一种平衡硅片夹持机构

摘要

本发明公开了一种平衡硅片夹持机构，包括：旋转轴及可在所述旋转轴带动下旋转的卡盘，所述卡盘包括三个夹持臂，其中两个所述夹持臂的端部为固定夹持元件，另一个所述夹持臂的端部为可调夹持件；所述可调夹持件可相对与所述卡盘的连接点摆动，用于夹持硅片，其顶端设置有用于与所述硅片表面接触的夹持元件，其底端设置有重量可调的平衡机构。本平衡硅片夹持机构其结构简单，且无需通过移动零件来夹持住硅片，从而不会在硅片清洗结束后会产生颗粒物。

权利要求

1.一种平衡硅片夹持机构，其特征在于，包括：旋转轴及可在所述旋转轴带动下旋转的卡盘（3），所述卡盘（3）包括三个夹持臂，其中两个所述夹持臂的端部为固定夹持元件（10），另一个所述夹持臂的端部为可调夹持件（9）；

所述可调夹持件（9）可相对于与所述卡盘（3）的连接点摆动，用于夹持硅片（2），其顶端设置有用于与所述硅片（2）表面接触的夹持元件（4），其底端设置有重量可调的平衡机构；

所述平衡机构包括位于所述可调夹持件（9）底部的孔或槽及其内设置的弹簧（5），所述弹簧（5）的一端连接有平衡量块（6），所述孔或槽的开口处设置有塞子（7）；所述塞子（7）在所述孔或槽中的进给量可调。

2.如权利要求1所述的平衡硅片夹持机构，其特征在于，所述可调夹持件（9）夹持臂的端部设置有可调夹持件回止件（8），所述可调夹持件回止件（8）的端部与竖直状态的所述可调夹持件（9）之间的间距为可调，其用于限制所述可调夹持件（9）的摆动。

3.如权利要求1所述的平衡硅片夹持机构，其特征在于，所述夹持元件（4）竖直状态下用于与所述硅片（2）表面接触的安置面（11）为倾斜向下。

4.如权利要求1所述的平衡硅片夹持机构，其特征在于，所述三个夹持臂之间的夹角互为120°。

说明书

一种平衡硅片夹持机构

技术领域

[0001] 本发明涉及集成电路加工工艺技术领域，特别是涉及一种硅片夹持机构。

背景技术

[0002] 作为集成电路加工工艺的一部分，能够安全夹持住硅片是非常重要的。传统的方法通常使用弹簧、电子装置、凸轮及其他机械连接来保持和移动夹持元件。夹持硅片过程主要分为三部分：装载硅片(夹持元件在一个打开的位置)、旋转硅片(夹持元件要安全的夹持住硅片)、取出硅片(夹持元件在打开位置)

[0003] 传统夹持硅片的方法对零部件、电子元件和气体力学方面都有要求。这些方法通常要求准确地控制夹持元件的开闭和零部件的移动。而且卡盘要想满足气体力学方面的要求就必然需要特殊的非常昂贵的旋转轴和旋转系统。许多传统的夹持元件由于在高速旋转条件下易受到地心引力的影响，因而不得不超出安全标准设计或者在复位时只有较短的行程。

[0004] 并且传统的方法是通过移动零件来夹持住硅片，这种方法在硅片清洗结束后会产生颗粒物，而这些颗粒物会在夹持元件打开硅片工艺结束时沉降在硅片表面。

发明内容

[0005] (一)要解决的技术问题

[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种的夹持元件，结构简单，且无需通过移动零件来夹持住硅片，从而不会在硅片清洗结束后会产生颗粒物。

[0007] (二)技术方案

[0008] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种平衡硅片夹持机构，包括：旋转轴及可在所述旋转轴带动下旋转的卡盘，所述卡盘包括三个夹持臂，其中两个所述夹持臂的端部为固定夹持元件，另一个所述夹持臂的端部为可调夹持件；

[0009] 所述可调夹持件可相对于与所述卡盘的连接点摆动，用于夹持硅片，其顶端设置有用于与所述硅片表面接触的夹持元件，其底端设置有重量可调的平衡机构。

[0010] 其中，所述平衡机构包括位于所述可调夹持件底部的孔或槽及其内设置的弹簧，所述弹簧的另一端连接有平衡量块，所述孔或槽的开口处设置有塞子。

[0011] 其中，所述塞子在所述孔或槽中的进给量可调。

[0012] 其中，所述可调夹持件夹持臂的端部设置有可调夹持件回止件，所述可调夹持件回止件的端部与竖直状态的所述可调夹持件之间的间距为可调，其用于限制所述可调夹持件的摆动。

[0013] 其中，所述夹持元件竖直状态下用于与所述硅片表面接触的安置面为倾斜向下。

[0014] 其中，所述三个夹持臂之间的夹角互为120°。

[0015] (三)有益效果

[0016] 上述技术方案所提供的平衡硅片夹持机构中，其包括：旋转轴及可在所述旋转轴带动下旋转的卡盘，所述卡盘包括三个夹持臂，其中两个所述夹持臂的端部为固定夹持元件，另一个所述夹持臂的端部为可调夹持件；所述可调夹持件可相对与所述卡盘的连接点摆动，用于夹持硅片，其顶端设置有用于与所述硅片表面接触的夹持元件，其底端设置有重量可调的平衡机构。本平衡硅片夹持机构其结构简单，且无需通过移动零件来夹持住硅片，从而不会在硅片清洗结束后会产生颗粒物。

附图说明

[0017] 图1是本发明实施例的平衡硅片夹持机构的结构示意图；

[0018] 图2是图1中A部的局部放大示意图；

[0019] 图3是本发明实施例的平衡硅片夹持机构的可调夹持件的截面示意图；

[0020] 图4a和图4b是本发明实施例的硅片放置到平衡硅片夹持机构的安置面的过程示意图；

[0021] 图5a和5b是本发明实施例平衡硅片夹持机构的旋转时离心力的示意图；

[0022] 图6是本发明实施例平衡硅片夹持机构的旋转时可调夹持件回止件的作用力示意图；

[0023] 图7是本发明实施例平衡硅片夹持机构的旋转速度降低时可调夹持件释放的示意图；

[0024] 图8a是本发明实施例平衡硅片夹持机构的俯视示意图；

[0025] 图8b是本发明实施例平衡硅片夹持机构的侧视示意图；

[0026] 其中，1：平衡硅片夹持机构；2：硅片；3：卡盘；4：夹持元件；5：弹簧；6：平衡量块；7：塞子；8：可调夹持件回止件；9：可调夹持件；10：固定夹持元件；11：安置面；12：离心力；13：箭头线；14：夹持区域；17：离心力；18：作用力；19：硅片与夹持元件接触位置；20：调整位置；21：回止位置；22：旋转方向。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0028] 结合图1至3及图8a、8b所示，本实施例提供的平衡硅片夹持机构1，包括：旋转轴及可在旋转轴带动下旋转的卡盘3，卡盘3包括三个夹持臂，其中两个夹持臂的端部为固定夹持元件10，另一个夹持臂的端部为可调夹持件9；可调夹持件9可相对于与卡盘3的连接点摆动，用于夹持硅片2，其顶端设置有用于与硅片2表面接触的夹持元件4，其底端设置有重量可调的平衡机构，优选的三个夹持臂之间的夹角互为120°分布，目的是为了机械手能够在不受任何干扰的情况下放置和取走硅片2。通过调整平衡机构的重量来调整可调夹持件9在卡盘3旋转时产生的向心力，从而实现对硅片2的夹持。本平衡硅片夹持机构1结构简单，且无需通过移动零件来夹持住硅片2，从而不会在硅片2清洗结束后会产生颗粒物。

[0029] 平衡机构包括位于可调夹持件9底部的孔或槽及其内设置的弹簧5，弹簧5的另一端连接有平衡量块6，孔或槽的开口处设置有塞子7。塞子7在孔或槽中的进给量可调。通过调节平衡量块6的重量，或者调节塞子7在孔或槽中的进给量来改变平衡机构在卡盘
3旋转式的向心力，以适应不同的硅片2对夹持力的需求。

[0030] 夹持元件4竖直状态下用于与硅片2表面接触的安置面11为倾斜向下。硅片2位于如附图4a和4b安置面11上。硅片2将在此位置放置直到卡盘3旋转到足够快条件下迫使平衡量块6向外移动来夹紧硅片2。可调夹持件9在最初设计时是在33rpm条件下夹紧硅片2，通过调节平衡量块6的重量、调节平衡用的塞子7的进给量可以调整夹紧硅片2在不同转速下对夹持力的需求。

[0031] 附图5a展示了可调夹持件9在旋转条件下离心力的方向。当到达合适的转速(由平衡量块6的位置决定)，夹持元件4将按箭头13的方向进行旋转，可调夹持件19的下端也将按离心力12的方向摆动。如图5b中所示，硅片2将移动到夹持元件4的夹持区域14。硅片2也自动与卡盘3同心。随着转速的增加，离心力17也将随之增加，硅片2将在夹持元件4的夹持下变形。为了避免硅片2在夹持状态下由于力太大而遭到损坏，可调夹持件
9的夹持臂的端部设置有可调夹持件回止件8，可调夹持件回止件8的端部与竖直状态的可调夹持件9之间的间距为可调，其用于限制可调夹持件9的摆动。从而，夹持元件4作用在硅片2上的力将在可调夹持件回止件8的作用下得到限制。具体的，附图6展示了硅片与夹持元件接触位置19上的作用力18的方向。通过调整可调夹持件回止件8相对于夹持臂端部的调整位置20，可以改变夹持元件4的限制可调夹持件9的回止位置21。

[0032] 在附图7中，硅片的转速下降，可调夹持件9作用在平衡量块6的离心力也随之下降，其将按旋转方向22进行旋转。硅片2将移动到夹持元件4的支撑区域。

[0033] 一旦卡盘3停止旋转，机械手将不受夹持元件任何干扰的条件下轻松取走硅片。

[0034] 由以上实施例可以看出，本发明实施例提供了一种平衡硅片夹持机构1，包括：旋转轴及可在旋转轴带动下旋转的卡盘3，卡盘3包括三个夹持臂，其中两个夹持臂的端部为固定夹持元件10，另一个夹持臂的端部为可调夹持件9；可调夹持件9可相对于与卡盘3的连接点摆动，用于夹持硅片2，其顶端设置有用于与硅片2表面接触的夹持元件4，其底端设置有重量可调的平衡机构。本平衡硅片夹持机构其结构简单，且无需通过移动零件来夹持住硅片，从而不会在硅片清洗结束后会产生颗粒物。

[0035] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。