CN213905332U - 晶圆检测定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种晶圆检测定位装置，包括：吸盘及夹具，吸盘具有吸附面，吸附面开设有能够将晶圆沿轴向吸附于吸附面且贯穿吸盘的吸附孔；夹具与吸盘相连且围设于吸附孔的外周，夹具内形成可沿径向限位晶圆的径向腔；如此，通过吸盘对晶圆施加了轴向吸附力，吸盘外围的夹具对晶圆施加了径向夹持力，轴向吸附力及径向夹持力对晶圆进行了双重定位作用，保证了晶圆检测定位装置夹持晶圆的稳定性。

Description

晶圆检测定位装置

技术领域

本实用新型涉及晶圆检测定位技术领域，特别是涉及一种晶圆检测定位装置。

背景技术

随着半导体技术日益发展，对晶圆的产品要求也更加的多样化。晶圆作为半导体集成电路制作所用的硅芯片，首先采用高纯度的硅棒用激光切割成极薄的硅片(圆形)，然后在上面用光学和化学蚀刻的方法把电子元器件做上去，做好之后的每片硅片上有大量的一片片的半导体芯片，这些加工好的圆形半导体芯片就是晶圆。

产品多样化必然也对晶圆的制造工艺和质量检测提出了更高的要求，在晶圆的检测过程中，需要对晶圆进行装夹定位以便于加工或检测。传统的晶圆定位装置只是单独把晶圆放在真空吸附台的吸附面上，然后对其进行检测。

上述定位方式一般仅支撑晶圆中心区域，而将外围区域空出，上述吸附定位晶圆的方式必然会造成其定位后稳定性难以保证的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对晶圆定位不稳定的问题，提供一种对晶圆进行稳定定位的晶圆检测定位装置。

一种晶圆检测定位装置，包括：

吸盘，所述吸盘具有吸附面，所述吸附面开设有能够将晶圆沿轴向吸附于所述吸附面且贯穿所述吸盘的吸附孔；

夹具，所述夹具与所述吸盘相连且围设于所述吸附孔的外周，所述夹具内形成可沿径向限位所述晶圆的径向腔；

其中，所述吸盘与所述夹具能够沿所述晶圆的周向同步旋转。

在其中一个实施例中，所述吸盘包括相互连接的吸附部和避空部，所述吸附面形成于所述吸附部上，所述避空部具有正对所述晶圆的部分轴向端面设置的避空面，所述避空面低于所述吸附面。

在其中一个实施例中，所述吸附部与所述避空部均包括至少两个；

其中，从所述吸盘的中心到外周，所述吸附部与所述避空部依次交替设置。

在其中一个实施例中，所述吸附部包括第一吸附部及第二吸附部，所述避空部包括第一避空部及第二避空部；

所述第一避空部围设于所述第一吸附部的外围，所述第二吸附部围设于所述第一避空部的外围，所述第二避空部围设于所述第二吸附部的外围，所述吸附孔形成于所述第二吸附部上，所述夹具与所述第二避空部连接。

在其中一个实施例中，所述夹具包括至少两个沿所述晶圆的周向依次间隔设置的夹持块，全部所述夹持块界定形成所述径向腔。

在其中一个实施例中，所述晶圆检测定位装置还包括吸嘴，所述吸嘴设于所述吸附孔内。

在其中一个实施例中，所述吸附孔包括靠近所述吸附面设置的第一吸附孔及远离所述吸附面设置的第二吸附孔，所述吸嘴设于所述第一吸附孔内。

在其中一个实施例中，所述吸附孔包括至少两个，全部所有吸附孔呈同心圆设置且每相邻两个所述吸附孔之间间距相等，所述吸附孔所在同心圆的中心轴线与所述吸附面的中心轴线重合。

在其中一个实施例中，所述晶圆检测定位装置还包括真空组件，所述真空组件设于所述吸盘远离所述吸附面的一侧，所述真空组件与所述吸盘界定形成与所述吸附孔连通的真空腔。

在其中一个实施例中，所述真空组件包括真空盘及与外部抽真空装置连通的真空管，所述真空盘与所述吸盘连接，所述真空管穿设于所述真空盘内，所述真空腔包括形成于所述真空管内的第一真空腔，及所述真空盘与所述吸盘界定形成且连通于所述吸附孔与所述第一真空腔之间的第二真空腔；

其中，所述真空盘能够与所述吸盘及所述夹具同步旋转。

上述晶圆检测定位装置，吸盘对晶圆施加了轴向吸附力，吸盘外围的夹具对晶圆施加了径向夹持力，通过轴向吸附力及径向夹持力对晶圆进行了双重定位作用，保证了晶圆检测定位装置夹持晶圆的稳定性，以便于后续的旋转检测工作。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的晶圆检测定位装置的正视图；

图2为图1中所示的晶圆检测定位装置的A-A切面剖视图；

图3为图1中所示的晶圆检测定位装置的俯视图；

图4为图1中所示的晶圆检测定位装置与晶圆装配之后的俯视图。

附图标记：10、晶圆检测定位装置；11、吸盘；111、吸附孔；1111、第一吸附孔；1112、第二吸附孔；112、吸嘴；113、凹槽；12、吸附部；121、第一吸附部；122、第二吸附部；123、吸附面；13、避空部；131、第一避空部；132、第二避空部；133、避空面；14、夹具；141、夹持块；15、真空组件；151、真空盘；152、真空管；16、真空腔；161、第一真空腔；162、第二真空腔；17、密封件；18、驱动件；181、旋转轴；19、底座；110、定位接头；20、晶圆。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1至图4所示，本实用新型一实施例的晶圆检测定位装置10包括吸盘11和夹具14，吸盘11与夹具14配合能够定位晶圆20，且吸盘11与夹具14能够沿晶圆20的周向同步旋转(晶圆20的周向旋转方向在图4中用双箭头示出)，以便于检测设备对晶圆20进行检测工作。

具体地，吸盘11具有吸附面123，吸附面123开设有贯穿吸盘11的吸附孔111，吸附孔111能够将晶圆20沿轴向吸附于吸附面123。夹具14与吸盘11相连且围设于吸附孔111的外周，夹具14内形成可沿径向限位晶圆20的径向腔。如此，通过吸盘11对晶圆20施加轴向吸附力，吸盘11外围的夹具14对晶圆施加径向夹持力，轴向吸附力及径向夹持力对晶圆20进行了双重定位作用，保证了晶圆检测定位装置10对晶圆20夹持的稳定性，以便于后续的旋转检测工作。

本实施例的晶圆检测定位装置10还包括真空组件15及驱动件18，真空组件15与吸盘11远离吸附面123的一侧连接，用于为吸附孔111提供真空吸力；驱动件18可与真空组件15远离吸盘11的一侧连接，驱动吸盘11及夹具14沿晶圆20的周向同步旋转。真空组件15及驱动件18与吸盘11、夹具14共同形成晶圆检测定位装置10。

在其中一个实施例中，如图2所示，吸盘11包括相互连接的吸附部12和避空部13，吸附面123形成于吸附部12上，避空部13具有正对晶圆20的部分轴向端面设置的避空面133，避空面133低于吸附面123，使得吸盘11在对晶圆20进行吸附的时候，晶圆20表面与吸附面123直接接触，与避空面133不直接接触，保证了对晶圆20定位的同时减少了晶圆检测定位装置10与晶圆20的接触面积，从而减少对晶圆20的损伤。

在其中一实施例中，吸附部12与避空部13均包括至少两个，从吸盘11的中心到外周，吸附部12与避空部13依次交替设置，使得吸附部12与避空部13被隔开设置。一方面，不连续的避空部13及吸附部12保证了晶圆20得到充分支撑；另一方面，不连续的吸附部12对晶圆20的不同外周表面的位置进行了固定也保证了吸附的稳定性。

具体地，在其中一实施例中，如图2所示，吸附部12包括第一吸附部121及第二吸附部122，避空部13包括第一避空部131及第二避空部132；第一避空部131围设于第一吸附部121的外围，第二吸附部122围设于第一避空部131的外围，第二避空部132围设于第二吸附部122的外围，吸附面123形成于第一吸附部121及第二吸附部122上，夹具14与第二避空部132边缘连接。

进一步地，如图1至图3所示，第一吸附部121位于吸盘11的中心，对晶圆20起到中心支撑作用，第一避空部131呈环形环绕第一吸附部121的外围设置，第二吸附部122呈环形环绕第一避空部131的外围设置，第二避空部132位于吸盘11的四角上且边缘连接夹具14，第一吸附部121、第一避空部131、第二吸附部122及第二避空部132的中心轴线重合。吸附孔111位于第二吸附部122上且呈同心圆设置且每相邻两个吸附孔111之间的间距相等，吸附孔111所在圆周的中心轴线与吸附面123的中心轴线重合，保证对晶圆20进行吸附时，吸附力作用均匀；第一吸附部121与第二吸附部122的表面共同形成了吸附面123，第一避空部131与第二避空部132表面共同形成了避空面133。由于避空面133低于吸附面123，故晶圆20在被定位之后，与第一避空部131及第二避空部132不接触，与第一吸附部121及吸附部122接触。同时，夹具14与晶圆20的外周面接触。

值得注意的是，吸附部12与避空部13的设置并不局限于如上设置方式，也可将避空部13设于吸盘11的中心或者采用别的方式，只要能起到对晶圆20进行稳定定位的同时又减少接触面积的效果，都在本实用新型所保护的范围之内。

具体地，如图2所示，本实施例还包括吸嘴112，吸嘴112安装在吸附孔111内，吸嘴112与吸附孔111呈同心圆设置，吸附孔111通过内置的吸嘴112将晶圆20沿轴向吸附于吸附面123，同时吸嘴112与晶圆20的表面接触。

在其中一实施例中，吸附孔111为台阶状圆柱孔，包括靠近吸附面123设置的第一吸附孔1111及远离吸附面123设置的第二吸附孔1112，其中第一吸附孔1111的内径大于与之连通的第二吸附孔1112的内径，将吸嘴112放置在第一吸附孔1111内且下端可伸进第二吸附孔1112但未贯穿第二吸附孔1112，使得真空组件15中的真空气流通过第二吸附孔1112流动到第一吸附孔1111内继而沿轴向吸附晶圆20。

在其中一实施例中，如图3和图4所示，夹具14包括至少两个沿晶圆20的周向依次间隔设置的夹持块141，夹持块141与位于吸盘11的四角上并与第二避空部132连接，全部夹持块141界定形成径向腔对晶圆20施加一个径向限位的作用力。夹持块141可夹持在晶圆20的外周面的不同位置上，以使得晶圆20的外周面受到来自不同角度的径向夹持，保证了夹持作用力的稳定性。

在其中一实施例中，如图1和图2所示，真空组件15与吸盘11远离吸附面123的一侧连接，吸盘11远离吸附面123的表面开设有凹槽113，真空组件15与凹槽113的槽壁界定形成真空腔16，吸附孔111与真空腔16连通，吸嘴112也与真空腔16连通对晶圆20进行真空吸附，具体地，吸嘴112是通过第二吸附孔1112与真空腔16连通。

在其中一实施例中，真空组件15包括真空盘151及与外部抽真空装置连通的真空管152，真空盘151与吸盘11远离吸附面123的一侧连接，真空管152穿设于真空盘151内。真空腔16包括形成于真空管152内的第一真空腔161，及真空盘151与吸盘11界定形成且连通于吸附孔111与第一真空腔161之间的第二真空腔162；其中，真空盘151能与吸盘11及夹具14同步旋转。

具体地，真空管152与真空盘151垂直设置，并穿过真空盘151伸入吸盘11所开的凹槽113内，使得真空管152内的第一真空腔161与真空盘151与吸盘11所开凹槽113的槽壁界定形成的第二真空腔162连通，第一真空腔161与第二真空腔162形成一个完整的真空腔16。

晶圆检测定位装置10还包括密封件17，密封件17设于真空管152与真空盘151之间，以使两者密封，防止漏气。晶圆检测定位装置10还包括定位接头110，真空管152通过定位接头110与外部抽真空装置连接，将整个真空腔16抽成真空，进而对晶圆20的定位提供轴向吸力。

在其中一实施例中，晶圆检测定位装置10还包括驱动件18，驱动件18用于驱动吸盘11、夹具14及真空盘151沿晶圆20的周向同步旋转。

具体地，驱动件18与真空盘151连接，且驱动件18套设在真空管152穿出真空盘151的一端。驱动件18包括两个旋转轴181，两个旋转轴181均穿设于真空盘151内，当驱动件18动作之后，通过旋转轴181驱动真空盘151带动吸盘11及夹具14沿晶圆20的周向旋转，进而实现晶圆20的旋转，此时便可以进行对晶圆20的检测工作。

进一步地，如图4所示，在晶圆20被安装在晶圆检测定位装置10上之后，晶圆20的外圆周可通过六个间隔设置的夹持块141被径向定位，同时真空腔16通过吸嘴112传递的轴向吸力将晶圆20稳定的轴向定位在吸附面123上，此时，驱动件18可驱动吸盘11及夹具14带着晶圆20一起绕晶圆20的周向进行旋转。

在其中一实施例中，晶圆检测定位装置10还包括底座19，底座19与驱动件18远离真空盘151的一侧连接，真空管152穿过驱动件18的一端可穿过底座19并伸出形成连接端，定位接头110可与此连接端连接，定位接头110的另一端与外部抽真空装置连接。如此，可以将该晶圆检测定位装置10稳定安装于其他安装结构上，便于该晶圆检测定位装置10的安装。

本实施例提供的晶圆检测定位装置10，当晶圆20检测工作完成后真空腔16内可进入空气，释放晶圆20，轻松的用吸具取出晶圆20成品。晶圆检测定位装置10的设计一方面保证了晶圆20的稳定顺利定位，同时也使得不需要再使用人工或者更多的定位取放装置进行操作，就不会产生损坏晶圆20的可能。

具体地，本实施例中对晶圆检测定位装置10的材质没有特殊要求，并采用简单的结构达到了对晶圆20的稳定定位，制作成本大大减少，能够真正做到物美价廉。

本实用新型实施例提供的晶圆检测定位装置10，具有以下有益效果：

(1)通过吸盘11以及吸盘11外围的夹具14，对晶圆20进行了轴向吸附以及径向夹持的双重定位作用，保证了晶圆检测定位装置10对晶圆20夹持的稳定性；

(2)通过避空部13的设置，减少了晶圆检测定位装置10与晶圆20的接触面积，进而减少对晶圆20的损伤；

(3)通过每相邻两个吸附孔111之间的间距相等且沿吸盘11的中心呈同心圆设置，保证了对晶圆20进行吸附时，吸附力作用均匀；

(4)通过真空组件15形成真空腔16且与吸附孔111连通，可以有力的保证轴向吸附作用力；

(5)结构简单，可以材质普通材质制成，降低了晶圆20生产过程中的成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种晶圆检测定位装置，其特征在于，包括：

吸盘，所述吸盘具有吸附面，所述吸附面开设有能够将晶圆沿轴向吸附于所述吸附面且贯穿所述吸盘的吸附孔；

夹具，所述夹具与所述吸盘相连且围设于所述吸附孔的外周，所述夹具内形成可沿径向限位所述晶圆的径向腔；

其中，所述吸盘与所述夹具能够沿所述晶圆的周向同步旋转。

2.根据权利要求1所述的晶圆检测定位装置，其特征在于，所述吸盘包括相互连接的吸附部和避空部，所述吸附面形成于所述吸附部上，所述避空部具有正对所述晶圆的部分轴向端面设置的避空面，所述避空面低于所述吸附面。

3.根据权利要求2所述的晶圆检测定位装置，其特征在于，所述吸附部与所述避空部均包括至少两个；

其中，从所述吸盘的中心到外周，所述吸附部与所述避空部依次交替设置。

4.根据权利要求3所述的晶圆检测定位装置，其特征在于，所述吸附部包括第一吸附部及第二吸附部，所述避空部包括第一避空部及第二避空部；

所述第一避空部围设于所述第一吸附部的外围，所述第二吸附部围设于所述第一避空部的外围，所述第二避空部围设于所述第二吸附部的外围，所述吸附孔形成于所述第二吸附部上，所述夹具与所述第二避空部连接。

5.根据权利要求1所述的晶圆检测定位装置，其特征在于，所述夹具包括至少两个沿所述晶圆的周向依次间隔设置的夹持块，全部所述夹持块界定形成所述径向腔。

6.根据权利要求1所述的晶圆检测定位装置，其特征在于，所述晶圆检测定位装置还包括吸嘴，所述吸嘴设于所述吸附孔内。

7.根据权利要求1所述的晶圆检测定位装置，其特征在于，所述吸附孔包括至少两个，全部所有吸附孔呈同心圆设置且每相邻两个所述吸附孔之间间距相等，所述吸附孔所在同心圆的中心轴线与所述吸附面的中心轴线重合。

8.根据权利要求1所述的晶圆检测定位装置，其特征在于，所述晶圆检测定位装置还包括真空组件，所述真空组件设于所述吸盘远离所述吸附面的一侧，所述真空组件与所述吸盘界定形成与所述吸附孔连通的真空腔。

9.根据权利要求8所述的晶圆检测定位装置，其特征在于，所述真空组件包括真空盘及与外部抽真空装置连通的真空管，所述真空盘与所述吸盘连接，所述真空管穿设于所述真空盘内，所述真空腔包括形成于所述真空管内的第一真空腔，及所述真空盘与所述吸盘界定形成且连通于所述吸附孔与所述第一真空腔之间的第二真空腔；

其中，所述真空盘能够与所述吸盘及所述夹具同步旋转。

10.根据权利要求1所述的晶圆检测定位装置，其特征在于，所述晶圆检测定位装置还包括驱动件，所述驱动件用于驱动所述吸盘及所述夹具沿所述晶圆的周向同步旋转。

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