CN219180493U - 晶圆夹持装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种晶圆夹持装置，包括承载台、圆形多孔吸盘、卡接柱和夹紧块；所述承载台的承载面中部设有承载晶圆的所述圆形多孔吸盘，所述承载面还设有环绕在所述圆形多孔吸盘周围的多个所述卡接柱和多个所述夹紧块，所述夹紧块设于所述承载台的凹槽内，且所述夹紧块能够在所述圆形多孔吸盘的径向上发生转动；其中，在工作时所述晶圆通过多个所述卡接柱从边缘的抵触，以及多个所述夹紧块的转动夹持固定在所述圆形多孔吸盘上；本发明以实现晶圆平整的贴合在承载台上，同时防止晶圆在高速旋转时被甩出，达到将晶圆牢固的固定在承载台上的效果。

Description

晶圆夹持装置

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆夹持装置。

背景技术

在芯片制备过程中，需对超薄晶圆表面进行一定程度的清洗，在高速旋转清洗过程中，超薄晶圆能否被夹持住且与吸附平面完美贴合将直接影响晶圆的后续制程。传统用于超薄晶圆固定的清洗设备，一方面存在旋转台与晶圆贴合不平整的问题，另一方面，在高速旋转时，存在超薄晶圆被甩出，无法将超薄晶圆固定在旋转台上，从而导致被甩出的超薄晶圆存在碎片的问题。因此亟需一种超薄晶圆与旋转台贴合牢固防止被甩出并牢固夹持的设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶圆夹持装置，以实现晶圆平整的贴合在承载台上，同时防止晶圆在高速旋转时被甩出，达到将晶圆牢固的固定在承载台上的效果。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种晶圆夹持装置，包括承载台、圆形多孔吸盘、卡接柱和夹紧块；

所述承载台的承载面中部设有承载晶圆的所述圆形多孔吸盘，所述承载面还设有环绕在所述圆形多孔吸盘周围的多个所述卡接柱和多个所述夹紧块，所述夹紧块设于所述承载台的凹槽内，且所述夹紧块能够在所述圆形多孔吸盘的径向上发生转动；

其中，在工作时所述晶圆通过多个所述卡接柱从边缘的抵触，以及多个所述夹紧块的转动夹持固定在所述圆形多孔吸盘上。

可选的，还包括偏心块，所述偏心块设于所述夹紧块位于所述凹槽内的一端。

可选的，还包括轴承和旋转轴，所述旋转轴插接在所述夹紧块上，且所述旋转轴的两端安装在所述轴承内，所述轴承连接在所述凹槽内，其中，在空间上，所述旋转轴的轴向与所述圆形多孔吸盘的径向相互垂直设置。

可选的，所述夹紧块包括竖向段，以及与所述竖向段垂直连接的横向段，所述竖向段与所述横向段组成L型结构；

其中，所述旋转轴插接在所述竖向段与所述横向段的连接处，所述横向段设于所述凹槽内，且所述横向段与所述偏心块相连。

可选的，还包括真空泵和真空法兰；

所述真空法兰的一端连接在远离所述承载台的承载面一侧，且所述真空法兰的另一端与所述真空泵相连；

其中，所述真空泵与所述圆形多孔吸盘通过所述真空法兰连通。

可选的，所述承载台设有真空槽道，其中，所述真空法兰与所述圆形多孔吸盘通过所述真空槽道连通。

可选的，所述真空法兰呈喇叭状结构，且所述真空法兰靠近所述承载台的一端口径大于远离所述承载台的一端口径。

可选的，还包括驱动电机和电机支架；

所述驱动电机设于所述电机支架上，且所述驱动电机的驱动端连接在所述真空泵上；

其中，所述电机支架安装在清洗设备上。

可选的，所述卡接柱呈圆锥偏心结构。

可选的，多个所述卡接柱和多个所述夹紧块均呈环状设置，且多个所述卡接柱和多个所述夹紧块间隔设置。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型中在承载台的承载面中部设有承载晶圆的圆形多孔吸盘，圆形多孔吸盘的设置，能够保证晶圆与承载台贴合的更加平整，从而使得晶圆更加均匀的受到真空吸附力。

本实用新型中在承载台的承载面上设置有多个卡接柱，多个卡接柱的设置，既可以起到定位的作用，同时，通过抵触作用可以防止晶圆被甩出，从而使得高速旋转的晶圆能够得到更好的固定，避免晶圆被甩出导致碎片的现象产生。

本实用新型中设置了夹紧块，通过夹紧块在圆形多孔吸盘径向上的转动，实现对晶圆的夹持固定，通过夹紧块、卡接柱和圆形多孔吸盘能够将晶圆牢固固定在夹持装置上。

附图说明

图1为本实用新型的实施例结构示意图；

图2为本实用新型中夹紧块上连接有偏心块的结构示意图；

图3为本实用新型中夹紧块通过轴承和旋转轴连接在凹槽内的结构示意图；

图4为本实用新型中驱动电机、真空泵和真空法兰的结构示意图；

图5为本实用新型中真空槽道的结构示意图。

附图标记

1、承载台；11、承载面；

2、圆形多孔吸盘；

3、卡接柱；

4、夹紧块；41、竖向段；42、横向段；

5、晶圆；51、缺口；

6、凹槽；

7、偏心块；

8、旋转轴；

9、轴承；

10、真空泵；

11、真空法兰；

12、真空槽道；

13、驱动电机；

14、电机支架。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，本实用新型的实施例提供了一种晶圆夹持装置，通过该夹持装置将晶圆5固定在清洗设备上，所述夹持装置包括承载台1、圆形多孔吸盘2、卡接柱3和夹紧块4，如图1所示。所述承载台1的承载面11中部设有承载晶圆5的所述圆形多孔吸盘2，所述承载面11还设有环绕在所述圆形多孔吸盘2周围的多个所述卡接柱3和多个所述夹紧块4，所述夹紧块4设于所述承载台1的凹槽6内，且所述夹紧块4能够在所述圆形多孔吸盘2的径向上发生转动，其中，在工作时所述晶圆5通过多个所述卡接柱3从边缘的抵触，以及多个所述夹紧块4的转动夹持固定在所述圆形多孔吸盘2上。

在使用时，机械手将晶圆5放置在所述承载台1上时，由于所述圆形多孔吸盘2的存在可以使得晶圆5能够与所述承载台1贴合的更加平整，从而能够使得晶圆5更加平整的贴合吸附在承载台1上。多个所述卡接柱3从四周与晶圆5的缺口51相切，这样从四周形成对晶圆5的抵触，多个卡接柱3的设置，一方面通过抵触作用可以防止在承载台1高速旋转时，晶圆5被甩出，另一方面，可以起到导向和定位的作用，确保晶圆5的圆心能够与圆形多孔吸盘2的圆心自动调节重合，无需人工调节，从而使得该设备的使用更加便捷。多个所述夹紧块4对晶圆5进行夹持，具体地，承载台1旋转时，夹紧块4会向圆形多孔吸盘2旋转靠拢(具体为夹紧块4的上端向圆形多孔吸盘2旋转靠拢)，实现对晶圆5的夹持，将晶圆5固定在圆形多孔吸盘2上。本申请通过多个所述卡接柱3和多个所述夹紧块4的协同配合将晶圆5牢固的平整的贴合固定在所述圆形多孔吸盘2上，防止高速旋转时晶圆5被甩出。优选地，所述圆形多孔吸盘2材质包括但不限于多孔PE和多孔陶瓷材料等。

在一种实施例中，多个所述卡接柱3和多个所述夹紧块4均呈环状设置，且多个所述卡接柱3和多个所述夹紧块4间隔设置。作为优选的，多个所述卡接柱3和多个所述夹紧块4均呈等距离环状设置。其中，多个所述卡接柱3设置为四个，如图1所示，当所述卡接柱3为四个时，在所述圆形多孔吸盘2围成一个围栏结构，晶圆5安装在围栏结构内，通过围栏结构的阻挡，可以避免在旋转时晶圆5被甩出，当然在其他实施例中，所述卡接柱3的数量可以根据晶圆5缺口51的数量进行限定。在图1示例中，所述夹紧块4的数量设置为四个，并且四个所述夹紧块4呈等距离环状设置在所述圆形多孔吸盘2的四周，通过从四个方向形成对晶圆5的压紧，从而实现晶圆5牢固固定的效果，当然在其他示例中，所述夹紧块4的数量不仅仅只限定为四个，值得注意的是，随着所述夹紧块4数量的增多，所述晶圆5受到的夹紧力越大，这样可以使得所述晶圆5更加牢固的固定在所述圆形多孔吸盘2。

在一种实施例中，所述卡接柱3固定在所述承载面11上；所述卡接柱3呈圆锥偏心结构，圆锥面对晶圆5进行导向和定位，作为优选地，多个所述卡接柱3通过偏心结构还可以对晶圆5的圆心进行调整，具体地，所述晶圆5外设有保护钢环，多个所述卡接柱3通过所述保护钢环对晶圆5起作用。

现有的所述夹紧块4在转动时，均是通过动力源驱动，这样既会增加生产的投入，又会使得设备结构过于复杂，不利于安装，为了解决上述问题，本申请的一种实施例中，所述晶圆夹持装置还包括偏心块7，如图2所示，所述偏心块7设于所述夹紧块4位于所述凹槽6内的一端(图2示例中，可以理解为安装在夹紧块4的下端)，在承载台1旋转时，所述偏心块7在离心力的作用下，会使得夹紧块4的上端向所述圆形多孔吸盘2旋转靠拢，从而形成对晶圆5的夹持。本申请中，所述偏心块7的设置，不需要气缸以及电机等外部驱动装置，在所述承载台1高速旋转时，可通过自身重力在离心力的作用下，将晶圆5夹紧，并且所述承载台1的旋转速度越快，夹紧力越大。

现有装置中的夹紧块4固定套设在一根轴外，且轴的两端转动安装在凹槽6的侧壁上，这样在承载台1旋转时，会有液体进入到轴与凹槽6的连接部位，这样由于液体的存在，会导致夹紧块4的旋转卡顿，为此本申请的一种实施例中，所述晶圆夹持装置还包括轴承9和旋转轴8，如图3所示，所述旋转轴8插接在所述夹紧块4上，且所述旋转轴8的两端安装在所述轴承9内，所述轴承9连接在所述凹槽6内，其中，在空间上，所述旋转轴8的轴向与所述圆形多孔吸盘2的径向相互垂直设置。使用时，液体在进入到所述旋转轴8与所述轴承9连接部位时，由于所述轴承9的存在，因此不会使得所述夹紧块4的旋转卡顿。

在一种实施例中，所述夹紧块4包括竖向段41，以及与所述竖向段41垂直连接的横向段42，如图2所示，所述竖向段41与所述横向段42组成L型结构；其中，所述旋转轴8插接在所述竖向段41与所述横向段42的连接处，所述横向段42设于所述凹槽6内，且所述横向段42与所述偏心块7相连。

在一种实施例中，所述晶圆夹持装置还包括真空泵10和真空法兰11，如图4所示，本实施例的设置，用于为所述圆形多孔吸盘2提供吸附力。具体地，所述真空法兰11的一端连接在远离所述承载台1的承载面11一侧，且所述真空法兰11的另一端与所述真空泵10相连，所述真空泵10设置在托盘内，其中，所述真空泵10与所述圆形多孔吸盘2通过所述真空法兰11连通。使用时，机械手将晶圆5放置在所述圆形多孔吸盘2后，启动真空泵10，真空泵10通过真空法兰11将圆形多孔吸盘2内的气体抽出，从而将晶圆5吸附在圆形多孔吸盘2上。

在一种实施例中，所述真空法兰11呈喇叭状结构，如图4所示，且所述真空法兰11靠近所述承载台1的一端口径大于远离所述承载台1的一端口径。这样设置，能够更均匀的平衡真空吸附力，使得晶圆5更平整的贴合在所述圆形多孔吸盘2上。

在一种实施例中，所述承载台1设有真空槽道12，如图5所示，其中，所述真空法兰11与所述圆形多孔吸盘2通过所述真空槽道12连通，真空槽道12用于气体在所述真空法兰11与所述圆形多孔吸盘2之间流通。

在一种实施例中，所述晶圆夹持装置还包括驱动电机13和电机支架14，如图4所示，该实施例的设置，用于为所述承载台1的旋转提供驱动力，在驱动力的作用下，使得所述承载台1带着晶圆5高速旋转，从而通过清洗设备完成对晶圆5的清洗。所述驱动电机13设于所述电机支架14上，且所述驱动电机13的驱动端连接在所述真空泵10；其中，所述电机支架14安装在清洗设备(图中未示出)上。使用时，驱动电机13的启动，通过真空泵10和真空法兰11带着所述承载台1上的晶圆5高速旋转，然后通过清洗设备完成清洗过程。

本实用新型的实施例还提供了一种晶圆5的夹持方法，包括如下步骤：

晶圆5被机械手传输至圆形多孔吸盘2后，真空泵10抽出真空法兰11、真空槽道12和圆形多孔吸盘2内的空气，从而将晶圆5平整贴合固定在所述圆形多孔吸盘2上；

启动驱动电机13，驱动电机13的工作会通过承载台1带着圆形多孔吸盘2以及晶圆5高效旋转，在离心力的作用时，使得夹紧块4的上端向所述圆形多孔吸盘2的圆心旋转，夹紧晶圆5。

综上，本实用新型中在承载台1的承载面11中部设有承载晶圆5的圆形多孔吸盘2，圆形多孔吸盘2的设置，能够保证晶圆5与承载台1贴合的更加平整，从而使得晶圆5更加均匀的受到真空吸附力。

本实用新型中在承载台1的承载面11上设置有多个卡接柱3，多个卡接柱3的设置，既可以起到定位的作用，同时，通过抵触作用可以防止晶圆5被甩出，从而使得高速旋转的晶圆5能够得到更好的固定，避免晶圆5被甩出导致碎片的现象产生。

本实用新型中设置了夹紧块4，通过夹紧块4在圆形多孔吸盘2径向上的转动，实现对晶圆5的夹持固定，通过夹紧块4、卡接柱3和圆形多孔吸盘2能够将晶圆5牢固固定在夹持装置上。

虽然在上文中详细说明了本实用新型的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本实用新型的范围和精神之内。而且，在此说明的本实用新型可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (10)

1.一种晶圆夹持装置，其特征在于，包括承载台、圆形多孔吸盘、卡接柱和夹紧块；

所述承载台的承载面中部设有承载晶圆的所述圆形多孔吸盘，所述承载面还设有环绕在所述圆形多孔吸盘周围的多个所述卡接柱和多个所述夹紧块，所述夹紧块设于所述承载台的凹槽内，且所述夹紧块能够在所述圆形多孔吸盘的径向上发生转动；

其中，在工作时所述晶圆通过多个所述卡接柱从边缘的抵触，以及多个所述夹紧块的转动夹持固定在所述圆形多孔吸盘上。

2.根据权利要求1所述的晶圆夹持装置，其特征在于，还包括偏心块，所述偏心块设于所述夹紧块位于所述凹槽内的一端。

3.根据权利要求2所述的晶圆夹持装置，其特征在于，还包括轴承和旋转轴，所述旋转轴插接在所述夹紧块上，且所述旋转轴的两端安装在所述轴承内，所述轴承连接在所述凹槽内，其中，在空间上，所述旋转轴的轴向与所述圆形多孔吸盘的径向相互垂直设置。

4.根据权利要求3所述的晶圆夹持装置，其特征在于，所述夹紧块包括竖向段，以及与所述竖向段垂直连接的横向段，所述竖向段与所述横向段组成L型结构；

其中，所述旋转轴插接在所述竖向段与所述横向段的连接处，所述横向段设于所述凹槽内，且所述横向段与所述偏心块相连。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的晶圆夹持装置，其特征在于，还包括真空泵和真空法兰；

所述真空法兰的一端连接在远离所述承载台的承载面一侧，且所述真空法兰的另一端与所述真空泵相连；

其中，所述真空泵与所述圆形多孔吸盘通过所述真空法兰连通。

6.根据权利要求5所述的晶圆夹持装置，其特征在于，所述承载台设有真空槽道，其中，所述真空法兰与所述圆形多孔吸盘通过所述真空槽道连通。

7.根据权利要求5所述的晶圆夹持装置，其特征在于，所述真空法兰呈喇叭状结构，且所述真空法兰靠近所述承载台的一端口径大于远离所述承载台的一端口径。

8.根据权利要求5所述的晶圆夹持装置，其特征在于，还包括驱动电机和电机支架；

所述驱动电机设于所述电机支架上，且所述驱动电机的驱动端连接所述真空泵上；

其中，所述电机支架安装在清洗设备上。

9.根据权利要求1所述的晶圆夹持装置，其特征在于，所述卡接柱呈圆锥偏心结构。

10.根据权利要求1所述的晶圆夹持装置，其特征在于，多个所述卡接柱和多个所述夹紧块均呈环状设置，且多个所述卡接柱和多个所述夹紧块间隔设置。

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