CN216389308U - 一种晶圆吸附机构及称重装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种晶圆吸附机构及称重装置，晶圆吸附机构包括承载件以及弹性吸附件。弹性吸附件的一端连接于承载件上，弹性吸附件的另一端与晶圆抵接，弹性吸附件可以与晶圆上的不同位置进行抵接吸附，以将晶圆吸附固定。根据晶圆的不同的翘曲度的变化，弹性吸附件可以根据不同的翘曲度的变化产生弹性形变，以适配晶圆不同位置的翘曲度变化，进而能够完整地与晶圆的表面进行贴合吸附。晶圆称重装置包括晶圆称重机构以及上述晶圆吸附机构，晶圆称重机构包括用于承载晶圆的承载台以及用于界定晶圆称重区域的限位件，晶圆吸附机构也即是机械手将晶圆放置在承载台上，限位件将晶圆限制在称重区域内，避免晶圆滑出承载台造成滑片和卡片情况的出现。

Description

一种晶圆吸附机构及称重装置

技术领域

本申请涉及称重技术领域，尤其涉及一种晶圆吸附机构及称重装置。

背景技术

随着3D NAND(通过堆叠多层数据存储单元增加存储空间的技术)堆叠层数的增加，晶圆的翘曲度影响到利用堆叠技术将晶圆堆叠的高度以及堆叠形成的储存空间的储存性能。晶圆在转运和加工过程中，需将晶圆进行夹持固定。高翘曲度的晶圆在夹持固定时存在难度，且多次出现晶圆滑落的现象。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种晶圆吸附机构及晶圆称重装置，能够有效解决高翘曲度的晶圆在夹持固定时存在难度且多次出现滑片现象问题。技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种晶圆吸附机构，包括：

承载件，用于承载晶圆；以及

多个弹性吸附件，弹性吸附件一端连接于承载件，弹性吸附件的另一端用于与晶圆抵接，弹性吸附件配置为依据晶圆的表面翘曲度发生弹性形变，以使弹性吸附件与晶圆表面贴合。

基于本申请实施例的晶圆吸附机构，多个弹性吸附件的一端连接于承载件上，弹性吸附件的另一端与晶圆抵接，多个弹性吸附件与晶圆上的不同位置进行抵接吸附，便于将晶圆吸附固定。同时弹性吸附件配置为依据晶圆的表面翘曲度发生弹性形变，以使弹性吸附件与晶圆表面贴合。根据晶圆的不同的翘曲度的变化，弹性吸附件可以根据不同的翘曲度的变化产生弹性形变，以适配晶圆不同位置的翘曲度变化，进而能够完整地与晶圆的表面进行贴合吸附。

在一些实施例中，弹性吸附件由具有弹性的橡胶材质制成。

基于上述实施例，弹性吸附件能够依据晶圆的表面翘曲度发生弹性形变，以使弹性吸附件与晶圆的表面完整贴合。橡胶材质的弹性吸附件耐磨性好，可以多次与晶圆接触吸附，提高弹性吸附件的使用寿命。

在一些实施例中，弹性吸附件包括：

连接端，连接端与承载件连接；

吸附端，吸附端用于与晶圆抵接；

弹性伸缩部，弹性伸缩部连接所述连接端以及所述吸附端。

基于上述实施例，弹性吸附件包括弹性伸缩部以及与弹性伸缩部两端连接的连接端和吸附端，连接端便于弹性吸附件与承载件进行连接，吸附端用于与晶圆抵接吸附；位于连接端与吸附端之间的弹性伸缩部便于弹性吸附件依据晶圆的表面翘曲度发生弹性形变。

在一些实施例中，弹性伸缩部为折叠伸缩式结构。

基于上述实施例，折叠伸缩式结构的弹性伸缩部可以依据晶圆的表面翘曲度发生弹性形变，以使弹性吸附件上的吸附端与晶圆表面贴合吸附。

在一些实施例中，吸附端具有与晶圆抵接的抵接面，抵接面包括：

平面区，呈平面设置；

倾斜区，围设于平面区周围，且自平面区向承载件倾斜设置。

基于上述实施例，抵接面的设置便于弹性吸附件与晶圆的表面进行贴合吸附，抵接面包括平面区和倾斜区，平面区与晶圆表面贴合吸附，同时设置平面区周侧的倾斜面可以适配位于平面区与晶圆吸附位置的周侧的倾斜的变化，以使抵接面更好地与晶圆的表面进行贴合吸附。

在一些实施例中，至少三个弹性吸附件之间的连线形成三角形。

基于上述实施例，至少三个弹性吸附件之间的连线形成三角形可以构成一个平面，三个弹性吸附件之间的连线所形成一个平面与晶圆的表面进行适配，可以将晶圆吸附地较为牢固，进而避免晶圆在吸附的过程中出现滑落的情况。

在一些实施例中，弹性吸附件具有第一吸附孔，承载件具有与第一吸附孔连通的第二吸附孔。

基于上述实施例，弹性吸附件上的第一吸附孔贯穿吸附端上的平面区，第二吸附孔贯穿承载件，第一吸附孔与第二吸附孔内通以真空便于平面区将晶圆吸附固定。

第二方面，本申请提供了一种晶圆称重装置，包括晶圆称重机构以及上述的晶圆吸附机构；晶圆称重机构包括：

承载台，用于承载晶圆；及

限位件，限位件凸设于承载台上，并界定出晶圆的称重区域；

其中，承载件为机械手，机械手通过弹性吸附件吸附晶圆并将晶圆放置于称重区域内。

基于本申请实施例中的晶圆称重装置，晶圆称重装置包括晶圆吸附机构以及晶圆称重机构；晶圆称重机构包括用于承载晶圆的承载台以及用于界定晶圆称重区域的限位件，晶圆吸附机构也即是机械手将晶圆放置在承载台上，限位件将晶圆限制在称重区域内，避免晶圆滑出承载台造成滑片和卡片情况的出现。

在一些实施例中，限位件的数量为一个或多个；当限位件设置为多个时，至少三个限位件之间的连线形成三角形。

基于上述实施例，当限位件设置为一个时，限位件围设在晶圆的周侧，且与晶圆的周缘位置设定有距离，进而对晶圆进行限位，避免晶圆的滑出。

当限位件设置为多个时，至少三个限位件之间的连线形成三角形，晶圆卡放在三个限位件之间的区域。三个限位件之间的连线形成三角形的设置对限位件的位置进行限定，能够将晶圆较为完整地限制在称重区域内，进而对晶圆进行限位且避免晶圆的滑出。

在一些实施例中，承载台上设置有第三吸附孔，第三吸附孔位于称重区域内。

基于上述实施例，第三吸附孔位于称重区域内，对放置在称重区域内的晶圆进行吸附，便于晶圆与承载台进行接触对晶圆进行降温，以便达到称重所需要的温度要求。

由于上述技术方案运用，本申请与现有技术相比具有下列优点：

基于本申请实施例的晶圆吸附机构，多个弹性吸附件的一端连接于承载件上，弹性吸附件的另一端与晶圆抵接，多个弹性吸附件与晶圆上的不同位置进行抵接吸附，便于将晶圆吸附固定。同时弹性吸附件配置为依据晶圆的表面翘曲度发生弹性形变，以使弹性吸附件与晶圆表面贴合。根据晶圆的不同的翘曲度的变化，弹性吸附件可以根据不同的翘曲度的变化产生弹性形变，以适配晶圆不同位置的翘曲度变化，进而能够完整地与晶圆的表面进行贴合吸附。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请实施例中的晶圆吸附机构的整体结构示意图；

图2为图1中的承载件的结构示意图；

图3为图1中的弹性吸附件结构示意图；

图4为图1中的A方向(包括放置在弹性吸附件上的晶圆)的结构示意图；

图5为本申请实施例中的晶圆称重装置的整体结构示意图；

图6为图5中的晶圆称重机构的整体结构示意图；

图7为图5中的晶圆称重机构(包含晶圆)的整体结构示意图。

附图标记：

10、晶圆吸附机构；11、承载件；111、第二吸附孔；12、弹性吸附件；121、连接端；122、抵接面；1221、平面区；1222、倾斜区；123、弹性伸缩部；124、第一吸附孔；125、吸附端；

20、晶圆称重机构；21、基板；211、凹陷部；2111、第二让位部；22、承载台；221、第一让位部；23、限位件；24、称重区域；25、第三吸附孔；

30、晶圆；50、晶圆称重装置。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

请参照图1至图4，第一方面，本申请实施例提供了一种晶圆吸附机构10，能够有效解决高翘曲度的晶圆30在夹持固定时存在难度且多次出现滑片现象的问题。

晶圆吸附机构10包括承载件11以及弹性吸附件12。承载件11用于承载晶圆30，弹性吸附件12的一端连接于承载件11，弹性吸附件12的另一端用于与晶圆30抵接，弹性吸附件12配置为依据晶圆30的表面翘曲度发生弹性形变，以使弹性吸附件12与晶圆30表面贴合。

具体地，请参照图1-图3，承载件11可为Y字型，Y字型承载件11的两短边上以及一长边上开设有第二吸附孔111，弹性吸附件12的一端可拆卸的连接在第二吸附孔111内，同时弹性吸附件12上设置有第一吸附孔124，第一吸附孔124与第二吸附孔111连通，弹性吸附件12的另一端与晶圆30贴合。真空泵通过第一吸附孔124与第二吸附孔111将弹性吸附件12与晶圆30表面接触处的空气吸收形成负压，进而可将与弹性吸附件12贴合的晶圆30表面吸附固定。

进一步地，三个弹性吸附件12位于Y字型承载件11上的不同位置，且三个不同位置不在同一直线上，进而可保证对晶圆30吸附的牢固性。

更进一步地，请参照图4，弹性吸附件12可依据晶圆30的表面翘曲度发生弹性形变，根据弹性吸附件12所接触的晶圆30表面的翘曲度不同，弹性吸附件12发生相应的弹性形变，以适配不同翘曲度的晶圆30表面，使得弹性吸附件12与晶圆30的表面完整地、紧密地贴合，进而使得弹性吸附件12与晶圆30之间不会产生漏气间隙。

在一些实施例中，承载件11的形状不做限定，只需满足便于弹性吸附件12与承载件11的连接即可。弹性吸附件12的数量不做限定，可根据实际的需求进行设置，只需满足弹性吸附件12的在承载件11上所界定的范围位于晶圆30在承载件11上正投影的范围内。

在一些实施例中，弹性吸附件12由具有弹性的橡胶材质制成。

具体地，较好的弹性材质的弹性吸附件12可根据弹性吸附件12所接触的位置的翘曲度不同而发生弹性形变，以适配不同翘曲度的晶圆表面，进而使得弹性吸附件12与晶圆30完整贴合。

弹性吸附件12上远离承载件11的一端需与不同翘曲度的晶圆30接触，橡胶材质具有较好的耐磨性，可以提高弹性吸附件12的使用寿命。

请参照图1和图3，在一些实施例中，弹性吸附件12包括连接端121、吸附端125以及弹性伸缩部123，连接端121与承载件11连接，吸附端125用于与晶圆30抵接，弹性伸缩部123连接所述连接端121以及所述吸附端125。

具体地，弹性吸附件12包括连接端121、吸附端125以及位于连接端121与吸附端125之间的弹性伸缩部123，连接端121可与承载件11上第二吸附孔111螺纹连接，便于弹性吸附件12与承载件11的拆卸，同时可保证两者连接位置的密封性。吸附端125与晶圆30贴合吸附，设置在连接端121与吸附端125之间的弹性伸缩部123可根据晶圆30表面的翘曲度的不同产生形变，可使吸附端125与不同翘曲度的晶圆30的表面进行贴合。

在一些实施例中，连接端121与第二吸附孔111间可以是螺纹连接、卡扣连接等连接方式，也可根据实际的需求进行设置。

在一些实施例中，请参照图3，弹性伸缩部123为折叠伸缩式结构。

具体地，吸附端125与晶圆30的表面抵接，弹性伸缩部123的折叠伸缩式结构可以根据吸附端125与晶圆30接触位置的翘曲度不同进行伸缩形变，可保证吸附端125与晶圆30的表面贴合的完整性，进而保证吸附端125与晶圆30的表面间的密封性。

在一些实施例中，请参照图3及图4，吸附端125具有与晶圆30抵接的抵接面122，抵接面122包括平面区1221以及倾斜区1222。平面区1221呈平面设置，倾斜区1222围设于平面区1221周围，且自平面区1221向承载件11倾斜设置。

具体地，吸附端125包括平面区1221以及围设于平面区1221周围且自平面区1221向承载件11倾斜设置的倾斜区1222。平面区1221远离弹性伸缩部123与晶圆30表面接触，由于晶圆30表面的翘曲度不同，使得晶圆30表面各处的倾斜角度不同，平面区1221与晶圆30的表面接触，晶圆30上位于接触位置周侧的位置的倾斜度不同，通过设置自平面区1221向承载件11倾斜的倾斜区1222可以使得平面区1221与晶圆30表明贴合更加完整，有利于吸附端125对晶圆30的吸附。

在一些实施例中，至少三个弹性吸附件12之间的连线形成三角形。

具体地，三个弹性吸附件12之间的连线所形成三角形，可将晶圆30进行三角吸附，使得晶圆30受到的吸附力更加均匀，进而避免晶圆30在吸附的过程中出现从弹性吸附件12滑落的情况。

在一些实施例中，弹性吸附件12具有第一吸附孔124，承载件11具有与第一吸附孔124连通的第二吸附孔111。

具体地，弹性吸附件12上的第一吸附孔124贯穿吸附端125上的平面区1221，第二吸附孔111贯穿承载件11，第一吸附孔124与第二吸附孔111连通。真空泵通过第一吸附孔124与第二吸附孔111将平面区1221与晶圆30表面接触处的空气吸收形成负压，进而可将与平面区1221贴合的晶圆30表面进行吸附。，晶圆30表面紧密吸附在平面区1221上，进而弹性吸附件12可将晶圆30吸附固定。

进一步地，请参照图4，当晶圆30为中间高周缘低的形态时，弹性伸缩部123靠近晶圆30周侧位置由于弹性形变低于靠近晶圆30靠近中间位置，使得平面区1221适配晶圆30的翘曲度变化，进而平面区1221与晶圆30的表面完整地、紧密低贴合。当晶圆30为中间低周缘高的形态时，弹性伸缩部123上靠近晶圆30周侧位置由于弹性形变高于靠近晶圆30靠近中间位置，使得平面区1221适配晶圆30的翘曲度变化，进而平面区1221与晶圆30的表面完整地、紧密低贴合。

在一些实施例中，弹性吸附件12不仅限制为与中间高周缘低和中间低周缘高的晶圆30的形态匹配，弹性吸附件12可根据晶圆30表面的翘曲度的变化与晶圆30上的吸附表面进行贴合吸附。

第二方面，请参照图5和图6，本申请提供了一种晶圆称重装置50，晶圆称重装置50包括晶圆称重机构20以及上述的晶圆吸附机构10；晶圆称重机构20包括承载台22和限位件23。承载台22用于承载晶圆30，限位件23凸设于承载台22上，并界定出晶圆30的称重区域24；其中，承载件11为机械手，机械手通过弹性吸附件12吸附晶圆30并将晶圆30放置于称重区域24内。

具体地，圆称重机构20包括基板21、承载台22以及设置在承载台22上的限位件23。基板21为具有一定厚度的板材，基板21的一面上开设有一凹陷部211，承载台22设置为圆状，且位于凹陷部211内，用于承载晶圆30。

承载台22上开设有第一让位部221，凹陷部211的底部开设有第二让位部2111，第一让位部221、第二让位部2111以及承载件11仿形一致，当承载台22放置在凹陷部211内，第一让位部221与第二让位部2111对应设置。

在一些实施例中，基板21和承载台22的形状不做限定，满足可将承载台22放置在基板21上即可。凹陷部211仅是便于承载台22的位置的确定，在一些实施例中，可以不设置凹陷部211。第一让位部221与第二让位部2111的形状不做限定，满足可对承载件11进行让位即可。

请参照图5-图7，晶圆吸附机构10将吸附的晶圆30转运放置在承载台22上，晶圆吸附机构10在转运晶圆30时，承载件11将晶圆30托起，承载件11将晶圆30转运至晶圆称重装置50，承载件11与第一让位部221对应，承载件11下行直至晶圆30与承载台22的称重区域24接触。此时，真空泵通过第一吸附孔124与第二吸附孔111将空气冲入平面区1221与晶圆30表面接触处形成正压，晶圆30落在称重区域24上，承载件11继续下行至第二让位部2111内，此时，对落在称重区域24上的晶圆30进行称重。

具体地，三个限位部设置在承载台22上并与承载台22可拆卸连接，三个限位件23之间的连线形成三角形，晶圆30放在由三个限位件23限定出的称重区域24内，三个限位件23位于三个不在同一直线的点上对晶圆30的位置进行限定，能够将晶圆30限定在称重区域24内。晶圆30与限位件23间隔设置，避免晶圆吸附机构10取放晶圆30时，设置在承载台22上的第三吸附孔25中的气体压强的变化，导致晶圆30表面的吸附力不均匀，使得晶圆30滑出称重区域24；同时避免晶圆吸附机构10取放晶圆时，限位件23与晶圆接触损伤晶圆。限位件23的高度高于或者等于晶圆30在竖直方向的高度，避免晶圆30从限位件23的上部滑出。

在一些实施例中，限位件23的数量不做限定，可以为一个或者是多个。当限位件23设置为一个时，需满足限位件23围设在晶圆30的周侧，且与晶圆30的周缘位置设定有距离即可。当限位件23设置为多个时，需满足两个弧状的限位件23设置在晶圆30的相向两侧上，晶圆30可卡放在两个限位件23之间的区域内即可；或满足至少三个限位件23之间的连线形成三角形，晶圆30可卡放在三个限位件23之间的区域内即可。

在一些实施例中，限位件23与承载台22间的连接方式不做限定，可以与承载台22一体成型、螺纹连接等连接方式，可根据实际的情况进行设置。

在一些实施例中，承载台22上设置有第三吸附孔25，第三吸附孔25位于称重区域24内。

具体地，第三吸附孔25位于称重区域24内，对放置在称重区域24内的晶圆30进行吸附，便于晶圆30与承载台22进行接触且将晶圆30限定在称重区域24内。晶圆30与承载台22接触对晶圆30进行降温，以便达到称重所需要的温度要求，避免温度对晶圆30称重的影响。

进一步地，高翘曲度晶圆30的表面的翘曲度不同，第三吸附孔25对晶圆30进行吸附的过程中，由于承载台22与晶圆30接触的面为平面，第三吸附孔25的部分不能与晶圆30的表面完全接触，导致晶圆30在第三吸附孔25吸附和脱离的过程中，在晶圆30的表面的吸附力不同，晶圆30发生移动。设置在晶圆30周侧且与晶圆30间隔设置限位件23，可避免晶圆30发生移动时，晶圆30滑出称重区域24或是承载台22。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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申请和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆吸附机构，其特征在于，所述晶圆吸附机构包括：

承载件，用于承载晶圆；以及

多个弹性吸附件，所述弹性吸附件一端连接于所述承载件，所述弹性吸附件的另一端用于与所述晶圆抵接，所述弹性吸附件配置为依据所述晶圆的表面翘曲度发生弹性形变，以使所述弹性吸附件与所述晶圆表面贴合。

2.如权利要求1所述的晶圆吸附机构，其特征在于，

所述弹性吸附件由具有弹性的橡胶材质制成。

3.如权利要求1所述的晶圆吸附机构，其特征在于，所述弹性吸附件包括：

连接端，所述连接端与所述承载件连接；

吸附端，所述吸附端用于与所述晶圆抵接；

弹性伸缩部，所述弹性伸缩部连接所述连接端以及所述吸附端。

4.如权利要求3所述的晶圆吸附机构，其特征在于，所述弹性伸缩部为折叠伸缩式结构。

5.如权利要求3所述的晶圆吸附机构，其特征在于，所述吸附端具有与晶圆抵接的抵接面，所述抵接面包括：

平面区，呈平面设置；

倾斜区，围设于所述平面区周围，且自所述平面区向所述承载件倾斜设置。

6.如权利要求1-5任一项所述的晶圆吸附机构，其特征在于，

至少三个所述弹性吸附件之间的连线形成三角形。

7.如权利要求1-5任一项所述的晶圆吸附机构，其特征在于，所述弹性吸附件具有第一吸附孔，所述承载件具有与所述第一吸附孔连通的第二吸附孔。

8.一种晶圆称重装置，其特征在于，包括如晶圆称重机构以及如权利要求1-7任意一项所述的晶圆吸附机构；所述晶圆称重机构包括：

承载台，用于承载晶圆；及

限位件，所述限位件凸设于所述承载台上，并界定出晶圆的称重区域；

其中，所述承载件为机械手，所述机械手通过所述弹性吸附件吸附晶圆并将晶圆放置于所述称重区域内。

9.如权利要求8所述的晶圆称重装置，其特征在于，所述限位件的数量为一个或多个；当所述限位件设置为多个时，至少三个所述限位件之间的连线形成三角形。

10.如权利要求8所述的晶圆称重装置，其特征在于，所述承载台上设置有第三吸附孔，所述第三吸附孔位于所述称重区域内。

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