本发明涉及半导体工艺设备领域,尤其涉及一种真空机械手。
背景技术:
化学气相沉积(英文:chemicalvapordeposition,简称cvd)cvd是一种用来产生纯度高、性能好的固态材料的化学技术,典型的cvd制程是将晶圆(基底)暴露在一种或多种不同的前驱物下,在一定工艺温度下,在基底表面发生化学反应或/及化学分解来产生欲沉积的薄膜。反应过程中通常也会伴随地产生不同的副产品,但大多会会随着气流被带着,而不会留在反应腔中。
根据不同的分类方法,cvd可被分成很多种,比如,以反应时的压力分类,cvd包括低压cvd(lpcvd)、常压cvd(apcvd)和超高真空cvd(uhvcvd);以电浆技术分类,cvd包括微波电浆辅助化学气相沉积(mpcvd)和等离子体辅助化学气相沉积(pecvd);此外,cvd还包括原子层化学气相沉积(alcvd)、热丝化学气相沉积(hwcvd)、有机金属化学气相沉积(mocvd)、快速热化学气相沉积等(rtcvd)、气相磊晶(vpe)等。
对于任何一种cvd产品,wafer(晶圆)的传输技术都是十分关键的技术之一,尤其是cvd硅外延机台的传输过程。
现有技术中,用于半导体工艺设备转运待加工工件的真空机械手,通常只是通过吸附压力判断其是否吸到待加工工件,然而,通过吸附压力进行判断经常会出现误判的情况,从而影响待加工工件的吸取。
技术实现要素:
本申请实施例的目的是提供一种真空机械手,至少用以解决常规真空手指无法准确地判断是否吸到待加工工件的技术问题。
为解决上述技术问题,本申请实施例是这样实现的:
本申请实施例提供一种真空机械手,用于半导体工艺设备转运待加工工件使用,所述真空机械手包括:吸附构件和第一检测构件,所述吸附构件为透明材质;
所述吸附构件的一侧为用于承载所述待加工工件的承载面,所述承载面上具有基准区域,所述基准区域为符合所述待加工工件定位位置要求的区域;
所述第一检测构件设置于所述吸附构件背离所述承载面的一侧,且所述第一检测构件在所述承载面上的投影位于所述基准区域内;
所述第一检测构件用于对所述基准区域上是否具有所述待加工工件进行检测。
进一步的,所述真空机械手还包括:多个第二检测构件,所述第二检测构件设置于所述吸附构件背离所述承载面的一侧,且多个所述第二检测构件在所述承载面上的投影位于所述基准区域内,并靠近所述基准区域的边缘,用于检测所述基准区域的中心和所述待加工工件的中心是否重合。
进一步的,所述真空机械手还包括:安装构件,所述安装构件固定于所述吸附构件背离所述承载面的一侧,所述第一检测构件和多个所述第二检测构件均设置于所述安装构件上。
进一步的,多个所述第二检测构件设置于所述安装构件的背离所述吸附构件的一侧面上;
所述安装构件上开设有多个通孔,所述通孔用于供相对应的所述第二检测构件所发射的光线穿过。
进一步的,所述第二检测构件的数量为四个,四个所述第二检测构件相对所述基准区域沿周向等距排列。
进一步的,所述第一检测构件为探测距离型光电开关,和/或,所述第二检测构件为测距传感器。
进一步的,所述吸附构件为石英材质的圆盘结构,所述安装构件为金属材质的圆盘结构,且所述吸附构件的直径与所述安装构件的直径相等。
进一步的,所述真空机械手还包括:用于固定所述安装构件的第一固定模块、用于固定所述吸附构件的第二固定模块,以及连接臂;
所述第一固定模块与所述第二固定模块均固定于所述连接臂。
进一步的,所述第一固定模块包括第一基体、第一支撑块和第一紧固件,所述第一基体设有第一凹槽,所述第一支撑块可移动地设置于所述第一凹槽内,所述第一紧固件的一端与所述第一基体螺纹连接,另一端位于所述第一凹槽内且与所述第一支撑块螺纹连接;所述安装构件部分设置于所述第一凹槽的底壁和所述第一支撑块之间,所述第一紧固件带动所述第一支撑块压紧所述安装构件;
和/或,
所述第二固定模块包括第二基体、第二支撑块和第二紧固件,所述第二基体设有第二凹槽,所述第二支撑块可移动地设置于所述第二凹槽内,所述第二紧固件的一端与所述基体螺纹连接,另一端位于所述第二凹槽内且与所述第二支撑块螺纹连接;所述吸附构件部分设置于所述第二凹槽的底壁和所述第二支撑块之间,所述第二紧固件带动所述第二支撑块压紧所述吸附构件。
进一步的,所述连接臂为中空管体;
所述第二固定模块上形成有真空气路,所述真空气路连通所述中框管体与所述吸附构件。
采用本发明实施例的技术方案,通过吸附构件对待加工工件进行吸附,用于使待加工工件承载于吸附构件的承载面上,并使待加工工件位于承载面上的基准区域内,第一检测构件的检测信号穿过透明材质的吸附构件,对吸附构件的基准区域内是否吸附有待加工工件进行检测。相比于现有技术中通过真空机械手的吸附手指上的吸附压力判断是否吸附有待加工工件的方式,本发明实施例公开的真空机械手不会出现由于吸附压力判断不准确而影响吸附手指上吸附状态判定的问题,从而大大降低了误判的几率,保证了待加工工件的正常转运。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中提出的一种真空机械手的示意图;
图2是根据本发明一实施例的一种真空机械手的示意图;
图3是根据本发明一实施例的一种第一固定模块和第二固定模块的结构示意图;
图4是根据本发明一实施例的一种真空机械手的双层手指与石墨基座的示意图;
图5是根据本发明一实施例的一种真空机械手处于正常吸片状态的示意图;
图6是根据本发明一实施例的一种真空机械手处于偏右吸片状态的示意图;
图7是根据本发明一实施例的一种真空机械手处于偏后吸片状态的示意图;
图8是根据本发明一实施例的一种真空机械手处于偏前吸片状态的示意图;
图9是根据本发明一实施例的一种真空机械手的电路原理示意图。
附图标记说明:
01-真空压力计;02-第一管路;03-第二管路;04-手指;
110-第一固定模块;111-第一基体;1111-第一凹槽;112-第一支撑块;113-第一紧固件;114-第一垫片;
120-第二固定模块;121-第二基体;1211-第二凹槽;122-第二支撑块;123-第二紧固件;124-第二垫片;
130-连接臂;
210-安装构件;211-第一连接件;
310-吸附构件;311-第二连接件;
410-第一检测构件;
510-第二检测构件;
610-报警构件;
710-石墨基座;
810-上位机;
910-晶圆。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
现有技术中的真空机械手如图1所示,该真空机械手包括真空压力计01、第一管路02、第二管路03和手指04,当第一管路02和第二管路03内产生真空时,手指04会吸附到待加工工件,如,硅片等。
然而,现有技术中的真空机械手,在手指吸取待加工工件时,无法判断是否已经取到待加工工件;另外,还有一些真空机械手通过手指的吸附压力判断是否吸到待加工工件,但通过吸附压力判断并不准确,经常会出现误判情况,影响待加工工件的吸取。
为了解决上述问题,本发明实施例公开了一种真空机械手,改变了上述通过吸附压力判断手指是否吸到待加工工件的方式,具体如下:
请参见图2至图8,本发明实施例提供一种真空机械手,用于半导体工艺设备转运待加工工件使用,该真空机械手包括吸附构件310和第一检测构件410,其中,吸附构件310用于在真空作用下吸附待加工工件,第一检测构件410用于检测吸附构件310上是否吸附有待加工工件。
吸附构件310的一侧为用于承载待加工工件的承载面,承载面上具有基准区域,基准区域为符合待加工工件定位位置要求的区域,当待加工工件被吸附构件310吸附时,待加工工件贴合与承载面,且位于基准区域内。
为了检测吸附构件310的基准区域内是否吸附有待加工工件,在吸附构件310的背离承载面的一侧设置第一检测构件410,具体可以是第一检测构件410设置在吸附构件310的顶面上,当然,还可以是在吸附构件310的背离承载面的一侧设置固定结构,而第一检测构件410设置在固定结构上;且第一检测构件410在承载面上的投影位于基准区域内;由于吸附构件310为透明材质,使得第一检测构件410发出的检测信号能够穿过吸附构件310,此时,若吸附构件310的基准区域内吸附有待加工工件,检测信号则作用于待加工工件被遮挡后返回并被接收,从而,通过第一检测构件410可感知待加工工件是否存在;若吸附构件310的基准区域内未吸附有待加工工件,检测信号则无法返回、被接收,从而,通过第一检测构件410可感知基准区域内不存在待加工工件。
此处需要说明的是,第一,第一检测构件410发出的检测信号可以是距离信号,也可以是光线信号,上述距离信号或光线信号均可被待加工工件遮挡,从而使第一检测构件410能够感知吸附构件310的基准区域内是否吸附有待加工工件,也即,通过第一检测构件410直接判断吸附构件310的基准区域内是否吸附有待加工工件;第二,第一检测构件410自身可具有判定功能,当然,还可以是第一检测构件410自身不具有判定功能,而是通过外界判定模块进行判定;第三,基准区域的尺寸与待加工工件的尺寸可以相一致,当然,基准区域的尺寸还可以大于或小于待加工工件的尺寸;第四,上述待加工工件可以为用于半导体加工的晶圆910;第五,基准区域的形状与晶圆910形状相适应,均可以为圆形。
基于上述设置,通过第一检测构件410检测吸附构件310的基准区域内是否吸附有待加工工件,相比于现有技术中通过真空机械手的吸附手指上的吸附压力判断是否吸附有待加工工件的方式,本发明实施例公开的真空机械手不会出现由于吸附压力判断不准确而影响吸附手指上吸附状态的判定的情况,从而大大降低了误判的几率,保证了待加工工件的正常转运。
第一检测构件410为光电开关,优选为,探测距离型光电开关,该光电开关与上位机810电连接,如此,光电开关将所检测到的吸附构件310的基准区域是否吸附有晶圆910的状态以信号的方式发送至上位机810,通过上位机810判定吸附构件310的基准区域内是否吸附有晶圆910。
具体检测、判定过程为:光电开关朝向吸附构件310方向发射光线,光线穿过透明材质的吸附构件310并位于基准区域内;假设吸附构件310的基准区域内吸附有晶圆910,光线会打在晶圆910上被遮挡而返回并接收,从而上位机810判定吸附构件310的基准区域内吸附有待加工工件;假设吸附构件310的基准区域内未吸附有晶圆910,光线直接穿过吸附构件310而无法被遮挡、返回、接收,从而,上位机810判定吸附构件310的基准区域内未吸附有晶圆910。
此处需要说明的是,上述上位机810的具体结构及工作原理,以及光电开关的具体结构及工作原理均可参见现有技术,此处不做详细阐述。
针对真空机械手对晶圆910进行吸附、转运,通过吸附构件310吸附晶圆910,然而,吸附构件310吸附到晶圆910时,如果晶圆910在基准区域内发生滑移,会导致晶圆910放偏,使后续工艺发生问题。基于此,本实施例增设了第二检测构件510,第二检测构件510设置于吸附构件310背离承载面的一侧,具体可以设置在吸附构件310的背离承载面的表面,当然,还可以在吸附构件310的背离承载面的一侧设置固定结构,并将第二检测构件510设置在固定结构上;且多个第二检测构件510在承载面上的投影位于基准区域内,并靠近基准区域的边缘。由于吸附构件310为透明材质,使得第二检测构件510发出的检测信号能够穿过吸附构件310,此时,假设吸附构件310的基准区域内吸附有待加工工件,多个第二检测构件510的检测信号均打在待加工工件上,光线被遮挡后返回并被接收,从而,可感知待加工工件的中心与基准区域的中心重合;假设吸附构件310的基准区域内吸附有待加工工件,且待加工工件的中心与基准区域的中心不重合,部分第二检测构件510发出的检测信号则无法返回、接收,从而,可感知待加工工件的中心与基准区域的中心不重合,即,待加工工件在基准区域内的位置出现偏移。
此处需要说明的是,第一,第二检测构件510发出的检测信号可以是距离信号,也可以是光线信号,上述距离信号和光线信号均可被待加工工件遮挡,从而使第二检测构件510能够感知待加工工件在基准区域内的位置是否偏移;第二,各个第二检测构件510所检测到的信号可进行显示,以便于人工获知检测信号,从而人工判定待加工工件在基准区域内的位置是否发生偏移;当然,还可以是通过外界判定模块进行判定,如,将各个第二检测构件510均与上位机810电连接,上位机810接收各第二检测构件510的检测信号,并进行分析、比较,从而自动判定待加工工件在基准区域内的位置是否发生偏移;第三,基准区域的尺寸与待加工工件的尺寸相一致,也即,待加工工件被吸附于基准区域时,待加工工件恰好充满基准区域,此时,如果待加工工件的中心偏离基准区域的中心,多个第二检测构件510中的部分则无法打在待加工工件,从而感知到待加工工件的位置发生偏移。
优选地,第二检测构件510为测距传感器,测距传感器可以为激光测距传感器,测距传感器与上位机810电连接,如此,各测距传感器将各自所检测到的距离信号发送至上位机810,通过上位机810分析各测距传感器所检测的距离信号是否全部相等,若全部相等,则上位机810判定为待加工工件在基准区域内的位置未发生偏移,若有至少一个测距传感器的距离信号与其他测距传感器的距离信号不相等时,则上位机810判定为待加工工件在基准区域内的位置发生偏移。
具体检测、判定过程为:各测距传感器均向吸附构件310方向发射光线,光线穿过透明介质的吸附构件310并位于基准区域的边缘处;假设待加工工件在基准区域内的位置未偏移,各测距传感器发出的光线均能够打在待加工工件的边缘处,从而,上位机810接收到各测距传感器检测的距离信号均相等,此时上位机810判定为待加工工件在基准区域内未发生偏移;假设待加工工件在基准区域内的位置发生偏移,部分激光测距传感器发出的光线无法打在待加工工件的边缘处,此时,上位机810接收到各测距传感器检测的距离信号不完全相等,即,大多数的距离信号相等,个别距离信号增大,此时上位机810判定为待加工工件在基准区域内发生偏移,以提醒工作人员。
请参见图5至图8,优选地,真空机械手包括四个测距传感器,四个激测距传感器相对基准区域沿周向等距排列,且四个激光测距传感器均与上位机810电连接,如此,假设吸附构件310的基准区域内吸附有晶圆910时测距传感器均朝向基准区域内发射光线,当上位机810接收到的四个测距传感器所检测的距离相等时,表明四个测距传感器发出的光线均打在晶圆910上,此时,上位机810判定晶圆910在基准区域内的位置未发生偏移;当其中至少一个测距传感器所检测的距离与其他三个不等时,表明该测距传感器发出的光线并未打在晶圆910上,此时,上位机810判定晶圆910在基准区域内的位置发生了偏移。
本实施例中,真空机械手通过反应腔室的传片口进入反应腔室,当全部第二检测构件510都位于反应腔室内的石墨基座710上方时,启动第二检测构件510进行测距,并以石墨基座710的表面为基面进行判断。具体的,为了承接未打在晶圆910上的测距传感器发出的光线,在吸附构件310依据反应腔室内的石墨基座710来区别测距传感器打在石墨基座710上还是晶圆910上,通过测距传感器能够测量自身到晶圆910的距离,或者测量自身到石墨基座710的距离,进一步判断晶圆910相对基准区域是否存在偏移。
具体的,四个测距传感器发出的光线分别与基准区域的前、后、左、右四个位置相对;第一种情况,当位于左侧的测距传感器检测的距离为b,其他三个位置的测距传感器检测的距离为a,且b>a时,表明左侧的测距传感器发出的光线未打在晶圆910上而是打在了石墨基座710上,其他三个测距传感器发出的光线打在了晶圆910上,从而,上位机810判定晶圆910向右偏移,如图6所示。
第二种情况,当位于右侧的测距传感器检测到的距离为b,其他三个位置的传感器检测到的距离均为a,且b>a时,与上述第一种情况中晶圆910的偏移方向相反,即,晶圆910向左偏移。
第三种情况,当位于前侧的测距传感器检测到的距离为b,其他三个测距传感器检测到的距离为a,且b>a时,表明前侧的测距传感器发出的光线未打在晶圆910上而是打在石墨基座710上,其他三个测距传感器发出的光线打在了晶圆910上,从而,上位机810判定晶圆910向后偏移,如图7所示。
第四种情况,当位于后侧的测距传感器检测到的距离为b,其他三个测距传感器检测到的距离为a,且b>a时,与上述第三种情况中晶圆910的偏移方向相反,即,晶圆910向前偏移,如图8所示。
除上述四种情况外,还可以是其中两个测距传感器所检测到的距离为b,另外两个测距传感器所检测到的距离为a,例如,当位于左侧和前侧的测距传感器检测到的距离为b,其他两个测距传感器检测到的距离为a,且b>a时,表明左侧和前侧的测距传感器发出的光线未打在晶圆910上而打在石墨基座710上,而其他两个测距传感器发出的光线打在了晶圆910上,从而,上位机810判定晶圆910向右后侧偏移。
当然,还可以是其中三个测距传感器所检测到的距离为b,另外一个测距传感器检测到的距离为a,例如,当位于左侧、右侧和前侧的测距传感器检测到的距离为b,后侧的测距传感器检测到的距离为a,且b>a时,表明左侧、右侧和前侧的测距传感器发出的光线未打在晶圆910上而打在石墨基座710上,而后侧的测距传感器发出的光线打在了晶圆910上,此种情况下,晶圆910向后偏移的量相对较大。
上述判定过程中,通过上位机810对各测距传感器所检测的距离信号进行分析、对比,并根据各距离信号作出判定,以获知晶圆910在基准区域内的位置状态。
本发明实施例中,为了固定安装第一检测构件410和第二检测构件510,在吸附构件310的背离承载面的一侧设置有安装构件210,第一检测构件410和多个第二检测构件510均设置在安装构件210上。
请参见图2,第一检测构件410固定在安装构件210的背离吸附构件310的一侧面上,且位于安装构件210的中部区域,此时,第一检测构件410和晶圆910分别位于安装构件210相背的两侧,如此,为了能使第一检测构件410发出的光线能够打在晶圆910上,需要在安装构件210上开设避让空间,具体为,在安装构件210的中部区域开设通孔(图中未示出),并使第一检测构件410发出的光线能够穿过通孔,而后透过透明的吸附构件310,并打在晶圆910上,从而,能够防止安装构件210遮挡光线而影响第一检测构件410对于吸附构件310的基准区域内是否吸附有晶圆910的判定结果。
当然,在其他实施例中,第一检测构件410还可以直接设置在安装构件210的与吸附构件310相对的侧面,此时则无需在安装构件210上开设通孔而满足实际要求。
多个第二检测构件510固定在安装构件210的背离吸附构件310的一侧面上,且位于安装构件210的边缘区域,以使第二检测构件510发出的光线打在基准区域的边缘处。优选的,第二检测构件510为贴片式测距传感器,通过高温陶瓷胶粘附在安装构件210上。此时,第二检测构件510和晶圆910分别位于安装构件210相背的两侧,如此,为了能使第二检测构件510发出的光线打在晶圆910上,需要在安装构件210上开设避让空间,具体的,在安装构件210的边缘区域开设多个通孔(图中未示出),并使多个第二检测构件510发出的光线对应穿过通孔,而后穿过透明的吸附构件310,并打在晶圆910的边缘,从而,能够防止安装构件210遮挡光线而影响第二检测构件510对于吸附构件310的基准区域内晶圆910的位置状态的判定结果。
当然,在其他实施方式中,第二检测构件510还可以直接设置在安装构件210的与吸附构件310相对的侧面,此时则无需在安装构件210上开设通孔而满足实际要求。
进一步的,安装构件210与吸附构件310之间相对设置,如,间隔或贴合设置,以使固定在安装构件210上的第一检测构件410和第二检测构件510发出的光线均能够打在吸附构件310的基准区域内,从而实现对基准区域内晶圆910的状态进行检测,如,有无状态或位置偏移状态。
当安装构件210与吸附构件310之间相对且间隔设置时,两者形成双层结构,如此,两者可看作是真空机械手的双层手指。通过上层的安装构件210实现对第一检测构件410和第二检测构件510的固定安装,通过下层的吸附构件310实现对晶圆910的吸附,从而,通过双层结构、第一检测构件410和第二检测构件510,共同实现了对真空机械手吸附晶圆910的状态的检测与判定,以提升真空机械手转运晶圆910的精度。此处需要说明的是,此处的双层手指并非实际意义上的手指,可看作是真空机械手的前端结构,并且,此处的手指并不会限定真空机械手的前端结构的具体形状。
本发明实施例可选的方式中,吸附构件310为石英材质的圆盘结构,具体材质为ge214,安装构件210为金属材质的圆盘结构,且吸附构件310与安装构件210的直径相等。优选的,可将基准区域、吸附构件310和安装构件210设置成相同的直径,即吸附构件310的承载面即形成基准区域,可减小部件尺寸,方便加工。综合考虑晶圆910的尺寸、规格等因素,将吸附构件310及安装构件210的直径均设计为202mm,或者均设计为152mm。基于上述设计,使得吸附构件310和安装构件210的尺寸相当,且均适应于对应规格的晶圆910。对于202mm的吸附构件和安装构件,多个第二检测构件可固定在直径为199mm-201mm的圆周上。对于152mm的吸附构件和安装构件,多个第二检测构件可固定在直径为149mm-151mm的圆周上。
本发明实施例可选的方式中,真空机械手还包括用于固定安装构件210的第一固定模块110、用于固定吸附构件310的第二固定模块120,以及连接臂130,第一固定模块110和第二固定模块120均固定于连接臂130。具体请参见图2,第一固定模块110和第二固定模块120两者相对设置,且均固定在连接臂130的一端,连接臂130的另一端用于与其他其他移送装置连接。如此,通过第一固定模块110和第二固定模块120使得安装构件210和吸附构件310两者之间相对设置,以形成双层手指,方便于晶圆910的吸附和检测。
请参见图3,第一固定模块110包括第一基体111、第一支撑块112和第一紧固件113,优选地,第一基体111具有第一凹槽1111,第一支撑块112可移动地设置于第一凹槽1111内,第一紧固件113为紧固螺钉,第一紧固件113的一端与第一基体111螺纹连接,另一端位于第一凹槽1111内且与第一支撑块112螺纹连接,通过第一紧固件113能够带动第一支撑块112沿第一凹槽1111移动。具体的,安装构件210部分伸入第一凹槽1111内,并位于第一支撑块112与第一凹槽1111的底壁之间,旋拧第一紧固件113,以使第一支撑块112靠近第一凹槽1111的底壁,从而能够通过第一支撑块112和第一凹槽1111的底壁共同压紧安装构件210,以实现对安装构件210的固定。
进一步的,在安装构件210的边缘处设置第一连接件211,以使第一连接件211的一端与安装构件210相固定,并将第一连接件211的另一端从第一基体111的侧壁穿入第一凹槽1111中,并使第一连接件211位于第一支撑块112与第一凹槽1111的底壁之间,为了避免第一连接件211和第一紧固件113发生干涉,第一连接件211对应设置避让孔,用以避让第一紧固件113。如此,在第一紧固件113的作用下,通过第一支撑块112和第一凹槽1111的底壁共同压紧,以对第一连接件211进行压紧固定,并通过第一连接件211将安装构件210固定在第一固定模块110上。此处可以是第一连接件211与安装构件210相连,当然,还可以是第一连接件211与安装构件210一体成型。
当然,在其他实施例中,还可以无需设置第一连接件211,而直接将安装构件210的一部分从第一基体111的侧壁穿过并压紧固定在第一支撑块112与第一凹槽1111的底壁之间。
进一步的,在第一支撑块112上增设第一垫片114,使第一垫片114位于第一支撑块112与第一凹槽1111的底壁之间,当安装构件210的局部或第一连接件211穿入第一支撑块112与第一凹槽1111的底壁之间时,通过旋拧紧固螺钉使第一支撑块112逐渐向第一凹槽1111的底壁移动,从而使安装构件210的局部或第一连接件211被压紧在第一垫片114与第一凹槽1111的底壁之间。
优选地,第一垫片114为四氟垫片,第一基体111为聚四氟乙烯材质,第一支撑块112为聚四氟乙烯块体,从而使得第一固定模块110的各组成结构具有良好的稳定性、耐腐蚀性等,并且,还能够对压紧的安装构件210起到一定的缓冲作用,并保证了安装构件210安装的稳定性。
请继续参见图3,第二固定模块120包括第二基体121、第二支撑块122和第二紧固件123,优选地,第二基体121具有第二凹槽1211,第二支撑块122可移动地设置于第二凹槽1211内,第二紧固件123为紧固螺钉,第二紧固件123的一端与第二基体121螺纹连接,另一端位于第二凹槽1211内且与第二支撑块122螺纹连接,通过第二紧固件123能够带动第二支撑块122沿第二凹槽1211移动。具体的,吸附构件310部分伸入第二凹槽1211内,并位于第二支撑块122与第二凹槽1211的底壁之间,旋拧第二紧固件123,以使第二支撑块122靠近第二凹槽1211的底壁,从而能够通过第二支撑块122和第二凹槽1211的底壁共同压紧吸附构件310,以实现对吸附构件310的固定。
进一步的,在吸附构件310的边缘处设置第二连接件311,以使第二连接件311的一端与吸附构件310相固定,并将第二连接件311的另一端从第二基体121的侧壁穿入第二凹槽1211中,并使第二连接件311位于第二支撑块122与第二凹槽1211的底壁之间,为了避免第二连接件311和第二紧固件123发生干涉,第二连接件311对应设置避让孔,用以避让第二紧固件123。如此,在第二紧固件123的作用下,通过第二支撑块122和第二凹槽1211的底壁共同压紧,以对第二连接件311进行压紧固定,并通过第二连接件311将吸附构件310固定在第二固定模块120上。此处可以是第二连接件311与吸附构件310相连,当然,还可以是第二连接件311与吸附构件310一体成型。
当然,在其他实施例中,还可以无需设置第二连接件311,而直接将吸附构件310的一部分从第二基体121的侧壁穿过并压紧固定在第二支撑块122与第二凹槽1211的底壁之间。
进一步的,在第二支撑块122上增设第二垫片124,使第二垫片124位于第二支撑块122与第二凹槽1211的底壁之间,当吸附构件310的局部或第二连接件311穿入第二支撑块122与第二凹槽1211的底壁之间时,通过旋拧紧固螺钉使第二支撑块122逐渐向第二凹槽1211的底壁移动,从而使吸附构件310的局部或第二连接件311被压紧在第二垫片124与第二凹槽1211的底壁之间。
优选地,第二垫片124为四氟垫片,第二基体121为聚四氟乙烯材质,第二支撑块122为聚四氟乙烯块体,从而使得第二固定模块120的各组成结构具有良好的稳定性、耐腐蚀性等,并且,还能够对压紧的吸附构件310起到一定的缓冲作用,并保证了吸附构件310安装的稳定性。
此处需要说明的是,第一基体111和第二基体121可以固定在一起,即,第一凹槽1111与第二凹槽1211相互扣合在一起,以围成一共同腔体,第一支撑块112和第二支撑块122均可移动地设置在共同腔体内。
为使吸附构件310具有吸附作用力,本实施例将连接臂130设计为真空管体,由于吸附构件310需要与抽真空装置(如,真空泵等)连接方可产生对晶圆910吸附的作用力,并且,吸附构件310安装在第二固定模块120上,为了使吸附构件310产生吸附力,本实施例在第二基体121上形成有真空气路(图中未示出),通过该真空气路将中空管体与吸附构件310连通,从而,通过中空管体和真空气路形成真空环境,以保证吸附构件310的承载面上产生吸附力。进一步优选地,连接臂130采用不锈钢中空管体,其长度根据腔室与真空机械手的相对位置而确定。
本发明实施例公开的真空机械手还包括报警构件610,该报警构件610与上位机810电连接,如此,在上位机810判定吸附构件310的基准区域内未吸附有晶圆910,或者基准区域内晶圆910的位置发生偏移时,控制报警构件610发出报警信息,以提醒工作人员做出对应性调整。优选地,报警构件610可以采用声光报警器。
综上所述,本实施例提供的真空机械手的工作过程为:
首先通过第一检测构件410检测吸附构件310的基准区域内是否吸附有晶圆910,并将检测结果发送至上位机810进行分析、判定,当判定基准区域内吸附有晶圆910时,多个第二检测构件510测量各自到晶圆910之间的距离,并将各自的检测结果发送至上位机810进行分析、比较,当各个地儿检测构件510的测量结果均相等,则表明晶圆910未发生偏移;当测量结果中的至少一者与其他不相等时,则表明晶圆910发生偏移,此时上位机810控制报警构件610发出报警信息。
本实施例提供的真空机械手,通过第一检测构件410能够实时检测吸附构件310的基准区域内晶圆910的吸附状态,从而,能够直接判断吸附构件310的基准区域内是否吸附有晶圆910,不存在误判情况;并且,当吸附构件310的基准区域内吸附有晶圆910时,晶圆910在随着真空机械手运动过程中,通过多个第二检测构件510的检测结果能够提前获知晶圆910是否发生偏移,以避免晶圆910发生偏移对工艺造成影响。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
1.一种真空机械手,用于半导体工艺设备转运待加工工件使用,其特征在于,所述真空机械手包括:吸附构件(310)和第一检测构件(410),所述吸附构件(310)为透明材质;
所述吸附构件(310)的一侧为用于承载所述待加工工件的承载面,所述承载面上具有基准区域,所述基准区域为符合所述待加工工件定位位置要求的区域;
所述第一检测构件(410)设置于所述吸附构件(310)背离所述承载面的一侧,且所述第一检测构件(410)在所述承载面上的投影位于所述基准区域内;
所述第一检测构件(410)用于对所述基准区域上是否具有所述待加工工件进行检测。
2.根据权利要求1所述的真空机械手,其特征在于,所述真空机械手还包括:多个第二检测构件(510),所述第二检测构件(510)设置于所述吸附构件(310)背离所述承载面的一侧,且多个所述第二检测构件(510)在所述承载面上的投影位于所述基准区域内,并靠近所述基准区域的边缘,用于检测所述基准区域的中心和所述待加工工件的中心是否重合。
3.根据权利要求2所述的真空机械手,其特征在于,所述真空机械手还包括:安装构件(210),所述安装构件(210)固定于所述吸附构件(310)背离所述承载面的一侧,所述第一检测构件(410)和多个所述第二检测构件(510)均设置于所述安装构件(210)上。
4.根据权利要求3所述的真空机械手,其特征在于,多个所述第二检测构件(510)设置于所述安装构件(210)的背离所述吸附构件(310)的一侧面上;
所述安装构件(210)上开设有多个通孔,所述通孔用于供相对应的所述第二检测构件(510)所发射的光线穿过。
5.根据权利要求2所述的真空机械手,其特征在于,所述第二检测构件(510)的数量为四个,四个所述第二检测构件(510)相对所述基准区域沿周向等距排列。
6.根据权利要求2所述的真空机械手,其特征在于,所述第一检测构件(410)为探测距离型光电开关,和/或,所述第二检测构件(510)为测距传感器。
7.根据权利要求3所述的真空机械手,其特征在于,所述吸附构件(310)为石英材质的圆盘结构,所述安装构件(210)为金属材质的圆盘结构,且所述吸附构件(310)的直径与所述安装构件(210)的直径相等。
8.根据权利要求3所述的真空机械手,其特征在于,所述真空机械手还包括:用于固定所述安装构件(210)的第一固定模块(110)、用于固定所述吸附构件(310)的第二固定模块(120),以及连接臂(130);
所述第一固定模块(110)与所述第二固定模块(120)均固定于所述连接臂(130)。
9.根据权利要求8所述的真空机械手,其特征在于,所述第一固定模块(110)包括第一基体(111)、第一支撑块(112)和第一紧固件(113),所述第一基体(111)设有第一凹槽(1111),所述第一支撑块(112)可移动地设置于所述第一凹槽(1111)内,所述第一紧固件(113)的一端与所述第一基体(111)螺纹连接,另一端位于所述第一凹槽(1111)内且与所述第一支撑块(112)螺纹连接;所述安装构件(210)部分设置于所述第一凹槽(1111)的底壁和所述第一支撑块(112)之间,所述第一紧固件(113)带动所述第一支撑块(112)压紧所述安装构件(210);
和/或,
所述第二固定模块(120)包括第二基体(121)、第二支撑块(122)和第二紧固件(123),所述第二基体(121)设有第二凹槽(1211),所述第二支撑块(122)可移动地设置于所述第二凹槽(1211)内,所述第二紧固件(123)的一端与所述第二基体(121)螺纹连接,另一端位于所述第二凹槽(1211)内且与所述第二支撑块(122)螺纹连接;所述吸附构件(310)部分设置于所述第二凹槽(1211)的底壁和所述第二支撑块(122)之间,所述第二紧固件(123)带动所述第二支撑块(122)压紧所述吸附构件(310)。
10.根据权利要求8所述的真空机械手,其特征在于,所述连接臂(130)为中空管体;
所述第二固定模块(120)上形成有真空气路,所述真空气路连通所述中框管体与所述吸附构件(310)。
技术总结