CN112635383B - 晶圆定位装置及晶圆减薄机 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及半导体集成电路制造技术领域，具体涉及一种晶圆定位装置及晶圆减薄机。晶圆定位装置包括：操作台，操作台包括定位区；定位区中设有定位旋转移行装置，定位旋转移行装置包括用于吸附目标晶圆的吸附面；定位旋转移行装置能够沿着平行于吸附面的直线移行；定位旋转移行装置能够沿着中心转轴旋转，中心转轴位于定位旋转移行装置的中心，且垂直于吸附面；边缘检测装置，边缘检测装置设于定位旋转移行装置移行路线的端部；用于检测目标晶圆的边缘；吸附悬臂，吸附悬臂包括旋转端和延伸端，延伸端设有吸盘，旋转端设有旋转臂，旋转臂能够带动吸附悬臂转动，吸盘的工作面平行于吸附面。晶圆减薄机包括上述晶圆定位装置。

Description

晶圆定位装置及晶圆减薄机
技术领域
本申请涉及半导体集成电路制造技术领域，具体涉及一种晶圆定位装置及晶圆减薄机。
背景技术
在半导体集成电路制造过程中，许多工艺为了保证作业晶圆位置统一，便于工艺扩展，需要预先对晶圆进行定位对准。晶圆上通常设有用于定位对准的标记，如图1，其示出了晶圆的结构示意图，该晶圆10上设有V形切口11。
相关技术中的晶圆定位装置包括晶圆中心对准装置和晶圆吸附装置，该晶圆中心对准装置设于待处理晶圆下，能够移动以确定晶圆中心；该晶圆吸附装置位于所述晶圆中心对准装置的一侧，能够在该晶圆中心对准装置移动时吸住所述待处理晶圆的下表面。
但是，随着电子信息类产品对于性能提升的需求越来越高，对有限空间内芯片的集成度要求也越来越高，这便要求芯片要做到更小更薄，随之而来的是晶圆翘曲的问题。由于晶圆吸附装置能够吸附晶圆的面积有限，因此对于翘曲的晶圆，该晶圆吸附装置的吸附能够减弱，从而使得在晶圆中心对准装置移动对准过程中容易拖动晶圆，使得晶圆吸附装置的吸附作用失效，进而引发掉片。
发明内容
本申请提供了一种晶圆定位装置及晶圆减薄机，可以解决相关技术中在晶圆定位过程中容易引发晶圆掉片风险的问题。
作为本申请的第一方面，提供一种晶圆定位装置，所述晶圆定位装置包括：
操作台，所述操作台包括定位区；所述定位区中设有定位旋转移行装置，所述定位旋转移行装置包括用于吸附目标晶圆的吸附面；
所述定位旋转移行装置能够沿着平行于所述吸附面的直线移行；所述定位旋转移行装置能够沿着中心转轴旋转，所述中心转轴位于所述定位旋转移行装置的中心，且垂直于所述吸附面；
边缘检测装置，所述边缘检测装置设于所述定位旋转移行装置移行路线的端部；用于检测目标晶圆的边缘；
吸附悬臂，所述吸附悬臂包括旋转端和延伸端，所述延伸端设有吸盘，所述旋转端设有旋转臂，所述旋转臂能够带动所述吸附悬臂转动，所述吸盘的工作面平行于所述吸附面。
可选的，所述定位区开设有条形槽，所述条形槽，所述边缘检测装置位于所述条形槽的端部；
所述定位旋转移行装置位于所述条形槽中，能够沿着所述条形槽移动。
可选的，所述边缘检测装置包括相对设置的检测信号发射装置和检测信号接收装置，所述检测信号发射装置和检测信号接收装置之间为检测空间，目标晶圆能够旋转穿过所述检测空间。
可选的，所述操作台还包括操作区，所述吸附悬臂在所述旋转臂的带动下，能够在所述定位区和所述操作区之间来回转动。
可选的，所述晶圆定位装置还包括控制装置，所述控制装置连接所述定位旋转移行装置，使得所述定位旋转移行装置根据控制信号移动和转动；
所述控制装置连接所述边缘检测装置，使得所述边缘检测装置根据控制信号检测目标晶圆的边缘标记；
所述控制装置连接所述吸附悬臂的旋转臂，使得所述旋转臂根据控制信号转动。
可选的，所述吸附面形成真空吸口。
可选的，所述定位旋转移行装置的吸附面，与所述吸附悬臂吸盘的工作面相对。
可选的，所述吸盘通过伸缩臂设于所述吸附悬臂的延伸端。
作为本申请的第二方面，提供一种晶圆减薄机，可选的，所述晶圆减薄机包括如权利要求1至8中任一项所述的晶圆定位装置。
本申请技术方案，至少包括如下优点：本申请通过吸附悬臂的吸盘能够在定位旋转移行装置移动过程中，吸附中晶圆上表面，使得晶圆离开该定位旋转移行装置，从而避免当晶圆出现翘曲时，定位旋转移行装置的移行会托动晶圆，从而避免在定位旋转移行装置在定位过程中出现掉片问题，保证了定位的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了晶圆的结构示意图；
图2示出了本申请一实施例提供的晶圆定位装置结构示意图；
图2a示出了本申请实施例提供的晶圆定位装置主要部件，在进行目标晶圆边缘检测时的结构示意图；
图2b示出了本申请实施例提供的晶圆定位装置主要部件，在进行吸盘吸附晶圆时的结构示意图；
图3示出了本申请一实施例提供的晶圆减薄机的结构示意图；
图4示出了本申请实施例提供的晶圆定位装置的电连接示意结构。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
图2示出了本申请一实施例提供的晶圆定位装置结构示意图，该晶圆定位装置包括操作台、边缘检测装置和吸附悬臂。
该操作台包括定位区200，所述定位区200中设有定位旋转移行装置210，该定位旋转移行装置210包括用于吸附目标晶圆W的吸附面211；该定位旋转移行装置210能够沿着平行于所述吸附面211的直线移行；该定位旋转移行装置210还能够沿着中心转轴L1旋转，所述中心转轴L1位于所述定位旋转移行装置210的中心，且垂直于所述吸附面211。参照图2，该定位旋转移行装置210的旋转方向为图示A向，移行方向为图示B向。
该边缘检测装置220设于所述定位旋转移行装置210移行路线的端部，用于检测目标晶圆W的边缘。
该吸附悬臂230包括旋转端231和延伸端232，所述延伸端232设有吸盘250，所述旋转端231设有旋转臂240，所述旋转臂240能够带动所述吸附悬臂230转动，以图示的C方向转动，所述吸盘250的工作面251平行于所述吸附面211。
该吸附面211形成真空吸口212，通过该真空吸口212能够吸住目标晶圆。该定位旋转移行装置210的吸附面211，与该吸附悬臂230吸盘250的工作面251相对。其中，该定位旋转移行装置210的吸附面211用于吸附目标晶圆的下表面，该吸附悬臂230吸盘250的工作面251用于吸附目标晶圆的上表面。
本申请实施例提供的晶圆定位装置，继续参照图2，其工作步骤包括：
步骤S1：取目标晶圆置于所述定位旋转移行装置210的吸附面211上。
步骤S2：使得所述定位旋转移行装置210吸附该目标晶圆的下表面；
步骤S3：使得该定位旋转移行装置210带动该目标晶圆，移行至第一位置，在该第一位置处，所述边缘检测装置220能够检测到该目标晶圆的边缘。
步骤S4：使得该定位旋转移行装置210带动该目标晶圆，以中心转轴L1为轴转动至少一周，使得所述边缘检测装置220确定所述目标晶圆的边缘转动轨迹。图2a示出了本申请实施例提供的晶圆定位装置主要部件，在进行目标晶圆边缘检测时的结构示意图。参照图2a，该边缘检测装置220能够向目标晶圆W发送检测信号，在定位旋转移行装置210带动该目标晶圆W转动过程中，该边缘检测装置220根据该检测信号的接收情况确定该目标晶圆W的边缘转动轨迹。
步骤S5：根据所述目标晶圆的边缘转动轨迹计算出该目标晶圆的中心位置。
步骤S6：使得所述吸附悬臂230的吸盘250吸附晶圆的上表面，使得目标晶圆离开所述定位旋转移行装置210的吸附面211。图2b示出了本申请实施例提供的晶圆定位装置主要部件，在进行吸盘吸附晶圆时的结构示意图。参照图2b，吸附悬臂230的吸盘250吸附目标晶W圆的上表面，使得目标晶圆W离开所述定位旋转移行装置210的吸附面211，从而该定位旋转移行装置210能够移行以确定目标晶圆W中心，以避免在该过程中拖动目标晶圆W。
步骤S7：根据计算所得该目标晶圆的中心位置，使得该定位旋转移行装置210移动至第二位置，该第二位置与该目标晶圆的中心位置重合。
步骤S8：撤去该吸盘250对该目标晶圆的吸附力，使得定位旋转移行装置210，在该目标晶圆的中心位置处吸附目标晶圆的下表面。
步骤S9：使得该定位旋转移行装置210在该目标晶圆的中心位置处，带动该目标晶圆转动，使得该目标晶圆的边缘标记朝向特定位置。
以上步骤S1至步骤S9，为使用本申请实施例提供的晶圆定位装置对目标晶圆进行调整定位的过程。在目标晶圆调整定位到位后，即该目标晶圆的边缘标记朝向特定位置后，吸附悬臂的吸盘会再次吸附该目标晶圆的上表面，通过旋转臂的转动，带动该目标晶圆转动到其他工位区中。参照图3，该述操作台还包括操作区300，所述吸附悬臂230在所述旋转臂240的带动下，能够在所述定位区200和所述操作区300之间来回转动，目标晶圆在在该操作区300中会进行晶圆减薄工艺。
本实施例通过吸附悬臂的吸盘能够在定位旋转移行装置移动过程中，吸附中晶圆上表面，使得晶圆离开该定位旋转移行装置，从而避免当晶圆出现翘曲时，定位旋转移行装置的移行会托动晶圆，从而避免在定位旋转移行装置在定位过程中出现掉片问题，保证了定位的可靠性。
继续参照图2，该定位区开设有条形槽260，所述条形槽260，所述边缘检测装置220位于所述条形槽260的端部；所述定位旋转移行装置210位于所述条形槽260中，能够沿着所述条形槽260所限定的区域移动。该条形槽260限定了该定位旋转移行装置的移行范围，如图2所示，该条形槽260沿该操作台的横向延伸，该边缘检测装置220设于该条形槽260的右端。
该边缘检测装置220包括相对设置的检测信号发射装置221和检测信号接收装置222，所述检测信号发射装置221和检测信号接收装置222之间为检测空间，目标晶圆能够旋转穿过所述检测空间。
参照图4，其示出了本申请实施例提供的晶圆定位装置的电连接示意结构，该晶圆定位装置还包括控制装置260，该控制装置260连接该定位旋转移行装置210，使得所述定位旋转移行装置210根据控制信号移动和转动。该控制装置260还连接边缘检测装置220，使得所述边缘检测装置220根据控制信号检测目标晶圆的边缘标记。该控制装置260还连接旋转臂240的驱动装置，使得驱动所述旋转臂240根据控制信号转动。为了使得该吸盘250能够朝向定位旋转移行装置210的吸附面211移动，可选的，所述吸盘250通过伸缩臂270设于所述吸附悬臂230的延伸端232。在其他实施例中，还可以使得该旋转臂240为可伸缩，从而使得该吸盘250能够朝向定位旋转移行装置210的吸附面211移动。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种晶圆定位装置，其特征在于，所述晶圆定位装置包括：
操作台，所述操作台包括定位区；所述定位区中设有定位旋转移行装置，所述定位旋转移行装置包括用于吸附目标晶圆的吸附面；
所述定位旋转移行装置能够沿着平行于所述吸附面的直线移行；所述定位旋转移行装置能够沿着中心转轴旋转，所述中心转轴位于所述定位旋转移行装置的中心，且垂直于所述吸附面；
边缘检测装置，所述边缘检测装置设于所述定位旋转移行装置移行路线的端部；用于检测目标晶圆的边缘；
吸附悬臂，所述吸附悬臂包括旋转端和延伸端，所述延伸端设有吸盘，所述旋转端设有旋转臂，所述旋转臂能够带动所述吸附悬臂转动，所述吸盘的工作面平行于所述吸附面；
其中，所述定位区开设有条形槽，所述边缘检测装置位于所述条形槽的端部；所述定位旋转移行装置位于所述条形槽中，能够沿着所述条形槽移动；
其中，所述操作台还包括操作区，所述吸附悬臂在所述旋转臂的带动下，能够在所述定位区和所述操作区之间来回转动；
所述晶圆定位装置被配置为：
利用所述定位旋转移行装置带动所述目标晶圆，移行至第一位置；在第一位置处，利用所述边缘检测装置检测所述目标晶圆的边缘：根据所述目标晶圆的边缘转动轨迹计算出所述目标晶圆的中心位置；利用所述吸附悬臂的吸盘吸附晶圆的上表面以使目标晶圆离开所述定位旋转移行装置的吸附面；根据计算所得所述目标晶圆的中心位置，将定位旋转移行装置移动至第二位置，其中，所述第二位置与所述目标晶圆的中心位置重合；撤去所述吸盘对所述目标晶圆的吸附力，利用定位旋转移行装置在所述目标晶圆的中心位置处吸附所述目标晶圆的下表面；利用定位旋转移行装置带动该目标晶圆转动以使所述目标晶圆的边缘标记朝向特定位置。
2.如权利要求1所述的晶圆定位装置，其特征在于，所述边缘检测装置包括相对设置的检测信号发射装置和检测信号接收装置，所述检测信号发射装置和检测信号接收装置之间为检测空间，目标晶圆能够旋转穿过所述检测空间。
3.如权利要求1所述的晶圆定位装置，其特征在于，所述晶圆定位装置还包括控制装置，所述控制装置连接所述定位旋转移行装置，使得所述定位旋转移行装置根据控制信号移动和转动；
所述控制装置连接所述边缘检测装置，使得所述边缘检测装置根据控制信号检测目标晶圆的边缘标记；
所述控制装置连接所述吸附悬臂的旋转臂，使得所述旋转臂根据控制信号转动。
4.如权利要求1所述的晶圆定位装置，其特征在于，所述吸附面形成真空吸口。
5.如权利要求1所述的晶圆定位装置，其特征在于，所述定位旋转移行装置的吸附面，与所述吸附悬臂吸盘的工作面相对。
6.如权利要求1所述的晶圆定位装置，其特征在于，所述吸盘通过伸缩臂设于所述吸附悬臂的延伸端。
7.一种晶圆减薄机，其特征在于，所述晶圆减薄机包括如权利要求1至6中任一项所述的晶圆定位装置。
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