[发明专利]一种晶圆快速定位装置及方法

说明书

本发明属于超精密加工领域，并具体公开了一种晶圆快速定位装置及方法，其包括旋转动力单元、真空吸附单元和定位环，真空吸附单元安装在旋转动力单元上，并可由旋转动力单元带动旋转，其包括真空吸盘以及与真空吸盘相连的真空发生器，真空吸盘上开设有若干个均匀分布的吸附孔；定位环套装在真空吸盘的外部且覆盖部分吸附孔，以此通过真空发生器的作用将定位环吸附在真空吸盘上，并且定位环的内径与晶圆的外径相适应，以此实现晶圆的快速准确定位。本发明可实现晶圆的快速精确定位，并且降低晶圆与外物碰撞发生碎裂的概率，提高晶圆加工的精度和效率。

技术领域

本发明属于超精密加工领域，更具体地，涉及一种晶圆快速定位装置及方法。

背景技术

晶圆是硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，其需求大，切割精度要求高，为了提高晶圆在加工过程中的加工速率和精度，需要快速和高精度的定位晶圆，因此，晶圆的快速精确定位对于提高晶圆加工效率至关重要。

由于晶圆很薄，只有数十微米，不易拿放，且碰撞后容易碎裂。在传统的晶圆定位的方法和装置里，经常出现定位时间过长、定位精度难以保证或者晶圆在定位过程中损坏的情况，导致晶圆的高精度加工效率低下。因此，本领域有必要进行研究，以获得一种适用于晶圆快速定位的装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种晶圆快速定位装置及方法，其通过整体结构的设计，可实现晶圆的快速精确定位，并且可降低晶圆与外物碰撞发生碎裂的概率，提高晶圆加工的精度和效率。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种晶圆快速定位装置，其包括旋转动力单元、真空吸附单元和定位环，其中：

所述真空吸附单元安装在所述旋转动力单元上，并可由旋转动力单元带动旋转，其包括真空吸盘以及与该真空吸盘相连的真空发生器，所述真空吸盘上开设有若干个均匀分布的吸附孔；

所述定位环套装在真空吸盘的外部且覆盖部分吸附孔，以此通过真空发生器的作用将定位环吸附在真空吸盘上，并且该定位环的内径与待定位晶圆的外径相适应，以此实现晶圆的快速准确定位。

作为进一步优选的，所述真空吸盘呈阶梯圆柱形，其大端与所述旋转动力单元相连，并通过管道与所述真空发生器连通，所述吸附孔开设在真空吸盘的小端上，并且这些吸附孔与所述管道导通，所述真空吸盘大端上还开设有用于安装质量块的孔。

作为进一步优选的，所述定位环为分体式结构，其由两个结构相同的圆环结构组合而成，所述圆环结构的内壁与真空吸盘小端的侧壁过盈配合，该圆环结构上还设置有沿其径向延伸的环形凸台，该环形凸台与真空吸盘小端的上表面贴合，且其内径与晶圆的外径相等。

作为进一步优选的，所述吸附孔以真空吸盘的中心为圆心呈环形分布，且设计时满足如下条件：晶圆的半径比其覆盖的吸附孔区域的半径大0.5mm以上。

作为进一步优选的，所述吸附孔的直径设计为2mm～3mm。

作为进一步优选的，所述真空吸盘由不锈钢制成，所述定位环由钛合金制成。

作为进一步优选的，所述旋转动力单元包括主轴电机以及与其相连的旋转主轴，所述真空发生器安装在所述主轴电机上，所述真空吸盘安装在所述旋转主轴上。

作为进一步优选的，所述旋转动力单元外部还设置有基座。

按照本发明的另一方面，提供了一种晶圆快速定位方法，其采用所述的定位装置实现，其包括如下步骤：

(1)将定位环安装在真空吸盘上，使定位环与真空吸盘的端面和周面紧密接触；

(2)将晶圆放置在定位环内，使晶圆与定位环的环壁紧密接触，同时启动真空发生器进行低真空吸附，以将晶圆吸附在真空吸盘的表面；