一种半导体晶圆传送用blade设备的制作方法

1.本发明涉及晶圆加工设备技术领域，具体是一种半导体晶圆传送用blade设备。


背景技术：

2.cvd设备以射频电源作为反应源，反应源运动至衬底表面成核，核继续生长成为薄膜。通常cvd包含loadlock腔、转运腔、定位腔、工艺腔以及冷却腔。在工艺过程中，cvd设备转运腔中传片机器人（robot）的blade总成需要将晶圆分步骤在各功能腔之间进行转运完成工艺过程。
3.blade总成包括上面板、下面板以及夹设在两者之间的blade，通常情况下上面板与下面板之间通过螺钉等连接件进行连接。
4.现有技术：一种便于调节的blade总成结构（cn202210283946.8），其包括上面板、下面板以及设置于上面板与下面板之间的blade，还包括第一螺钉、第二螺钉、调平螺钉以及调平弹簧，上面板底面开设有第一螺纹孔与第二螺纹孔，第一螺钉贯穿下面板与上面板连接，第二螺钉贯穿下面板与上面板连接，上面板上开设有供调平螺钉穿过的第一通孔，blade上开设有与第一通孔对应的第二通孔，调平螺钉通过第一通孔与第二通孔贯穿上面板与blade，调平弹簧套设于调平螺栓上，调平弹簧的一端与上板面抵接，另一端与blade抵接，下面板与blade之间设置有用于对blade进行位置调整的调整组件，现有技术在对晶圆在各个腔室转移过程中在将晶圆从腔室中取出启动的瞬间晶圆由于自身惯性的原因不能够随着blade移动，可能会产生位置偏移，会影响后续晶圆在各个腔室的位置，影响加工质量，为了解决该技术问题，现提出一种半导体晶圆传送用blade设备。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种半导体晶圆传送用blade设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半导体晶圆传送用blade设备，包括：上面板、下面板和blade；所述blade夹持在上面板和下面板之间；所述blade包括固定盘和存载盘，所述固定盘安装在上面板和下面板之间的安装槽中；所述存载盘一端弹性滑动安装在固定盘上，所述存载盘用于存载晶圆；所述blade还设置有自动对中机构；所述自动对中机构包括u型杆，所述u型杆沿着blade长度方向弹性滑动设置在存载盘上；所述u型杆的两端分别转动安装有第一转动杆，所述第一转动杆转动安装在存载盘上，所述存载盘端部设置有用于对晶圆进行定位的锁杆；所述u型杆与第一转动杆之间设置有传动机构，所述传动机构用于在u型杆滑动过程中驱动第一转动杆转动；所述存载盘底部还设置有连接杆和驱动杆，所述连接杆一端通过长条孔转动安装在u型杆远离所述第一转动杆侧，所述连接杆中间位置转动安装在所述存载盘上，所述连接杆远离抵触凸起一端上设置有倾斜布置的腰型孔，所述驱动杆一端通过销
轴滑动设置在所述腰型孔中，所述驱动杆为l型件，所述驱动杆远离腰型孔一端弹性设置在所述存载盘上，所述固定盘上还设置有抵触凸起，所述抵触凸起外漏于固定盘外侧设置，所述抵触凸起安装在驱动杆上，还包括设置在抵触凸起移动轨迹上的驱动块。
7.作为本发明进一步的方案：所述第一转动杆一端转动安装在u型杆端部的安装腔中，所述传动机构包括设置在第一转动杆两侧的配合凸起和设置在安装腔内壁上的两个螺旋滑道，两个所述螺旋滑道圆周阵列布置在安装腔内壁上，两侧所述配合凸起分别对应滑动设置在螺旋滑道中。
8.作为本发明再进一步的方案：所述u型杆外侧套设有第一弹性件，所述第一弹性件的两端分别固定安装在u型杆和固定盘上。
9.作为本发明再进一步的方案：所述腰型孔相对于驱动杆的运动方向倾斜设置。
10.作为本发明再进一步的方案：所述驱动杆外侧套设有第二弹性件，所述第二弹性件两端分别固定安装在驱动杆和固定盘上。
11.作为本发明再进一步的方案：所述第一转动杆还设置有用于避免对晶圆过度挤压的保护机构。
12.作为本发明再进一步的方案：所述保护机构包括驱动件和第二转动杆，所述第一转动杆由驱动件和第二转动杆组成，所述驱动件转动设置在安装腔内部，所述配合凸起设置在驱动件上，所述驱动件弹性转动安装在第二转动杆上，所述第二转动杆转动安装在存载盘上，所述驱动件靠近第二转动杆一端设置有多个驱动凸起，多个所述驱动凸起分别设置在第二转动杆端部的一一对应的配合槽中。
13.作为本发明再进一步的方案：所述第二转动杆一端转动安装在驱动件上，且所述第二转动杆与所述驱动件之间通过第三弹性件连接；所述第三弹性件一端连接在第二转动杆上，所述第三弹性件另一端连接在转动环上，所述转动环转动安装在驱动件上。
14.作为本发明再进一步的方案：所述第一转动杆上还设置有保持机构。
15.作为本发明再进一步的方案：所述保持机构包括摩擦环、橡胶圈和设置在所述第二转动杆内部的配合杆，所述配合杆沿着第二转动杆轴向滑动设置，所述配合槽设置在配合杆靠近驱动件端部；所述橡胶圈设置在第二转动杆内部，所述摩擦环固定设置在安装座上，所述摩擦环套设在橡胶圈外侧，所述配合杆端部还设置有挤压部，所述挤压部用于对橡胶圈进行挤压。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置固定盘、存载盘、u型杆、第一转动杆和锁杆等，进而对转运至各个腔室内部的晶圆进行定位操作，保证晶圆加工过程中位置的准确性，同时避免现有技术在将晶圆从腔室插出时，出现滑动的现象。
附图说明
17.图1为本发明实施例一种半导体晶圆传送用blade设备的结构示意图一。
18.图2为本发明实施例一种半导体晶圆传送用blade设备的结构示意图二。
19.图3为本发明实施例一种半导体晶圆传送用blade设备中u型杆的结构示意图。
20.图4为本发明实施例一种半导体晶圆传送用blade设备中安装腔的结构示意图。
21.图5为图4中a处放大图。
22.图6为图4中b处放大图。
23.图中：1-上面板、2-下面板、3-blade、4-固定盘、5-存载盘、6-u型杆、7-第一转动杆、8-锁杆、9-第一弹性件、10-安装座、11-顶出孔、12-弹性伸缩杆、13-连接杆、14-腰型孔、15-驱动杆、16-抵触凸起、17-第二弹性件、18-螺旋滑道、19-配合凸起、20-安装腔、21-驱动件、22-第二转动杆、23-配合杆、24-滑键、25-挤压部、26-第三弹性件、27-转动环、28-摩擦环、29-橡胶圈、30-配合槽、31-驱动凸起、32-导向滑槽、33-驱动块。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.请参阅图1～图3，本发明实施例中，为本发明实施例提供的一种半导体晶圆传送用blade设备的结构图，包括：上面板1、下面板2和blade3；所述blade3夹持在上面板1和下面板2之间；上面板1和下面板2之间通过螺纹安装。
26.所述blade3包括固定盘4和存载盘5，所述固定盘4安装在上面板1和下面板2之间的安装槽中；所述存载盘5一端弹性滑动安装在固定盘4上，所述存载盘5用于存载晶圆；由于在转移过程中晶圆位置可能会产生偏移，为了将插入至对应加工腔体中的晶圆位置进行自动对中，因此所述blade3还设置有自动对中机构；所述自动对中机构包括u型杆6，所述u型杆6沿着blade3长度方向弹性滑动设置在存载盘5上；所述u型杆6的两端分别转动安装有第一转动杆7，所述第一转动杆7转动安装在存载盘5上，对第一转动杆7的轴向移动进行限位；所述存载盘5端部设置有用于对晶圆进行定位的锁杆8；所述u型杆6与第一转动杆7之间设置有传动机构，所述传动机构用于在u型杆6滑动过程中驱动第一转动杆7转动；所述存载盘5底部还设置有连接杆14和驱动杆15，所述连接杆13一端通过长条孔转动安装在u型杆6远离第一转动杆7侧，所述连接杆13中间位置转动安装在存载盘5上，所述连接杆13远离抵触凸起16一端上设置有腰型孔14，所述腰型孔14倾斜布置，所述驱动杆15一端通过销轴滑动设置在腰型孔14中，所述驱动杆15为l型件，所述驱动杆15远离腰型孔14一端弹性设置在存载盘5上，所述固定盘4上还设置有抵触凸起16，所述抵触凸起16外漏于固定盘4外侧设置，所述抵触凸起16安装在驱动杆15上，还包括设置在抵触凸起16移动轨迹上的驱动块33，所述驱动块33安装在cvd设备中各个加工腔室的槽口中。驱动块33低于晶圆经过的轨迹设置，或者高于晶圆经过的轨迹设置。
27.固定盘4和存载盘5之间通过弹性伸缩杆12连接，所述固定盘4靠近存载盘5一端滑动设置在存载盘5内部滑腔中，所述弹性伸缩杆12两端分别固定安装在固定盘4和存载盘5上。所述弹性伸缩杆12可以包括伸缩杆和套设在伸缩杆外侧的螺旋弹簧。
28.具体的，初始状态锁杆8低于存载盘5上沿，当blade3在机器人的作用下插入至cvd设备中对应腔室中时，抵触凸起16触碰到驱动块33，抵触凸起16驱动驱动杆15位置发生变化，驱动杆15沿着存载盘5的宽度方向滑动，驱动杆15上的销轴带着驱动杆15在腰型孔14内部滑动，驱动连接杆13转动，连接杆13转动驱动u型杆6沿着存载盘5长度方向滑动，u型杆6滑动过程中驱动第一转动杆7转动，第一转动杆7转动带动锁杆8转动，锁杆8上端超过存载盘5上沿，对晶圆进行对中操作；当抵触凸起16略过驱动块33时，blade3插入至腔室工作位
置，此时u型杆6在弹性作用下，带动第一转动杆7和锁杆8转动，使得锁杆8恢复至初始状态，避免当晶圆被顶出是锁杆8与晶圆接触，影响晶圆的平衡性；当需要将腔室内部的晶圆取出时，blade3会存在突然加速的状况，如此会导致晶圆在存载盘5上产生滑动的现象，而本发明中当固定盘4突然跟着上面板1和下面板2加速时，固定盘4首先带动驱动杆15沿着存载盘5长度方向滑动，存载盘5进而通过腰型孔14和连接杆13带动u型杆6滑动，u型杆6驱动第一转动杆7转动，使得锁杆8再次转动，锁杆8顶部高于存载盘5上沿设置，如此当存载盘5跟随固定盘4突然滑动时，对晶圆进行定位，避免现有技术在将晶圆从腔室取出时存在滑动的现象；本发明通过设置固定盘4、存载盘5、u型杆6、第一转动杆7和锁杆8等，进而对转运至各个腔室内部的晶圆进行定位操作，保证晶圆加工过程中位置的准确性，同时避免现有技术在将晶圆从腔室插出时，出现滑动的现象。
29.如图4-图6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述第一转动杆7一端转动安装在u型杆6端部的安装腔20中，所述传动机构包括设置在第一转动杆7两侧的配合凸起19和设置在安装腔20内壁上的两个螺旋滑道18，两个螺旋滑道18圆周阵列布置在安装腔20内壁上，两个所述螺旋滑道18分别对应滑动设置在螺旋滑道18中，当u型杆6滑动过程中，在螺旋滑道18的作用下使得配合凸起19滑动，进而带动第一转动杆7转动。如此实现了在u型杆6滑动过程中驱动第一转动杆7转动。
30.为了实现u型杆6的弹性滑动安装在固定盘4底部，因此所述u型杆6外侧套设有第一弹性件9，所述第一弹性件9的两端分别固定安装在u型杆6和固定盘4上，所述第一弹性件9可以为螺旋弹簧。
31.如图2所示，作为本发明的一种优选实施例，所述腰型孔14相对于驱动杆15的运动方向倾斜设置，如此进而不管驱动杆15是相对于存载盘5是长度方向滑动或者为宽度方向滑动均能够通过腰型孔14使得连接杆13发生转动，进而使得连接杆13能够带动u型杆6滑动。u型杆6上的销轴插入至连接杆13端部的条形孔设置。如此使得连接杆13在转动过程中能够带动u型杆6沿着存载盘5的长度方向滑动。
32.为了实现驱动杆15弹性安装在固定盘4上，所述驱动杆15外侧套设有第二弹性件17，所述第二弹性件17两端分别固定安装在驱动杆15和固定盘4上，如此实现了驱动杆15的弹性滑动安装。
33.为了实现对晶圆进行定位固定，因此所述存载盘5上端靠近固定盘4一侧设置有弧形台阶，所述弧形台阶与两个第一转动杆7上的锁杆8配合对晶圆进行定位。
34.为了避免对晶圆造成过度挤压，因此所述第一转动杆7还设置有保护机构。
35.如图4-6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述保护机构包括驱动件21和第二转动杆22，所述第一转动杆7由驱动件21和第二转动杆22组成，所述驱动件21转动设置在安装腔20内部，所述配合凸起19设置在驱动件21上，所述驱动件21弹性转动安装在第二转动杆22上，所述第二转动杆22转动安装在存载盘5上，所述驱动件21靠近第二转动杆22一端设置有多个驱动凸起31，多个所述驱动凸起31分别设置在第二转动杆22端部的一一对应的配合槽30中。如此当晶圆尺寸存在变化或者抵触凸起16被按压深度变大时，驱动凸起31从配合槽30中滑出，当u型杆6继续滑动时，驱动件21不能通过驱动凸起31和配合槽30驱动第二转动杆22继续带动锁杆8转动，对晶圆进行过渡挤压定位。
36.如图5所示，作为本发明的一种优选实施例，为了实现了第二转动杆22与驱动件21
之间的弹性转动安装，因此所述第二转动杆22一端转动安装在驱动件21上，且第二转动杆22与驱动件21之间通过第三弹性件26连接，所述第三弹性件26一端连接在第二转动杆22上，所述第三弹性件26另一端连接在转动环27上，所述转动环27转动安装在驱动件21上，如此实现了驱动件21与第二转动杆22之间的弹性转动安装。
37.如图6所示，作为本发明的一种优选实施例，由于在使用过程中可能会存在磨损不一致的现象，导致两侧第一转动杆7行程不一致，会导致存在一侧第一转动杆7上的锁杆8可能会存在对晶圆过渡挤压，为了使得能够在晶圆对中时过渡挤压侧锁杆8能够维持在对晶圆进行定位状态，所述第一转动杆7上还设置有保持机构；所述保持机构包括摩擦环28、橡胶圈29和设置在第二转动杆22内部的配合杆23，所述配合杆23沿着第二转动杆22轴向滑动设置，所述配合槽30设置在配合杆23靠近驱动件21端部；所述橡胶圈29设置在第二转动杆22内部，所述摩擦环28固定设置在安装座10上，所述摩擦环28套设在橡胶圈29外侧，所述配合杆23端部还设置有挤压部25，所述挤压部25用于对橡胶圈29进行挤压，使得橡胶圈29抵触在摩擦环28上，然后对安装座10进行固定。如此当锁杆8受到晶圆阻挡时，驱动凸起31从配合槽30中滑出，然后驱动配合杆23沿着第二转动杆22轴向滑动，在滑动过程中挤压部25对橡胶圈29进行挤压，橡胶圈29向外侧挤压，使得橡胶圈29抵触到摩擦环28上，由于橡胶圈29与摩擦环28之间的摩擦力，进而对第二转动杆22的位置进行固定，实现对锁杆8的位置进行固定，锁杆8的能够在对中位置保持一端时间后，等待另一个锁杆8转动至对中位置，保证对晶圆进行对中。所述挤压部25为圆台结构。所述挤压部25外侧布置有多个凹槽，如此便于将第二转动杆22的两端通过凹槽进行连接。橡胶圈29外侧布置有点状凸起结构，所述摩擦环28内侧也设置有凸起结构，如此增加橡胶圈29与摩擦环28之间的摩擦力。
38.所述第三弹性件26两端分别安装在配合杆23和转动环27上。
39.作为本发明的一种优选实施例，所述配合杆23两侧设置有滑键24，两侧所述滑键24分别滑动设置在对应的导向滑槽32中，所述导向滑槽32设置在第二转动杆22内部，如此对配合杆23滑动方向进行导向。
40.如图6所示，作为本发明的一种优选实施例，为了实现橡胶圈29能够对第二转动杆22进行固定，因此所述第二转动杆22与橡胶圈29之间设置有防滑结构，设置防滑结构用于防止两者之间相互滑动，所述防滑机构包括设置在所述橡胶圈29两侧的防滑凸起，所述防滑凸起设置在第二转动杆22内部的防滑槽中，如此避免橡胶圈29与第二转动杆22之间出现相对滑动。
41.本发明还提供一种cvd设备，包括多个加工腔室和转运机器人，所述转运机器人包括所述的半导体晶圆传送用blade设备，所述半导体晶圆传送用blade设备的驱动块33安装在各个加工腔室的槽口中。
42.本发明的工作原理是：初始状态锁杆8低于存载盘5上沿或者与存载盘5上沿持平，当blade3在机器人的作用下插入至cvd设备中对应腔室中时，抵触凸起16触碰到驱动块33，抵触凸起16驱动驱动杆15位置发生变化，驱动杆15沿着存载盘5的宽度方向滑动，驱动杆15在腰型孔14内部滑动，驱动连接杆13转动，连接杆13转动驱动u型杆6沿着存载盘5长度方向滑动，u型杆6滑动过程中驱动配合凸起19在螺旋滑道18内部滑动，进而带动驱动件21驱动第二转动杆22转动，第二转动杆22带动锁杆8转动，锁杆8上端超过存载盘5上沿，对晶圆进行对中操作；当抵
触凸起16略过驱动块33时，blade3插入至腔室工作位置，此时u型杆6在弹性作用下，带动第一转动杆7和锁杆8转动，使得锁杆8恢复至初始状态，避免当晶圆被顶出是锁杆8与晶圆接触，影响晶圆的平衡性；当需要将腔室内部的晶圆取出时，blade3会存在突然加速的状况，如此会导致晶圆在存载盘5上产生滑动的现象，而本发明中当固定盘4突然跟着上面板1和下面板2加速时，固定盘4首先带动驱动杆15沿着存载盘5长度方向滑动，存载盘5进而通过腰型孔14和连接杆13带动u型杆6滑动，u型杆6驱动第一转动杆7转动，使得锁杆8再次转动，锁杆8顶部高于存载盘5上沿设置，如此当存载盘5跟随固定盘4突然滑动时，对晶圆进行定位，避免现有技术在将晶圆从腔室取出时存在滑动的现象；当两侧的配合凸起19磨损不一致或者抵触凸起16被挤压过渡时，锁杆8受到晶圆阻挡时，驱动凸起31从配合槽30中滑出，然后驱动配合杆23沿着第二转动杆22轴向滑动，在滑动过程中挤压部25对橡胶圈29进行挤压，橡胶圈29向外侧挤压，使得橡胶圈29抵触到摩擦环28上，由于橡胶圈29与摩擦环28之间的摩擦力，进而对第二转动杆22的位置进行固定，实现对锁杆8的位置进行固定，锁杆8的能够在对中位置保持一端时间后，等待另一个锁杆8转动至对中位置，保证对晶圆进行对中。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
44.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
45.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。