[发明专利]半导体处理系统、衬底托盘以及机械手

说明书

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，特别是涉及一种半导体处理系统、衬底托盘以及机械手。

背景技术

自GaN(氮化镓)基第三代半导体材料的兴起，蓝光LED(发光二极管)研制成功，LED的发光强度和白光发光效率不断提高。LED被认为是下一代进入通用照明领域的新型固态光源，因此得到广泛关注。

为了实现LED的制备，需要将石墨盘等衬底托盘传送到工艺腔室中。为了方便石墨盘等衬底托盘的传输，现有技术中一般采用真空机械手等机械手。如图1所示，为现有技术中机械手的示意图。现有技术的机械手10包括手臂110和叉状的两只手指(End Effector，简称E/E)120，如图1所示。所述手臂110与所述手指120连接以控制所述手指120的移动。图2为图1沿AA’线的剖面图，图2所示为L型的手指120的截面形状。所述手指120具有侧部121与支撑部122，所述支撑部122与侧部121垂直连接形成L型，所述支撑部122的上表面1221用于放置石墨盘。

图3为现有技术中机械手抓取石墨盘的示意图。如图3所示，手指120采用环抱式抓取石墨盘130，所述支撑部122的上表面1221支撑所述石墨盘130的底面的一侧。图4为图3沿BB’线的剖面图，所述支撑部122的上表面1221将石墨盘130托起，从而进行石墨盘130的传输。

由于现有技术中机械手10的手指120的截面形状为L型结构，所以，所述支撑部122的上表面1221与石墨盘130的支撑部之间形成平面接触，可以使得手指120很好地托起石墨盘130；所述侧部121设置在所述石墨盘130的两侧，从而限制所述石墨盘130在两侧方向移动，防止石墨盘130很容易从手指120上脱落。然而，现有技术中，由于机械手10的定位精度不够，所述侧部121与所述石墨盘130需要预留一定的安全间隙S，以保证所述手指120能够进入石墨盘130的下方并抓取所述石墨盘130。然而所述安全间隙S的存在使得石墨盘130能够向两侧移动，从而使得石墨盘130容易从手指120上脱落。

因此，如何提供一种半导体处理系统，能够提高石墨盘传输的可靠性，已成为本领域技术人员需要解决的技术。

发明内容

现有技术的机械手存在传输的可靠性低的问题，本发明提供一种能解决上述问题的半导体处理系统、衬底托盘以及机械手。

本发明提供一种半导体处理系统，包括反应腔、衬底托盘和机械手，所述机械手用于向所述反应腔中传输所述衬底托盘；所述衬底托盘包括底面，所述机械手包括叉状的两只手指，所述手指包括上表面，所述上表面对应所述衬底托盘的底面，所述衬底托盘通过所述底面支撑在所述两个手指的上表面，所述手指的上表面包括定位结构，所述衬底托盘的底面具有与定位结构相配合的配合结构；当所述衬底托盘支撑在所述两个手指的上表面时，所述定位结构与所述配合结构相配合限制所述衬底托盘相对所述手指运动，使得所述衬底托盘由所述两个手指支撑。

进一步的，在所述半导体处理系统中，所述反应腔内设置有用于承载衬底托盘的托盘基座，所述衬底托盘的底面包括位于底面中心部分的第一支撑区域和围绕所述第一支撑区域的第二支撑区域，所述衬底托盘通过所述第一支撑区域支撑在所述托盘基座上，当所述机械手从所述托盘基座上抓取所述衬底托盘时，所述衬底托盘通过所述第二支撑区域支撑在所述手指的上表面。

进一步的，在所述半导体处理系统中，所述定位结构与所述配合结构相配合限制所述衬底托盘相对所述手指运动，使得所述衬底托盘由所述两个手指支撑，包括：使得所述衬底托盘的重心保持在所述手指之间的区域或位于所述手指的上表面对应的区域。

进一步的，在所述半导体处理系统中，所述定位部件为从所述手指上表面突出的定位销，所述配合部件为设置在所述底面上的凹陷，或所述定位部件为设置在所述手指上表面上的凹陷，所述配合部件为从所述底面突出的定位销；所述定位销能够嵌套于所述凹陷中。

进一步的，在所述半导体处理系统中，所述定位销具有渐细的顶部。

进一步的，在所述半导体处理系统中，所述定位销具有自定位一部和定位二部，所述定位一部位于所述定位销的底部，所述定位二部位于所述定位销的顶部，其中，所述定位一部为方柱形，所述定位二部为柱台，所述凹陷为方柱状凹陷。

进一步的，在所述半导体处理系统中，所述定位部件为从所述手指上表面突出的定位销，所述衬底托盘支撑在多个所述定位销上，所述衬底托盘通过所述定位销支撑在所述手指的上表面，所述定位销的材料的导热系数均小于所述手指的材料的导热系数。