CN104867846B - 晶圆加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种晶圆加工装置，包括：晶圆夹盘、晶圆传递盘及驱动器。晶圆夹盘的中心开设有轴孔。晶圆传递盘内设在晶圆夹盘的轴孔中。驱动器驱动晶圆夹盘与晶圆传递盘相对运动，使晶圆传递盘位于晶圆夹盘的轴孔之外以夹取晶圆或使晶圆传递盘位于晶圆夹盘的轴孔之内以将晶圆固定在晶圆夹盘上。本发明通过将晶圆夹盘与晶圆传递盘套设在一起，并且通过驱动器驱动晶圆夹盘与晶圆传递盘相对运动，实现了晶圆加工装置自动夹取晶圆，并可以使晶圆垂直固定在晶圆加工装置上以便对晶圆进行工艺加工。

Description

晶圆加工装置
技术领域
本发明涉及晶圆加工装置，尤其涉及一种能够垂直夹取晶圆以使晶圆在垂直状态下进行工艺加工的晶圆加工装置。
背景技术
在现有的半导体工艺及设备中，晶圆多以水平状态进行加工或传送。而随着半导体工艺技术的发展，要求晶圆在垂直状态下进行加工或传送的情形越来越常见，与之相反的是适用于垂直夹取、固定晶圆的装置却并不多见。
中国专利CN201110342065.0公开了一种晶圆垂直加工设备及方法，该设备包括多个支撑部件，在晶圆垂直加工过程中，多个支撑部件中的一个在晶圆下方支撑晶圆，其他支撑部件在晶圆侧部阻挡晶圆，以辅助晶圆固定地垂直布置。
上述设备虽然能够使晶圆保持垂直状态以对晶圆进行加工，然而，上述设备至少存在以下两个缺陷：一是不能自动夹取晶圆；二是仅靠支撑部件支撑晶圆，难以保障晶圆的稳固性。因此，需提出新的晶圆加工装置以克服已有设备存在的问题，从而促进半导体工艺技术的发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶圆加工装置，该晶圆加工装置能够自动夹取晶圆，并使晶圆垂直固定在晶圆加工装置上以便对晶圆进行工艺加工。
为实现上述目的，本发明提出的晶圆加工装置，包括：晶圆夹盘、晶圆传递盘及驱动器。晶圆夹盘的中心开设有轴孔。晶圆传递盘内设在晶圆夹盘的轴孔中。驱动器驱动晶圆夹盘与晶圆传递盘相对运动，使晶圆传递盘位于晶圆夹盘的轴孔之外以夹取晶圆或使晶圆传递盘位于晶圆夹盘的轴孔之内以将晶圆固定在晶圆夹盘上。
根据本发明的晶圆加工装置的一实施例，晶圆夹盘和晶圆传递盘垂直布置以垂直夹持晶圆。
根据本发明的晶圆加工装置的一实施例，驱动器与晶圆传递盘相连接，驱动器驱动晶圆传递盘相对于晶圆夹盘运动，使晶圆传递盘伸出于晶圆夹盘的轴孔或收缩回晶圆夹盘的轴孔内。
根据本发明的晶圆加工装置的一实施例，驱动器与晶圆夹盘相连接，驱动器驱动晶圆夹盘相对于晶圆传递盘运动，使晶圆传递盘位于晶圆夹盘的轴孔之外或位于晶圆夹盘的轴孔之内。
根据本发明的晶圆加工装置的一实施例，还包括数根导轨，晶圆夹盘安装在该数根导轨上，驱动器驱动晶圆夹盘沿该数根导轨进行伸缩运动。
根据本发明的晶圆加工装置的一实施例，晶圆夹盘和晶圆传递盘均为真空夹盘。
根据本发明的晶圆加工装置的一实施例，晶圆夹盘的表面开设有第一真空凹槽，第一真空凹槽内开设有贯穿晶圆夹盘的第一真空通道，通过第一真空通道对第一真空凹槽抽真空，以将晶圆固定在晶圆夹盘的表面。
根据本发明的晶圆加工装置的一实施例，第一真空凹槽内设置有第一密封圈，第一密封圈内设置有第一固定件，第一固定件将第一密封圈固定在第一真空凹槽内，第一密封圈和第一固定件均开设有第一通孔，第一通孔与第一真空通道连通，通过第一密封圈和第一固定件的第一通孔及第一真空通道对第一密封圈抽真空，以将晶圆固定在晶圆夹盘上。
根据本发明的晶圆加工装置的一实施例，晶圆传递盘的表面开设有第二真空凹槽，第二真空凹槽内开设有贯穿晶圆传递盘的第二真空通道，通过该第二真空通道对第二真空凹槽抽真空，以将晶圆固定在晶圆传递盘的表面。
根据本发明的晶圆加工装置的一实施例，第二真空凹槽内设置有第二密封圈，第二密封圈内设置有第二固定件，第二固定件将第二密封圈固定在第二真空凹槽内，第二密封圈和第二固定件均开设有第二通孔，第二通孔与第二真空通道连通，通过第二密封圈和第二固定件的第二通孔及第二真空通道对第二密封圈抽真空，以将晶圆固定在晶圆传递盘上。
综上所述，本发明通过将晶圆夹盘与晶圆传递盘套设在一起，并且通过驱动器驱动晶圆夹盘与晶圆传递盘相对运动，实现了晶圆加工装置自动夹取晶圆，并可以使晶圆垂直固定在晶圆加工装置上以便对晶圆进行工艺加工。
附图说明
图1揭示了本发明的晶圆加工装置的第一实施例的侧视图。
图2揭示了本发明的晶圆加工装置的第一实施例的剖面结构示意图。
图3(a)至图3(c)揭示了根据本发明第一实施例的晶圆加工装置夹取晶圆的过程示意图。
图4揭示了本发明的晶圆加工装置的第二实施例的剖面结构示意图。
图5(a)至图5(c)揭示了根据本发明的第二实施例的晶圆加工装置夹取晶圆的过程示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。
参阅图1和图2，图1揭示了本发明的晶圆加工装置的第一实施例的侧视图，图2揭示了本发明的晶圆加工装置的第一实施例的剖面结构示意图。根据本发明第一实施例的晶圆加工装置，包括晶圆夹盘110和晶圆传递盘120，晶圆夹盘110和晶圆传递盘120垂直布置。晶圆夹盘110为真空夹盘，晶圆夹盘110的表面开设有第一真空凹槽，第一真空凹槽为圆环形，第一真空凹槽内开设有贯穿晶圆夹盘110的第一真空通道111，通过该第一真空通道111能够实现对第一真空凹槽抽真空，以将晶圆固定在晶圆夹盘110的表面。为了提高晶圆夹盘110与晶圆之间密封性，在第一真空凹槽内设置有第一密封圈112，第一密封圈112内设置有第一固定件113，第一固定件113将第一密封圈112固定在第一真空凹槽内。第一密封圈112和第一固定件113均开设有第一通孔，第一通孔与第一真空通道111连通。晶圆夹盘110夹持晶圆时，第一密封圈112与晶圆接触，通过第一密封圈112和第一固定件113的第一通孔及第一真空通道111将第一密封圈112抽真空，从而使晶圆稳定固定在晶圆夹盘110上。晶圆夹盘110的中心开设有轴孔114，第一真空凹槽环绕该轴孔114。
晶圆传递盘120为真空夹盘，晶圆传递盘120内设在晶圆夹盘110的轴孔114中。鉴于晶圆的形状为圆形，相应地，在一个实施例中，晶圆传递盘120和晶圆夹盘110的形状均为圆形，且晶圆传递盘120的圆心与晶圆夹盘110的圆心相同。晶圆传递盘120的表面开设有第二真空凹槽，第二真空凹槽为圆环形，第二真空凹槽内开设有贯穿晶圆传递盘120的第二真空通道121，通过该第二真空通道121能够实现对第二真空凹槽抽真空，以将晶圆固定在晶圆传递盘120的表面。为了提高晶圆传递盘120与晶圆之间密封性，在第二真空凹槽内设置有第二密封圈122，第二密封圈122内设置有第二固定件123，第二固定件123将第二密封圈122固定在第二真空凹槽内。第二密封圈122和第二固定件123均开设有第二通孔，第二通孔与第二真空通道121连通。晶圆传递盘120夹持晶圆时，第二密封圈122与晶圆接触，通过第二密封圈122和第二固定件123的第二通孔及第二真空通道121将第二密封圈122抽真空，从而使晶圆稳定固定在晶圆传递盘120上。晶圆传递盘120与驱动器124连接，驱动器124可以为，例如气缸，驱动器124驱动晶圆传递盘120相对于晶圆夹盘110运动，使晶圆传递盘120伸出于晶圆夹盘110的轴孔114或收缩回晶圆夹盘110的轴孔114内。
参阅图3(a)至图3(c)，图3(a)至图3(c)揭示了根据本发明第一实施例的晶圆加工装置夹取晶圆的过程示意图。如图3(a)所示，夹取晶圆130时，与晶圆传递盘120相连接的驱动器124驱动晶圆传递盘120运动，使晶圆传递盘120伸出于晶圆夹盘110的轴孔114，晶圆传递盘120的第二密封圈122与晶圆130接触，通过第二密封圈122和第二固定件123的第二通孔及第二真空通道121将第二密封圈122抽真空，从而使晶圆130垂直固定在晶圆传递盘120上。然后，如图3(b)所示，驱动器124驱动晶圆传递盘120向晶圆夹盘110的轴孔114内运动，当晶圆传递盘120的表面与晶圆夹盘110的表面在同一平面内，且晶圆130与晶圆夹盘110的第一密封圈112接触时，驱动器124停止驱动晶圆传递盘120运动，通过第一密封圈112和第一固定件113的第一通孔及第一真空通道111将第一密封圈112抽真空，使晶圆130垂直固定在晶圆夹盘110上。当晶圆130垂直固定在晶圆夹盘110上后，释放晶圆传递盘120的第二密封圈122内的真空，从而使晶圆130从晶圆传递盘120上释放。接着，驱动器124驱动晶圆传递盘120继续向晶圆夹盘110的轴孔114内运动，晶圆130与晶圆传递盘120分离，晶圆130垂直固定在晶圆夹盘110上，如图3(c)所示。根据工艺加工需求，晶圆夹盘110可以带动晶圆130旋转。
参阅图4，揭示了本发明的晶圆加工装置的第二实施例的剖面结构示意图。根据本发明第二实施例的晶圆加工装置，包括晶圆夹盘210和晶圆传递盘220，晶圆夹盘210和晶圆传递盘220垂直布置。晶圆夹盘210为真空夹盘，晶圆夹盘210的表面开设有第一真空凹槽，第一真空凹槽为圆环形，第一真空凹槽内开设有贯穿晶圆夹盘210的第一真空通道211，通过该第一真空通道211能够实现对第一真空凹槽抽真空，以将晶圆固定在晶圆夹盘210的表面。为了提高晶圆夹盘210与晶圆之间密封性，在第一真空凹槽内设置有第一密封圈212，第一密封圈212内设置有第一固定件213，第一固定件213将第一密封圈212固定在第一真空凹槽内。第一密封圈212和第一固定件213均开设有第一通孔，第一通孔与第一真空通道211连通。晶圆夹盘210夹持晶圆时，第一密封圈212与晶圆接触，通过第一密封圈212和第一固定件213的第一通孔及第一真空通道211将第一密封圈212抽真空，从而使晶圆稳定固定在晶圆夹盘210上。晶圆夹盘210的中心开设有轴孔214，第一真空凹槽环绕该轴孔214。晶圆夹盘210与驱动器215连接，驱动器215可以为，例如马达，驱动器215驱动晶圆夹盘210相对于晶圆传递盘220运动，使晶圆传递盘220位于晶圆夹盘210的轴孔214之外或位于晶圆夹盘210的轴孔214之内。为了使晶圆夹盘210运动的更平稳，在一个实施例中，还提供了数根导轨216，该数根导轨216安装在支架217上，晶圆夹盘210安装在该数根导轨216上，驱动器215驱动晶圆夹盘210沿该数根导轨216进行伸缩运动。
晶圆传递盘220为真空夹盘，晶圆传递盘220内设在晶圆夹盘210的轴孔214中。鉴于晶圆的形状为圆形，相应地，在一个实施例中，晶圆传递盘220和晶圆夹盘210的形状均为圆形，且晶圆传递盘220的圆心与晶圆夹盘210的圆心相同。晶圆传递盘220的表面开设有第二真空凹槽，第二真空凹槽为圆环形，第二真空凹槽内开设有贯穿晶圆传递盘220的第二真空通道221，通过该第二真空通道221能够实现对第二真空凹槽抽真空，以将晶圆固定在晶圆传递盘220的表面。为了提高晶圆传递盘220与晶圆之间密封性，在第二真空凹槽内设置有第二密封圈222，第二密封圈222内设置有第二固定件223，第二固定件223将第二密封圈222固定在第二真空凹槽内。第二密封圈222和第二固定件223均开设有第二通孔，第二通孔与第二真空通道221连通。晶圆传递盘220夹持晶圆时，第二密封圈222与晶圆接触，通过第二密封圈222和第二固定件223的第二通孔及第二真空通道221将第二密封圈222抽真空，从而使晶圆稳定固定在晶圆传递盘220上。晶圆传递盘220通过连接件224固定在支架217上。
参阅图5(a)至图5(c)，图5(a)至图5(c)揭示了根据本发明的第二实施例的晶圆加工装置夹取晶圆的过程示意图。如图5(a)所示，夹取晶圆230时，与晶圆夹盘210相连接的驱动器215驱动晶圆夹盘210沿导轨216向靠近支架217的方向运动，从而使晶圆传递盘220位于晶圆夹盘210的轴孔214之外，晶圆传递盘220的第二密封圈222与晶圆230接触，通过第二密封圈222和第二固定件223的第二通孔及第二真空通道221将第二密封圈222抽真空，从而使晶圆230垂直固定在晶圆传递盘220上。然后，如图5(b)所示，驱动器215驱动晶圆夹盘210沿导轨216向远离支架217的方向运动，当晶圆传递盘220的表面与晶圆夹盘210的表面在同一平面内，且晶圆230与晶圆夹盘210的第一密封圈212接触时，驱动器215停止驱动晶圆夹盘210运动，通过第一密封圈212和第一固定件213的第一通孔及第一真空通道211将第一密封圈212抽真空，使晶圆230垂直固定在晶圆夹盘210上。当晶圆230垂直固定在晶圆夹盘210上后，释放晶圆传递盘220的第二密封圈222内的真空，从而使晶圆230从晶圆传递盘220上释放。接着，驱动器215驱动晶圆夹盘210继续向远离支架217的方向运动，使晶圆传递盘220位于晶圆夹盘210的轴孔214之内，晶圆230与晶圆传递盘220分离，晶圆230垂直固定在晶圆夹盘210上，如图5(c)所示。
本发明晶圆加工装置通过将晶圆夹盘与晶圆传递盘套设在一起，并且通过驱动器驱动晶圆夹盘与晶圆传递盘相对运动，使晶圆传递盘位于晶圆夹盘的轴孔之外以夹取晶圆或使晶圆传递盘位于晶圆夹盘的轴孔之内以将晶圆固定在晶圆夹盘上，实现了晶圆加工装置自动夹取晶圆，并使晶圆垂直固定在晶圆加工装置上以便对晶圆进行工艺加工。
综上所述，本发明通过上述实施方式及相关图式说明，己具体、详实的揭露了相关技术，使本领域的技术人员可以据以实施。而以上所述实施例只是用来说明本发明，而不是用来限制本发明的，本发明的权利范围，应由本发明的权利要求来界定。至于本文中所述元件数目的改变或等效元件的代替等仍都应属于本发明的权利范围。

Claims (9)

1.一种晶圆加工装置，其特征在于，包括：
晶圆夹盘，所述晶圆夹盘的中心开设有轴孔；
晶圆传递盘，所述晶圆传递盘内设在晶圆夹盘的轴孔中；及
驱动器，所述驱动器驱动晶圆夹盘与晶圆传递盘相对运动，使晶圆传递盘位于晶圆夹盘的轴孔之外以夹取晶圆或使晶圆传递盘位于晶圆夹盘的轴孔之内以将晶圆固定在晶圆夹盘上，所述晶圆夹盘和晶圆传递盘均为真空夹盘，所述晶圆夹盘可旋转。
2.根据权利要求1所述的晶圆加工装置，其特征在于，所述晶圆夹盘和晶圆传递盘垂直布置以垂直夹持晶圆。
3.根据权利要求1所述的晶圆加工装置，其特征在于，所述驱动器与晶圆传递盘相连接，驱动器驱动晶圆传递盘相对于晶圆夹盘运动，使晶圆传递盘伸出于晶圆夹盘的轴孔或收缩回晶圆夹盘的轴孔内。
4.根据权利要求1所述的晶圆加工装置，其特征在于，所述驱动器与晶圆夹盘相连接，驱动器驱动晶圆夹盘相对于晶圆传递盘运动，使晶圆传递盘位于晶圆夹盘的轴孔之外或位于晶圆夹盘的轴孔之内。
5.根据权利要求4所述的晶圆加工装置，其特征在于，还包括数根导轨，所述晶圆夹盘安装在该数根导轨上，驱动器驱动晶圆夹盘沿该数根导轨进行伸缩运动。
6.根据权利要求1所述的晶圆加工装置，其特征在于，所述晶圆夹盘的表面开设有第一真空凹槽，第一真空凹槽内开设有贯穿晶圆夹盘的第一真空通道，通过所述第一真空通道对第一真空凹槽抽真空，以将晶圆固定在晶圆夹盘的表面。
7.根据权利要求6所述的晶圆加工装置，其特征在于，所述第一真空凹槽内设置有第一密封圈，第一密封圈内设置有第一固定件，第一固定件将第一密封圈固定在第一真空凹槽内，第一密封圈和第一固定件均开设有第一通孔，第一通孔与第一真空通道连通，通过第一密封圈和第一固定件的第一通孔及第一真空通道对第一密封圈抽真空，以将晶圆固定在晶圆夹盘上。
8.根据权利要求1所述的晶圆加工装置，其特征在于，所述晶圆传递盘的表面开设有第二真空凹槽，第二真空凹槽内开设有贯穿晶圆传递盘的第二真空通道，通过该第二真空通道对第二真空凹槽抽真空，以将晶圆固定在晶圆传递盘的表面。
9.根据权利要求8所述的晶圆加工装置，其特征在于，所述第二真空凹槽内设置有第二密封圈，第二密封圈内设置有第二固定件，第二固定件将第二密封圈固定在第二真空凹槽内，第二密封圈和第二固定件均开设有第二通孔，第二通孔与第二真空通道连通，通过第二密封圈和第二固定件的第二通孔及第二真空通道对第二密封圈抽真空，以将晶圆固定在晶圆传递盘上。
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