CN114899139A - 一种晶圆定位夹紧组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种晶圆定位夹紧组件，属于夹紧定位技术领域。该组件包括基座，顶面设置若干搭台，晶圆搭接在若干搭台上，基座内设有气流通道，基座的顶面上开设有与气流通道连通的气流出口，气流出口位于若干搭台之间；造气设备，基座安装在驱动机构的主轴上，主轴内部开设有流道，气流通道与流道的一端连通，流道的另一端通过进气块以及进气管与造气设备的出气口相连通，造气设备用于朝气流通道内通入气流以将晶圆吸附在搭台的顶面上；定位组件，安装在基座的顶面上，晶圆通过定位组件定位在基座的顶面上。这样，该晶圆定位夹紧组件通过吹气并借助伯努利原理将晶圆吸附在基座上，从而将晶圆处理过程中的细削以及水吹离晶圆背面以及所述气体进口。

Description

一种晶圆定位夹紧组件

技术领域

本发明属于夹紧定位技术领域，特别涉及一种晶圆定位夹紧组件。

背景技术

在对晶圆进行刻蚀、清洗、剥离的工艺过程中需要对晶圆进行定位夹紧，以避免晶圆产生微移。目前，多数是使用真空定位夹紧机构来实现晶圆的定位和夹紧，具体工作时，将晶圆放在定位基座上，利用真空设备吸气，从而将晶圆吸附在定位基座上。然而，在晶圆刻蚀、清洗、剥离的过程中会产生细削或者使用流动水，在真空吸附的过程中，细削以及流动水将被吸附进入定位夹紧机构，从而造成机构损伤，而且细削和水也会对晶圆的背面造成污染和损伤，降低晶圆合格率 。

发明内容

本发明提供一种晶圆定位夹紧组件，用于解决现有技术中的晶圆定位夹紧机构在吸附晶圆时易吸入细削以及水的技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：一种晶圆定位夹紧组件，包括：

驱动机构，所述驱动机构包括主轴，所述主轴内部开设有流道；

基座，安装在所述驱动机构的主轴上方，所述基座的顶面设置有若干搭台，所述若干搭台用于通过搭台的顶面与晶圆搭接，所述基座内开设有气流通道，所述气流通道与所述流道的一端连通；所述基座的顶面上开设有与所述气流通道连通的气流出口，所述气流出口位于若干所述搭台中间；

造气设备，所述造气设备包括出气口，所述出气口通过进气管连接所述流道；在所述进气管与流道相接处设置进气块；所述造气设备用于通过向所述气流通道内通入气流，将晶圆吸附在所述搭台的顶面上。

进一步地，所述基座的顶面设置有一位于若干所述搭台中间的凸环，所述气流出口位于所述凸环的内部，若干所述搭台的顶面的高度一致，形成水平搭接面，用于使晶圆搭接在所述水平搭接面上，所述凸环的顶面为平面，所述搭接面与所述平面之间的垂直距离为0.5mm-1mm。

进一步地，所述气流出口的数量为若干个，所述凸环为圆环，若干个所述气流出口以所述凸环的中轴线圆周阵列分布，若干所述气流出口的气流流量总和为10L/h-15L/h。

进一步地，还包括定位组件，安装在所述基座的顶面上，用于将晶圆定位在所述基座的顶面上。

进一步地，所述定位组件包括若干凸出所述基座顶面的立柱，并且所述立柱凸出所述基座顶面的高度大于所述搭台凸出所述基座顶面的高度，若干所述立柱围绕形成与晶圆适配的卡框，使晶圆卡设于所述卡框中。

进一步地，每个所述立柱的周向侧壁上均开设有与晶圆适配的卡口，使晶圆卡设于所述卡口。

进一步地，所述搭台设置为若干个，且环绕所述凸环均匀分布。

进一步地，所述驱动机构包括电动机，所述电动机可拆卸固定安装在安装座上，且所述电动机的转轴与所述主轴相连；所述主轴转动插装于所述安装座，所述进气块固定安装在所述安装座上。

进一步地，所述进气块开设有一中心通孔，所述中心通孔的孔壁上开设有与所述中心通孔同轴的环形槽，所述环形槽的槽壁开设有贯穿所述进气块外侧壁的气道，所述进气管的一端与所述气道相连通，所述进气管的另一端与所述造气设备的出气口相连通；

所述流道侧壁上开设有贯穿所述主轴外侧壁的气孔，所述主轴转动插装于所述进气块的所述中心通孔中，并且所述气孔与所述环形槽连通。

进一步地，所述进气块与所述主轴之间还安装有用于密封的气密组件。

进一步地，所述气密组件包括两个密封圈，所述中心通孔的孔壁上开设有两个环形的安装槽，两个所述安装槽分设于所述环形槽的两侧，每个所述环形槽中安装一个所述密封圈，使转轴转动插装于两个所述密封圈中。

进一步地，所述环形槽为圆弧槽，所述环形槽内固设有圆轴；

所述主轴的外壁上开设有与所述环形槽对应的环槽，所述环槽设置为圆弧槽，使所述环槽和所述环形槽对拼形成一截面为圆形的环状通道，所述气孔开设于所述环槽槽壁上。

进一步地，还包括与所述环状通道适配的滚珠；所述滚珠转动安装在所述圆轴上，且所述滚珠的外壁与所述圆弧槽的槽壁以及所述环槽的槽壁均相贴。

进一步地，所述滚珠为活性炭制成的圆珠，且所述滚珠内部呈镂空排布，使气体能够从滚珠内部通过。

本发明相较于现有技术具有以下有益效果：

本发明提供的晶圆定位夹紧组件通过造气设备朝气流通道内通入气流，使晶圆背面有气流朝外吹出，进而使晶圆背面的气压小于晶圆正面的气压，利用气压差将晶圆压紧在所述搭台上，从而实现晶圆在基座上的夹紧，而且朝外吹的气流将细削以及水吹离所述晶圆以及气流出口，从而降低细削和水到达晶圆背面而污染或损伤晶圆的几率，细削和水进入所述气流出口的几率大大降低，从而大大降低细削和水进入驱动机构中而损伤驱动机构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的晶圆定位夹紧组件的结构示意图；

图2是图1中的A区域局部放大图；

图3是本发明实施例中的主轴与进气块的安装结构示意图；

图4是图3中的B-B剖视图；

图5是图3中的C-C剖视图；

图6是本发明实施例中的基座的俯视结构示意图。

图中：

1-基座；11-气流通道；12-搭台；13-立柱；14-凸环；15-卡口；

2-晶圆；

3-造气设备；

4-主轴；41-流道；42-气孔；

5-进气块；51-环形槽；52-气道；

6-进气管；

7-电动机；

8-安装座；

9-密封圈；

10-滚珠。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

如图1所示为本发明实施例提供的晶圆定位夹紧组件的结构示意图。本发明提供一种晶圆定位夹紧组件，用于解决现有技术中的晶圆2定位夹紧机构在吸附晶圆2时易吸入细削以及水的技术问题。本实施例提供的晶圆2定位夹紧组件包括基座1、造气设备3以及定位组件，其中，如图2所示：

基座1顶面一体成型设置有若干搭台12，晶圆2搭接在若干搭台12的顶面上，基座1内开设有气流通道11，基座1的顶面上开设有与所述气流通道11连通的气流出口，气流出口位于若干搭台12之间。

造气设备3具有出气口，所述基座1安装在驱动机构的主轴4上，所述主轴4内部开设有流道41，所述气流通道11与所述流道41的一端连通，流道41的另一端通过进气块5以及进气管6与所述造气设备3的出气口相连通，造气设备3用于朝所述气流通道11内通入气流，由于气流出口位于若干搭台12之间，所以所述气流出口位于所述晶圆2的背面下方，这样，晶圆2背面则有气流朝外吹出，利用伯努利原理，从晶圆2背面吹出的气流使得晶圆2背面的气压降低，晶圆2正面的气压为正常气压，因此，晶圆2背面的气压小于晶圆2正面的气压，利用气压差将晶圆2压紧在所述搭台12上，从而实现晶圆2在基座1上的夹紧，而且朝外吹的气流将细削以及水吹离所述晶圆2以及气流出口，从而降低细削和水到达晶圆2背面而污染或损伤晶圆2的几率，细削和水进入所述气流出口的几率大大降低，从而大大降低细削和水进入驱动机构中而损伤驱动机构。

需要说明的是，本实施例中的驱动机构实际上是驱动所述基座1旋转，从而实现驱动晶圆2旋转的机构，从而实现晶圆2在刻蚀、清洗、剥离的过程中的旋转。

所述定位组件安装在基座1的顶面上，晶圆2通过所述定位组件定位在基座1的顶面上，借助定位组件，对晶圆2在基座1上进行定位，避免在造气设备3启动的瞬间，晶圆2产生侧向偏移，从而更好地对晶圆2进行夹紧定位。

可选地，如图6所示，所述基座1的顶面一体成型设置有一位于若干所述搭台12之间的凸环14，所述气流出口位于所述凸环14的内部，也即凸环14环绕所述气流出口。若干所述搭台12的顶面齐平形成搭接面，所述晶圆2搭接在所述搭接面上，所述凸环14的顶面为平面，所述搭接面与平面之间的垂直距离为0.5mm-1mm，这样，晶圆2的背面与所述凸环14之间的间隙则是0.5mm-1mm。值得注意的是，该间隙实际为气流吹出的缝隙，气流从气流出口出来之后将会先达到所述凸环14内部，随后从所述间隙吹出。可选地，所述搭接面与平面之间的垂直距离为0.8mm，当然，所述搭接面与平面之间的垂直距离也可以是0.5mm或者0.6毫米或者0.7毫米或者0.9毫米或者10毫米，具体尺寸根据晶圆2的规格而定。

所述气流出口的数量也是若干个，并且所述凸环14为圆环，若干所述气流出口以所述凸环14的中轴线圆周阵列分布，所有的气流出口的气流流量总和为10L/h-15L/h.。可选地，所述气流出口的数量为四个。这样，使得所述缝隙各处的气流排出量相近或者相同，进而更好地吸附晶圆2。可选地，所有的气流出口的气流流量综合为10L/h或者11L/h或者12L/h或者13L/h或者14L/h或者15L/h，具体流量大小根据晶圆2的规格而定。所述搭台12的数量为三个，三个搭台12环绕所述凸环14均匀分布。

可选地，如图2所示，所述定位组件包括若干凸出所述基座1顶面的立柱13，该立柱13为圆柱，该立柱13凸出所述基座1顶面的高度大于所述搭台12凸出基座1顶面的高度，并且若干立柱13围绕形成与所述晶圆2适配的卡框，所述晶圆2卡设在卡框中。这样，利用分布在晶圆2轴为的立柱13来对晶圆2进行侧向定位，也即对晶圆2进行定位，避免晶圆2在造气设备3启动瞬间而产生侧向偏移。

更优地，在所述立柱13的周向侧壁上开设有与所述晶圆2适配的卡口15，所述晶圆2卡设在所述卡口15中，这样则可以进一步对晶圆2进行定位以及夹紧。当然，所述立柱13也可以是一根光杆，也即其上没有设置所述卡口15，立柱13只是从侧方对晶圆2起到定位的效果。

本实施例的一种可选实施方式如下：所述驱动机构包括电动机7和安装座8，所述主轴4与所述电动机7的转轴相连，这样，利用电动机7来驱动所述主轴4转动，所述电动机7可拆卸固定安装在所述安装座8上，所述主轴4转动插装于所述安装座8，并且该主轴4的顶端伸出于所述安装座8，所述基座1安装在所述主轴4的顶端。所述进气块5则固定安装在所述安装座8上。如图3~图5所示，在所述进气块5的中心开设有一中心通孔，所述中心通孔的孔壁上开设有与所述中心通孔同轴的环形槽51，所述环形槽51的槽壁开设有贯穿所述进气块5外侧壁的气道52，所述进气管6的一端与所述气道52相连通，所述进气管6的另一端与所述造气设备3的出气口相连通，这样，利用进气管6将造气设备3出气口排出的气体导入所述进气块5的环形槽51，所述主轴4的流道41侧壁上开设贯穿主轴4外侧壁的气孔42，主轴4转动插装于所述进气块5的中心通孔中，并且气孔42与所述环形槽51正对连通，这样，主轴4在转动的过程中，主轴4上的气孔42始终会与所述环形槽51相连通，环形槽51中的气体经过所述气孔42而进入所述主轴4内部的流道41，这样，则保证旋转的主轴4能够一直朝所述基座1供气，进而保证稳定低吸附所述晶圆2。

更优地，在所述进气块5与主轴4之间还安装有用于密封的气密组件，从而降低环形槽51中的气体从主轴4和进气块5之间的缝隙中泄露的几率。具体地，所述气密组件包括两个密封圈9，在所述中心通孔的孔壁上开设有两个环形的安装槽，两个安装槽分设于所述环形槽51的上下两侧，每个环形槽51中安装一个密封圈9，使转轴转动插装于两个密封圈9中。利用环形槽51两侧的密封圈9对环形槽51中的气体进行密封。

本实施例的一种可选实施方式如下：所述环形槽51为圆弧槽，在所述环形槽51内焊接或者一体成型设置有圆轴，该圆轴的周向为竖直方向。在所述主轴4的外壁上开设有与所述环形槽51对应的环槽，所述环槽也是圆弧槽，并且该环槽与所述环形槽51对拼形成一接面为圆形的环状通道，所述气孔42开设于所述环槽的槽壁上。

在所述环状通道内滚动安装有滚珠10，该滚珠10为活性炭制成的镂空珠子，并且该滚珠10转动安装于所述圆轴，具体地，所述滚珠开设有中心圆孔，所述圆轴转动插装于所述中心圆孔中，并且该滚珠的外壁与所述圆弧槽的槽壁以及环槽的槽壁均相贴。

借助所述滚珠，使得所述转轴在进气块5的中心通孔中的转动更加灵活，并且所述滚珠为活性炭制成的镂空珠子，气体将从滚珠中穿过，因此该滚珠不会造成所述环状通道堵塞。另外，虽然通过朝外吹气的方式来阻止细削以及水进入所述气流出口，但是实际在使用的过程中仍然会有少量的水和细削进入（造气设备3未吹气时），当水和细削进入主轴4的流道41并回流至所述环状通道中，所述滚珠则会吸附进入环状通道内的水和细削，进而阻挡水和细削进入所述进气管，因此所述滚珠还能够起到过滤的作用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明记载的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种晶圆定位夹紧组件，其特征在于，包括：

驱动机构，所述驱动机构包括主轴，所述主轴内部开设有流道；

基座，安装在所述驱动机构的主轴上方，所述基座的顶面设置有若干搭台，所述若干搭台用于通过搭台的顶面与晶圆搭接，所述基座内开设有气流通道，所述气流通道与所述流道的一端连通；所述基座的顶面上开设有与所述气流通道连通的气流出口，所述气流出口位于若干所述搭台中间；

造气设备，所述造气设备包括出气口，所述出气口通过进气管连接所述流道；在所述进气管与流道相接处设置进气块；所述造气设备用于通过向所述气流通道内通入气流，将晶圆吸附在所述搭台的顶面上。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆定位夹紧组件，其特征在于：所述基座的顶面设置有一位于若干所述搭台中间的凸环，所述气流出口位于所述凸环的内部，若干所述搭台的顶面的高度一致，形成水平搭接面，用于使晶圆搭接在所述水平搭接面上，所述凸环的顶面为平面，所述搭接面与所述平面之间的垂直距离为0.5mm-1mm。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆定位夹紧组件，其特征在于：所述气流出口的数量为若干个，所述凸环为圆环，若干个所述气流出口以所述凸环的中轴线圆周阵列分布，若干所述气流出口的气流流量总和为10L/h-15L/h。

4.根据权利要求1中所述的一种晶圆定位夹紧组件，其特征在于，还包括定位组件，安装在所述基座的顶面上，用于将晶圆定位在所述基座的顶面上。

5.根据权利要求4所述的一种晶圆定位夹紧组件，其特征在于：所述定位组件包括若干凸出所述基座顶面的立柱，并且所述立柱凸出所述基座顶面的高度大于所述搭台凸出所述基座顶面的高度，若干所述立柱围绕形成与晶圆适配的卡框，使晶圆卡设于所述卡框中。

6.根据权利要求5所述的一种晶圆定位夹紧组件，其特征在于：每个所述立柱的周向侧壁上均开设有与晶圆适配的卡口，使晶圆卡设于所述卡口。

7.根据权利要求2所述的一种晶圆定位夹紧组件，其特征在于：所述搭台设置为若干个，且环绕所述凸环均匀分布。

8.根据权利要求1所述的一种晶圆定位夹紧组件，其特征在于：所述驱动机构包括电动机，所述电动机可拆卸固定安装在安装座上，且所述电动机的转轴与所述主轴相连；所述主轴转动插装于所述安装座，所述进气块固定安装在所述安装座上。

9.根据权利要求8所述的一种晶圆定位夹紧组件，其特征在于：所述进气块开设有一中心通孔，所述中心通孔的孔壁上开设有与所述中心通孔同轴的环形槽，所述环形槽的槽壁开设有贯穿所述进气块外侧壁的气道，所述进气管的一端与所述气道相连通，所述进气管的另一端与所述造气设备的出气口相连通；

所述流道侧壁上开设有贯穿所述主轴外侧壁的气孔，所述主轴转动插装于所述进气块的所述中心通孔中，并且所述气孔与所述环形槽连通。

10.根据权利要求9所述的一种晶圆定位夹紧组件，其特征在于：所述进气块与所述主轴之间还安装有用于密封的气密组件。

11.根据权利要求10所述的一种晶圆定位夹紧组件，其特征在于：所述气密组件包括两个密封圈，所述中心通孔的孔壁上开设有两个环形的安装槽，两个所述安装槽分设于所述环形槽的两侧，每个所述环形槽中安装一个所述密封圈，使转轴转动插装于两个所述密封圈中。

12.根据权利要求9所述的一种晶圆定位夹紧组件，其特征在于：所述环形槽为圆弧槽，所述环形槽内固设有圆轴；

所述主轴的外壁上开设有与所述环形槽对应的环槽，所述环槽设置为圆弧槽，使所述环槽和所述环形槽对拼形成一截面为圆形的环状通道，所述气孔开设于所述环槽槽壁上。

13.根据权利要求12所述的一种晶圆定位夹紧组件，其特征在于，还包括与所述环状通道适配的滚珠；所述滚珠转动安装在所述圆轴上，且所述滚珠的外壁与所述圆弧槽的槽壁以及所述环槽的槽壁均相贴。

14.根据权利要求13所述的一种晶圆定位夹紧组件，其特征在于，所述滚珠为活性炭制成的圆珠，且所述滚珠内部呈镂空排布，使气体能够从滚珠内部通过。

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