CN220041803U - 一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，包括基座，所述基座上环设有多个滑动组件，每一个滑动组件上对应设置有一个晶圆承载机构，所述基座的轴心处设有驱动所述滑动组件以基座的轴心为轴径向滑动的驱动组件。本实用新型的载具能够使旋转式制程设备运载不同尺寸的晶圆，可提升设备的利用率，减少设备因更换晶圆载具损失稼动率，可降低生产制造成本。同时，该载具自动调节晶圆承载机构的位置以适应任意尺寸的晶圆，增加了装置的灵活性、可靠性以及稳定性。

Description

一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具

技术领域

本实用新型涉及半导体设备技术领域，尤其涉及一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具。

背景技术

集成电路(Integrated Circuit，IC)在电子信息、日常生活、航天航空、军事等领域有广泛的应用。集成电路产业是现代信息社会发展的基础，包括云计算、物联网、大数据、工业互联网、新一代通信网络设备(5G)等，对于当前经济社会发展、国防安全、国际竞争及社会民生具有重要战略意义。集成电路制造时，在部分制程工艺中会用到旋转式制程设备，待生产的晶圆被设备手臂传送放置在晶圆载具上完成相应工艺。目前集成电路制造业中，主流晶圆尺寸一般为4英寸、6英寸、8英寸、12英寸，在4英寸砷化镓、氮化镓集成电路制造工艺中，因产业升级需兼容制造6英寸、8英寸、12英寸或者其它尺寸晶圆，则需建立相应产线，若采用购买能够分别容纳6英寸、8英寸、12英寸或者其它尺寸晶圆的设备，将极大的增加生产制造成本及人力资源的使用；若采用分别购买6英寸、8英寸、12英寸或者其它尺寸晶圆载具，将会频繁的在设备制程腔体中更换载具，对设备部分硬件造成较大磨损，降低设备使用寿命，影响制程腔体洁净度，会增加人力成本，并降低设备稼动率。

因此，如果有一种能够同时兼容不同尺寸晶圆的载具，将极大地降低生产制造成本，降低因长期更换晶圆载具而对设备造成的磨损，降低人力成本，能够有效的提升设备稼动率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中晶圆载具的不足，提供了一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

主要提供一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，包括基座，所述基座上环设有多个滑动组件，每一个滑动组件上对应设置有一个晶圆承载机构，所述基座的轴心处设有驱动所述滑动组件以基座的轴心为轴径向滑动的驱动组件。

作为一优选项，一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，所述滑动组件包括滑块和滑轨，所述滑块安装在所述滑轨上。

作为一优选项，一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，所述晶圆承载机构包括第一螺钉和第二螺钉，所述第一螺钉、第二螺钉均安装在所述滑块上，其中，所述第一螺钉安装在所述第二螺钉的外侧，所述第一螺钉的高度大于第二螺钉的高度。

作为一优选项，一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，所述驱动组件包括驱动装置、螺杆、螺母、连杆、定位轴承、铰链和固定螺栓，所述驱动装置通过固定螺栓与螺杆的一端连接，螺杆另一端通过定位轴承固定于基座上，螺母通过铰链和连杆与所述滑块连接。

作为一优选项，一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，所述驱动装置包括伺服电机。

作为一优选项，一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，所述多个滑动组件以基座的轴心为圆心均匀的分布在基座上。

作为一优选项，一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，相邻两个滑动组件以间隔60°分布。

作为一优选项，一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，所述滑轨旁设置有标尺，滑块上设置有指针，所述指针与所述标尺相对。

作为一优选项，一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，基座的中心镂空。

作为一优选项，一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，还包括底座，所述底座设置在所述基座下方，所述基座与所述底座螺纹连接。

需要进一步说明的是，上述各选项对应的技术特征在不冲突的情况下可以相互组合或替换构成新的技术方案。

与现有技术相比，本实用新型有益效果是：

(1)本实用新型通过驱动组件驱动所述滑动组件以基座的轴心为轴径向滑动，带动晶圆承载机构移动，灵活调节晶圆承载机构的位置以适应包括主流4英寸、6英寸、8英寸、12英在内的任意尺寸的晶圆，使得旋转式制程设备运载多种不同尺寸晶圆，可提升设备的利用率，减少因产业升级而采购新设备，减少设备因更换晶圆载具损失稼动率，可降低生产制造成本。

(2)在一个示例中，晶圆载具可根据特定晶圆大小比例放大缩小加工，以适应不同尺寸晶圆，也可以根据不同制程选取不同的材质。

(3)在一个示例中，晶圆承载机构包括第一螺钉和第二螺钉，所述第一螺钉安装在所述第二螺钉的外侧，所述第一螺钉的高度大于第二螺钉的高度，将第一螺钉围成的圆形结构作为晶圆边缘的固定结构，第二螺钉围成的圆形结构作为晶圆底部的支撑结构，起到稳定支撑晶圆的作用。

(4)在一个示例中，通过驱动组件实现对晶圆承载机构的自动、精细调节，驱动组件中的螺母可在螺杆正反转动时实现上下运动，带动滑块在滑轨内滑动，拆卸固定螺栓后螺母可上下移动，可对晶圆承载机构所构成的圆形结构大小进行校准。

(5)在一个示例中，通过在滑轨旁设置标尺，在滑块上设置指针，将指针与所述标尺相对，以测量晶圆承载构成圆形结构的大小，将数据可视化，方便对晶圆承载机构的精细调控。

(6)在一个示例中，基座的中心设计为镂空框架结构，能够保证制程腔对晶圆的正面及背面进行有效地喷淋、蚀刻、清洗或干燥。

附图说明

图1为本实用新型实施例示出的一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具的俯视结构示意图；

图2为本实用新型实施例示出的晶圆载具与底座局部剖视结构示意图；

图3为本实用新型实施例示出的晶圆载具的控制系统框图；

图4为本实用新型实施例示出的底座俯视结构示意图。

图中标号：10-基座，20-晶圆承载机构，21-第一螺钉，22-第二螺钉，30-驱动组件，31-螺杆，32-螺母，33-连杆，34-定位轴承，35-铰链，36-固定螺栓，37-驱动装置，40-滑动组件，41-滑块，42-滑轨，50-量测组件，51-指针，52-标尺，61-第一螺丝孔，62-第二螺丝孔，70-底座，80-镂空孔，90-第三螺丝孔，100-控制器，110-操作终端。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，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，属于“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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在一示例性实施例中，提供一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，如图1所示，包括基座10，所述基座10上环设有多个滑动组件40，每一个滑动组件40上对应设置有一个晶圆承载机构20，所述基座10的轴心处设有驱动所述滑动组件40以基座10的轴心为轴径向滑动的驱动组件30。

具体地，该晶圆载具通过驱动组件30驱动所述滑动组件40以基座10的轴心为轴径向滑动，带动晶圆承载机构20径向移动，灵活调节晶圆承载机构20的位置以适应包括主流4英寸、6英寸、8英寸、12英在内的任意尺寸的晶圆，使得旋转式制程设备运载多种不同尺寸晶圆，可提升设备的利用率，减少因产业升级而采购新设备，减少设备因更换晶圆载具损失稼动率，可降低生产制造成本。

在一个示例中，所述滑动组件40包括滑块41和滑轨42，所述滑块41安装在所述滑轨42上。所述晶圆承载机构20包括第一螺钉21和第二螺钉22，所述第一螺钉21、第二螺钉22均安装在所述滑块41上，其中，所述第一螺钉21安装在所述第二螺钉22的外侧，且所述第一螺钉21的高度大于第二螺钉22的高度。具体地，多个第一螺钉21围成一个直径大于晶圆直径的圆形结构作为晶圆边缘的固定结构，多个第二螺钉22围成一个直径小于晶圆直径的圆形结构作为晶圆底部的支撑结构，起到稳定支撑晶圆的作用。

在一个示例中，参照图2，驱动组件30主要包括驱动装置37、螺杆31、螺母32、连杆33、定位轴承34、铰链35、固定螺栓36。驱动装置37可以为伺服电机，通过固定螺栓36与螺杆31一端连接，螺杆31另一端通过定位轴承34固定于基座10上，以增加螺杆31的稳定性，螺杆31可跟随驱动装置37转动，螺母32通过铰链35连杆33与滑块41连接，螺母32可在螺杆31正反转动时实现上下运动，带动滑块41在滑轨42内滑动，拆卸固定螺栓36后螺母32可上下移动，可对晶圆承载机构20所构成的圆形结构大小进行校准。其中，所述驱动装置37包括伺服电机。通过驱动组件30实现对晶圆承载机构20的自动、精细调节，解决了现有的承载机构只能承载固定尺寸晶圆的缺陷，同时实现比人工调节更为精细的控制。

进一步地，如图3所示，通过控制器100可控制驱动装置37正反转，调整晶圆承载机构20构成的圆形结构以适应晶圆尺寸。

进一步地，通过操作终端110可与控制器100进行通讯和信息交互，可设置晶圆承载机构20所构成的圆形结构大小，也可根据产品菜单自动调用晶圆尺寸，可将指令传输至驱动组件30，驱动组件30再将信息反馈于控制器100与操作终端110。

在一个示例中，所述多个滑动组件40以基座10的轴心为圆心均匀的分布在基座10上，第一螺钉21和第二螺钉22同样以基座10的轴心为圆心均匀分布。具体地，参照图1，相邻两个滑动组件以间隔60°分布。基座10圆盘上的第一螺钉21、第二螺钉22位置均呈对称分布，6根第一螺钉21角度位置分别为0°、60°、120°、180°、240°、300°，6根第二螺钉22角度位置分别为0°、60°、120°、180°、240°、300°，两种螺钉的位置分别可以以间隔60°分布，具体以螺钉的个数在360°内实现均匀分布，该处只是作为一个实施例进行说明，并不限定为一种位置分布情况，本领域技术人员可根据实际情况选择不同的螺钉分布。

进一步地，该晶圆载具也可以根据具体晶圆尺寸大小比例放大缩小以兼容多种不同尺寸晶圆。第一螺钉21和第二螺钉22均可由PTFE材质制成，PTFE材质较光滑且硬度不高，能够有效的保护晶圆边缘不易受损；且PTFE材料具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、耐高温、耐低温、良好的抗老化耐力、高润滑不粘性、可塑性强、无毒害和电绝缘性好。PTFE材料可在-190～250℃使用，允许骤冷骤热，或冷热交替操作，极具稳定性，且不易产生脏污颗粒。

在一个示例中，基座10上滑轨42旁设置有标尺52，滑块41上设置有指针51，指针51与标尺52相对，以测量承载机构20构成圆形结构的大小，将数据可视化，方便对晶圆承载机构20的位置进行精细调控。

在一个示例中，参照图1和图4，基座10的中心设计为镂空框架结构，能够保证制程腔对晶圆的正面及背面进行有效地喷淋、蚀刻、清洗或干燥。

进一步地，晶圆载具还包括底座70，所述底座70设置在所述基座10下方，所述基座10与所述底座70螺纹连接。具体地，在基座10上还设置有多个第一螺丝孔61，第一螺丝孔61设置在基座10镂空位置的外围，第一螺丝孔61与底座70上的第二螺丝孔62相匹配，在第一螺丝孔61上安装第三螺钉，多个第三螺钉连接固定基座10和底座70，实现该晶圆载具的整体组装。

进一步地，底座70类似碗状结构，侧壁采用镂空孔80设计，既可以减轻重量，又可保证液体、气体的喷洒流动不受影响，底座70底部通过第三螺丝孔90与设备安装位置固定。

以上具体实施方式是对本实用新型的详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术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，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，包括基座，其特征在于，所述基座上环设有多个滑动组件，每一个滑动组件上对应设置有一个晶圆承载机构，所述基座的轴心处设有驱动所述滑动组件以基座的轴心为轴径向滑动的驱动组件。

2.根据权利要求1所述的一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，其特征在于，所述滑动组件包括滑块和滑轨，所述滑块安装在所述滑轨上。

3.根据权利要求2所述的一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，其特征在于，所述晶圆承载机构包括第一螺钉和第二螺钉，所述第一螺钉、第二螺钉均安装在所述滑块上，其中，所述第一螺钉安装在所述第二螺钉的外侧，所述第一螺钉的高度大于所述第二螺钉的高度。

4.根据权利要求2所述的一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，其特征在于，所述驱动组件包括驱动装置、螺杆、螺母、连杆、定位轴承、铰链和固定螺栓，所述驱动装置通过所述固定螺栓与所述螺杆的一端连接，所述螺杆另一端通过所述定位轴承固定于所述基座上，所述螺母通过所述铰链和所述连杆与所述滑块连接。

5.根据权利要求4所述的一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，其特征在于，所述驱动装置包括伺服电机。

6.根据权利要求1所述的一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，其特征在于，所述多个滑动组件以所述基座的轴心为圆心均匀的分布在基座上。

7.根据权利要求6所述的一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，其特征在于，相邻两个所述滑动组件以间隔60°分布。

8.根据权利要求2所述的一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，其特征在于，所述滑轨旁设置有标尺，所述滑块上设置有指针，所述指针与所述标尺相对。

9.根据权利要求1所述的一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，其特征在于，所述基座的中心镂空。

10.根据权利要求9所述的一种兼容不同尺寸晶圆的晶圆载具，其特征在于，还包括底座，所述底座设置在所述基座下方，所述基座与所述底座螺纹连接。