[發(fā)明專利]一種晶圓快速定位裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011512293.3
• 申請日: 2020-12-19
• 公開（公告）號: CN112720119B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許劍鋒;張建國;鄭正鼎;汪凱;陳肖;肖峻峰
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 42267
• 代理人: 張彩錦;梁鵬

本發(fā)明屬于超精密加工領(lǐng)域，并具體公開了一種晶圓快速定位裝置及方法，其包括旋轉(zhuǎn)動力單元、真空吸附單元和定位環(huán)，真空吸附單元安裝在旋轉(zhuǎn)動力單元上，并可由旋轉(zhuǎn)動力單元帶動旋轉(zhuǎn)，其包括真空吸盤以及與真空吸盤相連的真空發(fā)生器，真空吸盤上開設(shè)有若干個均勻分布的吸附孔；定位環(huán)套裝在真空吸盤的外部且覆蓋部分吸附孔，以此通過真空發(fā)生器的作用將定位環(huán)吸附在真空吸盤上，并且定位環(huán)的內(nèi)徑與晶圓的外徑相適應，以此實現(xiàn)晶圓的快速準確定位。本發(fā)明可實現(xiàn)晶圓的快速精確定位，并且降低晶圓與外物碰撞發(fā)生碎裂的概率，提高晶圓加工的精度和效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超精密加工領(lǐng)域，更具體地，涉及一種晶圓快速定位裝置及方法。

背景技術(shù)

晶圓是硅半導體集成電路制作所用的硅晶片，其需求大，切割精度要求高，為了提高晶圓在加工過程中的加工速率和精度，需要快速和高精度的定位晶圓，因此，晶圓的快速精確定位對于提高晶圓加工效率至關(guān)重要。

由于晶圓很薄，只有數(shù)十微米，不易拿放，且碰撞后容易碎裂。在傳統(tǒng)的晶圓定位的方法和裝置里，經(jīng)常出現(xiàn)定位時間過長、定位精度難以保證或者晶圓在定位過程中損壞的情況，導致晶圓的高精度加工效率低下。因此，本領(lǐng)域有必要進行研究，以獲得一種適用于晶圓快速定位的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種晶圓快速定位裝置及方法，其通過整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，可實現(xiàn)晶圓的快速精確定位，并且可降低晶圓與外物碰撞發(fā)生碎裂的概率，提高晶圓加工的精度和效率。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提出了一種晶圓快速定位裝置，其包括旋轉(zhuǎn)動力單元、真空吸附單元和定位環(huán)，其中：

所述真空吸附單元安裝在所述旋轉(zhuǎn)動力單元上，并可由旋轉(zhuǎn)動力單元帶動旋轉(zhuǎn)，其包括真空吸盤以及與該真空吸盤相連的真空發(fā)生器，所述真空吸盤上開設(shè)有若干個均勻分布的吸附孔；

所述定位環(huán)套裝在真空吸盤的外部且覆蓋部分吸附孔，以此通過真空發(fā)生器的作用將定位環(huán)吸附在真空吸盤上，并且該定位環(huán)的內(nèi)徑與待定位晶圓的外徑相適應，以此實現(xiàn)晶圓的快速準確定位。

作為進一步優(yōu)選的，所述真空吸盤呈階梯圓柱形，其大端與所述旋轉(zhuǎn)動力單元相連，并通過管道與所述真空發(fā)生器連通，所述吸附孔開設(shè)在真空吸盤的小端上，并且這些吸附孔與所述管道導通，所述真空吸盤大端上還開設(shè)有用于安裝質(zhì)量塊的孔。

作為進一步優(yōu)選的，所述定位環(huán)為分體式結(jié)構(gòu)，其由兩個結(jié)構(gòu)相同的圓環(huán)結(jié)構(gòu)組合而成，所述圓環(huán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁與真空吸盤小端的側(cè)壁過盈配合，該圓環(huán)結(jié)構(gòu)上還設(shè)置有沿其徑向延伸的環(huán)形凸臺，該環(huán)形凸臺與真空吸盤小端的上表面貼合，且其內(nèi)徑與晶圓的外徑相等。

作為進一步優(yōu)選的，所述吸附孔以真空吸盤的中心為圓心呈環(huán)形分布，且設(shè)計時滿足如下條件：晶圓的半徑比其覆蓋的吸附孔區(qū)域的半徑大0.5mm以上。

作為進一步優(yōu)選的，所述吸附孔的直徑設(shè)計為2mm～3mm。

作為進一步優(yōu)選的，所述真空吸盤由不銹鋼制成，所述定位環(huán)由鈦合金制成。

作為進一步優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)動力單元包括主軸電機以及與其相連的旋轉(zhuǎn)主軸，所述真空發(fā)生器安裝在所述主軸電機上，所述真空吸盤安裝在所述旋轉(zhuǎn)主軸上。

作為進一步優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)動力單元外部還設(shè)置有基座。

按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種晶圓快速定位方法，其采用所述的定位裝置實現(xiàn)，其包括如下步驟：

(1)將定位環(huán)安裝在真空吸盤上，使定位環(huán)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(huán)內(nèi)，使晶圓與定位環(huán)的環(huán)壁緊密接觸，同時啟動真空發(fā)生器進行低真空吸附，以將晶圓吸附在真空吸盤的表面；