一種用于夾持并旋轉(zhuǎn)盤狀物的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于夾持并旋轉(zhuǎn)盤狀物的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路的生產(chǎn)加工工藝過程中，半導(dǎo)體硅片或晶片等具有圓形形狀的盤狀物，通常都會(huì)經(jīng)過諸如薄膜沉積、刻蝕、清洗、拋光等多道工藝制程。而在這些工藝制程中，經(jīng)常需要通過夾持旋轉(zhuǎn)裝置用以支撐及夾持盤狀物來對盤狀物進(jìn)行旋轉(zhuǎn)工藝處理。特別是在集成電路的各個(gè)生產(chǎn)加工工藝制程之間，為了清除在各個(gè)工藝制程中沉積在硅片或晶片等表面的污染雜質(zhì)，必須對經(jīng)受了每道工藝制程后的硅片或晶片等進(jìn)行清洗處理。
[0003]在使用盤狀物夾持旋轉(zhuǎn)裝置對硅片或晶片等進(jìn)行清洗處理時(shí)，通過沿周向帶有若干卡爪的基座(卡盤)，將硅片或晶片等進(jìn)行夾緊固定，并操縱基座下方連接的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，帶動(dòng)硅片或晶片等同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使噴向硅片或晶片等的清洗化學(xué)藥液或氣體能夠均勻覆蓋產(chǎn)品整個(gè)表面，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的清潔。其中，卡爪的結(jié)構(gòu)、夾持方式、位置、松緊力度及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的響應(yīng)性等，對于保證產(chǎn)品在清洗時(shí)的安全和清潔效果具有關(guān)鍵的作用。
[0004]卡爪的動(dòng)作狀態(tài)一般包括三個(gè)階段:裝載盤狀物階段，卡爪處于打開狀態(tài)，以便機(jī)械手放入盤狀物；工藝階段，卡爪處于夾緊盤狀物狀態(tài)，使盤狀物隨旋轉(zhuǎn)平臺轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行工藝；卸載盤狀物階段，卡爪再次打開，以便機(jī)械手拾取盤狀物。
[0005]現(xiàn)有盤狀物夾持旋轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)原理大致分為三大類:第一類為卡爪通過齒輪嚙合對盤狀物進(jìn)行夾持；第二類為卡爪通過磁力作用對盤狀物進(jìn)行夾持；第三類為通過其它方式例如靜電盤或氣墊形式對盤狀物進(jìn)行夾持。
[0006]但是，上述傳統(tǒng)的夾持旋轉(zhuǎn)裝置都存在卡爪及控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易加工的問題，特別是許多傳統(tǒng)的卡爪元件在旋轉(zhuǎn)平臺的高速轉(zhuǎn)動(dòng)條件下，還容易受到離心力及地心引力的影響，往往需超出安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)或在復(fù)位時(shí)只有較短的行程，且較多的卡爪元件之間在相互動(dòng)作過程中，還容易因摩擦產(chǎn)生顆粒形成污染。而采用靜電吸附或氣墊形式夾持盤狀物，更需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的控制系統(tǒng)并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻來控制和移動(dòng)夾持元件，甚至需要特殊而昂貴的軸聯(lián)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。此外，現(xiàn)有的夾持旋轉(zhuǎn)裝置在控制夾持元件的夾持力方面仍未形成具有優(yōu)勢的設(shè)計(jì)，往往在夾持盤狀物時(shí)造成產(chǎn)品損傷及顆粒產(chǎn)生。
[0007]因此，需要設(shè)計(jì)一種具有結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作控制方式便捷可靠、夾持力度可控的新型盤狀物夾持旋轉(zhuǎn)裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種新型的用于夾持并旋轉(zhuǎn)盤狀物的裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、動(dòng)作控制方式便捷可靠、夾持力度可控的優(yōu)點(diǎn)，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不易加工、易受離心力及地心引力影響以及易產(chǎn)生顆粒污染的問題。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0010]一種用于夾持并旋轉(zhuǎn)盤狀物的裝置，包括:
[0011]環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺，其受驅(qū)動(dòng)時(shí)作水平旋轉(zhuǎn)；
[0012]環(huán)形可動(dòng)基座和固定基座，上下設(shè)于所述旋轉(zhuǎn)平臺上，并與所述旋轉(zhuǎn)平臺形成同步旋轉(zhuǎn)，所述可動(dòng)基座受驅(qū)動(dòng)時(shí)在所述固定基座上升起和降落；
[0013]一組固定卡爪和一組活動(dòng)卡爪，突出設(shè)于所述可動(dòng)基座上端面，并沿所述可動(dòng)基座圓周方向分布，所述固定卡爪固接所述可動(dòng)基座，所述活動(dòng)卡爪轉(zhuǎn)動(dòng)連接所述可動(dòng)基座，每個(gè)所述活動(dòng)卡爪分別與一個(gè)所述固定卡爪相對設(shè)置；各所述活動(dòng)卡爪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心下方部位設(shè)有第一磁體，對應(yīng)所述第一磁體的所述活動(dòng)卡爪轉(zhuǎn)動(dòng)方向兩側(cè)外部設(shè)有分別連接所述可動(dòng)基座、固定基座的第二、第三磁體，每二個(gè)相鄰所述磁體相對面的磁極相同，且所述第一、第三磁體之間的磁排斥力大于所述第一、第二磁體之間的磁排斥力；
[0014]其中，所述可動(dòng)基座降落時(shí)，各所述活動(dòng)卡爪受所述第一、第三磁體之間較大排斥力的作用向所述可動(dòng)基座內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，將放置在各所述固定卡爪上的所述盤狀物朝向各自對應(yīng)的所述固定卡爪方向夾緊，所述可動(dòng)基座升起時(shí)，各所述活動(dòng)卡爪受所述第一、第二磁體之間排斥力的作用向所述可動(dòng)基座外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，將所述盤狀物反向放開。
[0015]優(yōu)選地，所述活動(dòng)卡爪為L形，間隙容于所述可動(dòng)基座上下貫通的對應(yīng)形狀腔室內(nèi)，所述活動(dòng)卡爪的L形豎直部通過水平轉(zhuǎn)軸與所述腔室內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)連接，其上端由所述腔室伸出并高于所述可動(dòng)基座上端面，所述活動(dòng)卡爪的L形水平部朝向外側(cè)設(shè)置；所述活動(dòng)卡爪的重心位于所述轉(zhuǎn)軸外側(cè)下方，位于所述重心外側(cè)下方的所述L形水平部設(shè)有所述第一磁體，其上方設(shè)有連接所述腔室內(nèi)壁的所述第二磁體、下方設(shè)有連接所述固定基座的所述第三磁體，所述腔室在所述L形水平部向下開口 ；所述可動(dòng)基座下端面固接頂桿，所述頂桿沿所述可動(dòng)基座周向設(shè)置若干個(gè)，并依次豎直穿出所述固定基座、旋轉(zhuǎn)平臺；所述旋轉(zhuǎn)平臺下方設(shè)有升降機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)通過驅(qū)使所述頂桿上升或下降，帶動(dòng)所述可動(dòng)基座在所述固定基座上升起或降落，使所述活動(dòng)卡爪在所述第一、第二磁體之間排斥力及其重力轉(zhuǎn)矩的共同作用下繞所述轉(zhuǎn)軸向所述可動(dòng)基座外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，或在所述第一、第三磁體之間較大排斥力并克服其重力轉(zhuǎn)矩的作用下，向所述可動(dòng)基座內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，將放置在各所述固定卡爪上的所述盤狀物放開或夾緊。
[0016]優(yōu)選地，所述固定卡爪內(nèi)側(cè)設(shè)有用于放置所述盤狀物的承載面和用于與所述活動(dòng)卡爪配合夾持并限制所述盤狀物外移的阻擋面，所述活動(dòng)卡爪內(nèi)側(cè)設(shè)有用于夾持所述盤狀物的卡槽，各所述卡爪所形成的有效夾持面等高且與所述盤狀物的形狀相匹配。
[0017]優(yōu)選地，所述升降機(jī)構(gòu)包括依次連接的升降驅(qū)動(dòng)單元、連桿和頂板，所述升降驅(qū)動(dòng)單元通過驅(qū)使所述連桿上升或下降，帶動(dòng)所述頂板將所述頂桿頂起或落下，使所述可動(dòng)基座在所述固定基座上升起或降落。
[0018]優(yōu)選地，所述磁體為永磁鐵。
[0019]優(yōu)選地，所述活動(dòng)卡爪的轉(zhuǎn)角由對應(yīng)其L形豎直部的所述腔室內(nèi)壁間距限定。
[0020]優(yōu)選地，所述活動(dòng)卡爪的夾持力由所述第一、第三磁體之間的排斥力決定。
[0021]優(yōu)選地，所述活動(dòng)卡爪的數(shù)量為至少二個(gè)，所述固定卡爪的數(shù)量為至少三個(gè)。
[0022]優(yōu)選地，所述可動(dòng)基座、固定基座和旋轉(zhuǎn)平臺為同心設(shè)置的圓環(huán)形，所述可動(dòng)基座、固定基座的相對面分設(shè)若干相吸的永磁鐵，所述固定基座固接所述旋轉(zhuǎn)平臺。
[0023]優(yōu)選地，環(huán)繞所述旋轉(zhuǎn)平臺外周依次間隙設(shè)有上端開口的處理腔體、環(huán)形定子，所述環(huán)形定子設(shè)有多個(gè)線圈繞組，所述旋轉(zhuǎn)平臺設(shè)有對應(yīng)的磁性機(jī)構(gòu)，所述環(huán)形定子在所述線圈繞組通入交變電流時(shí)產(chǎn)生交變磁場，使設(shè)有磁性機(jī)構(gòu)的所述旋轉(zhuǎn)平臺產(chǎn)生與所述環(huán)形定子相反的磁場，以驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)平臺在所述處理腔體內(nèi)懸浮旋轉(zhuǎn)；所述卡爪的上、下方分設(shè)噴嘴，用于向所述盤狀物上、下表面噴射處理介質(zhì)，所述旋轉(zhuǎn)平臺下方的所述處理腔體內(nèi)設(shè)有傘形導(dǎo)流罩，用于導(dǎo)流處理介質(zhì)，所述處理腔體設(shè)有排液口和排風(fēng)口，環(huán)繞所述處理腔體開口上方設(shè)有多層可升降回收副腔，分別用于回收由所述盤狀物表面離心甩出的不同處理介質(zhì)。
[0024]從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型通過沿可動(dòng)基