晶片夾持技術(shù)概述

薛榮媛

【摘 要】晶片的特點(diǎn)是薄、脆、易被污染。如何恰到好處地對(duì)晶片施加夾持力，又不會(huì)損傷晶片的表層物質(zhì)，是晶片搬運(yùn)機(jī)器人在晶片加工中要解決的首要問(wèn)題。本文主要對(duì)晶片的夾持技術(shù)進(jìn)行了介紹。

【關(guān)鍵詞】晶片；夾持；搬運(yùn)

一、晶片夾持技術(shù)

（一）晶片夾持技術(shù)分解

通過(guò)對(duì)晶片夾持技術(shù)的專利文獻(xiàn)收集、標(biāo)引和梳理，對(duì)設(shè)計(jì)晶片夾持領(lǐng)域的專利文獻(xiàn)樣本的分析可知，晶片夾持主要有機(jī)械夾持和吸附式夾持兩大類。機(jī)械夾持即通過(guò)夾爪夾持住晶片的正反兩面或者從晶片的周邊進(jìn)行夾持，主要通過(guò)機(jī)械力進(jìn)行夾持，其優(yōu)點(diǎn)是夾持機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是機(jī)械力控制不易，容易破壞晶片。吸附式夾持，根據(jù)所產(chǎn)生的吸附力的不同，還可分為真空吸附、伯努利吸附、靜電吸附以及分子間作用力吸附。

（二）晶片夾持技術(shù)介紹

1.機(jī)械夾持

機(jī)械夾持主要通過(guò)夾爪直接對(duì)晶片施加機(jī)械力進(jìn)行夾持，根據(jù)夾持方式的不同，機(jī)械力夾持的形式也多種多樣，有三爪型，夾爪上有適應(yīng)晶片薄邊的槽型，左右開合型，前后開合型，兩面夾持型，等等。

2.真空吸附

真空吸附主要是將吸盤與晶片之間的空氣排出，使吸盤與晶片形成的空間中的壓強(qiáng)小于外界大氣壓強(qiáng)，利用大氣壓力將晶片穩(wěn)定地抵靠在吸盤上，一般是通過(guò)真空泵將吸盤與晶片所形成的空間中的氣體抽出而形成壓力差。

3.伯努利吸附

伯努利吸附是一種利用伯努利原理（等高流動(dòng)時(shí)，流速大，壓力就?。┑奈椒绞?，即，使吸盤與晶片所形成的的空間中的氣流速度提高，從而在吸盤中心產(chǎn)生負(fù)壓，將晶片吸附。參見圖2-1。

4.靜電吸附

靜電吸附是一種利用靜電吸附現(xiàn)象的夾持方式，即當(dāng)帶靜電的吸盤靠近不帶靜電的晶片時(shí)，由于靜電感應(yīng)，沒(méi)有靜電的晶片內(nèi)部靠近帶靜電吸盤的一邊會(huì)聚集與帶靜電吸盤所攜帶電荷相反極性的電荷（另一側(cè)產(chǎn)生相同數(shù)量的同極性電荷），由于異形電荷相互吸引，晶片就會(huì)吸附在吸盤上。圖2-2為專利JP 8-55900A中公開的靜電吸附技術(shù)。D型正電極2與負(fù)電極3埋設(shè)在陶瓷制成的基材1中，由直流電源6施加一定的電壓于該兩電極所產(chǎn)生的電場(chǎng)，而在基材1的上表面1A吸附著半導(dǎo)體晶圓7。

5.分子間作用力吸附

日本株式會(huì)社愛發(fā)科公司首先提出了利用分子間作用力吸附基板的技術(shù)。如圖2-3所示，保持部15（即夾持器）由碳納米管制成，分子間相互作用力在大氣中、空氣中都會(huì)發(fā)生，且單位面積上碳納米管的根數(shù)越多，吸引力越強(qiáng)。

二、結(jié)語(yǔ)

本文總結(jié)了晶片搬運(yùn)中的所使用的夾持方式，主要有機(jī)械夾持、真空吸附、伯努利吸附、靜電吸附、分子間作用力吸附這五種方式，而前四種是目前市場(chǎng)上使用較多的方式，最后一種僅日本的一家公司申請(qǐng)了專利。因此，在后期對(duì)晶片夾持技術(shù)的研究中，申請(qǐng)人不妨從分子間作用力吸附這一突破口進(jìn)行深入研究。

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