晶圆寻边对中装置的制作方法

本技术涉及晶圆修边设备，尤其涉及晶圆寻边对中装置。

背景技术：

1、晶圆(wafer)指制造半导体集成电路的衬底，由于其形状为圆形，故称晶圆。晶圆是由硅锭切割出来的，在硅锭制造过程中，对于8英寸以下的硅锭，会切割出一个平边(flat)；对于8英寸(包含8英寸)、12英寸甚至更大尺寸硅锭，为减少浪费，会加工出一个v型小口，叫做v型槽(或notch槽)。半导体行业一般通过平边或v型槽来确定晶圆的位置，从而实现晶圆的寻边操作，寻边操作对后续芯片制造工艺(例如切割、减薄和测试)来说非常重要。

2、在晶圆进行镀膜、清洗、光刻、量测、减薄和修边等工艺时，需要将晶圆在对应半导体设备中通过机械手进行传输，若不知道晶圆准确位置，则晶圆传输时容易与其他装置碰撞造成损坏。因此，晶圆传输过程中通常需要先对晶圆进行对中。

3、芯片制造厂为减少设备采购数量，在加工8英寸以下同规格的晶圆时，通常需要一台设备做两种甚至更多种尺寸的晶圆加工(如图1和图2所示，第一晶圆910和第二晶圆920为目前市场上主要存在的两种规格尺寸的6英寸的晶圆，其区别在于第一晶圆910的第一平边911的宽度为47.5毫米，而第二晶圆920的第二平边921的宽度为57.5毫米)。为满足生产工艺的要求，在晶圆传输过程中，通常需要在寻边对中工序时确保不同尺寸的平边保持确定角度。因此，对于晶圆的对中及寻边操作，需要考虑对晶圆的平边尺寸的兼容问题。然而，现有的设备只能完成对一种平边尺寸的同规格晶圆的对中及寻边操作，在对平边尺寸不同的晶圆进行旋转寻边过程中，会出现角度上的偏差。

4、故而，亟需一种晶圆寻边对中装置，用以实现多种不同尺寸晶圆的对中及寻边操作。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供晶圆寻边对中装置，以实现多种不同尺寸晶圆的对中及寻边操作。

2、为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、晶圆寻边对中装置，用于寻边对中待处理晶圆，包括晶圆吸附旋转平台、晶圆对中装置、晶圆寻边装置和晶圆定位装置；所述晶圆吸附旋转平台包括用于承载所述待处理晶圆的吸附转盘，所述吸附转盘选择性吸附所述待处理晶圆，所述吸附转盘能绕所述吸附转盘的轴线旋转；所述晶圆对中装置包括若干周向于均布于所述吸附转盘周围的晶圆对中pin针，所有的所述晶圆对中pin针能同步靠近或远离所述吸附转盘的轴线；所述晶圆寻边装置用于监测检查位置，当所述待处理晶圆绕所述吸附转盘的轴线旋转时，所述待处理晶圆的平边经过所述检查位置；所述晶圆定位装置包括定位夹具，所述定位夹具能靠近或远离所述吸附转盘的轴线，所述定位夹具用于抵压位于调整位置的所述待处理晶圆的平边。

4、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述晶圆吸附旋转平台还包括第一驱动单元、旋转接头和第一齿轮传动机构，所述旋转接头同轴固接于所述吸附转盘，所述第一齿轮传动机构固接于所述第一驱动单元的输出端，所述旋转接头与所述第一齿轮传动机构传动配合。

5、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述晶圆对中装置还包括第二驱动单元和第二齿轮传动机构，所述第二齿轮传动机构固接于所述第二驱动单元的输出端，所述第二齿轮传动机构与所述晶圆对中pin针传动配合。

6、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述晶圆寻边对中装置还包括平边检测传感器，所述平边检测传感器用于感应位于所述调整位置的所述待处理晶圆的平边。

7、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述晶圆寻边装置包括传感器支架和寻边传感器，所述寻边传感器固接于所述传感器支架上，所述寻边传感器用于感应位于所述检查位置的所述待处理晶圆的平边。

8、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述定位夹具包括固定块和两个定位块，所述定位块用于抵靠所述待处理晶圆的平边，所述定位块通过若干弹性件弹性连接于所述固定块，所述弹性件沿定位方向延伸；所述定位方向平行于吸附转盘的轴线与所述定位夹具的连线。

9、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述弹性件包括伸缩弹簧；所述定位夹具还包括导向柱，所述导向柱的长度方向平行于所述定位方向，所述导向柱与所述伸缩弹簧的数量相同，每个所述伸缩弹簧均套设于一个所述导向柱上，所述导向柱固接于所述固定块上且穿设于一个所述定位块。

10、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述固定块具有相对的连接面和定位面；所述晶圆定位装置还包括定位驱动单元，所述定位驱动单元的输出端固接于所述连接面，所述定位驱动单元用于带动所述定位夹具沿所述定位方向往复运动，所述导向柱固接于所述定位面。

11、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述晶圆寻边对中装置还包括安装主板，所述吸附转盘转动连接于所述安装主板，所述晶圆对中pin针滑动安装于所述安装主板，所述定位夹具滑动安装于所述安装主板，所述晶圆寻边装置固定安装于所述安装主板。

12、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述吸附转盘具有吸附承载面，所述吸附转盘用于吸附位于所述吸附承载面的所述待处理晶圆，所述吸附承载面位于所述吸附转盘的上表面。

13、本实用新型的有益效果：

14、该晶圆寻边对中装置借助晶圆对中pin针的设置，达到了对待处理晶圆进行初步对中的目的，使待处理晶圆能够准确地处于吸附转盘的中部，以实现待处理晶圆的中心与吸附转盘的周线的重合，方便了后续寻边动作的完成；同时，晶圆对中pin针还能够在晶圆定位装置推动待处理晶圆时起到限位作用，降低了因意外而导致待处理晶圆位置偏移的风险，提高了寻边对中操作的成功率。吸附转盘选择性吸附待处理晶圆的设计，使得吸附转盘能够在初步对中后对待处理晶圆进行定位，从而确定了待处理晶圆轴心的位置，极大地降低了待处理晶圆因意外而位置偏移的风险。吸附转盘还实现了对待处理晶圆的准确定位，方便了后续寻边动作和二次定位动作的顺利完成。晶圆寻边装置的设置起到了监测待处理晶圆的平边的作用，有助于及时且准确地确定待处理晶圆的平边的位置，提高了寻边动作的速度和准确度，有助于提高二次定位动作的成功率。而借助定位夹具的设置，得以通过定位夹具推动待处理晶圆的平边的方式，驱动待处理晶圆绕自身的轴心旋转，从而完成二次定位动作。晶圆定位装置通过机械定位的方式，能够使多种不同规格的待处理晶圆的平边保持在同一个方向角度，有助于减少待处理晶圆的动作幅度，提高对待处理晶圆进行寻边对中操作的效率和成功率，通过还能够兼容实现多种不同尺寸的同规格晶圆。晶圆寻边对中装置利用机械定位工序，能够使不同尺寸的同规格晶圆的平边保持一致的角度，以此完成对晶圆的初步对中动作、寻边动作以及二次对中动作，进而得以完成对待处理晶圆进行寻边对中操作。

技术特征：

1.晶圆寻边对中装置，用于寻边对中待处理晶圆，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆寻边对中装置，其特征在于，所述晶圆吸附旋转平台(100)还包括第一驱动单元(111)、旋转接头(112)和第一齿轮传动机构(113)，所述旋转接头(112)同轴固接于所述吸附转盘(114)，所述第一齿轮传动机构(113)固接于所述第一驱动单元(111)的输出端，所述旋转接头(112)与所述第一齿轮传动机构(113)传动配合。

3.根据权利要求1所述的晶圆寻边对中装置，其特征在于，所述晶圆对中装置还包括第二驱动单元(511)和第二齿轮传动机构(512)，所述第二齿轮传动机构(512)固接于所述第二驱动单元(511)的输出端，所述第二齿轮传动机构(512)与所述晶圆对中pin针(200)传动配合。

4.根据权利要求1所述的晶圆寻边对中装置，其特征在于，所述晶圆寻边对中装置还包括平边检测传感器(110)，所述平边检测传感器(110)用于感应位于所述调整位置的所述待处理晶圆的平边。

5.根据权利要求1所述的晶圆寻边对中装置，其特征在于，所述晶圆寻边装置(300)包括传感器支架(310)和寻边传感器(320)，所述寻边传感器(320)固接于所述传感器支架(310)上，所述寻边传感器(320)用于感应位于所述检查位置的所述待处理晶圆的平边。

6.根据权利要求1所述的晶圆寻边对中装置，其特征在于，所述定位夹具(420)包括固定块(424)和两个定位块(423)，所述定位块(423)用于抵靠所述待处理晶圆的平边，所述定位块(423)通过若干弹性件(422)弹性连接于所述固定块(424)，所述弹性件(422)沿定位方向延伸；所述定位方向平行于吸附转盘(114)的轴线与所述定位夹具(420)的连线。

7.根据权利要求6所述的晶圆寻边对中装置，其特征在于，所述弹性件(422)包括伸缩弹簧；所述定位夹具(420)还包括导向柱(421)，所述导向柱(421)的长度方向平行于所述定位方向，所述导向柱(421)与所述伸缩弹簧的数量相同，每个所述伸缩弹簧均套设于一个所述导向柱(421)上，所述导向柱(421)固接于所述固定块(424)上且穿设于一个所述定位块(423)。

8.根据权利要求7所述的晶圆寻边对中装置，其特征在于，所述固定块(424)具有相对的连接面和定位面；所述晶圆定位装置(400)还包括定位驱动单元(410)，所述定位驱动单元(410)的输出端固接于所述连接面，所述定位驱动单元(410)用于带动所述定位夹具(420)沿所述定位方向往复运动，所述导向柱(421)固接于所述定位面。

9.根据权利要求1-8任一项所述的晶圆寻边对中装置，其特征在于，所述晶圆寻边对中装置还包括安装主板(800)，所述吸附转盘(114)转动连接于所述安装主板(800)，所述晶圆对中pin针(200)滑动安装于所述安装主板(800)，所述定位夹具(420)滑动安装于所述安装主板(800)，所述晶圆寻边装置(300)固定安装于所述安装主板(800)。

10.根据权利要求1-8任一项所述的晶圆寻边对中装置，其特征在于，所述吸附转盘(114)具有吸附承载面，所述吸附转盘(114)用于吸附位于所述吸附承载面的所述待处理晶圆，所述吸附承载面位于所述吸附转盘(114)的上表面。

技术总结本技术涉及晶圆修边设备技术领域，具体公开了晶圆寻边对中装置。该装置用于寻边对中待处理晶圆，包括晶圆吸附旋转平台、晶圆对中装置、晶圆寻边装置和晶圆定位装置；晶圆吸附旋转平台包括能承载待处理晶圆的吸附转盘，吸附转盘选择性吸附待处理晶圆且能绕自身轴线旋转；晶圆对中装置包括若干周向于均布于吸附转盘周围的晶圆对中PIN针，所有的晶圆对中PIN针能同步靠近或远离吸附转盘的轴线；晶圆寻边装置能监测检查位置，旋转的待处理晶圆的平边经过检查位置；晶圆定位装置包括能靠近或远离吸附转盘的轴线的定位夹具，定位夹具能抵压位于调整位置的待处理晶圆的平边。该装置能够完成不同尺寸晶圆的对中及寻边操作。技术研发人员：万先进,钱宇强,张怀东,田鑫,朱松,边逸军受保护的技术使用者：宁波芯丰精密科技有限公司技术研发日：20231115技术公布日：2024/7/23