晶圆载片台及晶圆装卸机构

摘要

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种晶圆载片台及晶圆装卸机构。晶圆载片台包括至少一组定位环；每组定位环包括一个下定位环和一个侧定位环，所述下定位环的内侧壁上设置有至少三个用于承载晶圆的承载板，所述下定位环用于和抛光头的顶端抵接，所述侧定位环用于和抛光头的侧壁抵接。以改善现有技术中存在晶圆载片台在与抛光结构之间配合过程中容易产生误差，导致工作效率的降低技术问题。

权利要求

1.一种晶圆载片台，其特征在于，包括至少一组定位环；

每组定位环包括一个下定位环和一个侧定位环，所述下定位环的内侧壁上设置有至少三个用于承载晶圆的承载板，所述下定位环用于和抛光头的顶端抵接，所述侧定位环用于和抛光头的侧壁抵接；

所述晶圆载片台还包括基台和多个导向机构；

多个所述导向机构设置在所述下定位环和所述基台之间，用于使所述下定位环能够沿竖直方向运动；

所述导向机构包括导向柱和导向套筒，所述导向套筒的一端连接在基台上，所述导向套筒的另一端与导向柱连接，所述导向柱的另一端连接在下定位环的底端。

2.根据权利要求1所述的晶圆载片台，其特征在于，所述晶圆载片台还包括至少三个夹紧机构；

所述侧定位环和所述下定位环上分别设有与用于安装所述夹紧机构第一安装槽和第二安装槽，所述夹紧机构用于将承载板上晶圆定位。

3.根据权利要求2所述的晶圆载片台，其特征在于，所述夹紧机构包括定位夹爪、扭簧和转轴；

所述转轴安装在所述第一安装槽中，所述扭簧设置在所述定位夹爪中，且所述扭簧和定位夹爪均安装在所述转轴上，所述定位夹爪的一端用于和晶圆的侧壁抵接，以将晶圆夹紧。

4.根据权利要求3所述的晶圆载片台，其特征在于，所述定位夹爪上设置有第一挤压面、第二挤压面和定位面；

所述定位面用于与所述承载板上的晶圆侧面抵接，所述第一挤压面设在所述定位夹爪的下方，所述第二挤压面设置在所述定位夹爪靠近所述承载板的一端。

5.一种晶圆装卸机构，具有如权利要求2-4任一项所述的晶圆载片台，其特征在于，包括晶圆顶台和第一驱动机构；

所述晶圆顶台设置在所述定位环的下方，所述第一驱动机构与所述晶圆顶台连接，所述第一驱动机构用于驱动所述晶圆顶台沿竖直方向往复运动。

6.根据权利要求5所述的晶圆装卸机构，其特征在于，所述晶圆顶台的边沿设置多个导向槽，所述导向槽与所述承载板对应设置。

7.根据权利要求6所述的晶圆装卸机构，其特征在于，所述晶圆装卸机构还包括托盘顶台和第二驱动机构；

所述第二驱动机构与所述托盘顶台连接，所述托盘顶台上设置多个凸起，所述凸起用于与所述夹紧机构抵接，用于使所述夹紧机构处于打开的状态。

8.根据权利要求7所述的晶圆装卸机构，其特征在于，所述托盘顶台上还设置有多个排水通道。

9.根据权利要求7所述的晶圆装卸机构，其特征在于，所述晶圆装卸机构还包括安装架，所述基台设置在所述安装架的顶端，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均设置在所述基台的下方；

所述第一驱动机构包括一级气缸组件和第一连接柱，所述第一连接柱的一端与所述晶圆顶台连接，所述第一连接柱的另一端与所述一级气缸组件连接，所述第二驱动机构包括二级气缸组件和第二连接柱，所述第二连接柱的一端与所述托盘顶台底端连接，所述第二连接柱的另一端与所述二级气缸组件连接。

说明书

晶圆载片台及晶圆装卸机构

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种晶圆载片台及晶圆装卸机构。

背景技术

[0002] 半导体集成电路芯片制造过程中，化学机械抛光工艺(CMP)有着诸多应用。在化学机械抛光过程中晶圆装卸机构主要用于实现机械手与抛光执行工位之间的晶圆上下料过程。

[0003] 现有的化学机械抛光过程中，晶圆载片台在与抛光结构之间配合过程中容易产生误差，导致工作效率的降低。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供种晶圆片载片台，以改善现有技术中存在晶圆载片台在与抛光结构之间配合过程中容易产生误差，导致工作效率的降低技术问题。

[0005] 本发明提供的一种晶圆载片台，包括至少一组定位环；

[0006] 每组定位环包括一个下定位环和一个侧定位环，所述下定位环的内侧壁上设置有至少三个用于承载晶圆的承载板，所述下定位环用于和抛光头的顶端抵接，所述侧定位环用于和抛光头的侧壁抵接。

[0007] 进一步地，所述晶圆载片台还包括基台和多个导向机构；

[0008] 多个所述导向机构设置在所述下定位环和所述基台之间，用于使所述下定位环能够沿竖直方向运动。

[0009] 进一步地，所述晶圆载片台还包括至少三个夹紧机构；

[0010] 所述侧定位环和所述下定位环上分别设有与用于安装所述夹紧机构第一安装槽和第二安装槽，所述夹紧机构用于将承载板上晶圆定位。

[0011] 进一步地，所述夹紧机构包括定位夹爪、扭簧和转轴；

[0012] 所述转轴安装在所述第一安装槽中，所述扭簧设置在所述定位夹爪中，且所述扭簧和定位夹爪均安装在所述转轴上，所述定位夹爪的一端用于和晶圆的侧壁抵接，以将晶圆夹紧。

[0013] 进一步地，所述定位夹爪上设置有第一挤压面、第二挤压面和定位面；

[0014] 所述定位面用于与所述承载板上的晶圆侧面抵接，所述第一挤压面设在所述定位夹爪的下方，所述第二挤压面设置在所述定位夹爪靠近所述承载板的一端。

[0015] 本发明的另一个目的提供一种晶圆装卸机构，具有如上所述的晶圆载片台，包括晶圆顶台和第一驱动机构；

[0016] 所述晶圆顶台设置在所述定位环的下方，所述第一驱动机构与所述晶圆顶台连接，所述第一驱动机构用于驱动所述晶圆顶台沿竖直方向往复运动。

[0017] 进一步地，所述晶圆顶台的边沿设置多个导向槽，所述导向槽与所述承载板对应设置。

[0018] 进一步地，所述晶圆装卸机构还包括托盘顶台和第二驱动机构；

[0019] 所述第二驱动机构与所述托盘顶台连接，所述托盘顶台上设置多个凸起，所述凸起用于与所述夹紧机构抵接，用于使所述夹紧机构处于打开的状态。

[0020] 进一步地，所述托盘顶台上还设置有多个排水通道。

[0021] 进一步地，所述晶圆装卸机构还包括安装架，所述基台设置在所述安装架的顶端，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均设置在所述基台的下方；

[0022] 所述第一驱动机构包括一级气缸组件和第一连接柱，所述第一连接柱的一端与所述晶圆顶台连接，所述第一连接柱的另一端与所述一级气缸组件连接，所述第二驱动机构包括二级气缸组件和第二连接柱，所述第二连接柱的一端与所述托盘顶台底端连接，所述第二连接柱的另一端与所述二级气缸组件连接。

[0023] 本发明提供的一种晶圆载片台，包括至少一组定位环；每组定位环包括一个下定位环和一个侧定位环，所述下定位环的内侧壁上设置有至少三个用于承载晶圆的承载板，所述下定位环用于和抛光头的顶端抵接，所述侧定位环用于和抛光头的侧壁抵接。采用上述的方案，下定位环和侧定位环分别能够和抛光头顶端和侧端抵接，从而能够使抛光头与晶圆载片台快速准确的定位，而且根据不同的晶圆的不同，可以对定位环进行调整，以改善现有技术中存在晶圆载片台在与抛光结构之间配合过程中容易产生误差，导致工作效率的降低技术问题。

[0024] 本发明的另一个目的提供一种晶圆装卸机构，具有如上所述的晶圆载片台，包括晶圆顶台和第一驱动机构；所述晶圆顶台设置在所述定位环的下方，所述第一驱动机构与所述晶圆顶台连接，所述第一驱动机构用于驱动所述晶圆顶台沿竖直方向往复运动。采用上述的方案，第一驱动机构能够驱动晶圆顶台沿竖直方向往复运动，这样晶圆顶台能将晶圆装载或者将晶圆卸载。

附图说明

[0025] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0026] 图1为本发明提供的晶圆载片台的结构示意图；

[0027] 图2为本发明提供的晶圆载片台的剖视图；

[0028] 图3为本发明提供的晶圆载片台的局部放大图；

[0029] 图4为本发明提供的晶圆装卸机构的局部结构示意图；

[0030] 图5为本发明提供的晶圆装卸机构的局部剖视图；

[0031] 图6为本发明提供的晶圆装卸机构的第一驱动机构和第二驱动机构的结构示意图；

[0032] 图7为本发明提供的晶圆装卸机构的结构示意图；

[0033] 图8为本发明提供的晶圆装卸机构的低位状态的结构示意图；

[0034] 图9为本发明提供的晶圆装卸机构的中位状态的结构示意图；

[0035] 图10为本发明提供的晶圆装卸机构的高位状态的结构示意图。

[0036] 图标：100-下定位环；200-侧定位环；300-导向机构；400-夹紧机构；500-基台；600-晶圆顶台；700-托盘顶台；800-第一驱动机构包；900-第二驱动机构；110-承载板；310-导向柱；320-导向套筒；410-定位夹爪；420-扭簧；430-转轴；411-第一挤压面；412-第二挤压面；413-定位面；610-导向槽；710-凸起；720-排水通道；810-一级气缸组件；820-第一连接柱；910-二级气缸组件；920-第二连接柱。

具体实施方式

[0037] 下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

[0038] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0039] 在本发明的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0040] 图1为本发明提供的晶圆载片台的结构示意图。如图1所示，本发明提供的一种晶圆载片台，包括至少一组定位环；

[0041] 每组定位环包括一个下定位环100和一个侧定位环200，所述下定位环100的内侧壁上设置有至少三个用于承载晶圆的承载板110，所述下定位环100用于和抛光头的顶端抵接，所述侧定位环200用于和抛光头的侧壁抵接。

[0042] 其中，定位环组的数量可根据具体的情况进行调整，且承载板110的数量优选为四个，四个承载板110均匀分布在下定位环100的内壁上，且承载板110的顶端距离下定位环100与抛光头接触的一端的具有间距。

[0043] 本实施例中，下定位环100和侧定位环200分别能够和抛光头顶端和侧端抵接，从而能够使抛光头与晶圆载片台快速准确的定位，而且根据不同的晶圆的不同，可以对定位环进行调整，以改善现有技术中存在晶圆载片台在与抛光结构之间配合过程中容易产生误差，导致工作效率的降低技术问题。

[0044] 图2为本发明提供的晶圆载片台的剖视图；图3为本发明提供的晶圆载片台的局部放大图。如图2和3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，所述晶圆载片台还包括基台500和多个导向机构300；

[0045] 多个所述导向机构300设置在所述下定位环100和所述基台500之间，用于使所述下定位环能够沿竖直方向运动。

[0046] 其中，导向机构300包括导向柱310和导向套筒320，导向套筒320的一端连接在基台500上，导向套筒320的另一端与导向柱310连接，导向柱310的另一端连接在下定位环100的底端，这样在下定位环100上下移动的时，导向套筒320伸缩，导向套筒320及导向柱310能够保障下定位环100在上下移动时位置不会产生偏移。

[0047] 其中，导向机构300的数量可为三个、四个或更多，且导向机构300呈环形分布在下定位环100和基台500之间。

[0048] 本实施例中，在下定位环100和基台500之间设置有多个导向机构300，导向机构300的设置能够保障下定位环100在沿竖直方向移动时不会产生偏移，以使晶圆载片台与抛光头持续稳定的定位。

[0049] 在上述实施例的基础上，进一步地，所述晶圆载片台还包括至少三个夹紧机构400；

[0050] 所述侧定位环200和所述下定位环100上分别设有与用于安装所述夹紧机构第一安装槽和第二安装槽，所述夹紧机构400用于将承载板110上晶圆定位。

[0051] 进一步地，所述夹紧机构400包括定位夹爪410、扭簧420和转轴430；

[0052] 所述转轴430安装在所述第一安装槽中，所述扭簧420设置在所述定位夹爪410中，且所述扭簧420和定位夹爪410均安装在所述转轴430上，所述定位夹爪410的一端用于和晶圆的侧壁抵接，以将晶圆夹紧。

[0053] 进一步地，所述定位夹爪410上设置有第一挤压面411、第二挤压面412和定位面413；

[0054] 所述定位面413用于与所述承载板110上的晶圆侧面抵接，所述第一挤压面411设在所述定位夹爪410的下方，所述第二挤压面412设置在所述定位夹爪410靠近所述承载板110的一端。

[0055] 其中，夹紧机构400可设置有三个、四个或者多个，只要能够将晶圆夹紧即可。

[0056] 本实施例中，第一安装槽和第二安装槽对应设置，当第一挤压面411或第二挤压面412受到挤压时，定位夹爪410即会与晶圆脱离，当第一挤压面411或第二挤压面412不受到外力的作用时，在扭簧420的作用下使定位夹爪410恢复初始的工作状态。

[0057] 如图4-10所示，本发明的另一个目的提供一种晶圆装卸机构，具有如上所述的晶圆载片台，包括晶圆顶台600和第一驱动机构800；所述晶圆顶台600设置在所述定位环的下方，所述第一驱动机构800与所述晶圆顶台600连接，所述第一驱动机构800用于驱动所述晶圆顶台600沿竖直方向往复运动。采用上述的方案，第一驱动机构800能够驱动晶圆顶台600沿竖直方向往复运动，这样晶圆顶台600能将晶圆装载或者将晶圆卸载。

[0058] 在上述实施例的基础上，进一步地，所述晶圆顶台600的边沿设置多个导向槽610，所述导向槽610与所述承载板110对应设置。

[0059] 其中，导向槽610的数量大于等于承载板110的数量。

[0060] 本实施例中，在晶圆顶台600的边沿设置有多个导向槽610，导向槽610的设置能保障晶圆顶台600在上下往复运动中不会与承载板110接触，提高装置运行的稳定性。

[0061] 在上述实施例的基础上，进一步地，所述晶圆装卸机构还包括托盘顶台700和第二驱动机构900；

[0062] 所述第二驱动机构900与所述托盘顶台700连接，所述托盘顶台700上设置多个凸起710，所述凸起710用于与所述夹紧机构400抵接，用于使所述夹紧机构400处于打开的状态。

[0063] 本实施例中，托盘顶台700上设置有能够与夹紧机构400上设的定位夹爪410配合的凸起710，第二驱动机构900能够带动凸起710上下移动，凸起710能够与定位夹爪410上的第一挤压面411接触，以使定位夹爪410处于打开状态。

[0064] 在上述实施例的基础上，进一步地，所述托盘顶台700上还设置有多个排水通道720。

[0065] 本实施例中，排水通道720的设置能够使清洗完载片台的清洗液快速的排出。

[0066] 在上述实施例的基础上，进一步地，所述晶圆装卸机构还包括安装架，所述基台500设置在所述安装架的顶端，所述第一驱动机构800和所述第二驱动机构900均设置在所述基台500的下方；

[0067] 所述第一驱动机构800包括一级气缸组件810和第一连接柱820，所述第一连接柱820的一端与所述晶圆顶台600连接，所述第一连接柱820的另一端与所述一级气缸组件810连接，所述第二驱动机构900包括二级气缸组件910和第二连接柱920，所述第二连接柱920的一端与所述托盘顶台700底端连接，所述第二连接柱920的另一端与所述二级气缸组件
910连接。

[0068] 本实施例中，第一级气缸组件810包括有两个第一气缸，第二级气缸组件910包括两个第二气缸，两个第一气缸分别工作，能够使第一连接柱820有三个位置，以使晶圆顶台600有高、中和低三个工作状态，两个第二气缸分别工作，能够使第二连接柱920有三个位置，从而能够使托盘顶台700有高、中和低三个工作状态，当晶圆顶台600和托盘顶台700均处于低位时，定位夹爪410将晶圆夹紧，且晶圆顶台600不与经晶圆接触，晶圆在承载板110上；当晶圆顶台600和托盘顶台700均处于中位时，定位夹爪410处于打开的状态，且晶圆顶台600与经晶圆接触，晶圆在承载板110上；当晶圆顶台600和托盘顶台700均处于高位时，定位夹爪410处于打开的状态，晶圆顶台600与经晶圆接触，晶圆不在承载板110上。

[0069] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。