[發明專利]一種晶圓快速定位裝置及方法

有效

• 申請號: 202011512293.3
• 申請日: 2020-12-19
• 公開（公告）號: CN112720119B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 許劍鋒;張建國;鄭正鼎;汪凱;陳肖;肖峻峰
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B24B7/22
• 分類號: B24B7/22;B24B41/06;H01L21/68;H01L21/683
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 張彩錦;梁鵬

1.一種晶圓快速定位裝置，其特征在于，包括旋轉動力單元、真空吸附單元和定位環（4），其中：

所述真空吸附單元安裝在所述旋轉動力單元上，并可由旋轉動力單元帶動旋轉，其包括真空吸盤（3）以及與該真空吸盤（3）相連的真空發生器（1），所述真空吸盤（3）上開設有若干個均勻分布的吸附孔（6）；所述真空吸盤（3）呈階梯圓柱形，其大端與所述旋轉動力單元相連，所述吸附孔（6）開設在真空吸盤（3）的小端上；

所述定位環（4）套裝在真空吸盤（3）的外部且覆蓋部分吸附孔（6），以此通過真空發生器（1）的作用將定位環（4）吸附在真空吸盤（3）上，并且該定位環（4）的內徑與待定位晶圓的外徑相適應，以此實現晶圓的快速準確定位；

所述定位環（4）為分體式結構，其由兩個結構相同的半圓環結構組合而成，所述半圓環結構的內壁與真空吸盤小端的側壁過盈配合，該半圓環結構上還設置有沿其徑向延伸的環形凸臺，該環形凸臺與真空吸盤小端的上表面貼合，且其內徑與晶圓的外徑相等。

2.如權利要求1所述的晶圓快速定位裝置，其特征在于，所述真空吸盤（3）的大端通過管道與所述真空發生器（1）連通，所述吸附孔（6）與所述管道導通，所述真空吸盤（3）大端上還開設有用于安裝質量塊的孔。

3.如權利要求1所述的晶圓快速定位裝置，其特征在于，所述吸附孔（6）以真空吸盤（3）的中心為圓心呈環形分布，且設計時滿足如下條件：晶圓的半徑比其覆蓋的吸附孔區域的半徑大0.5mm以上。

4.如權利要求1所述的晶圓快速定位裝置，其特征在于，所述吸附孔（6）的直徑設計為2mm~3mm。

5.如權利要求1所述的晶圓快速定位裝置，其特征在于，所述真空吸盤（3）由不銹鋼制成，所述定位環（4）由鈦合金制成。

6.如權利要求1所述的晶圓快速定位裝置，其特征在于，所述旋轉動力單元包括主軸電機（203）以及與其相連的旋轉主軸（202），所述真空發生器（1）安裝在所述主軸電機（203）上，所述真空吸盤（3）安裝在所述旋轉主軸（202）上。

7.如權利要求1-6任一項所述的晶圓快速定位裝置，其特征在于，所述旋轉動力單元外部還設置有基座（201）。

8.一種晶圓快速定位方法，其特征在于，采用如權利要求1-7任一項所述的定位裝置實現，其包括如下步驟：

（1）將定位環安裝在真空吸盤上，使定位環與真空吸盤的端面和周面緊密接觸；

（2）將晶圓放置在定位環內，使晶圓與定位環的環壁緊密接觸，同時啟動真空發生器進行低真空吸附，以將晶圓吸附在真空吸盤的表面；

（3）將定位環從垂直于主軸的方向取下，同時利用真空發生器進行高真空吸附，以此實現晶圓在真空吸盤上的定位。

9.如權利要求8所述的晶圓快速定位方法，其特征在于，低真空吸附時壓強為-12psi~-20psi，高真空吸附時壓強為-25psi~-30psi。

10.如權利要求8所述的晶圓快速定位方法，其特征在于，低真空吸附時壓強為-16psi，高真空吸附時壓強為-27psi。