CN115692297A - 晶圆固定装置及检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体制造技术领域，公开了一种晶圆固定装置及检测设备。晶圆固定装置包括承载件、压紧件和连接件。承载件具有用于承载晶圆的承载面；压紧件位于承载件设置承载面的一侧，压紧件呈环形，压紧件的内径小于晶圆的直径，压紧件的外径大于晶圆的直径；连接件设置于承载件上，连接件连接于压紧件，以将位于压紧件与承载面之间的晶圆压紧。本发明适用于在运输和检测时固定晶圆，简化了结构，简化了运输和检测过程，利于提高生产效率，也保证了检测时对晶圆平面度的要求，保证检测结果的准确性。

Description

晶圆固定装置及检测设备

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆固定装置及检测设备。

背景技术

在半导体产品出厂前，需要对晶圆进行反复多次的检测，以确保产品质量。在一些检测环节中，晶圆的对准和面型扫描是检测的关键一环。晶圆的厚度通常较薄，易翘曲，极大提升了传输以及检测的难度。

目前在晶圆的传输或检测的过程中，通常在机械手或检测设备上固定有用于固定晶圆的晶圆固定装置。晶圆固定装置通常采取吸附的方式固定晶圆，但是对于翘曲较大的晶圆而言，晶圆不能贴合在固定装置上，故仅通过吸附方式很难保证晶圆固定的可靠性。一些晶圆固定装置设置两个夹板，两个夹板分别位于晶圆沿径向的两侧，通过弹簧实现夹板夹紧固定晶圆。但此种方式，易导致晶圆损坏并产生颗粒，污染检测环境；同时设置夹板的固定装置尺寸大，整体重量大，不便应用于晶圆传输的过程中，更适用于设置在检测设备上；在检测前需要将晶圆由机械手移动至该固定装置上，影响生产效率，而且仅添加夹持力也不能保证晶圆的平面度，影响检测结果。

基于此，亟需一种晶圆固定装置及检测设备用来解决如上提到的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种晶圆固定装置及检测设备，以适用于在运输和检测时固定晶圆，简化结构，简化运输和检测过程，利于提高生产效率，也保证检测时对晶圆平面度的要求，保证检测结果的准确性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

晶圆固定装置，包括：

承载件，具有用于承载晶圆的承载面；

压紧件，位于所述承载件设置所述承载面的一侧，所述压紧件呈环形，所述压紧件的内径小于所述晶圆的直径，所述压紧件的外径大于所述晶圆的直径；

连接件，所述连接件设置于所述承载件上，所述连接件连接于所述压紧件，以将位于所述压紧件与所述承载面之间的所述晶圆压紧。

作为晶圆固定装置的可选技术方案，所述承载件上开设有吸附孔，所述吸附孔贯通所述承载面。

作为晶圆固定装置的可选技术方案，所述承载面上开设有环槽，所述环槽与所述吸附孔连通。

作为晶圆固定装置的可选技术方案，所述连接件为磁铁；

所述压紧件为金属材质，所述连接件能够吸附所述压紧件；或，所述压紧件上固定设置有磁吸件，所述连接件能够吸附所述磁吸件。

作为晶圆固定装置的可选技术方案，所述承载面上开设有容纳槽，所述连接件置于所述容纳槽内。

作为晶圆固定装置的可选技术方案，所述连接件沿所述承载件的周向间隔设置有至少两个；和/或，所述承载件采用微晶玻璃材质。

检测设备，包括检测平台和如上所述的晶圆固定装置，所述晶圆固定装置与晶圆一同传输并置于所述检测平台上。

作为检测设备的可选技术方案，所述检测平台与所述晶圆固定装置中的一个上凸出设置有定位柱，另一个上开设有定位孔，所述定位柱置于所述定位孔内。

作为检测设备的可选技术方案，所述承载件上开设有吸附孔，所述吸附孔贯通所述承载面；

所述检测平台上开设有第一通孔，所述第一通孔与所述吸附孔正对连通。

作为检测设备的可选技术方案，所述检测平台上开设有第二通孔，所述第二通孔与所述承载件正对设置。

本发明的有益效果：

本发明提供的晶圆固定装置，其包括承载件、压紧件和连接件。压紧件能够将晶圆压紧在承载件的承载面上，以固定晶圆，同时压紧件的内径小于晶圆的直径，且压紧件的外径大于晶圆的直径，能够使压紧件沿晶圆的周向覆盖晶圆的边缘，避免了晶圆翘曲。本发明提供的晶圆固定装置能够适用于在运输和检测时固定晶圆，且晶圆固定装置与晶圆能够一起被传输，当传输至晶圆的检测设备时，直接将晶圆和晶圆固定装置一起放置于检测设备内，降低了厚度较薄的晶圆运输以及检测的难度，也保证了检测时对晶圆平面度的要求，保证了晶圆检测结果的准确程度，且晶圆的中部能够通过压紧件的中心通孔外露，便于实现对晶圆的检测；将晶圆固定装置及晶圆一起直接放置在检测设备上，避免了在检测设备上另外设置夹具固定晶圆，简化了检测过程，同时也降低了晶圆在由晶圆固定装置转移至另一夹具的过程中造成损伤的可能性，保证了晶圆的合格率，降低了生产成本，利于提高生产效率，又避免了晶圆损伤产生的颗粒污染检测环境，进一步保证了检测结果的准确程度；此外，本晶圆固定装置的结构简单，利于缩小晶圆固定装置的体积，减轻晶圆固定装置的重量，便于运输，利于提高运输和生产效率。

本发明提供的检测设备，其包括检测平台以及上述晶圆固定装置。晶圆固定装置与晶圆能够一起被传输，且将传输后的晶圆固定装置及晶圆一起直接放置在检测设备上，晶圆固定装置能够实现压紧固定晶圆，同时避免晶圆翘曲，保证了检测晶圆时对晶圆平面度的要求，降低了厚度较薄的晶圆检测的难度，保证了晶圆检测结果的准确程度，且晶圆的中部能够通过压紧件的中心通孔外露，便于实现对晶圆的检测，避免了在检测设备上另外设置夹具固定晶圆，简化了运输和检测过程，利于提高生产效率，保证了晶圆的合格率，降低了生产成本，同时降低了晶圆造成损伤的可能性，避免了晶圆损伤产生的颗粒污染检测环境，进一步保证了检测结果的准确程度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的检测设备的部分结构分解图；

图2是本发明实施例提供的承载件的结构示意图。

图中：

1、承载件；11、吸附孔；12、环槽；13、连通槽；2、压紧件；3、连接件；

4、晶圆；5、检测平台；51、第一通孔；52、第二通孔；6、定位柱；

71、第一定位孔；72、第二定位孔。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种晶圆固定装置，具体地，如图1-图2所示，晶圆固定装置包括承载件1、压紧件2和连接件3。承载件1具有用于承载晶圆4的承载面；压紧件2位于承载件1设置承载面的一侧，压紧件2呈圆环形，压紧件2的内径小于晶圆4的直径，压紧件2的外径大于晶圆4的直径；连接件3设置于承载件1上，连接件3连接于压紧件2，以将位于压紧件2与承载面之间的晶圆4压紧。

本实施例提供的晶圆固定装置，其包括承载件1、压紧件2和连接件3。压紧件2能够将晶圆4压紧在承载件1的承载面上，以固定晶圆4，同时压紧件2的内径小于晶圆4的直径，且压紧件2的外径大于晶圆4的直径，能够使压紧件2沿晶圆4的周向覆盖晶圆4的边缘，避免了晶圆4翘曲。本实施例提供的晶圆固定装置能够适用于在运输和检测时固定晶圆，且晶圆固定装置与晶圆4能够一起被传输，当传输至晶圆的检测设备时，直接将晶圆4和晶圆固定装置一起放置于检测设备内，降低了厚度较薄的晶圆4运输以及检测的难度，也保证了检测时对晶圆4平面度的要求，保证了晶圆4检测结果的准确程度，且晶圆4的中部能够通过压紧件2的中心通孔外露，便于实现对晶圆4的检测；将本晶圆固定装置及晶圆4一起直接放置在检测设备上，避免了在检测设备上另外设置夹具固定晶圆4，简化了检测过程，同时也降低了晶圆4在由本晶圆固定装置转移至另一夹具的过程中造成损伤的可能性，保证了晶圆4的合格率，降低了生产成本，利于提高生产效率，又避免了晶圆4损伤产生的颗粒污染检测环境，进一步保证了检测结果的准确程度；此外，本晶圆固定装置的结构简单，利于缩小晶圆固定装置的体积，减轻晶圆固定装置的重量，便于运输，利于提高运输和生产效率。

本实施例提供的晶圆固定装置可适用于装夹固定厚度为2mm～5mm的晶圆4，也可适用于装夹固定其他厚度的晶圆4，在此不作限定。

在本实施例中，承载件1呈片状，片状结构的厚度较薄，进一步利于缩小晶圆固定装置的体积，减轻晶圆固定装置的重量，便于运输。进一步地，承载件1呈圆形。在其他实施例中，承载件1的结构与形状可适应性调整，在此不作限定。

优选地，承载件1采用微晶玻璃材质，微晶玻璃具有机械强度高、耐磨性好、平面性好、绝缘性能好、介电常数稳定及热稳定性高等优点，能够实现可靠夹紧晶圆4，又进一步降低了晶圆4发生翘曲的可能性，保证了检测时对晶圆4平面度的要求，保证了晶圆4检测结果的准确程度。在其他实施例中，承载件1也可采用其他材质，在此不作限定。

进一步地，承载面上开设有容纳槽，连接件3置于容纳槽内，能够缩小承载件1与压紧件2之间的间隙的高度，使得晶圆固定装置适用于固定较薄的晶圆4，保证了压紧件2能够将晶圆4可靠地压紧在承载件1上，保证了晶圆固定装置固定晶圆4的可靠程度，避免了晶圆4在运输时掉落或在检测时移动位置，降低了晶圆4被损坏的可能性，降低了生产成本，也保证了检测结果的准确程度。

在本实施例中，连接件3通过胶层粘接在容纳槽内。在其他实施例中，连接件3也可通过其他方式固定在容纳槽内，在此不作限定。

优选地，连接件3沿承载件1的周向间隔设置有至少两个，增多了承载件1与压紧件2之间的连接位置，进一步保证了晶圆固定装置固定晶圆4的可靠程度，避免了晶圆4在运输时掉落或在检测时移动位置，降低了晶圆4被损坏的可能性，保证了晶圆4的合格率，也保证了检测结果的准确程度。

在本实施例中，至少两个连接件3沿承载件1的周向均匀间隔设置，能够保证压紧件2向晶圆4施加均匀的压紧力，保证了晶圆固定装置固定晶圆4的可靠程度，同时避免了晶圆4受力不均导致的损坏。

优选地，连接件3为磁铁，连接件3采用磁性吸附的方式与压紧件2连接，利于简化连接件3与压紧件2之间的连接方式，避免了利用卡扣或紧固件等结构连接，从而简化了晶圆固定装置的使用过程，提高了生产效率。

在一些实施例中，压紧件2为金属材质，连接件3能够吸附压紧件2，压紧件2的结构较为简单，便于压紧件2的生产加工。

在另一些实施例中，压紧件2上固定设置有磁吸件，连接件3能够吸附磁吸件。磁吸件为磁铁或金属，磁吸件与压紧件2通过胶层粘接固定。此时，压紧件2上也可开设有容纳槽，磁吸件置于容纳槽内，进一步利于缩小承载件1与压紧件2之间的间隙的高度，使得晶圆固定装置适用于固定较薄的晶圆4。磁吸件可呈环状，沿压紧件2的周向环设；磁吸件也可设置有至少两个，至少两个磁吸件与至少两个连接件3一一对应设置。

在本实施例中，连接件3与压紧件2或磁吸件之间的磁力能够满足10g的加速度，其中g为重力加速度。

作为优选方案，承载件1上开设有吸附孔11，吸附孔11贯通承载面，吸附孔11远离承载面的一端能够与真空泵连通，以使晶圆固定装置具有吸附晶圆4的作用，使得晶圆4能够同时被压紧件2压紧在承载件1以及通过吸附孔11吸附在承载件1上，保证了晶圆固定装置固定晶圆4的可靠程度，避免了晶圆4在运输时掉落或在检测时移动位置，降低了晶圆4被损坏的可能性，降低了生产成本，也保证了检测结果的准确程度。

在本实施例中。吸附孔11沿垂直于承载件1的方向贯通承载件1。吸附孔11沿承载件1的周向间隔设置有至少两个，增多了吸附晶圆4的位置数量，保证了晶圆固定装置固定晶圆4的可靠程度，避免了晶圆4在运输时掉落或在检测时移动位置，降低了晶圆4被损坏的可能性，保证了晶圆4的合格率，也保证了检测结果的准确程度。在本实施例中，吸附孔11沿承载件1的周向均匀间隔设置有三个。

可以理解的是，在运输固定有晶圆4的晶圆固定装置时，可在用于运输的机械手上设置真空泵，即可实现在运输时吸附并压紧晶圆4；在检测固定在晶圆固定装置上的晶圆4时，能够在检测设备上设置有真空泵，即可实现在检测时吸附并压紧晶圆4。

进一步地，承载面上开设有环槽12，环槽12与吸附孔11连通。在吸附晶圆4时，真空泵能够通过吸附孔11将环槽12内的空气也抽走，使得环槽12与晶圆4之间的空间也形成真空环境，增大了实现吸附晶圆4的面积，保证了可靠地固定晶圆4，环槽12的设置也能够提高用于吸附晶圆4的吸附力的均匀性。为了保证晶圆4的平面度，防止晶圆4翘曲，承载面需要具有较好的平面度，环槽12的设置减少了晶圆4与承载面之间的接触面积，利于降低承载面的加工难度，保证承载面实现平面度的要求，节省生产成本。

在本实施例中，环槽12设置有多个，多个环槽12的直径不同，且圆心相互重合，使得多个环槽12相互间隔套设。承载面上开设有连通槽13，连通槽13沿环槽12的径向延伸，连通槽13能够与每个环槽12分别连通，连通槽13设置有至少两个。吸附孔11与其中一个环槽12或其中一个连通槽13连通。

优选地，环槽12的圆心与承载件1的圆心相同。作为优选方案，承载件1上开设有第一定位孔71，压紧件2上开设有第二定位孔72，当承载件1的圆心与压紧件2的圆心重合时，第一定位孔71与第二定位孔72能够正对连通，实现压紧件2与承载件1之间的定位，保证压紧件2准确地将晶圆4压紧在承载件1上，提高了晶圆固定装置的使用便利性。

在本实施例中，第一定位孔71与第二定位孔72均开设有两个，两个第一定位孔71与两个第二定位孔72能够一一正对连通。

本实施例还提供了一种检测设备。检测设备包括检测平台5和如前文中描述的晶圆固定装置，晶圆固定装置与晶圆4一同传输并置于检测平台5上。

本实施例提供的检测设备，其包括检测平台5以及上述晶圆固定装置。晶圆固定装置与晶圆4能够一起被传输，且将传输后的晶圆固定装置及晶圆4一起直接放置在检测设备上，晶圆固定装置能够实现压紧固定晶圆4，同时避免晶圆4翘曲，保证了检测时对晶圆4平面度的要求，降低了厚度较薄的晶圆4检测的难度，保证了晶圆4检测结果的准确程度，且晶圆4的中部能够通过压紧件2的中心通孔外露，便于实现对晶圆4的检测，避免了在检测设备上另外设置夹具固定晶圆4，简化了运输和检测过程，利于提高生产效率，保证了晶圆4的合格率，降低了生产成本，同时降低了晶圆4造成损伤的可能性，避免了晶圆4损伤产生的颗粒污染检测环境，进一步保证了检测结果的准确程度。

优选地，检测平台5与晶圆固定装置中的一个上凸出设置有定位柱6，另一个上开设有定位孔，定位柱6置于定位孔内。上述结构设置，能够便于将晶圆固定装置定位在检测平台5上，便于实现对晶圆4进行检测，简化了检测前的定位过程，利于提高生产效率。

可以理解的是，正对连通的第一定位孔71与第二定位孔72形成上述定位孔，定位柱6依次穿过第一定位孔71与第二定位孔72，实现晶圆固定装置在检测平台5上的定位。由于定位孔设置有两个，故定位柱6也对应设置有两个。

其中，定位柱6可通过粘接、紧固件或焊接等方式固定在检测平台5，在此不作限定。

在本实施例中，检测设备包括真空泵，真空泵用于吸附晶圆4。优选地，检测平台5上开设有第一通孔51，第一通孔51与吸附孔11正对连通，第一通孔51远离承载件1的一端与真空泵连通，使得在晶圆4检测时，晶圆4能够同时被压紧件2压紧在承载件1以及通过吸附孔11吸附在承载件1上，保证了晶圆固定装置固定晶圆4的可靠程度，避免了晶圆4在检测时移动位置，保证了检测结果的准确程度。可以理解的是，每个吸附孔11均与一个第一通孔51对应设置。

本实施例通过真空吸附的方式实现承载件1可拆卸地置于检测平台5上。在其他实施例中，还可通过螺栓等结构实现承载件1可拆卸地置于检测平台5上，在此不作限定。

优选地，检测平台5上开设有第二通孔52，第二通孔52与承载件1正对设置，第二通孔52远离承载件1的一端与真空泵连通，能够通过真空泵和第二通孔52将承载件1吸附固定在检测平台5上，在检测晶圆4时，进一步避免了晶圆固定装置带动晶圆4移动，进一步避免了晶圆4在检测时移动位置，保证了检测结果的准确程度。

其中，检测设备的其他结构均可参考现有技术，非本实施例的保护重点，在此不再赘述。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.晶圆固定装置，其特征在于，包括：

承载件(1)，具有用于承载晶圆(4)的承载面；

压紧件(2)，位于所述承载件(1)设置所述承载面的一侧，所述压紧件(2)呈环形，所述压紧件(2)的内径小于所述晶圆(4)的直径，所述压紧件(2)的外径大于所述晶圆(4)的直径；

连接件(3)，所述连接件(3)设置于所述承载件(1)上，所述连接件(3)连接于所述压紧件(2)，以将位于所述压紧件(2)与所述承载面之间的所述晶圆(4)压紧。

2.根据权利要求1所述的晶圆固定装置，其特征在于，所述承载件(1)上开设有吸附孔(11)，所述吸附孔(11)贯通所述承载面。

3.根据权利要求2所述的晶圆固定装置，其特征在于，所述承载面上开设有环槽(12)，所述环槽(12)与所述吸附孔(11)连通。

4.根据权利要求1所述的晶圆固定装置，其特征在于，所述连接件(3)为磁铁；

所述压紧件(2)为金属材质，所述连接件(3)能够吸附所述压紧件(2)；或，所述压紧件(2)上固定设置有磁吸件，所述连接件(3)能够吸附所述磁吸件。

5.根据权利要求1所述的晶圆固定装置，其特征在于，所述承载面上开设有容纳槽，所述连接件(3)置于所述容纳槽内。

6.根据权利要求1所述的晶圆固定装置，其特征在于，所述连接件(3)沿所述承载件(1)的周向间隔设置有至少两个；和/或，所述承载件(1)采用微晶玻璃材质。

7.检测设备，其特征在于，包括检测平台(5)和如权利要求1-6任一项所述的晶圆固定装置，所述晶圆固定装置与晶圆(4)一同传输并置于所述检测平台(5)上。

8.根据权利要求7所述的检测设备，其特征在于，所述检测平台(5)与所述晶圆固定装置中的一个上凸出设置有定位柱(6)，另一个上开设有定位孔，所述定位柱(6)置于所述定位孔内。

9.根据权利要求7所述的检测设备，其特征在于，所述承载件(1)上开设有吸附孔(11)，所述吸附孔(11)贯通所述承载面；

所述检测平台(5)上开设有第一通孔(51)，所述第一通孔(51)与所述吸附孔(11)正对连通。

10.根据权利要求7所述的检测设备，其特征在于，所述检测平台(5)上开设有第二通孔(52)，所述第二通孔(52)与所述承载件(1)正对设置。

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