等離子體刻蝕機預真空腔的機械手的制作方法

本實用新型涉及半導體技術領域，具體涉及等離子體刻蝕機，尤其涉及等離子體刻蝕機預真空腔的機械手。

背景技術：

刻蝕是半導體加工、微電子制造、LED生產等領域中非常重要的一步工藝。由于半導體器件的集成度日漸提高，在生產中需要對于尺寸進行更加嚴格控制，因此對刻蝕精度的要求也越來越高。常見的刻蝕手段主要有干法刻蝕和濕法刻蝕。與濕法刻蝕相比，干法刻蝕具有各向異性好、選擇比高、工藝可控、重復性好、無化學廢液污染等優點。干法刻蝕可分為光揮發刻蝕、氣相刻蝕、等離子體刻蝕等。

等離子體刻蝕是目前常見的一種干法刻蝕形式，當氣體暴露于電子區域時，產生電離氣體和具有高能電子的氣體，從而形成等離子體，電離氣體經過加速電場，將釋放大量能量刻蝕表面。與其他刻蝕技術相比，等離子體刻蝕技術的結構簡單、操作便利、性價比高。例如在室溫下刻蝕硅片，產品具有較高的刻蝕速率和選擇比，并能保持較好的側壁陡直度。因此，等離子體刻蝕廣泛應用于各類器件制作中。

等離子體刻蝕中，速度和均勻性是兩個極其重要的參數。對于工業生產來說，刻蝕速度快，則刻蝕所需時間就少，生產效率才能大幅提高。而均勻性則對產品的良品率有較大影響。

預真空腔是等離子體刻蝕機的重要組成之一，機械手是預真空腔中最為關鍵的部分。操作人員通過預真空腔的開口將待刻樣片放入腔體，通過機械手送入反應腔，刻蝕結束后，機械手將樣片送回預真空腔，從而取出刻蝕樣片。機械手對于樣片狀態有極大影響。現有的大多數等離子體刻蝕機預真空腔的機械手存在諸多問題，如運動方式過于復雜，不利于控制運動精度；另外，機械手穩定性不足，在夾持過程中容易導致樣片破碎。

技術實現要素：

為了解決現有等離子體刻蝕機預真空腔中機械手運動方式過于復雜，控制精度差，穩定性不足的問題，本實用新型公開一種等離子體刻蝕機預真空腔的機械手，包括托盤機構和移動機構，所述托盤機構包括手臂和手指，所述手臂末端固定在所述移動機構上并隨之移動，所述手臂前端與所述手指連接，所述手臂厚度大于所述手指的厚度。

優選為，所述手臂臂身具有鏤空圖案。

優選為，所述手臂末端中部具有鏤空圖案。

優選為，所述鏤空圖案為三角形。

優選為，所述手指設置有圓形的凹陷結構。

優選為，所述凹陷結構的大小與載片大小相同。

優選為，所述手臂末端的寬度大于所述手臂臂身和所述手臂前端的寬度。

優選為，所述手臂前端的寬度大于所述手臂臂身的寬度。

優選為，所述移動機構包括導向軸、移動軸、移動座和轉動擺桿，所述移動軸以可沿所述導向軸移動的方式安裝在所述導向軸上，所述移動座以可沿所述移動軸移動的方式安裝在所述移動軸上，所述轉動擺桿安裝在所述移動座底部。

優選為，所述手臂末端固定在所述移動軸的一端。

本實用新型的等離子體刻蝕機預真空腔的機械手，通過階梯性設置托盤機構的厚度，減輕懸空部分的重量，增加穩定性和可控性，能夠有效避免因懸空部分重力過大而導致機械手載片進入反應腔室后無法到達預定高度，進而影響后續取片過程，甚至造成碰撞、損壞托盤及載片等情況的發生。同時，通過將機械手手臂設置為對稱三角形鏤空陣列形狀，能夠進一步提高穩定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是等離子體刻蝕機預真空腔的機械手的托盤機構的立體結構示意圖。

圖2是等離子體刻蝕機預真空腔的機械手的托盤機構的另一角度立體結構示意圖。

圖3是等離子體刻蝕機預真空腔的機械手的托盤機構階梯型厚度的示意圖。

圖4是是等離子體刻蝕機預真空腔的機械手的移動機構的立體結構示意圖。

附圖標記：

1～手臂；2～手指；11～手臂末端；12～手臂臂身；

13～手臂前端；21～凹陷結構；31～導向軸；32～移動軸；

33～移動座；34～轉動擺桿；321～手臂固定位；

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

本實用新型的等離子體刻蝕機預真空腔的機械手包括托盤機構和移動機構。圖1和圖2是等離子體刻蝕機預真空腔的機械手托盤機構的立體結構示意圖。如圖1和圖2所示，等離子體刻蝕機預真空腔的機械手托盤機構包括手臂1和手指2，手臂1包括手臂末端11、手臂臂身12和手臂前端13。手臂末端11的寬度大于手臂臂身12的寬度，手臂前端13的寬度也略大于手臂臂身11的寬度，手臂末端11的寬度大于手臂前端11的寬度。該寬度設計可以使重心集中在手臂末端，同時減輕手臂重量，使整個托盤機構更穩定。手臂末端11與手臂臂身12之間通過圓弧平滑過渡，手臂臂身12與手臂前端11通過圓弧平滑過渡。當然，本實用新型不限定于此，手臂末端11、手臂臂身12、手臂前端13的寬度也可以采用其他合適的尺寸，例如手臂前端11與手臂臂身12寬度相同，或者手臂前端11的寬度小于手臂臂身12的寬度等。

手臂末端11固定在移動機構上并隨之移動，手臂前端13與手指2連接。所謂手指2是指設計為具有分叉形式的結構，方便反應腔室頂針從中間穿過，而不影響機械手的進出。在圖1、2中示出的是指2是兩分叉的結構，但是本實用新型不限定于此，也可以是其他更多分叉的結構。

手臂1的厚度大于手指2的厚度，也即整個托盤機構的厚度呈現二級階梯狀，在圖3中示意地顯示了手臂1和手指2的厚度，分別用t1和t2表示。該設計可以降低機械手托盤機構前部的重量，使機械手的托盤機構重心集中在固定位置附近，同時防止手指載片部分因重力太大而下垂，進入反應腔室后無法到達預定高度，進而影響后續取片過程，甚至造成碰撞，損壞托盤及載片等，提高機械手的穩定性。

優選地，手臂臂身12具有三角形鏤空圖案，進一步優選地在手臂末端11的中部也設置三角形鏤空圖案，如圖1和圖2所示。采取對稱三角形鏤空陣列設計，類似于橋梁結構，增加機械手的穩定性，同時能夠進一步減輕托盤機構的重量。當然，也可以采用其他形狀的鏤空圖案。

手指2中設置有圓形的凹陷結構21，如圖1所示，方便在其上載片，防止滑落。凹陷結構21的大小優選與載片大小相同。在圖3中示出了凹陷結構21的厚度t3與手臂厚度t1、手指厚度t2的對比圖。

圖4是等離子體刻蝕機預真空腔的機械手移動機構的立體結構示意圖。如圖4所示，移動機構包括導向軸31、移動軸32、移動座33和轉動擺桿34。移動軸32安裝在所述導向軸31上，并且可以沿導向軸31往復移動，移動座33安裝在移動軸31上，并且可沿移動軸32往復移動，轉動擺桿34安裝在移動座33底部。機械手的托盤機構的手臂末端11固定在移動軸32的一端321上。轉動擺桿34與伺服電機相連接，通過伺服電機驅動托盤機構運動，同時配合傳感器對托盤機構的運動過程進行精確控制。

本實用新型的等離子體刻蝕機預真空腔的機械手，通過階梯性設置托盤機構的厚度，減輕懸空部分的重量，增加穩定性和可控性，能夠有效避免因懸空部分重力過大而導致機械手載片進入反應腔室后無法到達預定高度，進而影響后續取片過程，甚至造成碰撞、損壞托盤及載片等情況的發生。同時，通過將機械手手臂設置為對稱三角形鏤空陣列形狀，能夠進一步提高穩定性。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。