种晶圆卸载和压紧装置。

背景技术

在半导体器件制造过程中，为了获得较好的机械性能、电性能，以及后续掩膜和刻蚀的需要，晶圆的摆放位置不应有任何的移动。在进行这些加工工艺之前，通常需要将晶圆从圆片支架上装载到工艺腔室内。机械手上包括承载晶圆用的承载臂，以及分布在机械手上的若干气孔，这个机械手内部就有气路系统，连接在一气阀上，通孔气阀的抽气可以在气孔上形成负压。取片时，将机械手移动到晶圆下方开动抽气装置，将晶圆吸附在承载臂上。然后移动机械手，将晶圆装载到如图1所示的工艺腔室中。该工艺腔室包括腔室1，设置在腔室1内的下电极2。机械手将晶圆放置在下电极2上，此时需要一种卸载装置将晶圆卸载并压紧同时保证机械手顺利的抽出。目前现有设备所采用的卸载压紧装置多采用压环3的自重下降以压住晶圆，另一种方式则采用气缸推动压环3压住晶圆。气缸的推力由弹簧限制以防止压坏晶圆。

这两种方式均存在问题，第一：压环的自重无法控制，且容易出现卡顿导致晶圆无法顺利卸载或压不紧的问题出现。第二：气缸推力及弹簧推力控制均无法达到准确，这样可能造成气缸无法克服弹簧弹力使压环无法到达指定位置成功压紧晶圆。第三：直接刚性接触和弹簧在真空室内均会产生很多颗粒，这些颗粒在半导体生产中影响非常巨大。这些问题均会增加晶圆无法正确到达指定位置，出现移动现象甚至损坏的几率。随着半导体制造技术的迅速发展，半导体工艺的准确度就显得格外重要，因为一旦在工艺中发生细微错误，即可能造成工艺的失败，导致晶圆的损坏和报废，因而耗费大量成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开一种晶圆卸载压紧装置，该装置能够避免晶圆在卸载和压紧的过程中产生的损坏，从而提高半导体加工工艺的品质。

一种晶圆卸载和压紧装置，包括：驱动机构，推板，连接杆，压环和顶针，所述驱动机构包括气缸及其上行气路和下行气路，压环通过连接杆与推板连接，顶针与推板相连，气缸推动推板带动压环和顶针上下运动。

本发明的晶圆卸载和压紧装置中，优选为，所述气缸为两个。

本发明的晶圆卸载和压紧装置中，优选为，所述气缸的上行和下行由第一换向阀控制，所述气缸与所述上行气路间设置了第一调速阀，所述气缸与下行气路间设置了第二调速阀、第三单向阀、调压阀以及第二换向阀，所述第二换向阀与所述第三单向阀和调压阀并联设置，其中，第一调速阀包括第一单向阀和第一可调溢流阀，所述第二调速阀包括第二单向阀和第二可调溢流阀。

本发明的晶圆卸载和压紧装置中，优选为，当需装载晶圆时，气缸需上行到达指定位置，所述第一换向阀处于右位，上行气路接通，所述第二换向阀处于左位直通状态，第一调速阀中的第一单向阀开启，第二调速阀中的第二单向阀闭合，第二可调溢流阀起作用，第三单向阀闭合，气缸带动压环和顶针上行到达指定位置。

本发明的晶圆卸载和压紧装置中，优选为，装载晶圆后，切换所述第一换向阀至左位，下行气路接通，第二换向阀处于右位断开状态，此时第三单向阀开启，调压阀起作用，第二调速阀中的第二单向阀开启，第一调速阀中第一单向阀关闭，第一可调溢流阀起到限速作用，气缸带动压环、顶针和晶圆下行，晶圆到达指定位置后，顶针与晶圆分离，压环继续缓慢下降，直到压环压紧晶圆。