晶圆夹持件、晶圆夹持机构及晶圆加工设备的制作方法

1.本发明涉及晶圆加工领域，进一步地涉及一种晶圆夹持件、晶圆夹持机构及晶圆加工设备。


背景技术：

2.晶圆是指制造半导体晶体管或集成电路的衬底(也叫基片)，由于是晶体材料，其形状为圆形，所以称为晶圆。
3.基本晶圆处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗之后，送到热炉管内，在含氧的环境中，以加热氧化的方式在晶圆的表面形成一层厚约数百个的二氧化硅层，紧接着厚约1000a到2000a的氮化硅层将以化学气相沉积的方式沉积(deposition)在刚刚长成的二氧化硅上，然后整个晶圆将进行微影的制程，先在晶圆上上一层光阻，再将光罩上的图案移转到光阻上面。接着利用蚀刻技术，将部份未被光阻保护的氮化硅层加以除去，留下的就是所需要的线路图部份。接着以磷为离子源，对整片晶圆进行磷原子的植入，然后再把光阻剂去除。
4.可以理解的是，在晶圆的加工过程中需要使用晶圆夹持手臂夹持晶圆在各个处理单元之间移动，以进行清洗、沉积形成二氧化硅层、沉积形成氮化硅层、形成光阻层等工艺操作。
5.需要指出的是，在传统晶圆加工设备中，晶圆加工设备的夹持手臂只能够夹持一种尺寸的晶圆，当需要加工其他尺寸的晶圆时，需要更换相应尺寸的所述晶圆夹持臂，更换过程繁琐，效率低下。另一方面，大多数传统晶圆加工设备不能够进行夹持手臂的更换，也就是只能够加工一种尺寸的晶圆，通用性较低，使用效率低下。
6.还需要指出的是，传统晶圆加工设备的夹持手臂通常是单层结构，每次只能够进行一个晶元的加工处理，不但效率较低，而且可能会在不同的处理过程中造成夹持手臂污染，从而可能会导致晶圆的污染。
7.综上所述，需要对传统晶圆加工设备进行改进。


技术实现要素：

8.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种晶圆夹持件、晶圆夹持机构及晶圆加工设备，所述晶圆夹持件能够适用至少两种尺寸的晶圆，能够提高设备的使用效率，便于晶圆的加工。
9.为了实现上述目的，本发明提供一种晶圆夹持件，其特征在于，包括：
10.一个安装座；
11.一个夹持臂，所述夹持臂包括一个基座和两个第一延伸臂，两个所述第一延伸臂分别安装于所述基座，所述基座安装于所述安装座；
12.至少两个第二延伸臂，至少两个所述第二延伸臂分别安装于所述夹持臂；以及
13.至少两个第三延伸臂，所述第二延伸臂和所述第三延伸臂的数量相同，每一所述
第二延伸臂分别安装一个所述第三延伸臂；
14.其中所述第三延伸臂的高度低于所述第二延伸臂的高度，所述第二延伸臂的高度低于所述夹持臂的高度；至少两个所述第二延伸臂和所述夹持臂围绕形成一个第一夹持空间，适于安装第一尺寸的晶圆；至少两个所述第三延伸臂和至少两个所述第二延伸臂围绕形成一个第二夹持空间，适于安装第二尺寸的晶圆。
15.在本发明的一些优选实施例中，所述第二延伸臂的数量是两个，两个所述第二延伸臂分别安装于两个所述第一延伸臂。
16.在本发明的一些优选实施例中，所述第二延伸臂的数量是三个，其中三个所述第二延伸臂中的两个分别安装于两个所述第一延伸臂，三个所述第二延伸臂中的一个安装于所述基座，三个所述第二延伸臂与所述夹持臂围绕形成所述第一夹持空间。
17.在本发明的一些优选实施例中，三个所述第二延伸臂相互间隔预设的距离均匀设置。
18.在本发明的一些优选实施例中，所述第三延伸臂的宽度小于所述第二延伸臂的宽度。
19.在本发明的一些优选实施例中，所述第三延伸臂远离所述第二延伸臂一端的宽度小于所述第三延伸臂安装于所述第二延伸臂一端的宽度。
20.在本发明的一些优选实施例中，所述第三延伸臂与所述第二延伸臂一体成型。
21.根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种晶圆夹持机构，包括：
22.一个第一晶圆夹持组件，包括上述所述的晶圆夹持件和一个第一驱动臂，所述第一驱动臂的一端安装于所述第一晶圆夹持组件的所述晶圆夹持件；
23.一个第二晶圆夹持组件，包括上述所述的晶圆夹持件和一个第二驱动臂，所述第二驱动臂的一端安装于所述第二晶圆夹持组件的所述晶圆夹持件；以及
24.一个驱动组件，包括一个第一驱动件和一个第二驱动件，其中所述第一驱动臂的另一端安装于所述第一驱动件，所述第二驱动臂的另一端安装于所述第二驱动件，并且所述第一晶圆夹持组件的所述晶圆夹持件和所述第二晶圆夹持组件的所述晶圆夹持件相互间隔一定的距离叠层设置；所述第一驱动件能够带动所述第一驱动臂移动，所述第二驱动件能够带动所述第二驱动臂移动。
25.在本发明的一些优选实施例中，所述晶圆夹持机构还包括：
26.一个第三晶圆夹持组件，包括上述所述的晶圆夹持件和一个第三驱动臂，所述第三驱动臂的一端安装于所述第三晶圆夹持组件的所述晶圆夹持件；
27.所述驱动组件进一步包括一个第三驱动件，所述第三驱动臂的另一端安装于所述第三驱动件，所述第三晶圆夹持组件的所述晶圆夹持件与所述第二晶圆夹持组件的所述晶圆夹持件相互间隔一定的距离叠层设置，所述第二晶圆夹持组件的所述晶圆夹持件位于所述第一晶圆夹持组件的所述晶圆夹持件和所述第三晶圆夹持组件的所述晶圆夹持件之间，所述第三驱动件能够带动所述第三驱动臂移动。
28.在本发明的一些优选实施例中，所述第一驱动件、所述第二驱动件以及所述第三驱动件分别位于所述第三晶圆夹持组件的所述晶圆夹持件的下方，所述第一驱动臂和所述第二驱动臂分别位于所述第二晶圆夹持组件的所述晶圆夹持件的两侧。
29.在本发明的一些优选实施例中，所述第一驱动臂安装于所述第一驱动件的一端具
有一个第一驱动槽，所述第一驱动件的一个第一驱动皮带的一部分安装于所述第一驱动槽；所述第二驱动臂安装于所述第二驱动件的一端具有一个第二驱动槽，所述第二驱动件的一个第二驱动皮带的一部分安装于所述第二驱动槽；所述第三驱动臂安装于所述第三驱动件的一端具有一个第三驱动槽，所述第三驱动件的一个第三驱动皮带的一部分安装于所述第三驱动槽。
30.根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种晶圆加工设备，包括
31.一个上述所述的晶圆夹持机构；和
32.一个设备主体，所述晶圆夹持机构安装于所述设备主体。
33.本发明方案包括以下至少一项有益效果：
34.1、至少两个第二延伸臂和夹持臂之间围绕形成第一夹持空间，能够安装第一尺寸的晶圆，至少两个第三延伸臂和至少两个所述第二延伸臂之间围绕形成第二夹持空间，能够安装第二尺寸的晶圆。
35.2、第三延伸臂的宽度小于第二延伸臂的宽度，并且第二延伸臂的宽度小于第一延伸臂的宽度，从而能够减小与晶圆接触的面积，提高晶圆加工处理的效果。
附图说明
36.下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明方案、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
37.图1是本发明一个优选实施例的晶圆夹持件的整体结构示意图；
38.图2是本发明的上述优选实施例一个变形实施方式的晶圆夹持件的俯视结构示意图；
39.图3是本发明的上述优选实施例的晶圆夹持件的俯视结构示意图；
40.图4是本发明的一个优选实施例的晶圆夹持件的整体结构示意图；
41.图5是本发明的上述优选实施例的晶圆夹持件的后视结构示意图；
42.图6是本发明的一个优选实施例的晶圆夹持机构的立体图；
43.图7是本发明的上述优选实施例的晶圆夹持机构的立体图。
44.附图标号说明：
45.1晶圆夹持件，11安装座，12夹持臂，13第二延伸臂，14第三延伸臂，120第一夹持空间，121基座，122第一延伸臂，130第二夹持空间，131第一安装端，132第二安装端，1220晶圆取放开口；
46.21第一晶圆夹持组件，22第二晶圆夹持组件，23驱动组件，24第三晶圆夹持组件，211第一驱动臂，221第二驱动臂，241第三驱动臂，2111第一安装端，2112第一驱动端，2110第一驱动槽，2211第二安装端，2212第二驱动端，2210第二驱动槽，2411第三安装端，2412第三驱动端，2410第三驱动槽。
具体实施方式
47.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
的附图，并获得其他的实施方式。
48.为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
49.实施例1
50.参考说明书附图1至图3，本发明所提供的晶圆夹持件1被阐述，所述晶圆夹持件1适于在晶圆的加工过程中夹持所述晶圆。本发明所提供的所述晶圆夹持件1能够适用至少两种尺寸的所述晶圆的加工，从而能够在不改变加工设备结构的情况下适用至少两种尺寸的所述晶圆的加工，提高晶圆加工的效率。
51.具体地，所述晶圆夹持件1包括一个安装座11、一个夹持臂12、至少两个第二延伸臂13以及至少两个第三延伸臂14，所述夹持臂12进一步包括一个基座121和两个第一延伸臂122。
52.所述两个第一延伸臂122分别安装于所述基座121，所述基座121安装于所述安装座11。至少两个所述第二延伸臂13分别安装于所述夹持臂12。所述第三延伸臂14的数量和所述第三延伸臂13的数量相同，并且每一所述第二延伸臂13分别安装有一个所述第三延伸臂14。所述第三延伸臂14的高度低于所述第二延伸臂13的高度，所述第二延伸臂13的高度低于所述夹持臂12的高度，至少两个所述第二延伸臂13和所述夹持臂12围绕形成一个第一夹持空间120，适于安装第一尺寸的所述晶圆；至少两个所述第三延伸臂14和至少两个所述第二延伸臂13围绕形成一个第二夹持空间130，适于安装第二尺寸的所述晶圆。
53.参考说明书附图2，在本发明的第一变形实施例中，所述第二延伸臂13和所述第三延伸臂14的数量都是两个。在本优选实施例中，两个所述第二延伸臂13分别安装于所述夹持臂12的两个所述第一延伸臂122，并且两个所述第二延伸臂13的位置分别相对于所述第一夹持空间120的中心相对称。两个所述第二延伸臂13与所述夹持臂12围绕形成所述第一夹持空间120，两个所述第三延伸臂14和两个所述第二延伸臂13围绕形成所述第二夹持空间130。
54.参考说明书附图3，在本优选实施例中，所述第二延伸臂13和所述第三延伸臂14的数量都是三个。在本优选实施例中，三个所述第二延伸臂13中的两个所述第二延伸臂13分别安装于所述夹持臂12的两个所述第一延伸臂122，三个所述第二延伸臂13中的另一个所述第二延伸臂13安装于所述夹持臂12的所述基座121。优选地，三个所述第二延伸臂13分别相对于所述第一夹持空间120的中心对称。三个所述第二延伸臂13和所述夹持臂12围绕形成所述第一夹持空间120，三个所述第三延伸臂14和三个所述第二延伸臂13围绕形成所述第二夹持空间130。
55.需要指出的是，所述第二尺寸小于所述第一尺寸。优选地，所述第一尺寸是8寸，所述第二尺寸是6寸，也就是说，所述晶圆夹持件1能够适用6寸和8寸的所述晶圆。可选地，所述第一尺寸是6寸，所述第二尺寸是4寸，也就是说，所述晶圆夹持件1能够适用4寸和6寸的所述晶圆。可以理解的是，所述第一尺寸和所述第二尺寸的具体数值能够基于所需要加工的所述晶圆的具体尺寸进行设置，所述第一尺寸和所述第二尺寸的具体数值不应当构成对本发明的限制。
56.可以理解的是，由于所述第二延伸臂13的高度低于所述夹持臂12的高度，所述第二延伸臂13的上表面和所述夹持臂12的上表面之间具有一定的高度差，所述第二延伸臂13
与所述夹持臂12形成第一台阶结构。在安装所述第一尺寸的所述晶圆时，所述第一尺寸的所述晶圆适于被安装于所述第一台阶结构。所述第一尺寸的所述晶圆适于被放置于所述第一台阶结构中高度较低的所述第二延伸臂13，所述第二延伸臂13为所述第一尺寸的所述晶圆提供支撑，所述夹持臂12在所述第一尺寸的所述晶圆的周围进行限位，防止所述第一尺寸的所述晶圆向四周滑动。
57.同样地，由于所述第三延伸臂14的高度低于所述第二延伸臂13的高度，所述第三延伸臂13的上表面和所述第二延伸臂13的上表面之间具有一定的高度差，所述第三延伸臂14与所述第二延伸臂13形成第二台阶结构。在安装所述第二尺寸的所述晶圆时，所述第二尺寸的所述晶圆适于被安装于所述第二台阶结构。所述第二尺寸的所述晶圆适于被放置于所述第二台阶结构中高度交底的所述第三延伸臂14，所述第四延伸臂14为所述第二尺寸的所述晶圆提供支撑，所述第二延伸臂13在所述第二尺寸的所述晶圆的周围进行限位，防止所述第二尺寸的所述晶圆向四周滑动。
58.优选地，在本发明的一些优选实施例中，所述夹持臂12的所述基座121与所述安装座11一体成型。可选地，所述夹持臂12的所述基座121还能够通过其他的方式安装于所述安装座11，所述基座121安装于所述安装座11的具体方式不应当构成对本发明的限制。
59.优选地，所述第三延伸臂14与所述第二延伸臂13一体成型。可选地，所述第三延伸臂14还能够通过其他的方式安装于所述第二延伸臂13，所述第三延伸臂14安装于所述第二延伸臂13的具体方式不应当构成对本发明的限制。
60.优选地，所述第二延伸臂13通过可拆卸的方式安装于所述夹持臂12，比如通过螺钉固定的方式安装于所述夹持臂12。可选地，所述第二延伸臂14还能够与所述夹持臂12一体成型，或者通过其他的方式安装于所述夹持臂12，所述第二延伸臂13安装于所述夹持臂12的具体方式不应当构成对本发明的限制。
61.参考说明书附图2和图3，所述第二延伸臂13具有一个第一安装端131和一个第二安装端132，所述第二延伸臂13的所述第一安装端131安装于所述夹持臂12，所述第二安装端132安装于所述第三延伸臂14。优选地，所述第二延伸臂13的所述第一安装端131叠合于所述夹持臂12，并通过螺钉固定的方式安装于所述夹持臂12。
62.具体地，所述第二延伸臂13的所述第一安装端131的高度高于所述第二安装端132的高度，所述第一安装端131能够安装于所述夹持臂12的所述基座121或所述第一延伸臂122的上表面，并且所述第二延伸臂13的所述第二安装端132的上表面高度低于所述夹持臂12的所述基座121或所述第一延伸臂122的上表面高度，从而与所述夹持臂12的所述基座121或所述第一延伸臂122围绕形成所述第一夹持空间120。可选地，所述第二延伸臂13的所述第一安装端131还能够安装于所述夹持臂12的所述基座121或所述第一延伸臂122的下表面。可以理解的是，只要能够使得所述第二延伸臂13的所述第二安装端132的上表面高度低于所述夹持臂12的所述基座121或所述第一延伸臂122的高度，所述第一安装端131安装于所述夹持臂122的位置和方式不应当构成对本发明的限制。
63.参考说明书附图2和图3，当所述第二延伸臂13的数量是三个时，所述第三延伸臂14的宽度小于所述第二延伸臂13的宽度，以减小所述第三延伸臂14与所述第二尺寸的所述晶圆的接触面积，提高所述晶圆的处理效果。可以理解的是，减小所述第三延伸臂14的宽度还能够减轻所述晶圆夹层件1的整体重量，便于所述晶圆的加工。
64.优选地，所述第三延伸臂14的宽度自安装于所述第二延伸臂13的一端向远离所述第二延伸臂13的一端宽度逐渐变小，以使得在保持所述第三延伸臂14的结构强度的同时减小所述第三延伸臂14的宽度。
65.进一步地，两个所述第一延伸臂122远离所述基座121的两个端部之间具有一定的间隙，形成一个晶圆取放开口1220，以便于所述晶圆安装于所述第一夹持空间120或所述第二夹持空间130。
66.实施例二
67.参考说明书附图4至图7，根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一个晶圆夹持机构，包括一个第一晶圆夹持组件21、一个第二晶圆夹持组件22以及一个驱动组件23，其中所述第一晶圆夹持组件21包括一个上述实施例所述的所述晶圆夹持件1和一个第一驱动臂211，所述第一驱动臂211安装于所述第一晶圆夹持件的所述安装座11；所述第二晶圆夹持组件22包括一个上述实施例所述的所述晶圆夹持件1和一个第二驱动臂221，所述第二驱动臂221安装于所述第二晶圆夹持件的所述安装座11；所述驱动组件23包括一个第一驱动件和一个第二驱动件，所述第一晶圆夹持组件21的所述第一驱动臂211安装于所述第一驱动件(图中未示出)，所述第一驱动件能够带动所述第一驱动臂211沿着预设的方向运动；所述第二驱动臂221安装于所述第二驱动件(图中未示出)，所述第二驱动件能够带动所述第二驱动臂221沿着预设的方向运动。
68.需要指出的是，当所述第一驱动臂211安装于所述第一驱动件，并且所述第二驱动臂221安装于所述第二驱动件时，所述第一晶圆夹持件和所述第二晶圆夹持件之间相互间隔一定的距离相互叠层设置。
69.参考说明书附图4，所述晶圆夹持机构进一步包括一个第三晶圆夹持组件24，所述第三晶圆夹持组件24包括一个上述实施例所述的所述晶圆夹持件1和一个第三驱动臂241，所述第三驱动臂241的一端安装于所述第三晶圆夹持件。
70.所述驱动组件23进一步包括一个第三驱动件(图中未示出)，所述第三晶圆夹持组件24的所述第三驱动臂241安装于所述第三驱动件，所述第三驱动件能够带动所述第三晶圆夹持组件24的所述第三驱动臂241运动。
71.需要指出的是，为了接下来的描述方便，将所述第一晶圆夹持组件21的所述晶圆夹持件1定义为第一晶圆夹持件，将所述第二晶圆夹持组件22的所述晶圆夹持件1定义为第二晶圆夹持件，将所述第三晶圆夹持组件24的所述晶圆夹持件1定义为第三晶圆夹持件。
72.当所述第三晶圆夹持组件24的所述第三驱动臂241安装于所述第三驱动件时，所述第三晶圆夹持件与所述第二晶圆夹持件间隔预设的距离相互叠层设置，并且所述第二晶圆夹持件位于所述第一晶圆夹持件和所述第三晶圆夹持件之间。优选地，所述第一晶圆夹持件、所述第二晶圆夹持件以及所述第三晶圆夹持件相互平行。
73.参考说明书附图5，所述第一驱动臂211包括一个第一安装端2111和一个第一驱动端2112，所述第一驱动臂211的所述第一安装端2111安装于所述第一晶圆夹持件，所述第二驱动端2112安装于所述第一驱动件。
74.所述第二驱动臂221进一步包括一个第二安装端2211和一个第二驱动端2212，所述第二驱动臂221的所述第二安装端2211安装于所述第二晶圆夹持件，所述第二驱动端2212安装于所述安装于所述第二驱动件。
75.所述第三驱动臂241进一步包括一个第三安装端2411和一个第三驱动端2412，所述第三驱动臂241的所述第三安装端2411安装于所述第三晶圆夹持件，所述第三驱动端2412安装于所述第三驱动件。
76.参考说明书附图5至图7，所述驱动组件23的所述第一驱动件、所述第二驱动件以及所述第三驱动件分别位于所述第三晶圆夹持件的下方，所述第一驱动臂211和所述第二驱动臂221分别位于所述第二晶圆夹持件的左右两侧，所述第三驱动臂241自所述第三晶圆夹持件1向下延伸。
77.进一步地，所述第一驱动臂211的所述第一驱动端2112进一步具有一个第一驱动槽2110，所述第二驱动臂221的所述第二驱动端2212进一步具有一个第二驱动槽2210，所述第三驱动臂241的所述第三驱动端2412进一步具有一个第三驱动槽2410。
78.所述第一驱动件进一步包括一个第一驱动电机和一个第一驱动皮带，所述第一驱动皮带安装于所述第一驱动电机，所述第一驱动电机能够驱动所述第一驱动皮带沿着预设的方向转动；所述第二驱动件进一步包括一个第二驱动电机和一个第二驱动皮带，所述第二驱动皮带安装于所述第二驱动电机，所述第二驱动电机能够驱动所述第二驱动皮带沿着预设的方向转动；所述第三驱动件进一步包括一个第三驱动电机和一个第三驱动皮带，所述第三驱动皮带安装于所述第三驱动电机，所述第三驱动电机能够驱动所述第三驱动皮带沿着预设的方向转动。
79.具体地，所述第一驱动件的所述第一驱动皮带安装于所述第一驱动槽2110，所述第一驱动皮带能够带动所述第一驱动臂211沿着预设的路径运动；所述第二驱动件的所述第二驱动皮带安装于所述第二驱动槽2210，所述第二驱动皮带能够带动所述第二驱动臂221沿着预设的路径运动；所述第三驱动皮带安装于所述第三驱动槽2410，所述第三驱动皮带能够带动所述第三驱动臂241沿着预设的路径运动。
80.所述驱动组件23进一步包括一个驱动壳体，所述驱动壳体围绕形成一个容纳空间，所述第一驱动件、所述第二驱动件以及所述第三驱动件分别安装于所述驱动壳体的所述容纳空间内。
81.所述驱动壳体进一步包括一个上盖板，所述上盖板分别具有第一通道、第二通道以及第三通道，所述第一驱动臂211的所述第一驱动端2112穿过所述第一通道，所述第二驱动臂221的所述第二驱动端2212穿过所述第二通道，所述第三驱动臂241的所述第三驱动端2412穿过所述第三通道，所述第一驱动臂211能够被所述第一驱动皮带带动沿着所述第一通道的长度延伸方向运动，所述第二驱动臂221能够被所述第二驱动皮带带动沿着所述第二通道的长度延伸方向运动，所述第三驱动臂241能够被所述第三驱动皮带带动沿着所述第三通道的长度延伸方向运动。
82.实施例三
83.根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种晶圆加工设备，所述晶圆加工设备包括一个设备主体和一个上述实施例所述的晶圆夹持机构，所述晶圆夹持机构安装于所述设备主体，从而本发明所提供的所述晶圆加工设备能够满足两种尺寸的晶圆的加工需求，并且不需要进行设备组件的更换，提高晶圆加工的效率。
84.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上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，在不脱离本发明原理的前提下，还
可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。