一种集成式晶圆卡盘的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种集成式晶圆卡盘，包括卡盘本体，卡盘本体顶面设有真空吸附口，所述卡盘本体周边均匀布置3个可伸缩式导轨，导轨上活动安装挡片，导轨上设有限位装置。本实用新型结构简单，设计合理，将对准装置与晶圆卡盘集成在一起，不仅可以避免对准装置独自占据设备的一定空间，还可以在晶圆存在较大偏移下进行对准操作，同时也可兼顾多种晶圆尺寸。本实用新型省去了晶圆在对准装置和工艺腔室之间来回传送的时间，有利于提高设备产能，因此成本亦可降低，设备空间利用率大大提高。
【专利说明】
_种集成式晶圆卡盘
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种晶圆夹持装置，特别是涉及一种晶圆卡盘。
【背景技术】
[0002]随着微电子技术的迅猛发展，半导体晶圆的尺寸越来越大，已由原来的200mm向300mm甚至更大尺寸转化，技术节点越来越小，已由90nm向28nm甚至更小节点发展。以前很多工艺采用的是槽式设备，比如槽式清洗，槽式去胶，槽式刻蚀等设备，现在大都采用单片式设备，有单片式清洗设备，单片式去胶设备，单片式刻蚀设备等等。
[0003]当采用单片式设备，就需要考虑晶圆在传送过程中以及放入工艺腔室中时，需要进行对准，否则，若传片不正则会导致晶圆掉落或放置在腔室中的晶圆不正时，晶圆在高速旋转过程中会在离心力的作用力飞离卡盘导致晶圆报废，甚至需要对机台进行维修处理，对工业量产来说是极大的隐患。因此很对单片式设备都会在设备里单独设置一个对准组件。当晶圆从放料盒中取出时，首先放入对准组件中对准，然后再从对准组件中将晶圆取下，传送至工艺腔室中的晶圆卡盘或吸盘上，从而保证晶圆能与其下面的卡盘或吸盘做同轴心转动，而不至于重心偏移，在后续工艺过程中由于高速转动而被甩出卡盘或吸盘。现有的对准组件往往在设备中独立占用一定的空间，造成设备空间利用率的浪费。而且现有的某些对准组件只能针对较小移位的传送晶圆进行对准，当移位较大时，则不能实现对准。
[0004]如图1和图2所示的现有技术的对准装置，10为承接晶圆的卡盘，11为8寸晶圆对准装置;12为12寸晶圆对准装置;13为与卡盘10相连接的可伸缩轴。参见图3所示，30为上下晶圆的装载台，31为设备内部空间；32为对准装置;33为工艺腔室;34为机械手臂，可在各组件之间传送晶圆；35为晶圆。现有单片式工艺过程大致如下:首先机械手臂34对装载台30内的晶圆进行扫描，确定哪些卡槽位有晶圆，哪些没有晶圆，然后根据软件指令从装载台30中取出需要作业的晶圆35，将晶圆35先送入对准装置32。机械手将晶圆35放置在卡盘10上，然后可伸缩轴13下降沉入对准台以下位置，在可伸缩轴13下降过程中，晶圆35会落入相应的对准装置的位置，从而实现对准功能。完成晶圆35对准后，机械手臂34将晶圆35从对准装置32取出送入工艺腔室33，然后即可进行相关工艺，比如清洗、去胶或刻蚀等。
[0005]如上所述，在现有的技术中，对准装置需要额外占用设备空间，造成成本或空间利用率的浪费。另外，现有的一些设备为了兼容多种晶圆尺寸，其对准装置就存在一定的缺陷，尤其当晶圆偏移较大时。
[0006]因此，如何解决上述技术问题成为了该领域技术人员努力的方向。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的就是提供一种集成式晶圆卡盘，将对准装置与晶圆卡盘集成在一起，不仅可以避免对准装置独自占据设备的一定空间，还可以在晶圆存在较大偏移下进行对准操作，同时也可兼顾多种晶圆尺寸，从而完全解决上述现有技术的不足之处。
[0008]本实用新型的目的通过下述技术方案来实现:
[0009]—种集成式晶圆卡盘，包括卡盘本体，卡盘本体顶面设有真空吸附口，其特征在于:所述卡盘本体周边均匀布置3个可伸缩式导轨，导轨上活动安装挡片，导轨上设有限位
目.ο
[0010]进一步，所述导轨上沿其长度方向设有多个限位装置，所述3个导轨上的限位装置对应设置，分布在以卡盘本体中心为圆心的不同半径的圆周上。
[0011 ]进一步，所述挡片上集成有压力传感器。
[0012]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:结构简单，设计合理，将对准装置与晶圆卡盘集成在一起，不仅可以避免对准装置独自占据设备的一定空间，还可以在晶圆存在较大偏移下进行对准操作，同时也可兼顾多种晶圆尺寸。本实用新型省去了晶圆在对准装置和工艺腔室之间来回传送的时间，有利于提高设备产能，因此成本亦可降低，设备空间利用率亦可提尚。
【附图说明】
[0013]图1是现有技术对准装置的俯视图。
[0014]图2是现有技术对准装置的侧视图。
[0015]图3是现有技术的工艺流程图。
[0016]图4是本实用新型的侧视图。
[0017]图5是本实用新型的俯视图。
[0018]图6是本实用新型的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。
[0020]如图4和图5所示，一种集成式晶圆卡盘，包括卡盘本体I，卡盘本体I底部设有卡盘转轴2，卡盘本体I顶面设有真空吸附口 3，所述卡盘本体I周边均匀布置3个可伸缩式导轨4，具体的讲，3个导轨4沿卡盘本体半径方向布置，且3个导轨4之间间隔120°的夹角。导轨4上活动安装挡片5，并在挡片5上集成压力传感器(图中未画出)。挡片5可以在导轨4上自由移动，从而在晶圆6偏移的情况下推动晶圆6向卡盘本体I中心移动。
[0021]所述可伸缩式导轨4的伸长范围与设备使用的晶圆尺寸相关，并总大于晶圆尺寸的半径。
[0022]所述导轨4上沿其长度方向设有多个限位装置7，其限位位置根据常用晶圆尺寸大小进行设定，确保晶圆6与卡盘保持同轴对准。具体的讲，所述3个导轨4上的限位装置7对应设置，限位装置7分布在以卡盘本体I中心为圆心的不同半径的圆周上。
[0023]参见图4和图6，本实用新型的工艺过程如下:首先机械手臂42对装载台40内的晶圆6进行扫描，确定哪些卡槽位有晶圆6，哪些没有晶圆6，然后根据软件指令从装载台40中取出需要作业的晶圆6，将晶圆6直接送入工艺腔室43。在晶圆6传送至工艺腔室43前，将挡片5移至最大位移处，此后晶圆6被机械手臂42传送至工艺腔室43中时，假设晶圆6发生偏移，当晶圆6放置在卡盘本体I上的同时，真空吸附口 3开始工作，并将晶圆6吸附在卡盘本体I上。然后处于位移最大处的3个挡片5同时向卡盘本体I中心移动。当某一个或几个挡片5感应到触碰后，压力传感器会将信号反馈给设备控制软件，使真空吸附口 3停止吸附，此后晶圆6在挡片5的作用下被移动至卡盘本体I中心。当某一挡片5移动到与晶圆尺寸对应的限位装置7时，该挡片5就停止移动。因为3个挡片5处在同一个圆周上，他们构成的圆形与卡盘本体I同轴心，因此当3个挡片5同时移动到与晶圆尺寸对应的限位装置7时，晶圆6就实现对准了。此后挡片5又可分为2种工作模式，一种模式是挡片5就停留在与晶圆6尺寸对应的限位装置7处，此后亦可打开真空吸附口 3，将晶圆6吸附在卡盘本体I上，此种模式下，晶圆6依靠真空吸附和挡片两种因素固定在卡盘本体I上。另一种模式是打开真空吸附口 3，然后将挡片5退回到位移最大处，那么晶圆6只靠真空吸附并固定在卡盘本体I上。此后可进行正常进行工艺，诸如单片清洗、单片去胶或单片腐蚀等等。
[0024]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种集成式晶圆卡盘，包括卡盘本体，卡盘本体顶面设有真空吸附口，其特征在于:所述卡盘本体周边均匀布置3个可伸缩式导轨，导轨上活动安装挡片，导轨上设有限位装置。2.根据权利要求1所述的集成式晶圆卡盘，其特征在于:所述导轨上沿其长度方向设有多个限位装置，所述3个导轨上的限位装置对应设置，分布在以卡盘本体中心为圆心的不同半径的圆周上。3.根据权利要求1或2所述的集成式晶圆卡盘，其特征在于:所述挡片上集成有压力传感器。
【文档编号】H01L21/68GK205670538SQ201620736978
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】韦荣, 李春, 庞金明
【申请人】吉姆西半导体科技（无锡）有限公司