一种晶圆定位装置的制作方法

本发明涉及化学机械抛光技术领域，尤其涉及一种晶圆定位装置。

背景技术：

晶圆是制造半导体芯片的基本材料，由于其形状为圆形，故称为晶圆。随着集成电路的不断发展，晶圆尺寸越来越小，晶圆厚度越来越薄。在化学机械抛光过程中，晶圆的定位是加工的关键。

如若载片台上的晶圆在传输过程中发生晃动，导致与保持环上背膜的中心位置偏离较大，则极其容易导致晶圆碎裂，并且晶圆易受到污染。在集成电路后续工艺中，晶圆碎裂或污染将严重影响晶圆表面的光刻效果，降低晶圆成品率，提高生产成本。

在传统的晶圆定位装置中，晶圆稳定性不够，影响晶圆的运输效果及加工质量。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种晶圆定位装置，用于边缘接触式载片台晶圆定位，其提高了晶圆固定的可靠性，降低了晶圆碎裂的发生率，保证晶圆精确、可靠的传输，提高晶圆加工的成品率，降低生产成本。

本发明的技术方案：

为解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆定位装置，用于边缘接触式载片台晶圆定位，包括保持环，载片台及承片座，保持环、承片座设置在载片台上的阶梯孔内，承片座上设置有限位块，限位块沿晶圆的圆周均布在承片座上，其限制晶圆水平方向的移动；保持环的下部设置有凹槽，背膜设置在凹槽内；凹槽与承片座位置相对，晶圆固定在承片座与背膜之间。

进一步地，所述限位块包括压盖及弹簧，弹簧设置在承片座上的盲孔内，压盖上设置有固定孔，弹簧安装在固定孔内。

进一步地，所述限位块在承片座上的位置与晶圆的尺寸配合设置，限位块外侧形成的内切圆不小于晶圆的外形尺寸。

进一步地，所述限位块为数量不小于三个。

进一步地，所述限位块的纵向高度不低于晶圆的厚度。

进一步地，所述晶圆定位装置还包括载片台气缸杆，载片台气缸，承片座气缸杆及承片座气缸；承片座通过承片座气缸杆与承片座气缸连接，载片台通过载片台气缸杆与载片台气缸连接。

进一步地，所述载片台上的阶梯孔包括上层孔及下层孔，保持环设置在上层孔内，承片座设置在下层孔内。

进一步地，所述上层孔的内腔形状与保持环外部形状相匹配，下层孔的内腔形状与承片座的外部形状相匹配。

进一步地，所述压盖的形状为圆柱形。

进一步地，所述保持环下部与载片台的上层孔的底部接触时，背膜与限位块存在一定间距。

本发明有益效果：

本发明提供的一种晶圆定位装置应用于化学机械抛光技术领域，其结构紧凑，布局合理，限位块均布在待固定的晶圆圆周外侧，限制晶圆的水平方向移动，背膜与承片座实现晶圆竖直方向的限位，且限位块上的弹簧具有缓冲、吸收振动的效果，有效提高了晶圆固定的可靠性，降低了晶圆碎裂的发生率，保证晶圆精确、可靠的传输，提高晶圆加工的成品率，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明之限位块的剖视图；

图3是限位块在承片座上的布置示意图；

图4是载片台与保持环接触时的结构示意图；

图5是晶圆与背膜接触时的结构示意图；

其中：

1.保持环；2.背膜；3.载片台；4.承片座；5.限位块；6.晶圆；7.载片台气缸杆；8.载片台气缸；9.承片座气缸杆；10.承片座气缸；11.压盖；12.弹簧；13.凹槽；14.上层孔；15.下层孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明的一种晶圆定位装置进行详细说明：

图1至图5是本申请所述的晶圆定位装置的相关示意图，其用于边缘接触式载片台晶圆定位。

一种晶圆定位装置的结构示意图，如图1所示。晶圆定位装置包括保持环1，载片台3及承片座4。

其中，保持环1、承片座4设置在载片台3上的阶梯孔内，承片座4上设置有限位块5，限位块5沿晶圆6的圆周均布在承片座4上，其限制晶圆6水平方向的移动；保持环1的下部设置有凹槽13，背膜2设置在凹槽13内；凹槽13与承片座4位置相对，晶圆6固定在承片座4与背膜2之间，背膜2与承片座4限制晶圆6竖直方向的位移。

图2是本发明之限位块的剖视图，其包括压盖11及弹簧12，弹簧12设置在承片座4上的盲孔内，压盖11上设置有固定孔，弹簧12安装在固定孔内。

所述限位块5在承片座4上的位置与晶圆6的尺寸配合设置，限位块5外侧形成的内切圆不小于晶圆6的外形尺寸；所述限位块5的纵向高度不低于晶圆6的厚度。

图3是限位块在承片座上的布置示意图，所述限位块5为数量不小于三个，在图3所示的实施例中，限位块5的数量为三个，其均布在晶圆5的外轮廓上。

所述晶圆定位装置还包括载片台气缸杆7，载片台气缸8，承片座气缸杆9及承片座气缸10，如图1所示；承片座4通过承片座气缸杆9与承片座气缸10连接，承片座气缸10驱动承片座4沿竖直方向移动，使承片座4与保持环1上的背膜接触；载片台3通过载片台气缸杆7与载片台气缸8连接，载片台气缸8驱动载片台3沿竖直方向移动，使载片台3与保持环1接触。

所述载片台3上的阶梯孔包括上层孔14及下层孔15，保持环1设置在上层孔14内，承片座4设置在下层孔15内；所述上层孔14的内腔形状与保持环1外部形状相匹配，下层孔15的内腔形状与承片座4的外部形状相匹配。

所述保持环1下部与载片台3的上层孔14的底部接触时，如图4所示，背膜2与限位块5存在一定间距，这样可以逐步缩减晶圆6与背膜2之间的距离，防止晶圆受损。

在图1所示的实施例中，压盖11的形状为圆柱形，三个限位块5的外径形成的内切圆的直径不小于晶圆6的外形尺寸。在本申请中，压盖11的形状不限于圆柱形，其也可以是其他形状，只需要保证其内部设置有安装孔，以方便弹簧12的安装即可。

下面结合图1所示的实施例，说明一下晶圆定位装置的具体操作步骤：

在初始状态，保持环1与载片台3处于未接触状态，背膜2吸附于保持环1。

载片台气缸杆7末端与载片台3相接触，承片座4设于载片台3上，在载片台气缸8的作用下，使得载片台3和承片座4在轴向上运动，从而使得保持环1与载片台3之间的距离逐渐缩短。

当保持环1与载片台3接触时，如图4所示，此时载片台气缸8停止运作，承片座气缸杆9末端与承片座4相接触，在承片座气缸10的作用下，使得承片座4相对于载片台3轴向移动，从而承片座4上的晶圆6与背膜2之间的距离逐渐减小，直至两者接触时，如图5所示。

晶圆6与背膜2接触时，承片座气缸10停止运作，承片座气缸杆9不再伸长，限位块5上的的压盖11部分收缩至与晶圆6平齐位置，从而晶圆6在传输给背膜2的过程中，晶圆6的位置不会发生移动，同时确保载片台3上的晶圆6与保持环1上背膜2的中心位置的准确度。

并且在弹簧12作用下，弹簧12吸收定位装置的振动，减小晶圆6与背膜2接触时对晶圆6的冲击，降低晶圆的碎裂几率，提高晶圆定位的可靠性。

本发明提供的一种晶圆定位装置应用于化学机械抛光技术领域，其结构合理，其上的限位块均布在待固定的晶圆圆周外侧，限制晶圆的水平方向移动，背膜与承片座实现晶圆竖直方向的限位，且限位块上的弹簧具有缓冲、吸收振动的效果，有效提高了晶圆固定的可靠性，降低了晶圆碎裂的发生率，保证晶圆精确、可靠的传输，提高晶圆加工的成品率，降低生产成本。

本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。