CN219575609U - 旋转组件及晶圆缺口检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种旋转组件及晶圆缺口检测装置，涉及半导体技术领域。旋转组件包括承托单元和旋转单元，承托单元的顶部用于放置晶圆，旋转单元用于驱动承托单元转动，且旋转单元位于承托单元的底部并与承托单元错位设置；旋转单元包括转动部和传动部，传动部传动连接承托单元与转动部；传动部包括第一带轮、第二带轮和同步带，第一带轮位于所述转动部的动力输出端，第二带轮与承托单元连接，同步带圈设在第一带轮与所述第二带轮上。本实用新型中提供的旋转组件结构简单小巧，空间利用率高，有利于节省生产空间，所提供的晶圆缺口检测装置能够快速检测到晶圆缺口并在所需位置停下来，大大提高了整机设备的产能。

Description

旋转组件及晶圆缺口检测装置

本实用新型要求申请日为“2023年1月4日”、申请号为“2023100073001”、申请名称为“晶圆缺口检测装置及其检测方法”的优先权。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种旋转组件及晶圆缺口检测装置。

背景技术

在电子半导体生产加工设备中，晶圆搬运机械手负责晶圆在各个工位之间的传递，是机台的核心运动部件，其定位精度直接决定了晶圆摆放位置的准确性，晶圆摆放位置的准确性又决定了芯片加工的良品率。晶圆在使用机械手的传输过程中，晶圆上的缺口会干扰机械手上的自动晶圆对中装置，导致机械手进行取放晶圆时会产生一定的偏心，从而在机械手将晶圆移动至其他工艺环节时，偏心的晶圆会影响其他工艺环节的正常进行。

现有技术中公开了一种晶圆定位装置及具有其的减薄机，包括承片台，承片台的一面形成用于承载待定位晶圆的承载区域；中心定位组件，用于对待定位晶圆进行中心定位，中心定位组件与承片台远离承载区域的一面连接；缺口检测组件，用于检测待定位晶圆上的缺口位置，缺口检测组件中至少包括与承载区域相对设置，且与承载区域之间具有一定距离的缺口检测传感器；驱动轴，与承片台远离承载区域的一面连接，用于驱动承片台旋转；控制部，与缺口检测组件以及驱动轴连接，用于接收缺口检测组件的信号并控制驱动轴旋转。

然而，现有技术中采用驱动轴对承片台进行驱动旋转，使得晶圆定位装置整体的结构较大，空间利用率低，会占用较多的生产空间。因此亟需提出一种方案改善上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种旋转组件及晶圆缺口检测装置，其结构简单，小巧紧凑，空间利用率高，不占用较多生产空间，同时能够快速检测到晶圆的缺口并在所需位置停下来，大大提高了晶圆缺口检测装置的产能，还能够放置晶圆缺口干扰工艺机械手上的自动补偿传感器，避免出现机械手对晶圆的放片精度降低，影响其他工艺环节的正常进行。

第一方面，本实用新型提供的旋转组件采用如下的技术方案：

包括承托单元和旋转单元，所述承托单元的顶部用于放置晶圆，所述旋转单元用于驱动所述承托单元转动，且所述旋转单元位于所述承托单元的底部并与所述承托单元错位设置；

所述旋转单元包括转动部和传动部，所述传动部连接所述承托单元与所述转动部，且所述传动部用于传递所述转动部输出动力并带动所述承托单元转动；

所述传动部包括第一带轮、第二带轮和同步带，所述第一带轮位于所述转动部的动力输出端，所述第二带轮与所述承托单元连接，所述同步带圈设在所述第一带轮与所述第二带轮上。

本实用新型提出的一种旋转组件的有益效果在于：承托单元的顶部用于放置晶圆，且旋转单元位于承托单元的底部并与承托单元错位设置，从而可以减少旋转单元与承托单元的整体厚度，进而使得旋转组件整体更加扁平，有利于节省生产空间；使用时，将旋转组件安装在晶圆生产流水线上，转动部通过传动部对动力进行传递，进而驱动承托单元的转动，如此有利于在转动部与承托单元错位设置时，便于转动部的动力传递至承托单元处，并减少整体的厚度。

可选的，所述旋转单元包括安装部，所述转动部和所述传动部均位于所述安装部内，且所述承托单元转动设置在所述安装部的顶部。安装部有利于将旋转组件整体安装在晶圆生产流水线上，并且能够对转动部和传动部起到保护作用。

可选的，所述承托单元上开设有连通部，且所述旋转单元位于所述安装部内设置有接头部，所述接头部与所述连通部相互连通，所述接头部用于连接抽气件对晶圆与承托单元之间真空抽气。当晶圆放置在承托单元上后，可以通过对晶圆和承托单元之间进行真空抽吸，使得晶圆被大气压压紧在承托单元上，从而提高晶圆在承托单元上的位置稳定性。

可选的，所述安装部上连通设置有排废部，所述排废部与所述安装部内部相互连通，所述排废部用于连接抽气件对所述安装部内部颗粒进行抽取排出。当晶圆上的颗粒性杂质从连通部掉落至安装部内时，可以通过将排废部连接抽气件，使得安装部内的杂质从排废部抽离，从而保持安装部内部的整洁度，避免影响传动部的传动工作。

第二方面，本实用新型还提供一种应用上述任一旋转组件的晶圆缺口检测装置，采用如下的技术方案：

还包括检测单元和控制单元，所述检测单元设置在所述旋转单元上，且所述检测单元对应所述承托单元设置，所述检测单元用于检测晶圆缺口位置与晶圆的偏心程度；

所述控制单元与所述旋转单元、所述检测单元均通信连接，当所述检测单元检测到晶圆缺口后，所述控制单元控制所述旋转单元的转动状态，所述旋转单元驱动所述承托单元转动并使得晶圆缺口停滞于预设位置。

本实用新型提供的一种晶圆缺口检测装置的有益效果在于：将晶圆缺口检测安装在晶圆生产流水线上，并将晶圆放置在承托单元上并且有旋转单元驱动承托单元转动，检测单元检测晶圆表面的缺口和偏心程度，当检测单元检测到缺口位置时，控制单元控制晶圆缺口停留在预设位置，如此能够快速检测定位到晶圆缺口，并在预设位置停下，提高整体设备的产能，其中预设位置为不影响后续工艺机械手抓取的位置。

可选的，所述晶圆缺口检测装置包括两个检测单元，两个所述检测单元沿所述承托单元的转动方向设置。两个检测单元能够提高晶圆缺口检测装置对晶圆缺口的检测效率和检测准确度，避免单一检测单元由于环境因素导致出现误报。

可选的，两个所述检测装置与所述承托单元转动中心所形成的圆心角大小为0-60°。

可选的，所述检测单元包括两个检测部，两个检测部对应设置在所述承托单元的顶部和底部，且所述检测部用于检测晶圆的偏心程度和缺口位置。

可选的，所述检测单元、控制单元与旋转组件构成缺口定位机构，且所述晶圆缺口检测装置中包括多个缺口定位机构。

可选的，多个所述缺口定位机构依次层叠设置。

可选的，所述旋转单元下可设置晶圆偏心补偿装置，当晶圆放置在承托单元上的偏心值过高时，晶圆偏心补偿装置可以对晶圆的偏心值进行补偿，使得晶圆在承托单元上的偏心值处于正常范围。

附图说明

图1是本实用新型实施例中旋转组件的剖面结构示意图；

图2是本实用新型实施例中旋转组件的外部结构俯视图；

图3是本实用新型实施例中晶圆缺口检测装置的主视图；

图4是本实用新型实施例中晶圆缺口检测装置的外部结构俯视图。

附图标记说明：

100、安装板；

200、缺口定位机构；

201、承托单元；202、旋转单元；2021、转动部；2022、传动部；20221、第一带轮；20222、第二带轮；20223、同步带；2023、安装部；203、检测单元；2031、检测部；204、控制单元；206、承托轴承；207、轴承卡簧；208、支座；210、底座；211、张紧块；212、张紧螺钉；214、左密封罩；215、右密封罩；

300、连通部；

400、接头部；

500、排废部；

600、晶圆暂放机构；601、连接单元；602、支撑单元；6021、顶针部。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

本实用新型实施例提供了一种旋转组件。

参见图1，旋转组件包括承托单元201和旋转单元202，承托单元201的顶部用于放置晶圆，旋转单元202位于承托单元201的底部并与承托单元201错位设置，且旋转单元202与承托单元201传动连接并用于承托单元201转动。将待检晶圆放置在承托单元201的顶部位置后，旋转单元202驱动承托单元201转动，进而使得待检晶圆发生转动。

一些实施例中，旋转组件的整体高度为35mm。

一些实施例中，承托单元201为吸盘，能够对晶圆起到吸附作用，从而在晶圆随着承托单元201的转动过程中，提高晶圆在承托单元201上的位置稳定性。

一些实施例中，承托单元201与旋转单元202之间设置有承托轴承206，承托单元201通过承托轴承206从而转动设置在旋转单元202上。

一些实施例中，承托轴承206与旋转单元202之间设置有轴承卡簧207。

参见图1，承托单元201上开设有连通部300，旋转单元202位于连通部300设置有接头部400，接头部400用于连接抽气件对晶圆与承托单元201之间进行真空抽气，以使得晶圆与承托单元201之间处于负压状态，进而将晶圆放置在承托单元201上时，能够提高晶圆在承托单元201上的位置稳定性，从而提高晶圆在转动过程中的位置稳定性，避免晶圆在转动过程中由于离心力被甩出。

一些实施例中，连通部300与旋转单元202的内部相互连通，且接头部400位于旋转单元202的内部，能够减少旋转单元202的整体厚度，同时避免旋转单元202有大量外延设备，能够提高旋转组件的整洁度和结构紧凑性。

一些实施例中，旋转单元202位于连通部300处固定设置有支座208，支座208对承托轴承206起到承托作用，从而能够进一步提高承托单元201在旋转单元202上的转动稳定性，且接头部400位于支座208内部。

一些实施例中，旋转单元202上连通设置有排废部500，排废部500与旋转单元202的内部相互连通，且排废部500用于连接抽气件以对旋转单元202的内部颗粒进行抽取排出，当晶圆上的颗粒性杂质从连通部300掉落至旋转单元202内部时，通过排废部500进行排出，可以避免杂质对旋转单元202的工作造成影响。

参见图1，旋转单元202包括转动部2021和传动部2022，传动部2022连接承托单元201与转动部2021并用于传递转动部2021所输出的动力，以带动承托单元201转动，且转动部2021与承托单元201错位设置，从而能够减少旋转组件的整体厚度。

一些实施例中，转动部2021为超薄步进电机。

一些实施例中，旋转单元202还包括安装部2023，且转动部2021和传动部2022均设置在安装部2023内，承托单元201转动设置在安装部2023的顶部。

一些实施例中，旋转单元202位于安装部2023内设置有底座210，且底座210位于安装部2023内靠近排废部500的一侧，转动部2021的侧边固定安装在底座210的侧壁上，能够在提高转动部2021安装稳定性的同时，减少旋转单元202的整体厚度。

一些实施例中，安装部2023位于排废部500处设置有张紧块211，且安装部2023位于张紧块211上转动设置有张紧螺钉212，张紧螺钉212依次连接张紧块211和底座210，从而能够进一步提高转动部2021在安装部2023内的位置稳定性。

一些实施例中，通过转动张紧螺钉212，能够调节底座210在安装部2023内的位置，从而调节转动部2021在安装部2023内的位置。

一些实施例中，张紧块211与底座210均螺接在安装部2023内。

参见图1，传动部2022包括第一带轮20221、第二带轮20222和同步带20223，第一带轮20221位于转动部2021的动力输出端，第二带轮20222与承托单元201的端部固定连接，同步带20223围设在第一带轮20221和第二带轮20222上，从而当转动部2021输出动力时，第一带轮20221转动并带动同步带20223在第一带轮20221和第二带轮20222上圆周转动，从而带动第二带轮20222转动，从而驱动承托单元201转动。

一些实施例中，通过转动张紧螺钉212，调节转动件在安装部2023内的位置，进而调节同步带20223的张紧程度。

一些实施例中，参见图2，旋转单元202的外部还套设有左密封罩214和右密封罩215，左密封罩214和右密封罩215在旋转单元202的外部相互拼合，并对旋转单元202的外部起到遮蔽保护作用，能够对旋转单元202的内部腔体起到密封作用，避免外部杂质进入旋转单元202的内部。

本实用新型还公开了一种应用上述任一实施例中旋转组件的晶圆缺口检测装置。

参见图3，晶圆缺口检测装置还包括安装板100，旋转组件被固定安装在安装板100上，当晶圆缺口检测装置在实际使用时，将安装板100安装在晶圆的工艺流水线上，工艺机械手将晶圆放置在旋转组件上。

参见图3，晶圆缺口检测装置还包括检测单元203和控制单元204，其中，检测单元203设置在旋转单元202上，且检测单元203为对应承托单元201设置并用于检测晶圆缺口位置与晶圆的偏心程度；控制单元204与旋转单元202、检测单元203均通信连接，当检测单元203检测到晶圆缺口后，控制单元204控制旋转单元202的转动状态，从而旋转单元202驱动承托单元201转动并使得晶圆缺口预设位置，该预设位置为不影响后续工艺机械手对晶圆进行转运运输的位置。

一些实施例中，控制单元204、检测单元203与旋转组件共同构成缺口定位机构200，且晶圆检测装置中包括多个缺口定位机构200。

一些实施例中，多个缺口定位机构200在安装板100上依次层叠设置。

一些实施例中，多个缺口定位机构200中的控制单元204均集成于控制机构中，且控制机构被固定在安装板100上。

一些实施例中，缺口定位机构200与安装板100之间设置有调节顶丝，通过转动调节顶丝，能够调节缺口定位机构200在安装板100上的水平度，从而提高缺口定位机构200的水平位置稳定性和可调性。

一些实施例中，晶圆缺口检测装置包括两个检测单元203，且两个检测单元203沿承托单元201的转动方向设置，从而当晶圆在检测单元203处转动而过时，晶圆能够均匀经过两个检测单元203，并由两个检测单元203进行检测工作。

一些实施例中，参见图4，两个检测单元203与承托单元201转动中心所形成的圆心角大小为0-60°，当晶圆经过第一个检测单元203，且第一个检测单元203检测到晶圆缺口时，则记录此处缺口信息，当晶圆经过第二个检测单元203时，若第二个检测单元203检测到同样的缺口信息，则将缺口信息传输至控制单元204处，如此能够提高对晶圆缺口进行检测的准确度，避免单一检测单元203因为环境因素出现误报。

一些实施例中，检测单元203包括两个检测部2031，两个检测部2031对应设置在承托单元201的顶部和底部，且该检测部2031用于检测晶圆的偏心程度和缺口位置，从而当承托顶部放置晶圆后，晶圆的转动平面即位于两个检测部2031之间，上下两个检测部2031共同对晶圆表面进行缺口检测和偏心检测。

一些实施例中，参见图3，安装板100上还设置有晶圆暂放机构600，其中晶圆暂放机构600用于放置待转运的晶圆，能够提高晶圆缺口检测装置在工艺中使用功能的多样性。

一些实施例中，安装板100上设置有多个晶圆暂放机构600。

一些实施例中，多个晶圆暂放机构600层叠设置在缺口定位机构200的顶部，且不造成相互影响。

一些实施例中，晶圆暂放机构600包括连接单元601和支撑单元602，连接单元601的一端固定在安装板100上，支撑单元602位于连接单元601的另一端，且支撑单元602位于连接单元601相对远离缺口定位机构200的一侧，支撑单元602用于支撑待转运的晶圆，且将晶圆放置在支撑单元602后，晶圆的中心位于支撑单元602的范围内，从而对晶圆进行支撑。

一些实施例中，支撑单元602包括多个顶针部6021，多个顶针部6021均位于连接单元601的顶部一侧，顶针部6021远离连接单元601的一侧处于同一水平高度并用于与晶圆进行抵触，从而多个顶针部6021共同对晶圆进行支撑，当晶圆放置在多个顶针部6021上后，晶圆的中心位于多个顶针部6021之间。

一些实施例中，顶针部6021升降设置在连接单元601上。

一些实施例中，旋转单元202下可设置晶圆偏心补偿装置，当晶圆放置在承托单元201上的偏心值过高时，晶圆偏心补偿装置可以对晶圆的偏心值进行补偿，使得晶圆在承托单元201上的偏心值处于正常范围。

虽然在上文中详细说明了本实用新型的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本实用新型的范围和精神之内。而且，在此说明的本实用新型可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (10)

1.一种旋转组件，其特征在于，包括承托单元和旋转单元，所述承托单元的顶部用于放置晶圆，所述旋转单元用于驱动所述承托单元转动，且所述旋转单元位于所述承托单元的底部并与所述承托单元错位设置；

所述旋转单元包括转动部和传动部，所述传动部连接所述承托单元与所述转动部，且所述传动部用于传递所述转动部输出动力并带动所述承托单元转动；

所述传动部包括第一带轮、第二带轮和同步带，所述第一带轮位于所述转动部的动力输出端，所述第二带轮与所述承托单元连接，所述同步带圈设在所述第一带轮与所述第二带轮上。

2.根据权利要求1所述的旋转组件，其特征在于，所述旋转单元包括安装部，所述转动部和所述传动部均位于所述安装部内，且所述承托单元转动设置在所述安装部的顶部。

3.根据权利要求2所述的旋转组件，其特征在于，所述承托单元上开设有连通部，且所述旋转单元位于所述安装部内设置有接头部，所述接头部与所述连通部相互连通，所述接头部用于连接抽气件对晶圆与承托单元之间真空抽气。

4.根据权利要求3所述的旋转组件，其特征在于，所述安装部上连通设置有排废部，所述排废部与所述安装部内部相互连通，所述排废部用于连接抽气件对所述安装部内部颗粒进行抽取排出。

5.一种应用如权利要求1至4任一项所述旋转组件的晶圆缺口检测装置，其特征在于，还包括检测单元和控制单元，所述检测单元设置在所述旋转单元上，且所述检测单元对应所述承托单元设置，所述检测单元用于检测晶圆缺口位置与晶圆的偏心程度；

所述控制单元与所述旋转单元、所述检测单元均通信连接，当所述检测单元检测到晶圆缺口后，所述控制单元控制所述旋转单元的转动状态，所述旋转单元驱动所述承托单元转动并使得晶圆缺口停滞于预设位置。

6.根据权利要求5所述的晶圆缺口检测装置，其特征在于，所述晶圆缺口检测装置包括两个检测单元，两个所述检测单元沿所述承托单元的转动方向设置。

7.根据权利要求6所述的晶圆缺口检测装置，其特征在于，两个所述检测装置与所述承托单元转动中心所形成的圆心角大小为0-60°。

8.根据权利要求5所述的晶圆缺口检测装置，其特征在于，所述检测单元包括两个检测部，两个检测部对应设置在所述承托单元的顶部和底部，且所述检测部用于检测晶圆的偏心程度和缺口位置。

9.根据权利要求7所述的晶圆缺口检测装置，其特征在于，所述检测单元、控制单元与旋转组件构成缺口定位机构，且所述晶圆缺口检测装置中包括多个缺口定位机构。

10.根据权利要求9所述的晶圆缺口检测装置，其特征在于，多个所述缺口定位机构依次层叠设置。