CN218385169U - 晶圆承载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶圆承载装置，包括底座、多个第一支撑部以及多个第一夹紧机构；所述底座上设置有第一承载工位，多个所述第一支撑部顺沿所述第一承载工位的边缘布置，每一所述第一支撑部上设置有第一真空吸附孔；所述第一真空吸附孔被配置为吸附放置于所述第一承载工位上的晶圆；多个所述第一夹紧机构环绕所述第一承载工位布置，多个所述第一夹紧机构被配置为夹住放置于所述第一承载工位上的晶圆的周向侧面。在承载过程中，第一支撑部和第一夹紧机构均作用于晶圆的边缘位置，避开了晶圆的芯片区域，防止芯片区域受损。即使晶圆存在一定程度的翘曲，也能与多个第一支撑部点支撑接触，不影响承载。

Description

晶圆承载装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别是涉及一种晶圆承载装置。

背景技术

晶圆的加工需经过数百道工艺，随着工艺流转，部分晶圆会产生一定的翘曲，这就使得在某些工艺段，需要对晶圆的背面缺陷进行检测。在检测过程中，晶圆背面和正面的芯片区域是不能被触碰的，因此需要设计一种承载晶圆的装置，能避开晶圆的芯片区域以便进行晶圆的检测和加工。

实用新型内容

因此，本实用新型主要解决的技术问题在于提供一种能够适应晶圆翘曲并避开芯片区域的晶圆承载装置。

为达到上述目的，本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：

一种晶圆承载装置，包括底座、多个第一支撑部以及多个第一夹紧机构；所述底座上设置有第一承载工位，多个所述第一支撑部顺沿所述第一承载工位的边缘布置，每一所述第一支撑部上设置有第一真空吸附孔；所述第一真空吸附孔被配置为吸附放置于所述第一承载工位上的晶圆；多个所述第一夹紧机构环绕所述第一承载工位布置，多个所述第一夹紧机构被配置为夹住放置于所述第一承载工位上的晶圆的周向侧面。

在一些可能的实施方式中，所述底座上还设置有第二承载工位以及顺沿所述第二承载工位的边缘布置的多个第二支撑部，所述第二承载工位对应的承载区域大于所述第一承载工位对应的承载区域；每一所述第二支撑部上设置有第二真空吸附孔，所述晶圆承载装置还包括多个第二夹紧机构，所述第二真空吸附孔被配置为吸附放置于所述第二承载工位上的晶圆，多个所述第二夹紧机构连接于所述底座上并环绕所述第二承载工位的边缘布置，多个所述第二夹紧机构被配置为夹住所述第二承载工位上的晶圆的周向侧面。

在一些可能的实施方式中，所述第二承载工位对应的承载区域与所述第一承载工位对应的承载区域同心设置。

在一些可能的实施方式中，所述第二支撑部相对于所述底座的凸出高度大于所述第一支撑部相对于所述底座的凸出高度，所述底座上还设置有多个位于所述第一承载工位外侧的防刮伤块，所述防刮伤块相对于所述底座的凸出高度小于所述第二支撑部相对于所述底座的凸出高度，且大于所述第一支撑部相对于所述底座的凸出高度。

在一些可能的实施方式中，所述晶圆承载装置还包括升降机构，所述升降机构上设置有第一支撑柱和第二支撑柱，所述升降机构被配置为驱动所述第一支撑柱和/或所述第二支撑柱选择性地上升和下降，所述第一支撑柱穿过所述底座位于所述第一承载工位内，所述第二支撑柱穿过所述底座位于所述第二承载工位内。

在一些可能的实施方式中，所述升降机构包括升降气缸和与所述升降气缸传动连接的支撑座，所述支撑座朝向所述底座的一侧设置有多个所述第一支撑柱和多个所述第二支撑柱，所述第二支撑柱长于所述第一支撑柱。

在一些可能的实施方式中，所述第一夹紧机构包括第一摆动气缸和与所述第一摆动气缸传动连接的第一夹持块，所述第一夹持块在所述第一摆动气缸的驱动下摆向或摆离所述第一承载工位的边缘；

和/或，所述第二夹紧机构包括第二摆动气缸和与所述第二摆动气缸传动连接的第二夹持块，所述第二夹持块在所述第二摆动气缸的驱动下摆向或摆离所述第二承载工位的边缘。

在一些可能的实施方式中，所述第一夹持块和所述第二夹持块均为柔性材质。

在一些可能的实施方式中，所述第一支撑部的数量为3个，3个所述第一支撑部顺沿所述第一承载工位的边缘等间隔布置；

和/或，所述第二支撑部的数量为3个，3个所述第二支撑部顺沿所述第二承载工位的边缘等间隔布置。

在一些可能的实施方式中，所述底座上还设置有多个镂空孔，所述镂空孔位于所述第一承载工位的外侧以及所述第二承载工位的内侧，所述第一夹紧机构位于所述镂空孔中。

本申请的上述技术方案中，由于底座上设置有第一承载工位以及顺沿第一承载工位的边缘布置的多个第一支撑部，多个第一支撑部作为多个支撑点可支撑晶圆的边缘使晶圆被承载于第一承载工位。同时，每一第一支撑部上设置有可吸附晶圆的第一真空吸附孔，从而在晶圆被放置于第一承载工位时，第一支撑部进行承载的同时对晶圆产生一定的吸附作用，对晶圆的位置进行预固定，以便于多个第一夹紧机构合力夹住晶圆的周向侧面，进行后续的检测或加工。在承载过程中，第一支撑部和第一夹紧机构均作用于晶圆的边缘位置，避开了晶圆的芯片区域，防止芯片区域受损。即使晶圆存在一定程度的翘曲，也能与多个第一支撑部点支撑接触，不影响承载。

附图说明

图1为本申请实施例中晶圆承载装置的立体图；

图2为本申请实施例中晶圆承载装置的平面图；

图3为图2的局部放大示意图；

图4为本申请实施例中晶圆承载装置的另一视角平面图；

图5为本申请实施例中晶圆承载装置的另一视角立体图。

附图标号说明：

100-底座、110-第一承载工位、120-第二承载工位、130-第一支撑部、131-第一真空吸附孔、140-第二支撑部、141-第二真空吸附孔、150-防刮伤块、160-镂空孔、170-线缆辅助固定件、180-角度传感器；

210-第一夹紧机构、211-第一摆动气缸、212-第一夹持块、220-第二夹紧机构、221-第二摆动气缸、222-第二夹持块、300-升降机构、301-第一支撑柱、302-第二支撑柱、310-升降气缸、320-支撑座。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本实用新型技术方案做进一步的详细阐述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，并不是旨在于限制本实用新型。在以下描述中，涉及到“一些实施例”的表述，其描述了所有可能实施例的子集，但是应当理解的是，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

另需要说明的是，当元件被称为“固定于”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“竖直的”、“水平的”、“内”、“外”、“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。

请结合参照附图1至附图5，本申请一实施例提供一种晶圆承载装置，包括底座100、多个第一支撑部130以及多个第一夹紧机构210；底座100上设置有第一承载工位110，多个第一支撑部130顺沿第一承载工位110的边缘布置，每一第一支撑部130上设置有第一真空吸附孔131；第一真空吸附孔131被配置为吸附放置于第一承载工位110上的晶圆；多个第一夹紧机构210连接于底座100上并环绕第一承载工位110的边缘布置，多个第一夹紧机构210被配置为夹住放置于第一承载工位110上的晶圆的周向侧面。

其中，第一支撑部130可以为形成于底座100上的凸起，作为支撑晶圆边缘的部件。即使晶圆存在一定程度的翘曲，也能与多个第一支撑部130形成点接触，不影响承载。每一第一支撑部130上设置有一个贯穿的第一真空吸附孔131。第一真空吸附孔131可以外接气路，气路由真空发生器和气管等组成，通过气路使得第一真空吸附孔131能够产生负压吸附住放置于第一承载工位110上的晶圆，进行预固定。

其中，多个第一夹紧机构210环绕第一承载工位110的边缘布置，用于合力夹住放置于第一承载工位110上的晶圆的周向侧面。虽然第一支撑部130和第一夹紧机构210均靠近第一承载工位110的边界位置，但第一支撑部130位于第一承载工位110的边界内，因而能支撑第一承载工位110上的晶圆。而第一夹紧机构210位于第一承载工位110的边界外，因而能够夹持于晶圆的周向侧面。当晶圆通过第一真空吸附孔131的吸附预固定后，多个第一夹紧机构210执行夹紧动作将晶圆的位置锁定，以便进行后续的检测或加工。

本申请的上述技术方案中，由于底座100上设置有第一承载工位110以及顺沿第一承载工位110的边缘布置的多个第一支撑部130，多个第一支撑部130作为多个支撑点可支撑晶圆的边缘使晶圆被承载于第一承载工位110。同时，每一第一支撑部130上设置有可吸附晶圆的第一真空吸附孔131，从而在晶圆被放置于第一承载工位110时，第一支撑部130进行承载的同时对晶圆产生一定的吸附作用，对晶圆的位置进行预固定，以便于多个第一夹紧机构210合力夹住晶圆的周向侧面，进行后续的检测或加工。在承载过程中，第一支撑部130和第一夹紧机构210均作用于晶圆的边缘位置，避开了晶圆的芯片区域，防止芯片区域受损。多个第一支撑部130对晶圆形成多点支撑，即使晶圆存在一定程度的翘曲，也能与多个第一支撑部130形成稳定的支撑。

作为本实用新型的可选实施方式，底座100上还设置有第二承载工位120以及顺沿第二承载工位120的边缘布置的多个第二支撑部140。在一些可能的实施方式中，第二承载工位120对应的承载区域大于第一承载工位110对应的承载区域，两者分别用于大尺寸晶圆和小尺寸晶圆的加工。相应地，第二承载工位120的边缘布置有多个第二夹紧机构220，每一第二支撑部140上设置有第二真空吸附孔141，第二真空吸附孔141被配置为吸附放置于第二承载工位120上的晶圆，多个第二夹紧机构220连接于底座100上并环绕第二承载工位120的边缘布置，第二夹紧机构220被配置为夹住第二承载工位120上的晶圆的周向侧面。同样地，第二真空吸附孔141可以外接气路，气路由真空发生器和气管等组成，通过气路使得第二真空吸附孔141能够产生负压吸附住放置于第二承载工位120上的晶圆，进行预固定。第二真空吸附孔141的气路与第一真空吸附孔131的气路相互独立，互不干涉。第二支撑部140在一些可能的实施方式中高于第一支撑部130，避免第一支撑部130与大晶圆产生干涉。且第二承载工位120对应的承载区域与第一承载工位110对应的承载区域可以同心设置，以方便各夹紧机构的布置以及工位之间的切换。

在本实施方式中，第一承载工位110可设计为用于承载8英寸的晶圆，第二承载工位120可设计为用于承载12英寸的晶圆。当进行8英寸晶圆的检测时，将晶圆放置于第一承载工位110，并通过气路和多个第一夹紧机构210对8英寸晶圆进行固定。当进行12英寸晶圆的检测时，则将晶圆放置于第二承载工位120，并通过气路和多个第二夹紧机构220对12英寸晶圆进行固定。在其它实施方式中，也可以是第一承载工位110设计为用于承载6英寸的晶圆，第二承载工位120设计为用于承载8英寸的晶圆；或者，第一承载工位110设计为用于承载6英寸的晶圆，第二承载工位120设计为用于承载12英寸的晶圆。

作为本实用新型的优选实施方式，还包括升降机构300，升降机构300上设置有第一支撑柱301和第二支撑柱302，升降机构300被配置为驱动第一支撑柱301和/或第二支撑柱302选择性地上升和下降。其中，第一支撑柱301穿过底座100位于第一承载工位110内，第二支撑柱302穿过底座100位于第二承载工位120内，升降机构300通过第一支撑柱301带动第一承载工位110上的晶圆升降运动，通过第二支撑柱302带动第二承载工位120上的晶圆升降运动。在附图所述实施例中，第一支撑柱301的数量为3个，用于三点支撑位于第一承载工位110上的晶圆。第二支撑柱302的数量同样为3个，用于三点支撑位于第二承载工位120上的晶圆。

在承载时，升降机构300先驱动第一支撑柱301和第二支撑柱302升起，第一支撑柱301升起后的高度略高于第一支撑部130，第二支撑柱302升起后的高度略高于第二支撑部140。机械手将晶圆放置于多个第一支撑柱301/第二支撑柱302上，然后升降机构300驱动第一支撑柱301和第二支撑柱302下降而与晶圆分离，使得晶圆与第一支撑部130/第二支撑部140接触，然后再执行吸附和夹紧动作。晶圆加工或者检测完成后，第一夹紧机构210复位、气路断开，升降机构300再次驱动第一支撑柱301和第二支撑柱302升起，使得晶圆被顶起而与第一支撑柱301/第二支撑柱302分离，方便机械手抓取晶圆进行下一流程。

其中，升降机构300可以包括升降气缸310和与升降气缸310传动连接的支撑座320，支撑座320朝向底座100的一侧设置有多个第一支撑柱301和多个第二支撑柱302。多个第一支撑柱301和多个第二支撑柱302和支撑座320的带动下一起上升或下降。进一步地，第二支撑柱302长于第一支撑柱301，从而放置于第二支撑柱302上的晶圆不会与第一支撑柱301产生干涉。在一些实施例最终，第一支撑柱301和第二支撑柱302也可以是两个独立的元件，并且分别通过独立的驱动器件，如气缸、电机等驱动，在进行小尺寸的晶圆的加工时，可以只启动第一支撑柱；在进行大尺寸晶圆的加工时，可以只启动第二支撑柱。

作为本实用新型的具体实施方式，第一夹紧机构210可以包括第一摆动气缸211和与第一摆动气缸211传动连接的第一夹持块212，第一摆动气缸211可在0、90度两个位置摆动，第一夹持块212在第一摆动气缸211的驱动下摆向或摆离第一承载工位110的边缘，从而夹住或松开第一承载工位110上晶圆的周向侧面。具体地，当第一夹持块212摆向第一承载工位110的边缘时，第一夹持块212朝向晶圆运动直至抵靠于晶圆的侧面，从而夹住第一承载工位110上的晶圆。当第一夹持块212摆离第一承载工位110的边缘时，第一夹持块212背向晶圆运动，从而松开第一承载工位110上的晶圆。同理，第二夹紧机构220也可以包括第二摆动气缸221和与第二摆动气缸221传动连接的第二夹持块222，第二摆动气缸221可在0、90度之间进行摆动，第二夹持块222在第二摆动气缸221的驱动下摆向或摆离第二承载工位120的边缘，从而夹住或松开第二承载工位120上晶圆的周向侧面。当第二夹持块222摆向第二承载工位120的边缘时，第二夹持块222朝向晶圆运动直至抵靠于晶圆的侧面，从而夹住第二承载工位120上的晶圆。当第二夹持块222摆离第二承载工位120的边缘时，第二夹持块222背向晶圆运动，从而松开第二承载工位120上的晶圆。在其它实施方式中，第一夹持块212/第二夹持块222也可以通过直线气缸、旋转马达、电动推杆等驱动机构进行驱动以实现夹紧目的。

进一步地，第一夹持块212和第二夹持块222均为柔性材质。夹持时，第一夹持块212/第二夹持块222轻微变形，从而可以防止夹持力过大而引起晶圆破裂。而第一夹持块212/第二夹持块222的变形量，可以通过控制摆动气缸的夹持力和夹持块自身的材质去实现。

在一些可能的实施方式中，第一支撑部130的数量可以为3个，3个第一支撑部130环绕第一承载工位110的边缘等间隔布置；三个第一支撑部130能够恰好支撑住晶圆，无论晶圆翘曲如何，都会与作为承载点的第一支撑部130接触，从而起到承载作用。同理，第二支撑部140的数量也可以为3个，3个第二支撑部140环绕第二承载工位120的边缘等间隔布置。进一步地，第二支撑部140相对于底座100的凸出高度大于第一支撑部130相对于底座100的凸出高度，以防止放置于第二承载工位12上的大晶圆与第一支撑部130发生干涉。底座100上还可以设置有多个位于第一承载工位110外侧的防刮伤块150，防刮伤块150相对于底座100的凸出高度低于第二支撑部140相对于底座100的凸出高度，且高于第一支撑部130相对于底座100的凸出高度。防刮伤块150的存在可以避免位于第二承载工位120的晶圆因翘曲过大时接触到第一支撑部130承载点，从而造成晶圆划伤。进一步地，底座100上还可以设置有多个镂空孔160，镂空孔160位于第一承载工位110的外侧以及第二承载工位120的内侧，第一夹紧机构210位于镂空孔160中，以便第一夹持块212对第一承载工位110的晶圆进行装夹。此外，底座100的周缘还可以设置有多个线缆辅助固定件170，线缆辅助固定件170用于辅助固定电线和气管。底座上还可以设置用于感应的传感器180，以检测晶圆是否存在于承载位上。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围以准。

Claims (10)

1.一种晶圆承载装置，其特征在于，包括底座、多个第一支撑部以及多个第一夹紧机构；所述底座上设置有第一承载工位，多个所述第一支撑部顺沿所述第一承载工位的边缘布置，每一所述第一支撑部上设置有第一真空吸附孔；所述第一真空吸附孔被配置为吸附放置于所述第一承载工位上的晶圆；多个所述第一夹紧机构环绕所述第一承载工位布置，多个所述第一夹紧机构被配置为夹住放置于所述第一承载工位上的晶圆的周向侧面。

2.根据权利要求1所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述底座上还设置有第二承载工位以及顺沿所述第二承载工位的边缘布置的多个第二支撑部，所述第二承载工位对应的承载区域大于所述第一承载工位对应的承载区域；每一所述第二支撑部上设置有第二真空吸附孔，所述晶圆承载装置还包括多个第二夹紧机构，所述第二真空吸附孔被配置为吸附放置于所述第二承载工位上的晶圆，多个所述第二夹紧机构连接于所述底座上并环绕所述第二承载工位的边缘布置，多个所述第二夹紧机构被配置为夹住所述第二承载工位上的晶圆的周向侧面。

3.根据权利要求2所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述第二承载工位对应的承载区域与所述第一承载工位对应的承载区域同心设置。

4.根据权利要求3所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述第二支撑部相对于所述底座的凸出高度大于所述第一支撑部相对于所述底座的凸出高度，所述底座上还设置有多个位于所述第一承载工位外侧的防刮伤块，所述防刮伤块相对于所述底座的凸出高度小于所述第二支撑部相对于所述底座的凸出高度，且大于所述第一支撑部相对于所述底座的凸出高度。

5.根据权利要求2所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述晶圆承载装置还包括升降机构，所述升降机构上设置有第一支撑柱和第二支撑柱，所述升降机构被配置为驱动所述第一支撑柱和/或所述第二支撑柱选择性地上升和下降，所述第一支撑柱穿过所述底座位于所述第一承载工位内，所述第二支撑柱穿过所述底座位于所述第二承载工位内。

6.根据权利要求5所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述升降机构包括升降气缸和与所述升降气缸传动连接的支撑座，所述支撑座朝向所述底座的一侧设置有多个所述第一支撑柱和多个所述第二支撑柱，所述第二支撑柱长于所述第一支撑柱。

7.根据权利要求2至6任意一项所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述第一夹紧机构包括第一摆动气缸和与所述第一摆动气缸传动连接的第一夹持块，所述第一夹持块在所述第一摆动气缸的驱动下摆向或摆离所述第一承载工位的边缘；

和/或，所述第二夹紧机构包括第二摆动气缸和与所述第二摆动气缸传动连接的第二夹持块，所述第二夹持块在所述第二摆动气缸的驱动下摆向或摆离所述第二承载工位的边缘。

8.根据权利要求7所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述第一夹持块和所述第二夹持块均为柔性材质。

9.根据权利要求2至6任意一项所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述第一支撑部的数量为3个，3个所述第一支撑部顺沿所述第一承载工位的边缘等间隔布置；

和/或，所述第二支撑部的数量为3个，3个所述第二支撑部顺沿所述第二承载工位的边缘等间隔布置。

10.根据权利要求2至6任意一项所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述底座上还设置有多个镂空孔，所述镂空孔位于所述第一承载工位的外侧以及所述第二承载工位的内侧，所述第一夹紧机构位于所述镂空孔中。

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