CN117438359A - 一种半导体设备的基片盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种半导体设备的基片盘，包括基片盘底座和基片台；所述基片盘底座上设有旋钮定位组件，所述旋钮定位组件用于辅助基片台安装定位到基片盘底座上，并能精确旋转调整基片台在基片盘底座上的周向位置；基片台上设有基片定位件，基片定位件用于实现多种规格尺寸的基片装夹到基片台上；基片盘底座上的拉力柱与曝光室的连接装置连接，以实现基片盘底座在曝光室中夹紧。本发明具有结构紧凑、操作简单、兼容性高、定位精度高等优点，解决了现有技术中单个基片在进入曝光室后不能进行快速精准定位而导致基片曝光效率低、质量不稳定的问题，实现了基片快速精准定位和实现高质量的刻录。

Description

一种半导体设备的基片盘
技术领域
本发明属于半导体真空设备技术领域，具体涉及一种半导体设备的基片盘。
背景技术
半导体真空设备的主要工作对象为基片(晶圆)，单个基片在进入曝光室后难以进行位置的精确调整，故需要设计一个基片盘实现将基片的外部精确定位转换成夹持装置与曝光室连接装置的精确定位，从而实现基片在曝光室的精确定位。目前，现有技术中暂未涉及相关的基片盘。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术中单个基片在进入曝光室后不能进行精准定位的问题，提供一种结构紧凑、操作简单、兼容性高、定位精度高的半导体设备的基片盘。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种半导体设备的基片盘，包括基片盘底座和基片台；所述基片盘底座上设有旋钮定位组件，所述旋钮定位组件用于辅助基片台安装固定到基片盘底座上，并调整基片台在基片盘底座上的周向位置；所述基片台上设有基片定位件，所述基片定位件用于实现多种规格尺寸的基片装夹到基片台上；所述基片盘底座上还设有拉力柱，所述拉力柱与曝光室的连接装置连接，以实现基片盘底座在曝光室中夹紧。
作为本发明的进一步改进，所述旋钮定位组件包括均布在基片盘底座上的旋钮组件、第一定位柱和第二定位柱，所述旋钮组件、第一定位柱和第二定位柱用于将基片台限制在旋转中心；当旋钮组件的按钮转动时，带动基片台旋转，以实现装入基片台中的基片与基片盘的X轴和Y轴对齐。
所述基片盘底座上还设有压杆组件和挡片；多个所述挡片均布在基片盘底座上，用于对基片台的外边缘进行限位，且挡片与基片台的外边缘存在间隙；所述压杆组件与第二定位柱连接，当按压压杆组件时，第二定位柱与基片台脱离，转动旋钮组件的按钮以调整基片台的周向位置，调整到位后，松开压杆组件，以实现基片台夹紧在基片盘底座上。
作为本发明的进一步改进，所述基片盘底座侧部设有锁扣，所述锁扣与基片搬运机械手上的锁钩相配合，以实现基片盘底座与基片搬运机械手连接或分离。
作为本发明的进一步改进，所述基片盘底座顶面一侧设有校准部件，所述校准部件中的坐标原点在基片盘底座与曝光室连接时进行标定，所述坐标原点用于标定基片的中心位置。
作为本发明的进一步改进，所述基片盘底座底面均布有多个隔电定位件，所述隔电定位件用于限制基片盘底座在曝光室内的三个自由度。
作为本发明的进一步改进，沿着基片盘底座的前进方向，基片盘底座的前端两侧均设有隔电定位件；且在基片盘底座前端的任意一侧，两个隔电定位件互相垂直；所述隔电定位件用于限制基片盘底座在曝光室内的三个自由度。
作为本发明的进一步改进，所述基片定位件包括弹性杆和定位销，弹性杆和定位销沿着基片台的半径进行布置，用于实现不同大小的基片在基片台上定位装夹。
作为本发明的进一步改进，所述基片台采用镂空结构。
作为本发明的进一步改进，所述基片盘底座底面均布有多个滚轮组件，沿着基片盘的移动方向，基片盘底座两侧并排设有多个滚轮组件，所述滚轮组件用于降低基片传送过程的摩擦阻力。
作为本发明的进一步改进，所述基片台上还设有导电片，所述导电片位于基片台外侧，导电片与基片台中的基片接触，且导电片连接至外部端子，用于将散落在基片上的电子导流至基片盘外部。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的半导体设备的基片盘，通过利用旋钮定位组件辅助基片台安装固定到基片盘底座上，并实现了基片台在基片盘底座上的周向位置调整，通过基片定位件实现了4英寸、5英寸、6英寸等多种规格尺寸的基片装夹到基片台上，提高了基片盘的兼容性，通过将基片盘底座底部的拉力柱与曝光室的连接装置连接，也就实现了基片盘底座与曝光室的连接固定，进而实现了基片台在曝光室中夹紧，最终实现了基片在曝光室中固定，本发明的基片盘实现了基片夹持精度的转换，将基片的外部装夹精度转换成基片盘与曝光室连接装置的连接精度，实现了基片的精密装夹和精确调整，显著提高了基片的刻录成效。
附图说明
图1为本发明半导体设备的基片盘的立体结构原理示意图。
图2为本发明半导体设备的基片盘的结构原理示意图。
图3为本发明半导体设备的基片盘另一视角的结构原理示意图。
图例说明：1、基片盘底座；2、锁扣；3、弹性杆；4、压杆组件；5、基片台；6、挡片；7、定位销；8、校准部件；9、导电片；10、旋钮组件；101、第一定位柱；102、第二定位柱；11、隔电定位件；12、滚轮组件；13、拉力柱。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例
如图1至图3所示，本发明的半导体设备的基片盘，包括基片盘底座1和基片台5。基片盘底座1上设有旋钮定位组件，旋钮定位组件用于辅助基片台5安装固定到基片盘底座1上，并能精确调整基片台5在基片盘底座1上的周向位置；基片台5上设有基片定位件，基片定位件用于实现多种规格尺寸的基片装夹到基片台5上。基片盘底座1底部还设有拉力柱13，拉力柱13与曝光室的连接装置连接，以实现基片盘底座1在曝光室中夹紧，进而实现基片台5在曝光室中夹紧。通过将基片相对基片盘的位置转换成基片盘相对曝光室连接装置的位置，从而实现了基片在曝光室的精确定位和曝光。
本实施例中，通过利用旋钮定位组件辅助基片台5安装固定到基片盘底座1上，并实现了基片台5在基片盘底座1上的周向位置精确调整，通过基片定位件实现了4英寸、5英寸、6英寸等多种规格尺寸的基片装夹到基片台5上，提高了基片盘的兼容性，通过将基片盘底座1底部的拉力柱13与曝光室的连接装置连接，也就实现了基片盘底座1与曝光室的连接固定，进而实现了基片台5在曝光室中夹紧，最终实现了基片在曝光室中固定，本实施例的基片盘实现了基片夹持精度的转换，将基片的外部装夹精度转换成基片盘与曝光室连接装置的连接精度，实现了基片的精密装夹和精确调整，显著提高了基片的曝光成效。
如图1和图2所示，本实施例中，旋钮定位组件包括均布在基片盘底座1上的旋钮组件10、第一定位柱101和第二定位柱102。旋钮组件10、第一定位柱101和第二定位柱102用于将基片台5限制在旋转中心。当旋钮组件10的按钮转动时，带动基片台5旋转，以实现装入基片台5中的基片与基片盘的X轴和Y轴对齐。
具体地，旋钮组件10、第一定位柱101和第二定位柱102三个点及其下部的支点将基片台5限制在旋转中心，当转动旋转组件10的按钮时，基片台5会随之旋转一定的范围，且旋转精度可达到0.1°，作用是为了将装入基片台5的基片与基片盘的X轴和Y轴对齐，而基片盘的X轴、Y轴通过基片盘底座1前端和底面的定位装置与曝光室的X轴、Y轴对齐，从而实现了基片与曝光室的X轴、Y轴对齐。本质上，基片盘就是基片的精度转换装置。
如图1和图2所示，本实施例中，基片盘底座1上还设有压杆组件4和挡片6。多个挡片6均布在基片盘底座1上，用于对基片台5的外边缘进行限位，且挡片6与基片台5的外边缘存在间隙。如图2中所示，压杆组件4与第二定位柱102连接，当施加力F按压压杆组件4时，第二定位柱102与基片台5脱离，转动旋钮组件10的按钮以调整基片台5的周向位置，调整到位后，松开压杆组件4，以实现基片台5夹紧在基片盘底座1上。
如图2和图3所示，本实施例中，基片盘底座1侧部设有锁扣2，锁扣2与基片搬运机械手上的锁钩相配合，以实现基片盘底座1与基片搬运机械手连接或分离。
如图1所示，本实施例中，基片盘底座1顶面一侧设有校准部件8，校准部件8中的坐标原点在基片盘底座1与曝光室连接时进行标定，坐标原点用于标定基片的中心位置。本实施例中，校准部件8上设有十字标记等坐标原点，通过校准部件8标定出基片中心的精确位置。而校准部件8上的十字标记是在基片盘与曝光室连接时标定完成的，即校准部件8实现了曝光室坐标与基片坐标之间的位置转换。
具体地，在校准部件8上设有一个坐标原点，当X轴、Y轴对齐后需要确定基片中心的位置，此时，可以通过显微镜找到基片中心与校准部件8上的坐标原点之间的位置关系。而校准部件8上的坐标原点是在曝光室中固定的位置刻录的，即校准部件8上的坐标原点与曝光室的位置唯一确定，此时，当基片进入曝光室内定位夹紧后，根据坐标转换关系就可以唯一确定基片圆心与曝光室之间的位置。
如图3所示，本实施例中，基片盘底座1底面均布有多个隔电定位件11，隔电定位件11用于限制基片盘底座1在曝光室内的自由度。进一步地，沿着基片盘底座1的前进方向，基片盘底座1的前端两侧均设有隔电定位件11；且在基片盘底座1前端的任意一侧，两个隔电定位件11互相垂直；隔电定位件11用于限制基片盘底座1在曝光室内的自由度。
本实施例中，隔电定位件11具体可以采用隔电的蓝宝石。在基片盘底座1底面有3个蓝宝石接触点，以限制3个自由度，基片盘底座1前端有2个相互垂直的蓝宝石接触点，以限制2个自由度，基片盘底座1前端的另一侧还有1个蓝宝石接触点，以限制1个自由度，总共限制基片盘底座1的6个自由度，同时基片盘底座1的拉力柱13与曝光室的锁紧装置连接锁紧，从而实现基片盘的夹紧。
本实施例中，定位采用蓝宝石接触连接，既能够实现基片与曝光室的完全隔电，同时也能够对基片盘起到一定的支撑作用，从而降低了刻录过程的干扰，保证刻录工艺的顺利进行。基片盘底座1采用6点定位原理与曝光室连接装置精确定位，并将拉力柱13与曝光室的锁紧装置连接锁紧，从而将基片相对基片盘的精度转换成基片盘相对曝光室连接装置的精度，实现基片在曝光室的精确定位和曝光。
如图1和图2所示，本实施例中，基片定位件包括弹性杆3和定位销7，弹性杆3和定位销7沿着基片台5的半径进行布置，以满足不同尺寸大小的基片在基片台5上快速的定位装夹。
进一步地，基片台5采用镂空结构，定位销7用于对基片的外边缘进行定位；根据基片尺寸大小的变化，弹性杆3在基片台5上的伸缩长度进行相应的调整，以实现对基片的外边缘进行定位，通过弹性杆3和定位销7的配合，实现了基片的弹性快速装夹和精密定位，基片台5可以很好地兼容4英寸、5英寸、6英寸的基片装夹。
如图3所示，本实施例中，基片盘底座1底面均布有三个滚轮组件12，沿着基片盘的移动方向，基片盘底座1两侧并排设有多个滚轮组件12，滚轮组件12用于实现基片盘移动，以最大限度降低传送阻力，保证传片过程的平顺性。
如图1所示，本实施例中，基片台5上还设有导电片9，导电片9位于基片台5外侧，并且导电片9可以进行转动，导电片9与基片台5中的基片接触，以辅助基片在曝光室中进行曝光。基片进行电子束光刻时，刻录时还有本身电子束发射出来散落的电子落在基片上，将导电片9压在基片上，导电片压9又连接到专门的端子上，可以将基片上散落的电子及时导流出去。
本实施例中，装片时用静电夹夹持基片从基片盘的右往左插入，由弹性杆3将基片定位在基片台5中心并斜向下压紧；基片台5外围设计有三个挡片6和一个用于微调的旋钮组件10，在保证定位精度的同时实现基片在±3°范围内的旋转调节。基片盘两侧及底部均设有滚轮组件12，最大限度降低了传送阻力，保证了传片过程的平顺性。基片盘底部及前端设计有隔电蓝宝石，起到隔电和定位支撑的作用。同时，基片盘上还设计有法拉第杯和定位标记阵列，用于检测电子束束流、束流漂移及基片相对位置关系。此外，为减少在曝光室的校准时间，在基片放入基片盒之前需在预对准显微镜下通过基片盘定位标记及旋钮组件10与基片进行比较定位，确定基片盘与基片之间的坐标转换关系，从而通过基片盘的精度转换后确定基片与曝光室之间的位置关系，达到提升曝光效率的目的。
虽然本发明以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种半导体设备的基片盘，其特征在于，包括基片盘底座(1)和基片台(5)；所述基片盘底座(1)上设有旋钮定位组件，所述旋钮定位组件用于辅助基片台(5)安装固定到基片盘底座(1)上，并调整基片台(5)在基片盘底座(1)上的周向位置；所述基片台(5)上设有基片定位件，所述基片定位件用于实现多种规格尺寸的基片装夹到基片台(5)上；所述基片盘底座(1)上还设有拉力柱(13)，所述拉力柱(13)与曝光室的连接装置连接，以实现基片盘底座(1)在曝光室中夹紧。
2.根据权利要求1所述的半导体设备的基片盘，其特征在于，所述旋钮定位组件包括均布在基片盘底座(1)上的旋钮组件(10)、第一定位柱(101)和第二定位柱(102)，所述旋钮组件(10)、第一定位柱(101)和第二定位柱(102)用于将基片台(5)限制在旋转中心；当旋钮组件(10)的按钮转动时，带动基片台(5)旋转，以实现装入基片台(5)中的基片与基片盘的X轴和Y轴对齐。
3.根据权利要求2所述的半导体设备的基片盘，其特征在于，所述基片盘底座(1)上还设有压杆组件(4)和挡片(6)；多个所述挡片(6)均布在基片盘底座(1)上，用于对基片台(5)的外边缘进行限位，且挡片(6)与基片台(5)的外边缘存在间隙；所述压杆组件(4)与第二定位柱(102)连接，当按压压杆组件(4)时，第二定位柱(102)与基片台(5)脱离，转动旋钮组件(10)的按钮以调整基片台(5)的周向位置，调整到位后，松开压杆组件(4)，以实现基片台(5)夹紧在基片盘底座(1)上。
4.根据权利要求3所述的半导体设备的基片盘，其特征在于，所述基片盘底座(1)侧部设有锁扣(2)，所述锁扣(2)与基片搬运机械手上的锁钩相配合，以实现基片盘底座(1)与基片搬运机械手连接或分离。
5.根据权利要求3所述的半导体设备的基片盘，其特征在于，所述基片盘底座(1)顶面一侧设有校准部件(8)，所述校准部件(8)中的坐标原点在基片盘底座(1)与曝光室连接时进行标定，所述坐标原点用于标定基片的中心位置。
6.根据权利要求3所述的半导体设备的基片盘，其特征在于，所述基片盘底座(1)底面均布有多个隔电定位件(11)，所述隔电定位件(11)用于限制基片盘底座(1)在曝光室内的三个自由度。
7.根据权利要求6所述的半导体设备的基片盘，其特征在于，沿着基片盘底座(1)的前进方向，基片盘底座(1)的前端设有隔电定位件(11)；且在基片盘底座(1)前端的任意一侧，两个隔电定位件(11)互相垂直；所述隔电定位件(11)用于限制基片盘底座(1)在曝光室内的三个自由度。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的半导体设备的基片盘，其特征在于，所述基片定位件包括弹性杆(3)和定位销(7)，弹性杆(3)和定位销(7)沿着基片台(5)的半径进行布置，用于实现不同大小的基片在基片台(5)上定位装夹。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的半导体设备的基片盘，其特征在于，所述基片盘底座(1)底面均布有多个滚轮组件(12)，沿着基片盘的移动方向，基片盘底座(1)两侧并排设有多个滚轮组件(12)，所述滚轮组件(12)用于降低基片传送过程的摩擦阻力。
10.根据权利要求1至7中任意一项所述的半导体设备的基片盘，其特征在于，所述基片台(5)上还设有导电片(9)，所述导电片(9)位于基片台(5)外侧，导电片(9)与基片台(5)上的基片接触，且导电片(9)连接至外部端子，用于将散落在基片上的电子导流至基片盘外部。
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