CN109686689B - 晶圆片装卸装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种晶圆片装卸装置。晶圆片装卸装置包括：载片台、定位补偿机构、第一驱动机构和第二驱动机构；所述载片台设在所述定位补偿机构上，所述第一驱动机构设置在所述第二驱动机构的上方，所述第二驱动机构能够驱动所述定位补偿机构向靠近或远离保持环的一端运动，且所述定位补偿机构上设置有多个阻尼件，所述阻尼件用于使所述定位补偿机构持续与所述保持环的外边缘抵接，所述第一驱动机构与所述载片台连接，所述第一驱动机构能够驱动所述载片台相对所述定位补偿机构上下移动。以改善现有技术中存在保持环随着加工过程会逐渐变薄，导致需要不断对晶圆装卸载机构进行重复定位，工作效率低的技术问题。

Description

晶圆片装卸装置
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种晶圆片装卸装置。
背景技术
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。化学机械抛光设备正朝着集成化、智能化、自动化方向发展。其中，高自动化的化学机械抛光设备晶圆片传输过程，主要通过机械手完成，在机械手与抛光执行工位之间需要晶圆装卸载机构来完成晶圆片的上下料过程。
由于在执行化学机械抛光过程中，化学机械抛光设备本体中的抛光头保持环随着加工过程会逐渐变薄，这样，传统的晶圆装卸载机构在与保持环接触时需要重复的进行定位，从而影响整体装置的工作效率。
发明内容
本发明的目的在于提供种晶圆片装卸装置，以改善现有技术中存在保持环随着加工过程会逐渐变薄，导致需要不断对晶圆装卸载机构进行重复定位，工作效率低的技术问题。
本发明提供的一种晶圆片装卸装置，包括：载片台、定位补偿机构、第一驱动机构和第二驱动机构；
所述载片台设在所述定位补偿机构上，所述第一驱动机构设置在所述第二驱动机构的上方，所述第二驱动机构能够驱动所述定位补偿机构向靠近或远离保持环的一端运动，且所述定位补偿机构上设置有多个阻尼件，所述阻尼件用于使所述定位补偿机构持续与所述保持环的外边缘抵接，所述第一驱动机构与所述载片台连接，所述第一驱动机构能够驱动所述载片台相对所述定位补偿机构上下移动。
进一步地，所述定位补偿机构包括安装台、多个导向块和多个阻尼件；
多个所述导向块均匀分布在所述安装台的边沿，所述导向块和所述安装台之间设置有至少一个阻尼件，所述阻尼件的一端与所述导向块靠近所述安装台的一端连接，所述阻尼件的另一端用于与所述安装台的表面连接。
进一步地，所述导向块的一端设置有限位板，所述限位板设置在所述导向块远离所述安装台的中心的一侧，所述导向块的另一端可拆卸地设置在所述安装台上。
进一步地，所述导向块的另一端设置有多个第一安装孔和多个第二安装孔，所述第二安装孔设置在所述第一安装孔和所述导向块的边沿之间，所述阻尼件的一端设置在所述第一安装孔中，所述阻尼件的另一端设置在所述安装台的表面；
所述安装台的表面设置有与所述第二安装孔对应的第一通孔，连接件穿过所述安装台的表面与所述第二安装孔连接，且所述连接件的直径小于所述第一通孔的直径。
进一步地，所述安装台呈十字形，所述导向块为四个，四个所述导向块设置在靠近所述安装台的边沿，且与所述安装台的边沿具体一定的间距。
进一步地，所述定位补偿机构还包括安装板；
多个所述导向块均匀分布在所述安装板的边沿，多个所述阻尼件均匀分布在所述安装板和所述安装台之间，且每个所述导向块下方均设置有至少一个所述阻尼件。
进一步地，所述导向块靠近所述安装台中心一侧的表面呈弧形，用于与所述载片台外轮廓匹配，以使所述载片台能够相对所述导向块上下移动。
进一步地，所述载片台包括基盘、承载部和多个导杆；
所述基盘用于设置在多个所述导向块之间，所述承载部设置在所述基盘上，用于与承载晶圆，多个所述导杆均匀分布在所述基盘靠近所述安装台的一侧，所述安装台上设置有与所述导杆对应的第二通孔，所述导杆穿过所述第二通孔连接在所述基盘上。
进一步地，所述凸起上设置有晶圆检测孔。
进一步地，所述定位补偿机构还包括安装架，所述安装架设置在所述安装台远离所述导向块的一侧，所述安装架设置在所述安装台的中心，所述安装架用于安装所述第一驱动机构。
本发明提供的一种晶圆片装卸装置，包括：载片台、定位补偿机构、第一驱动机构和第二驱动机构；所述载片台设在所述定位补偿机构上，所述第一驱动机构设置在所述第二驱动机构的上方，所述第二驱动机构能够驱动所述定位补偿机构向靠近或远离保持环的一端运动，且所述定位补偿机构上设置有多个阻尼件，所述阻尼件用于使所述定位补偿机构持续与所述保持环的外边缘抵接，所述第一驱动机构与所述载片台连接，所述第一驱动机构能够驱动所述载片台相对所述定位补偿机构上下移动。采用上述的方案，定位补偿机构用于和保持环抵接，第二驱动机构驱动定位补偿机构到预定的位置，当保持环被不断的磨损时，定位补偿机构上的设置的阻尼件能够使导向块与保持环接触，再通过第一驱动机构驱动载片台完成将晶圆片从保持环内部取出或放置，以改善现有技术中存在保持环随着加工过程会逐渐变薄，导致需要不断对晶圆装卸载机构进行重复定位，工作效率低的技术问题。
附图说明
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。
图1为本发明提供的晶圆片装卸装置的结构示意图；
图2为本发明提供的晶圆片装卸装置定位机构第一种视角的结构示意图；
图3为本发明提供的晶圆片装卸装置定位机构上导向块的结构示意图；
图4为本发明提供的晶圆片装卸装置定位机构第二种视角的结构示意图；
图5为本发明提供的晶圆片装卸装置的载片台的结构示意图；
图6为本发明提供的晶圆片装卸装置定位机构第二种视角的第二种实施方式的结构示意图。
图标：100-载片台；200-定位补偿机构；300-第二驱动机构；400-防水机构；500-液体收集机构；110-基盘；120-凸起；130-中心凸台；150-导杆；160-喷嘴；121-晶圆检测孔；210-安装台；220-导向块；230-安装架；240-阻尼件；250-连接件；260-安装板；221-限位板；222-第一安装孔；223-第二安装孔。
具体实施方式
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。
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。
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。
图1为本发明提供的晶圆片装卸装置的结构示意图；图2为本发明提供的晶圆片装卸装置定位机构第一种视角的结构示意图；图4为本发明提供的晶圆片装卸装置定位机构第二种视角的结构示意图。如图1、2和4所示，本发明提供的一种晶圆片装卸装置，包括：载片台100、定位补偿机构200、第一驱动机构和第二驱动机构300；
所述载片台100设在所述定位补偿机构200上，所述第一驱动机构设置在所述第二驱动机构300的上方，所述第二驱动机构能够驱动所述定位补偿机构200向靠近或远离保持环的一端运动，且所述定位补偿机构200上设置有多个阻尼件240，所述阻尼件240用于使所述定位补偿机构200持续与所述保持环的外边缘抵接，所述第一驱动机构与所述载片台100连接，所述第一驱动机构能够驱动所述载片台100相对所述定位补偿机构200上下移动。
本实施例中，定位补偿机构200用于和保持环抵接，第二驱动机构300驱动定位补偿机构200到预定的位置，当保持环被不断的磨损时，定位补偿机构200上的设置的阻尼件240能够使导向块220与保持环接触，再通过第一驱动机构驱动载片台100完成将晶圆片从保持环内部取出或放置，以改善现有技术中存在保持环随着加工过程会逐渐变薄，导致需要不断对晶圆装卸载机构进行重复定位，工作效率低的技术问题。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述定位补偿机构200包括安装台210、多个导向块220和多个所述阻尼件240；
多个所述导向块220均匀分布在所述安装台210的边沿，所述导向块220和所述安装台210之间设置有至少一个阻尼件240，所述阻尼件240的一端与所述导向块220靠近所述安装台210的一端连接，所述阻尼件240的另一端用于与所述安装台210的表面连接。
其中，阻尼件240可为弹簧、弹性销或缓冲器。
本实施例中，在导向块220靠近安装台210的一端设置有至少一个阻尼件240，第二驱动机构300带动安装台210到预定的高度，以使导向块220的顶端与保持环的边沿抵接，此时，阻尼件240受力被压缩，当保持环被磨损后，阻尼件240能够推动导向块220向上移动一定的距离，以使导向块220的顶端与保持环接触，以保障整体装置的正常运行。
图3为本发明提供的晶圆片装卸装置定位机构上导向块的结构示意图。如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，所述导向块220的一端设置有限位板221，所述限位板221设置在所述导向块220远离所述安装台210的中心的一侧，所述导向块220的另一端可拆卸地设置在所述安装台210上。
进一步地，所述导向块220的另一端设置有多个第一安装孔222和多个第二安装孔223，所述第二安装孔223设置在所述第一安装孔222和所述导向块220的边沿之间，所述阻尼件240的一端设置在所述第一安装孔222中，所述阻尼件240的另一端设置在所述安装台210的表面；
所述安装台210的表面设置有与所述第二安装孔223对应的第一通孔，连接件250穿过所述安装台210的表面与所述第二安装孔223连接，且所述连接件250的直径小于所述第一通孔的直径。
其中，导向块220靠近安装台210中心一侧面可为平面或弧面。
其中，第一安装孔222和第二安装孔223的数量相同，优选地，每个导向块220上设置有两个第一安装孔222和两个第二安装孔223。
本实施例中，限位板221的设置能够使导向块220在与保持环接触时，保持环能够全部的被导向块220夹持，第一安装孔222用于安装阻尼件240，连接件250穿过安装台210上设置的第一通孔与第二安装孔223连接，从而保障导向块220在竖直方向的稳定性，由于连接件250的直径小于第一通孔的直径，这样能够使导向块220在横向的方向有一定的摆动，能够更好的与保持环接触，提高定位的精度。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述安装台210呈十字形，所述导向块220为四个，四个所述导向块220设置在靠近所述安装台210的边沿，且与所述安装台210的边沿具体一定的间距。
其中，导向块220与安装台210的边沿的间距可为20mm。
本实施例中，导向块220设置为四个，四个导向与呈十字形的安装台210相匹配，导向块220与安装台210的边沿具有一定的间距，能够使导向块220适用于不断变化的保持环，使装置的定位精度更高。
图6为本发明提供的晶圆片装卸装置定位机构第二种视角的第二种实施方式的结构示意图。如图6所示，在上述实施例的基础上，进一步地，所述定位补偿机构还包括安装板260；
多个所述导向块均匀分布在所述安装板260的边沿，多个所述阻尼件均匀分布在所述安装板260和所述安装台之间，且每个所述导向块220下方均设置有至少一个所述阻尼件240。
本实施例中，导向块设置在安装板260上，安装板260与安装台210连接，并且在每个导向块220下方对应至少设有一个阻尼件240，这样使导向块仍然具有补偿的功能，且这样导向块可先安装在的安装板260上，再将安装板260安装在安装台上。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述导向块220靠近所述安装台210中心一侧的表面呈弧形，用于与所述载片台外轮廓匹配，以使所述载片台能够相对所述导向块220上下移动。
本实施例中，导向块220靠近安装台210中心的一侧呈弧形，以便于与载片台100配合，使载片台能够相对于导向块上下移动，降低载片台与导向块之间的摩擦力。
图5为本发明提供的晶圆片装卸装置的载片台的结构示意图。如图5所示，在上述实施例的基础上，进一步地，所述载片台100包括基盘110、承载部和多个导杆150；
所述基盘110用于设置在多个所述导向块220之间，所述承载部设置在所述基盘110上，用于与承载晶圆，多个所述导杆150均匀分布在所述基盘110靠近所述安装台的一侧，所述安装台上设置有与所述导杆对应的第二通孔，所述导杆穿过所述第二通孔连接在所述基盘上。
其中，承载部包括多个凸起120和中心凸台130，中心凸台130设置在所述基盘110的中心，多个所述凸起120均匀分布在所述基盘110边沿，所述凸起120用于与晶圆接触，且所述凸起120远离所述中心凸台130的一端与所述导向块220抵接；
其中，中心凸台130的高度小于凸起120的高度2-3mm，中心凸台130的上表面可为弧形、平面或球面。
其中，凸起120的数量为四个，基盘110的形状与安装台210的形状相同。
本实施例中，凸起120用于和晶圆抵接，以将晶圆支撑在载片台100上，中心凸台130的设置用以修正晶圆本身可能产生的挠曲变形，通过第一驱动机构驱动基盘110上下移动，以将晶圆安装或拆卸，导杆150的穿过设置在安装台210上的第二通孔与基盘110连接，以保障安装台210在移动过程中的稳定程度。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述凸起120上设置有晶圆检测孔121。
本实施例中，检测孔可以连通通有正压的流体管路也可以连通通有负压的流体管路，通过压力的变化来检测凸起120上是否有晶圆。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述定位补偿机构200还包括安装架230，所述安装架230设置在所述安装台210远离所述导向块220的一侧，所述安装架230设置在所述安装台210的中心，所述安装架230用于安装所述第一驱动机构。
进一步地，所述载片台100还包括多个喷嘴160，多个所述喷嘴160均分分布在所述基盘110上，所述安装台210上设置多个与所述喷嘴160配合的导通孔，以使与所述喷嘴160连通的管路穿过所述导通孔与所述喷嘴160连通。
本实施例中，喷嘴160可将流体或气液混合物以一定角度或形状喷出，用以清洁保持环内部的装卸表面，以保障晶圆的清洁度。
在上述实施例的基础上，进一步地，还包括防水机构400和液体收集机构500；
所述防水机构400的一端与所述定位补偿机构200的底端连接，所述防水机构400的另一端与所述液体收集机构500连接，所述第二驱动机构300设置在所述液体驱动机构的下端。
本实施例中，防水机构400的设置用于保障第二驱动机构300不会被损坏，液体收集机构500能够将使用过的液体进行收集，降低整体装置工作时的危害产生的机率。
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。

Claims (9)

1.一种晶圆片装卸装置，其特征在于，包括：载片台、定位补偿机构、第一驱动机构和第二驱动机构；
所述载片台设在所述定位补偿机构上，所述第一驱动机构设置在所述第二驱动机构的上方，所述第二驱动机构能够驱动所述定位补偿机构向靠近或远离保持环的一端运动，且所述定位补偿机构上设置有多个阻尼件，所述阻尼件用于使所述定位补偿机构持续与所述保持环的外边缘抵接，所述第一驱动机构与所述载片台连接，所述第一驱动机构能够驱动所述载片台相对所述定位补偿机构上下移动；
所述定位补偿机构包括安装台、多个导向块和多个所述阻尼件；
多个所述导向块均匀分布在所述安装台的边沿，所述导向块和所述安装台之间设置有至少一个阻尼件，所述阻尼件的一端与所述导向块靠近所述安装台的一端连接，所述阻尼件的另一端用于与所述安装台的表面连接。
2.根据权利要求1所述的晶圆片装卸装置，其特征在于，所述导向块的一端设置有限位板，所述限位板设置在所述导向块远离所述安装台的中心的一侧，所述导向块的另一端可拆卸地设置在所述安装台上。
3.根据权利要求2所述的晶圆片装卸装置，其特征在于，所述导向块的另一端设置有多个第一安装孔和多个第二安装孔，所述第二安装孔设置在所述第一安装孔和所述导向块的边沿之间，所述阻尼件的一端设置在所述第一安装孔中，所述阻尼件的另一端设置在所述安装台的表面；
所述安装台的表面设置有与所述第二安装孔对应的第一通孔，连接件穿过所述安装台的表面与所述第二安装孔连接，且所述连接件的直径小于所述第一通孔的直径。
4.根据权利要求3所述的晶圆片装卸装置，其特征在于，所述安装台呈十字形，所述导向块为四个，四个所述导向块设置在靠近所述安装台的边沿，且与所述安装台的边沿具体一定的间距。
5.根据权利要求4所述的晶圆片装卸装置，其特征在于，所述定位补偿机构还包括安装板；
多个所述导向块均匀分布在所述安装板的边沿，多个所述阻尼件均匀分布在所述安装板和所述安装台之间，且每个所述导向块下方均设置有至少一个所述阻尼件。
6.根据权利要求1所述的晶圆片装卸装置，其特征在于，所述导向块靠近所述安装台中心一侧的表面呈弧形，用于与所述载片台外轮廓匹配，以使所述载片台能够相对所述导向块上下移动。
7.根据权利要求6所述的晶圆片装卸装置，其特征在于，所述载片台包括基盘、承载部和多个导杆；
所述基盘用于设置在多个所述导向块之间，所述承载部设置在所述基盘上，用于与承载晶圆，多个所述导杆均匀分布在所述基盘靠近所述安装台的一侧，所述安装台上设置有与所述导杆对应的第二通孔，所述导杆穿过所述第二通孔连接在所述基盘上。
8.根据权利要求7所述的晶圆片装卸装置，其特征在于，所述载片台上设置有晶圆检测孔。
9.根据权利要求1所述的晶圆片装卸装置，其特征在于，所述定位补偿机构还包括安装架，所述安装架设置在所述安装台远离所述导向块的一侧，所述安装架设置在所述安装台的中心，所述安装架用于安装所述第一驱动机构。
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