一种晶圆机械夹持装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种晶圆机械夹持装置，尤其涉及其夹持机构，属于晶圆加工领域。


背景技术：

2.在晶圆制造工序中，如成膜、cmp和刻蚀等工序前后，晶圆表面存在上一道工序所遗留的超微细颗粒物、金属残留、有机物残留，这些颗粒或残留物会影响芯片最终的良率。因此对于这些颗粒或者残留物的清洗就变得必不可少。清洗后的晶圆表面残留有洗涤剂，需对晶圆烘干。之后，在晶圆表面喷涂特制的保护膜，根据保护膜的花纹，使用化学试剂进行蚀刻。清洗、烘干、喷涂保护膜和蚀刻工序均需对晶圆进行夹持固定，支撑晶圆在不同的工序加工。
3.然而，现有的晶圆机械夹持装置存在缺陷，其采用吸盘吸附的方式固定晶圆，晶圆表面与吸盘接触面积大，吸盘常常玷污晶圆，造成晶圆清洗耗费的洗涤剂的量多，晶圆合格率低。因此，如何降低晶圆的机械夹持装置与晶圆之间的接触面积是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种晶圆机械夹持装置。
5.为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种晶圆机械夹持装置，包括夹盘和若干夹持机构，若干夹持机构呈环形分布连接在夹盘背面的周边，所述夹持机构包括固定座、弹性件、销轴和第一夹爪，固定座中部设置有中间槽，连接在夹盘背面的周边；销轴贯穿中间槽和第一夹爪的底端，第一夹爪的顶端朝向夹盘的正面延伸；弹性件的一端与夹盘连接，驱动第一夹爪在中间槽中绕销轴旋转，以使第一夹爪的顶端与夹盘的中心的距离减小；所述晶圆的边缘与第一夹爪抵接，晶圆与夹盘之间形成间隙。
6.本实用新型进一步的设置为：所述夹盘的边缘设置有缺口，所述第一夹爪在缺口内转动。
7.本实用新型进一步的设置为：所述弹性件是螺旋弹簧；所述夹持机构还包括夹杆，夹杆设置在所述中间槽中，其一端与第一夹爪的底端连接；螺旋弹簧的一端与夹盘的背面抵接，另一端与夹杆抵接，螺旋弹簧驱动夹杆绕销轴旋转，以使第一夹爪的顶端与夹盘的中心的距离减小。通过按压夹杆，螺旋弹簧收缩，即可反向旋转第一夹爪，第一夹爪与晶圆之间松动，便于将晶圆从第一夹爪中取出；通过防松压杆，螺旋弹簧伸张，将正向旋转第一夹爪，将晶圆夹紧。
8.本实用新型进一步的设置为：所述第一夹爪包括爪托和挡块，爪托的顶端与所述夹盘之间形成间隙，挡块连接在爪托顶端远离夹盘中心的一侧，所述晶圆的边缘与挡块抵接，晶圆的底面与爪托的顶端抵接。爪托将晶圆托起，与夹盘之间形成间隙，避免夹盘污染晶圆。挡块将晶圆夹持固定。
9.为了提高挡块的弹性，本实用新型进一步的设置为：所述挡块的中部具有狭缝，缝隙将挡块分割为两部分；缝隙方向与所述夹盘的径向相同。
10.为了防止螺旋弹簧错位，本实用新型进一步的设置为：所述夹杆朝向所述夹盘的侧面的中部设置有限位孔，所述螺旋弹簧的一端处于限位孔中。
11.本实用新型进一步的设置为：所述销轴的两端从所述固定座的两侧面伸出，销轴的两端上设置有卡簧。
12.本实用新型进一步的设置为：所述晶圆机械夹持装置还包括连接轴、连接盘和若干螺钉，若干螺钉穿过连接盘的边缘与夹盘的背面连接，连接轴垂直地焊接在连接盘的中心。通过驱动连接轴和连接盘运动，从而改变晶圆的位置。
13.为了预先固定晶圆，本实用新型进一步的设置为：所述夹盘的边缘设置有若干预固定机构，预固定机构包括螺母、螺杆和第二夹爪；第二夹爪与所述第一夹爪结构相同，处于所述夹盘的正面，螺杆的一端连接在第二夹爪的底端，另一端穿过夹盘与螺母连接。第二夹爪与第一夹爪结构相同，仅二者长度不同，第二夹爪的顶端与第一夹爪的顶端与夹盘的距离相同。
14.本实用新型进一步的设置为：所述夹杆包括杠杆本体、补强块、压杆和垫片，杠杆本体的一端与所述第一夹爪连接，补强块连接在杠杆本体与第一夹爪之间；垫片、杠杆本体分别连接在压杆的两端。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过弹性件驱动第一夹爪在中间槽中绕销轴旋转，以使第一夹爪的顶端与夹盘的中心的距离减小；所述晶圆的边缘与第一夹爪抵接，将晶圆牢固夹持。并将晶圆托起，使晶圆与夹盘之间形成间隙。夹盘与晶圆无接触，夹持机构与晶圆之间的接触面积小，对晶圆表面的玷污小，因此，晶圆清洗耗费的洗涤剂的量少，晶圆的合格率更高。
附图说明
16.图1为晶圆机械夹持装置的立体结构示意图；
17.图2为晶圆机械夹持装置的另一视角的立体结构示意图；
18.图3为夹杆、固定座和第一夹爪的结构示意图；
19.图4为夹杆、固定座和第一夹爪的另一视角的结构示意图；
20.图5中晶圆机械夹持装置的分解结构示意图。
21.图中：1、夹盘；2、夹杆；3、连接盘；4、螺钉；5、固定座；6、垫片；7、销轴；8、第一夹爪；10、螺母；12、连接轴；13、夹持机构；14、缺口；15、卡簧；16、晶圆；17、第二夹爪；18、螺杆；22、杠杆本体；23、安装孔；24、中间槽；25、限位孔；26、压杆；27、螺旋弹簧；29、补强块；81、爪托；82、挡块；83、狭缝。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
23.参见附图1-5所示，本实施例中的一种晶圆机械夹持装置，包括夹盘1和若干夹持
机构13，若干夹持机构13呈环形分布连接在夹盘1背面的周边，夹持机构13包括固定座5、螺旋弹簧27、夹杆2、销轴7和第一夹爪8，固定座5中部设置有中间槽24，连接在夹盘1背面的周边；销轴7贯穿中间槽24和第一夹爪8的底端，第一夹爪8的顶端朝向夹盘1的正面延伸；夹杆2设置在中间槽24中，其一端与第一夹爪8的底端连接；螺旋弹簧27的一端与夹盘1的背面抵接，另一端与夹杆2抵接，螺旋弹簧27驱动夹杆2绕销轴7旋转，以使第一夹爪8的顶端与夹盘1的中心的距离减小。晶圆16的边缘与第一夹爪8抵接，晶圆16与夹盘1之间形成间隙。
24.夹盘1的边缘设置有缺口14，第一夹爪8在缺口14内转动。
25.第一夹爪8包括爪托81和挡块82，爪托81的顶端与夹盘1之间形成间隙，挡块82连接在爪托81顶端远离夹盘1中心的一侧，晶圆16的边缘与挡块82抵接，晶圆16的底面与爪托81的顶端抵接。
26.挡块82的中部具有狭缝83，缝隙将挡块82分割为两部分；缝隙方向与夹盘1的径向相同。
27.夹杆2朝向夹盘1的侧面的中部设置有限位孔25，螺旋弹簧27的一端处于限位孔25中。
28.销轴7的两端从固定座5的两侧面伸出，销轴7的两端上设置有卡簧15。
29.晶圆机械夹持装置还包括连接轴12、连接盘3和若干螺钉4，若干螺钉4穿过连接盘3的边缘与夹盘1的背面连接，连接轴12垂直地焊接在连接盘3的中心。
30.夹盘1的边缘设置有若干预固定机构，预固定机构包括螺母10、螺杆18和第二夹爪17；第二夹爪17与第一夹爪8结构相同，处于夹盘1的正面，螺杆18的一端连接在第二夹爪17的底端，另一端穿过夹盘1与螺母10连接。
31.夹杆2包括杠杆本体22、补强块29、压杆26和垫片6，杠杆本体22的一端与第一夹爪8连接，补强块29连接在杠杆本体22与第一夹爪8之间；垫片6、杠杆本体22分别连接在压杆26的两端。
32.固定座5上设置有若干安装孔23；可使用螺丝穿过安装孔23与夹盘1连接，将固定座5连接在夹盘1上。
33.综上，本实用新型所示的晶圆机械夹持装置的原理为：通过螺旋弹簧27驱动第一夹杆2在中间槽24中绕销轴7旋转，第一夹爪8与第一夹杆2垂直连接，从而驱动第一夹爪8旋转，第一夹爪8的顶端与夹盘1的中心的距离减小；晶圆16的边缘与第一夹爪8抵接，将晶圆16牢固夹持。并将晶圆16托起，使晶圆16与夹盘1之间形成间隙。夹盘1与晶圆16无接触，夹持机构13与晶圆16之间的接触面积小，对晶圆16表面的玷污小，因此，晶圆16清洗耗费的洗涤剂的量少，晶圆16的合格率更高。
34.爪托81将晶圆16托起，与夹盘1之间形成间隙，避免夹盘1污染晶圆16。挡块82将晶圆16夹持固定。挡块82的中部的狭缝83将挡块82分割为两部分，提高了挡块82的弹性。螺旋弹簧27的一端插接在限位孔25中，具有防止螺旋弹簧27错位的功能。卡簧15具有防止销轴7沿轴向移动的作用。通过驱动连接轴12和连接盘3运动，从而改变晶圆16的位置。第二夹爪17与第一夹爪8结构相同，仅二者长度不同，第二夹爪17的顶端与第一夹爪8的顶端与夹盘1的距离相同。设置压杆26和垫块以便于操作夹杆2旋转。
35.以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根
据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。