晶片夾持技術(shù)概述

薛榮媛

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

【關(guān)鍵詞】晶片；夾持；搬運

一、晶片夾持技術(shù)

（一）晶片夾持技術(shù)分解

通過對晶片夾持技術(shù)的專利文獻(xiàn)收集、標(biāo)引和梳理，對設(shè)計晶片夾持領(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，主要通過機(jī)械力進(jìn)行夾持，其優(yōu)點是夾持機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡單，缺點是機(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)械夾持主要通過夾爪直接對晶片施加機(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（等高流動時，流速大，壓力就?。┑奈椒绞剑?，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，由于靜電感應(yīng)，沒有靜電的晶片內(nèi)部靠近帶靜電吸盤的一邊會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，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

本文總結(jié)了晶片搬運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上使用較多的方式，最后一種僅日本的一家公司申請了專利。因此，在后期對晶片夾持技術(shù)的研究中，申請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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