CN113437010B - 机械手及半导体加工设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种机械手及半导体加工设备，所公开的机械手包括支撑臂(100)和吸附件(200)，支撑臂(100)与吸附件(200)固定相连，吸附件(200)开设有负压吸附孔，吸附件(200)的外侧边缘开设有圆弧形豁口(211)，圆弧形豁口(211)与支撑臂(100)分别位于吸附件(200)相背的两侧。本申请采用的技术方案能够解决背景技术中的机械手较容易将工艺腔在加工过程中产生的副产物附着在待加工件上，最终导致待加工件的质量不佳的问题。

Description

机械手及半导体加工设备
技术领域
本申请涉及半导体加工工艺技术领域，尤其涉及一种机械手及半导体加工设备。
背景技术
相关技术中，半导体加工设备通过机械手对待加工件进行输送。在具体的工作过程中，机械手会将待加工件从承载腔传输至工艺腔，使得待加工件在工艺腔中被加工。由于工艺腔在加工的过程中会产生副产物，因此机械手在将加工完成的待加工件从工艺腔中取出时，较容易沾上副产物。由此导致，机械手下一次从承载腔中抓起待加工件向工艺腔输送时，会导致这些副产物附着在未加工的待加工件上，由此导致在工艺腔进行加工的过程中待加工件的质量会出现问题。经过检测，较为普遍的问题是，待加工件上会出现多晶现象，最终导致待加工件的质量不佳。
发明内容
本申请实施例的目的是公开一种机械手及半导体加工设备，以解决相关技术中的机械手较容易将工艺腔在加工过程中产生的副产物附着在待加工件上，最终导致待加工件的质量不佳的问题。
为解决上述技术问题，本申请采用下述技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种机械手，所公开的机械手包括支撑臂和吸附件，所述支撑臂与所述吸附件固定相连，所述吸附件开设有负压吸附孔，所述吸附件的外侧边缘开设有圆弧形豁口，所述圆弧形豁口与所述支撑臂分别位于所述吸附件相背的两侧。
第二方面，本申请实施例提供一种半导体加工设备，所公开的半导体加工设备包括上文所述中任一项的机械手。
本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：
本申请实施例公开的机械手通过对相关技术中的机械手的结构进行改进，通过在吸附件上与支撑臂相背分布的区域开设圆弧形豁口，用来缓解开设圆弧形豁口的区域容易出现副产物的现象，从而能够间接缓解由机械手致使待加工件沾染上副产物的情况，使得待加工件沾染的副产物较少，因此能够缓解副产物对待加工件的质量影响，进而能够提升待加工件的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对实施例或背景技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例公开的机械手的俯视图。
附图标记说明：
100-支撑臂；
200-吸附件、210-外环吸附区域、211-圆弧形豁口、212-第一吸附孔、220-内环吸附区域、221-第二吸附孔、230-连接孔。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，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，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各个实施例公开的技术方案。
请参考图1，本申请实施例公开一种机械手及半导体加工设备，所公开的机械手包括支撑臂100和吸附件200。
支撑臂100为机械手的支撑结构，能够对吸附件200发挥支撑作用，吸附件200为机械手的主要功能结构，能够在支撑臂100的支撑作用下，对已经加工完成的待加工件例如晶圆进行拾取。支撑臂100与吸附件200固定相连，使得支撑臂100与吸附件200之间的连接关系稳定，从而使得支撑臂100能够对吸附件200稳定地发挥支撑作用。
吸附件200开设有负压吸附孔，负压吸附孔中的压强为负压，从而在负压吸附孔靠近待拾取的待加工件时，待拾取的待加工件能够被吸附至吸附件200上，用以实现机械手的拾取功能。吸附件200的外侧边缘开设有圆弧形豁口211，圆弧形豁口211与支撑臂100分别位于吸附件200相背的两侧。吸附件200中与支撑臂100相背的一侧为参考边对面，在相关的实验中，参考边对面的区域中为副产物较多的区域，而将圆弧形豁口211开设于参考边对面的区域中，从而能够避免参考边对面的区域中出现较多的副产物，导致机械手在拾取待加工件时对待加工件产生污染。
本申请实施例公开的机械手通过对相关技术中的机械手的结构进行改进，通过在吸附件200上与支撑臂100相背分布的区域开设圆弧形豁口211，用来缓解开设圆弧形豁口211的参考边对面的区域容易出现副产物的现象，从而能够间接缓解由机械手致使待加工件沾染上副产物的情况，使得待加工件沾染的副产物较少，因此能够缓解副产物对待加工件的质量影响，进而能够提升待加工件的质量。
在本申请实施例公开的机械手中，圆弧形豁口211的圆心与吸附件200的圆心可以重合，使得以圆弧形豁口211的半径成圆的圆圈和以吸附件200的半径成圆的圆圈可以是同心圆，使得圆弧形豁口211能够较为容易的在吸附件200上开设，从而能够简化圆弧形豁口211在机械手中的生产制造，并且在相关的实验中得知，加工件的副产物多集中出现于参考边对面的一个角度范围内的区域中，在此种情况下，圆弧形豁口211的圆心角可以大于或等于60°，且小于或等于120°，使得集中出现副产物的区域能够被切除，从而形成圆弧形豁口211，进而减少机械手中集中出现副产物的区域，用以减少副产物对于待加工件的污染。
与此同时，圆弧形豁口211在吸附件200上的开设，即是对吸附件200上部分结构的切除，从而能够减轻吸附件200的重量，有助于支撑臂100对吸附件200更加平稳地支撑，从而能够改善机械手在移动放取待加工件时的垂度，进而能够避免机械手在相对不平整的条件下移动放取待加工件时，由于受力不均匀而导致待加工件沾染副产物。
在进一步的技术方案中，圆弧形豁口211沿吸附件200的径向的中心线可以为第一中心线，支撑臂100沿吸附件200的径向的中心线可以为第二中心线，第一中心线与第二中心线共线且均穿过吸附件200的中心。在此种情况下，圆弧形豁口211的中心线与支撑臂100的中心线重合，即圆弧形豁口211与支撑臂100在机械手中对称设置，从而能够均衡支撑臂100对吸附件200的支撑。可选的，整个吸附件200和支撑臂100可以为轴对称的结构，使得支撑臂100对吸附件200的整个结构可以进行较为均匀的支撑，从而在机械手工作的过程中，能够有利于吸附件200通过负压吸附孔平稳地实现对待加工件的负压吸附。
在本申请实施例公开的机械手中，吸附件200可以包括内环吸附区域220和外环吸附区域210，内环吸附区域220与外环吸附区域210同轴设置，且内环吸附区域220位于外环吸附区域210之内。在此种情况下，吸附件200具有不同的吸附区域，具体分为内环吸附区域220和外环吸附区域210，且外环吸附区域210环绕内环吸附区域220设置。
在一种可选的方案中，圆弧形豁口211可以开设于外环吸附区域210背向内环吸附区域220的边缘上，负压吸附孔开设在内环吸附区域220和外环吸附区域210的至少一者上，具体的，可以将负压吸附孔开设在内环吸附区域220中，在内环吸附区域220内凹于外环吸附区域210的情况下，吸附件200中的内环吸附区域220能够形成一个负压腔，而负压腔中较为均衡的压强值能够有利于吸附件200对待加工件进行平稳地拾取，用以避免吸附件200与待加工件之间的不稳定接触导致的污染，同时也能够提升机械手的可使用性。当然，负压吸附孔还可以开设于外环吸附区域210上，或者，负压吸附孔可以同时开设于内环吸附区域220和外环吸附区域210，本申请实施例不对负压吸附孔开设的具***置进行限制。
在进一步的技术方案中，负压吸附孔可以包括多个第一吸附孔212和多个第二吸附孔221，多个第一吸附孔212间隔设置在外环吸附区域210，多个第二吸附孔221间隔设置在内环吸附区域220。在此种情况下，内环吸附区域220和外环吸附区域210上均设置有负压吸附孔，使得吸附件200上的较大区域能够实现负压吸附的功能，同时，多个第一吸附孔212和多个第二吸附孔221的间隔设置能够有利于内环吸附区域220中更快速地形成负压腔，从而能够提升吸附件200对待加工件进行拾取的启动效率。
在另一种可选的方案中，多个第二吸附孔221可以包括一个条形孔和多个圆孔，条形孔设于圆弧形豁口211的内侧，多个第二吸附孔221沿内环吸附区域220的圆周方向间隔分布。在此种情况下，条形孔相较于圆孔的流通面积较大，即在同一时间，条形孔中通过的气体的流量可以比圆孔中通过的气体的流量大，使得条形孔能够更进一步地提升吸附件200拾取待加工件时的启动效率。同时，可以将条形孔设置为可以调节气流量大小的孔，使得工作人员能够根据实际需求，对能够通过条形孔的气体流量的大小进行调节，用以适应吸附件200对待加工件不同的拾取需求。
在本申请实施例公开的机械手中，多个第一吸附孔212可以包括第一组第一吸附孔212和第二组第一吸附孔212，第一组第一吸附孔212与第二组第一吸附孔212，以经过圆弧形豁口211的中心和吸附件200的圆心的连线对称设置。在此种情况下，第一组第一吸附孔212和第二组第一吸附孔212对称设置于圆弧形豁口211的两侧，即第一组第一吸附孔212和第二组第一吸附孔212对称开设于吸附件200上，使得在能够均衡吸附件200对待加工件的拾取功能的同时，还能够均衡支撑臂100对吸附件200的支撑作用。
在进一步的技术方案中，第一组第一吸附孔212可以呈预设形状分布，呈现预设形状分布的第一组第一吸附孔212会相对集中一点，第一组第一吸附孔212距吸附件200的圆心的距离可以不全相等，从而使得第一组第一吸附孔212可以在多个方向对待加工件发挥吸附作用，使得待加工件能够受到来自不同方向的吸附力，从而使得吸附件200在较小流量的负压中就能够实现吸附待加工件时的稳定性。
在一种可选的方案中，预设形状可以有多种，通常为了第一组第一吸附孔212较为对称和集中，预设形状可以为W形、V形或S形等，这样的预设形状能够避免待加工件在一定程度上由于受力不均而导致的滑片现象，进而能够减少机械手在重复拾取待加工件的过程中沾染副产物的可能性。本申请实施例不对预设形状的具体形状进行限制。
在本申请实施例公开的机械手中，第一组第一吸附孔212和第二组第一吸附孔212均距圆弧形豁口211的距离可以为第一距离，第一组第一吸附孔212和第二组第一吸附孔212均距支撑臂100的距离为第二距离，第一距离为第一组第一吸附孔212的中心和第二组第一吸附孔212的中心到圆弧形豁口211的中心的距离，而第二距离为第一组第一吸附孔212的中心和第二组第一吸附孔212的中心到支撑臂100的中心的距离。
在一种可选的方案中，第一距离可以小于第二距离，在此种情况下，第一组第一吸附孔212和第二组第一吸附孔212在较为靠近圆弧形豁口211的位置处开设，由于吸附件200上开设圆弧形豁口211的区域不能开设负压吸附孔，使得吸附件200上可能出现对待加工件拾取不均匀的现象发生，而第一组第一吸附孔212和第二组第一吸附孔212靠近圆弧形豁口211的设置，能够在一定程度上缓解开设圆弧形豁口211的区域不能开设负压吸附孔，而导致吸附件200对待加工件拾取不均匀的问题。
在本申请实施例公开的机械手中，圆弧形豁口211在吸附件200的径向上尺寸可以为第一尺寸，外环吸附区域210在吸附件200的径向上尺寸可以为第二尺寸，第一尺寸小于第二尺寸。在此种情况下，外环吸附区域210的部分边缘开设圆弧形豁口211，即只是将副产物多集中的区域进行切除，从而能够在较大程度上保证吸附件200的完整性，使得圆弧形豁口211并不与内环吸附区域220相接触，从而使得内环吸附区域220是完整的，进而能够保证在内环吸附区域220上开设负压吸附孔，用以保证吸附件200实现功能。
在本申请实施例公开的机械手中，吸附件200背向负压吸附孔的表面可以开设有连接孔230，连接孔230与负压吸附孔连通，机械手还可以包括负压抽气管道和正压送气管道，负压抽气管道中的气体压强小于大气压，正压送汽管道中的气体压强可以高于大气压，负压抽气管道和正压送气管道均与连接孔230连接，使得连接孔230中可以为负压环境，也可以为正压环境。
具体的，机械手可以具有不同的状态，在机械手处于第一状态的情况下，机械手为工作状态，负压抽气管道与连接孔230连通，且正压送气管道与连接孔230阻断，负压抽气管道用于从连接孔230抽气；此时，连接孔230中为负压环境，并且，负压吸附孔能够通过连接孔230与负压抽气管道相连通，用以实现吸附件200表面的负压环境，使得机械手能够实现对待加工件的负压拾取。而在机械手处于第二状态的情况下，可以是机械手结束较长时间的工作后，也可以是机械手在启动之前，负压抽气管道与连接孔230阻断，且正压送气管道与连接孔230连通，正压送气管道用于向连接孔230吹气，此时，负压吸附孔能够通过连接孔230与正压送气管道相连通，使得吸附件200中的负压吸附孔能够被较大压强的气体进行吹扫，从而实现对吸附件200的清洁功能，进而能够避免吸附件200上原本的副产物对后续拾取的待加工件的污染。
基于上述所述的机械手，本申请实施例还公开一种半导体加工设备，所涉及到的机械手为上述中所述任一项的机械手。
本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
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。

Claims (12)

1.一种机械手，其特征在于，包括支撑臂(100)和吸附件(200)，所述支撑臂(100)与所述吸附件(200)固定相连，所述吸附件(200)开设有负压吸附孔，所述吸附件(200)的外侧边缘开设有圆弧形豁口(211)，所述圆弧形豁口(211)与所述支撑臂(100)分别位于所述吸附件(200)相背的两侧；
所述吸附件(200)包括内环吸附区域(220)和外环吸附区域(210)，所述内环吸附区域(220)与所述外环吸附区域(210)同轴设置，且所述内环吸附区域(220)位于所述外环吸附区域(210)之内，所述圆弧形豁口(211)开设于所述外环吸附区域(210)背向所述内环吸附区域(220)的边缘上，所述负压吸附孔开设在所述内环吸附区域(220)和所述外环吸附区域(210)的至少一者上，所述内环吸附区域(220)内凹于所述外环吸附区域(210)。
2.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述圆弧形豁口(211)的圆心与所述吸附件(200)的圆心重合，所述圆弧形豁口(211)的圆心角大于或等于60°，且小于或等于120°。
3.根据权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述圆弧形豁口(211)沿所述吸附件(200)的径向的中心线为第一中心线，所述支撑臂(100)沿所述吸附件(200)的径向的中心线为第二中心线，所述第一中心线与所述第二中心线共线且均穿过所述吸附件(200)的中心。
4.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述负压吸附孔包括多个第一吸附孔(212)和多个第二吸附孔(221)，所述多个第一吸附孔(212)间隔设置在所述外环吸附区域(210)，所述多个第二吸附孔(221)间隔设置在所述内环吸附区域(220)。
5.根据权利要求4所述的机械手，其特征在于，所述多个第二吸附孔(221)包括一个条形孔和多个圆孔，所述条形孔设于所述圆弧形豁口(211)的内侧，所述多个圆孔沿所述内环吸附区域(220)的圆周方向间隔分布。
6.根据权利要求4所述的机械手，其特征在于，所述多个第一吸附孔(212)包括第一组第一吸附孔(212)和第二组第一吸附孔(212)，所述第一组第一吸附孔(212)与所述第二组第一吸附孔(212)，以经过所述圆弧形豁口(211)的中心和所述吸附件(200)的圆心的连线对称设置。
7.根据权利要求6所述的机械手，其特征在于，所述第一组第一吸附孔(212)呈预设形状分布，所述第一组第一吸附孔(212)距所述吸附件(200)的圆心的距离不全相等。
8.根据权利要求7所述的机械手，其特征在于，所述预设形状为W形、V形或S形。
9.根据权利要求6所述的机械手，其特征在于，所述第一组第一吸附孔(212)和所述第二组第一吸附孔(212)均距所述圆弧形豁口(211)的距离为第一距离，所述第一组第一吸附孔(212)和所述第二组第一吸附孔(212)均距所述支撑臂(100)的距离为第二距离，所述第一距离小于第二距离。
10.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述圆弧形豁口(211)在所述吸附件(200)的径向上尺寸为第一尺寸，所述外环吸附区域(210)在所述吸附件(200)的径向上尺寸为第二尺寸，所述第一尺寸小于第二尺寸。
11.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述吸附件(200)背向所述负压吸附孔的表面开设有连接孔(230)，所述连接孔(230)与所述负压吸附孔连通，所述机械手还包括负压抽气管道和正压送气管道，所述负压抽气管道和所述正压送气管道均与所述连接孔(230)连接，其中：
在所述机械手处于第一状态的情况下，所述负压抽气管道与所述连接孔(230)连通，且所述正压送气管道与所述连接孔(230)阻断，所述负压抽气管道用于从所述连接孔(230)抽气；
在所述机械手处于第二状态的情况下，所述负压抽气管道与所述连接孔(230)阻断，且所述正压送气管道与所述连接孔(230)连通，所述正压送气管道用于向所述连接孔(230)吹气。
12.一种半导体加工设备，其特征在于，包括权利要求1至11中任一项所述的机械手。
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