CN220934029U - 晶圆承载及检测一体装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体设备技术领域，具体为一种晶圆承载及检测一体装置，包括支撑框体、安装于支撑框体外侧的晶圆承载机构、安装于支撑框体内侧的晶圆检测机构及温度调节机构，温度调节机构包括导流框体、温度检测器及设于该导流框体内侧的热交换器，该导流框体的外壁与支撑框体的内壁之间形成风道，支撑框体上设有与氮气源连接的进气管。通过在支撑框体内侧安装晶圆检测机构及温度调节机构，当支撑框体内部温度升高超过设定的温度阈值时，通过向支撑框体内充入氮气，氮气沿着风道流动，将支撑框体内部的热量带走并对支撑框体内侧的晶圆检测机构进行冷却、降温，从而确保晶圆检测机构在高温条件下对晶圆进行检测的可靠性。

Description

晶圆承载及检测一体装置

技术领域

本实用新型涉及半导体设备技术领域，具体为一种晶圆承载及检测一体装置。

背景技术

随着高端集成电路晶圆制造的迅猛发展，应用于某些领域的激光退火(SLA)设备、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备等高温工艺设备对高温晶圆的检测需求也随之增加，例如，专利号为CN216120251U的现有技术公开了一种承载装置和检测设备，并具体公开了：通过吸附件吸附晶圆，通过检测装置对晶圆进行检测，该检测装置设置在支架上形成的镂空区域外侧，将承载装置和检测设备使用在高温的环境下，由于没有采取必要的降温、冷却措施，检测装置不耐高温，在高温条件下对晶圆进行检测的可靠性会受到影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种晶圆承载及检测一体装置，以克服现有设备中存在的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种晶圆承载及检测一体装置，包括支撑框体、安装于支撑框体外侧的晶圆承载机构、安装于支撑框体内侧的晶圆检测机构及温度调节机构，温度调节机构包括设于支撑框体内侧的导流框体和温度检测器、设于该导流框体内侧的热交换器及设于导流框体上的风机，该导流框体的外壁与支撑框体的内壁之间形成风道，支撑框体上设有与氮气源连接的进气管。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以作如下改进：

进一步地，所述晶圆承载机构包括通过螺钉安装于支撑框体顶部前侧的片叉及通过螺钉安装于支撑框体相对两侧的两个伯努利吸盘，伯努利吸盘采用PI材料制成。

进一步地，所述支撑框体包括顶板、底板、左、右侧板及前、后侧板，所述片叉通过螺钉安装于顶板前侧，两个伯努利吸盘通过螺钉安装于左、右侧板的外壁，底板与六轴机器人连接。

进一步地，所述晶圆检测机构为晶圆检测器、晶圆检测仪及扫描器中的一个或多个。

进一步地，所述晶圆检测机构包括晶圆检测器、晶圆检测仪及扫描器，晶圆检测器的数量为两个，两个晶圆检测器贯穿左、右侧板且对应与两个伯努利吸盘连接，晶圆检测仪及扫描器设置于顶板的内壁且其一端贯穿顶板上开设的通孔。

进一步地，所述导流框体由四个导流板首尾相连围设而成，导流框体的横截面呈矩形，该四个导流板的外壁与支撑框体的内壁之间形成风道，该四个导流板与支撑框体的顶板、底板及左、右侧板一一对应。

进一步地，所述温度检测器的数量为两个，两个温度检测器对应设置于左、右侧板的内壁，导流框体两端可通过螺钉连接固定于支撑框体的前、后侧板。

进一步地，所述支撑框体上设有排气管，排气管上安装有排气阀。

进一步地，所述进气管和排气管设于支撑框体的顶板，进气管上安装有进气阀，位于底部的导流板设有进气口，进气口处安装有风机，位于顶部的导流板设有出气口，出气口处安装有止逆阀。

进一步地，所述温度调节机构还包括控制器，控制器安装于支撑框体内侧，控制器与温度检测器、进气阀、排气阀和风机电连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的上述晶圆承载及检测一体装置中，在支撑框体内侧安装晶圆检测机构及温度调节机构，当支撑框体内部温度升高超过设定的温度阈值时，通过向支撑框体内充入氮气，氮气沿着风道流动，将支撑框体内部的热量带走并对支撑框体内侧的晶圆检测机构进行冷却、降温，从而确保晶圆检测机构在高温条件下对晶圆进行检测的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型优选实施例提供的晶圆承载及检测一体装置的结构示意图；

图2是图1中晶圆承载及检测一体装置另一角度的示意图；

图3是图1中晶圆承载及检测一体装置的内部结构示意图；

图4是图3中温度调节机构的电路框图；

图中：10、支撑框体；11、顶板；12、底板；13、左、右侧板；14、前、后侧板；22、片叉；24、伯努利吸盘；32、晶圆检测器；34、晶圆检测仪；36、扫描器；41、导流框体；410、导流板；411、进气口；412、出气口；413、止逆阀；42、热交换器；43、风机；44、风道；45、进气管；451、进气阀；46、排气管；461、排气阀；47、温度检测器；48、控制器；50、晶圆。

具体实施方式

现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图4所示，本实用新型一优选实施例提供的一种晶圆承载及检测一体装置，包括支撑框体10、安装于支撑框体10外侧的晶圆承载机构、安装于支撑框体10内侧的晶圆检测机构及温度调节机构。

晶圆承载机构包括通过螺钉安装于支撑框体10顶部前侧的片叉22及通过螺钉安装于支撑框体10相对两侧的两个伯努利吸盘24，伯努利吸盘24采用可耐400度高温的PI材料制成。

晶圆检测机构可以是晶圆检测器32、晶圆检测仪34及扫描器36中的一个或多个，晶圆检测器32与伯努利吸盘24连接，用于检测伯努利吸盘24是否吸住晶圆50；晶圆检测仪34用于检测晶圆50的缺陷；扫描器36用于检测晶圆50的片数。

具体地，支撑框体10包括顶板11、底板12、设于顶板11和底板12之间的左、右侧板13及前、后侧板14，所述片叉22通过螺钉安装于顶板11前侧，两个伯努利吸盘24通过螺钉安装于左、右侧板13的外壁，伯努利吸盘24的吸附原理为：伯努利吸盘24通过高压气管与外部高压气源连通，高压气体进入伯努利吸盘24后从伯努利吸盘24喷射出来形成气旋产生负压，从而对晶圆50产生吸附效果。底板12与六轴机器人连接，通过六轴机器人控制该晶圆承载及检测一体装置移动和旋转，在晶圆承载机构抓取晶圆50前，可通过晶圆检测仪34和扫描器36对晶圆50进行检测。

进一步地，晶圆检测器32的数量为两个，两个晶圆检测器32贯穿左、右侧板13且对应与两个伯努利吸盘24连接，晶圆检测仪34及扫描器36设置于顶板11的内壁且其一端贯穿顶板11上开设的通孔，晶圆检测仪34及扫描器36透过该通孔对晶圆50进行检测。

温度调节机构包括设于支撑框体10内侧的导流框体41和温度检测器47、设于该导流框体41内侧的热交换器42及设于导流框体41底部的风机43。导流框体41由四个导流板410首尾相连围设而成，导流框体41的横截面呈矩形，该四个导流板410的外壁与支撑框体10的内壁之间形成风道44，该风道44环绕各导流板410。具体地，该四个导流板410与支撑框体10的顶板11、底板12及左、右侧板13一一对应，温度检测器47用于检测支撑框体10内部温度，温度检测器47的数量为两个，两个温度检测器47对应设置于左、右侧板13的内壁，导流框体41两端可通过螺钉连接固定于支撑框体10的前、后侧板14。

支撑框体10顶部设有进气管45及排气管46，具体地，进气管45和排气管46设于支撑框体10的顶板11。进气管45上安装有进气阀451，进气管45一端连接氮气源，进气管45另一端伸入到支撑框体10内部且与风道44连通，通过控制进气阀451开启，使氮气沿着进气管45流入支撑框体10内部，使氮气沿着风道44流动，将支撑框体10内部的热量带走，以便对支撑框体10内侧的晶圆检测器32及扫描器36进行冷却、降温；排气管46上安装有排气阀461，通过控制排气阀461开启，使氮气沿着排气管46排出。

导流框体41内部的热交换器42用于对流入导流板410内的氮气进行冷却，热交换器42属于现有技术的常见设备，位于底部的导流板410设有进气口411，进气口411处安装有风机43，风机43用于将流动到下方的氮气流吸入到导流框体41内部，以便通过导流框体41内部的热交换器42对氮气进行冷却；位于顶部的导流板410设有出气口412，出气口412处安装有止逆阀413，止逆阀413能够防止氮气沿着出气口412流入到导流框体41内部，使氮气从导流板410内部单向回流到风道44。

优选地，上述温度调节机构还包括控制器48，控制器48安装于支撑框体10内侧，通过控制器48对支撑框体10内部的温度进行控制和调节，控制器48可以是PLC控制器，也可以是起控制作用的芯片，控制器48与温度检测器47、进气阀451、排气阀461和风机43电连接，温度检测器47检测支撑框体10内部的温度并发送给控制器48，控制器48对进气阀451、排气阀461和风机43的工作状态进行控制。

本实用新型的上述晶圆承载及检测一体装置在高温的环境中使用时，通过晶圆承载机构的片叉22及伯努利吸盘24抓取晶圆50，通过晶圆检测机构对晶圆进行检测，当温度检测器47检测到支撑框体10内部温度升高超过设定的温度阈值时，控制器48控制进气管45上的进气阀451开启，使氮气沿着进气管45流入支撑框体10内部，使氮气沿着风道44流动（如图3所示箭头表示氮气流动方向），将支撑框体10内部的热量带走，对支撑框体10内侧的晶圆检测器32及扫描器36进行冷却、降温。氮气流吸收热量后流动到风道44底部，控制器48控制风机43将流动到下方的氮气流吸入到导流框体41内部，通过导流框体41内部的热交换器42与氮气进行热交换，以对氮气进行冷却，然后降温后的氮气流从位于顶部的导流板410的出气口412回流到风道44，从而使氮气循环流动将支撑框体10内部的热量带走。

本实用新型提供的上述晶圆承载及检测一体装置中，在支撑框体10内侧安装晶圆检测机构及温度调节机构，当支撑框体10内部温度升高超过设定的温度阈值时，通过向支撑框体10内充入氮气，氮气沿着风道44流动，将支撑框体10内部的热量带走并对支撑框体10内侧的晶圆检测机构进行冷却、降温，从而确保晶圆检测机构在高温条件下对晶圆50进行检测的可靠性。

所述控制器48为起到控制作用的常规已知设备，本实用新型中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本实用新型的改进之处；本实用新型的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本实用新型所要解决的相应技术问题。

以上本实用新型的具体实施方式中凡未涉及到的说明属于本领域的公知技术，可参考公知技术加以实施。

以上依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种晶圆承载及检测一体装置，包括支撑框体、安装于支撑框体外侧的晶圆承载机构，其特征在于：还包括安装于支撑框体内侧的晶圆检测机构及温度调节机构，温度调节机构包括设于支撑框体内侧的导流框体和温度检测器、设于该导流框体内侧的热交换器及设于导流框体上的风机，该导流框体的外壁与支撑框体的内壁之间形成风道，支撑框体上设有与氮气源连接的进气管。

2.根据权利要求1所述的晶圆承载及检测一体装置，其特征在于：所述晶圆承载机构包括通过螺钉安装于支撑框体顶部前侧的片叉及通过螺钉安装于支撑框体相对两侧的两个伯努利吸盘，伯努利吸盘采用PI材料制成。

3.根据权利要求2所述的晶圆承载及检测一体装置，其特征在于：所述支撑框体包括顶板、底板、左、右侧板及前、后侧板，所述片叉通过螺钉安装于顶板前侧，两个伯努利吸盘通过螺钉安装于左、右侧板的外壁，底板与六轴机器人连接。

4.根据权利要求3所述的晶圆承载及检测一体装置，其特征在于：所述晶圆检测机构为晶圆检测器、晶圆检测仪及扫描器中的一个或多个。

5.根据权利要求4所述的晶圆承载及检测一体装置，其特征在于：所述晶圆检测机构包括晶圆检测器、晶圆检测仪及扫描器，晶圆检测器的数量为两个，两个晶圆检测器贯穿左、右侧板且对应与两个伯努利吸盘连接，晶圆检测仪及扫描器设置于顶板的内壁且其一端贯穿顶板上开设的通孔。

6.根据权利要求3所述的晶圆承载及检测一体装置，其特征在于：所述导流框体由四个导流板首尾相连围设而成，导流框体的横截面呈矩形，该四个导流板的外壁与支撑框体的内壁之间形成风道，该四个导流板与支撑框体的顶板、底板及左、右侧板一一对应。

7.根据权利要求6所述的晶圆承载及检测一体装置，其特征在于：所述温度检测器的数量为两个，两个温度检测器对应设置于左、右侧板的内壁，导流框体两端可通过螺钉连接固定于支撑框体的前、后侧板。

8.根据权利要求3所述的晶圆承载及检测一体装置，其特征在于：所述支撑框体上设有排气管，排气管上安装有排气阀。

9.根据权利要求8所述的晶圆承载及检测一体装置，其特征在于：所述进气管和排气管设于支撑框体的顶板，进气管上安装有进气阀，位于底部的导流板设有进气口，进气口处安装有风机，位于顶部的导流板设有出气口，出气口处安装有止逆阀。

10.根据权利要求9所述的晶圆承载及检测一体装置，其特征在于：所述温度调节机构还包括控制器，控制器安装于支撑框体内侧，控制器与温度检测器、进气阀、排气阀和风机电连接。