一种基片承载装置的制造方法

一种基片承载装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，特别地，涉及一种兼容不同规格尺寸基片的承载装置。
【背景技术】
[0002]半导体制造工艺中，通常需要对硅片、玻璃片等基片的膜厚、宏缺陷、微缺陷等进行检测。相对应的就有膜厚测量、宏缺陷检测和微缺陷检测等检测设备，无论是哪种检测设备，均需要用于固定夹持基片的载体，上述载体称为承片台。
[0003]一些检测设备如散射测量、宏缺陷检测等设备，在检测过程中需要对基片进行旋转，且要求兼容多种不同规格尺寸的基片，目前常用的基片直径尺寸主要有200mm和300mm。因此，在带有基片旋转运动的检测设备中，如何快速、方便、可靠的在不同规格尺寸的基片间进行切换，是非常有必要去解决的问题。
[0004]现有技术中，美国专利US5797317提出了采用真空吸附兼容不同基片尺寸的承片台，通过驱动吸附机构进行X-Y运动，从而实现对不同尺寸规格的基片夹持。其缺点是需要加入两个驱动机构以及驱动电机，增加大量成本，且基片只在边缘区域夹持，夹持变形精度难于保证；另一个缺点是，驱动机构的气管、电缆的走线未做阐述，如果承片台需要做旋转运动时，势必对气管及线缆产生缠绕及扭转。
[0005]美国专利US6164633提出了采用不同的独立真空通道对不同的区域进行真空吸附，从而兼容不同的规格尺寸的基片。显然此方式只适用于不带旋转运动的场合，如果基片需要进行旋转运动，势必将对管路产生缠绕及扭转。
[0006]美国专利US6954269B2，标题为“兼容200mm和300mm硅片的环形吸盘”，但是专利并未对如何兼容两种不同尺寸基片做结构阐述，一种可能是:为两种规格的基片配不同的吸盘，在进行切换时，将整个承片台进行更换，众所周知，吸盘的面形要求都是非常高的，力口工费用昂贵，这无疑增加了大量成本以及严重降低效率。

【发明内容】

[0007]本发明目的在于，在带有基片旋转运动的检测设备中，提供一种兼容不同规格尺寸基片的承载结构，其能以比较简单的结构实现自动化控制，达到快速切换，使设备能够检测不同规格尺寸的基片，降低成本，提高效率。
[0008]本发明提出一种基片承载装置，其特征在于，包括:承片台，用于承载基片；真空沟槽，位于所述承片台内部，所述真空沟槽内开有多个真空通道小孔，用于吸附所述基片；旋转台，位于承片台下方，用于驱动所述承片台带动所述基片旋转；转接头，所述转接头包括位于承片台内的转接头上部，和位于旋转台内部的转接头下部；真空通道，位于所述转接头内部，真空源通过所述真空通道与真空沟槽相连；轴承和轴承座，位于旋转台内部，所述轴承的外圈通过所述轴承座与承片台固定，所述轴承的内圈安装于转接头外侧，所述承片台通过所述轴承相对于所述转接头旋转，使得所述承片台相对于所述转接头旋转时，所述转接头不发生旋转并且所述真空通道不发生扭转。
[0009]其中，所述旋转台相对于转接头旋转的角度大于等于360°。
[0010]其中，所述真空沟槽为一系列同心的环形沟槽，真空通道小孔在所述承片台内部通过径向通孔形成连通。
[0011]较优地，所述基片承载装置还包括执行机构，固定在承片台下方，所述执行机构离承片台中心的距离小于最大真空沟槽的半径；环形凹槽，位于所述转接头上部的外侧；转接头压力流体通道，位于所述转接头内部，流体源通过转接头压力流体通道与所述环形凹槽相连并向所述环形凹槽内充流体；承片台压力流体通道，位于所述承片台内部，所述环形凹槽通过承片台压力流体通道与所述执行机构相连；其中，所述流体源通过是否充流体来控制所述执行机构打通或切断所述径向通孔。
[0012]其中，所述环形凹槽的两侧还包括密封圈沟槽，所述密封圈沟槽用于安装密封圈，以对环形凹槽内的流体进行密封。
[0013]其中，所述转接头压力流体通道还包括纵向通道和径向管，所述纵向通道一头与流体源相连、另一头通过所述径向管与所述环形凹槽相连。
[0014]其中，还包括位于所述旋转台下方的转接板，所述转接头的底部安装在所述转接板上。
[0015]其中，所述旋转台内部还包括两个管接头，所述真空通道和转接头压力流体通道分别通过两个管接头从所述转接头贯穿至所述转接板内部并向所述转接板外部延伸。
[0016]其中，所述流体源通过电磁阀来控制是否充流体。
[0017]其中，所述流体为气体或液体。
[0018]其中，还包括密封垫，用于防止所述执行机构的安装接口处漏流体。
[0019]上述基片承载装置的使用方法，包括如下步骤:
A)系统发出命令上基片，所述基片包括第一半径基片和第二半径基片，所述第一半径小于所述第二半径，所述执行机构距离所述承片台中心的距离为第一半径；
B)机械手抓取系统要求的半径大小的基片并传送到承片台，启动真空源；
C)如果所述基片为第一半径基片，所述流体源不充流体，所述执行机构向上移并切断所述径向通孔，所述承片台吸附第一规格的基片并进行定位；
D)如果所述基片为第二半径基片，所述流体源充流体，压力流体推动所述执行机构下移并打通所述径向通孔，所述承片台吸附第二规格的基片并进行定位。
[0020]本发明提出的兼容不同规格尺寸基片的承载装置单台设备可以兼容不同规格尺寸的基片，通过电磁阀实现自动控制不同规格尺寸基片间的切换，提高了生产效率。同时Z向旋转台Rz可做大于360°旋转，能有效避免对管路产生缠绕及扭转。
【附图说明】
[0021]关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
[0022]图1为基片检测设备系统结构示意图；
图2为本发明承片台内部机构剖视图；
图3为本发明转接头控制气源通道放大图； 图4为本发明转接头结构示意图；
图5为本发明承片台表面结构示意图；
图6为本发明承片台工作原理图；
图7为本发明承片台工作流程图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
[0024]实施例1:
图1为基片检测设备系统结构示意图，如图1所示，测量头106安装于机械支撑107上，机械支撑107可以有龙门或单臂支撑等不同的结构。承片台105固定于Z轴旋转台Rz台104上，并位于Rz台104和测量头106之间。Rz台104固定于转接板103上，转接板103下部可有X-Y-Z向调整台102中的某个或全部。机械支撑107的结构形式和X-Y-Z台102的数量不影响本方案的实施。
[0025]本发明承片台105的内部机构剖视图如图2和3所示，两条气管208穿过转接板103与管接头207连接，管接头207与转接头204联接；轴承201外圈安装于轴承座202上，内圈安装于转接头204上，轴承座202与承片台105固定，转接头204与转接板103固定；密封圈203用于对压力空气通道进行密封，防 止漏气；气缸205固定于承片台105上，密封垫206用于防止气缸安装接口处漏气。
[0026]当基片需要进行旋转时，承片台105由Rz台104驱动旋转，承片台105与轴承座202将相对于转接头204旋转，转接头204不会旋转，因而联接于转接头上的管接头及气管均不会旋转，Rz台旋转角度可以为任意值，且大于360°时也不会对管路产生缠绕及扭转。
[0027]转接头204内部结构如图4所示，主要由真空通道301、压力空气通道302、径向孔303、环形槽304和密封圈沟槽305组成。径向孔303出口处开有环形槽304，当承片台旋转时，在环形槽中始终保证充有压力空气，因此，能保证无论承片台旋转多少角度，承片台中的压力空气通道始终与转接头中的压力空气通道连通。密封圈沟槽305设计于环形槽304的二侧，用于安装密封圈203，对压力空气进行密封。
[0028]本发明承片台表面结构如图5所示，承片台105上表面具有一系列同心环形沟槽，沟槽内部开有真空通道小孔，请结合图2，真空通道小孔在承片台105内部通过径向通孔形成连通。真空通道301对承片台105上表面(即吸盘)抽排空气产生负压吸附基片，控制气源通道通过控制气缸的动作，实现对不同直径区域的“通”、“断”，从而对承片台105上表面(即吸盘)的不同直径区域进行抽排真空，达到吸附不同直径基片的目的。
[0029]本发明承片台工作原理如图6所示，承片台测量流程如图7所示，请结合图6和7，系统发出命令进行上片测量，机械手(本发明未示出)抓取系统要求的规格尺寸基片并传送到承片台，同时当电磁开关阀209为“断”，气缸205球形杆头向上切断200mm以外区域真空通道，承片台105用于吸附夹持200mm直径基片并进行定位；当电磁开关阀209为“开”，压力空气推动气缸杆头下移，200_以外真空通道被打开，承片台用于吸附夹持300_直径基片并进行定位，然后基片检测设备系统进行测量，测量完毕后退片。可见，电磁开关阀的控制及气缸的动作与上片同步进行，即当机械手抓取系统要求的规格尺寸基片并传送到承片台的这段时间内，系统已经有足够的时间进行电磁阀的切换以及完成气缸的动作，设备的产率完全不受影响。
实施例2:
可替代的，图2中的气缸205也可以用液压缸替代，具体地，除了将气源换成液体源之夕卜，其结构与使用气缸时完全一样，只是执行的介质不同，由气体换成了液体。
[0030]本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。
【主权项】
1.一种基片承载装置，其特征在于，包括: 承片台，用于承载基片； 真空沟槽，位于所述承片台内部，所述真空沟槽内开有多个真空通道小孔，用于吸附所述基片； 旋转台，位于承片台下方，用于驱动所述承片台带动所述基片旋转； 转接头，所述转接头包括位于承片台内的转接头上部，和位于旋转台内部的 转接头下部； 真空通道，位于所述转接头内部，真空源通过所述真空通道与真空沟槽相连； 轴承和轴承座，位于旋转台内部，所述轴承的外圈通过所述轴承座与承片台固定，所述轴承的内圈安装于转接头外侧，所述承片台通过所述轴承相对于所述转接头旋转，使得所述承片台相对于所述转接头旋转时，所述转接头不发生旋转并且所述真空通道不发生扭转。2.如权利要求1所述的基片承载装置，其特征在于:所述旋转台相对于转接头旋转的角度大于等于360°。3.如权利要求1所述的基片承载装置，其特征在于:所述真空沟槽为一系列同心的环形沟槽，真空通道小孔在所述承片台内部通过径向通孔形成连通。4.如权利要求1所述的基片承载装置，其特征在于:还包括 执行机构，固定在承片台下方，所述执行机构离承片台中心的距离小于最大真空沟槽的半径； 环形凹槽，位于所述转接头上部的外侧； 转接头压力流体通道，位于所述转接头内部，流体源通过转接头压力流体通道与所述环形凹槽相连并向所述环形凹槽内充流体； 承片台压力流体通道，位于所述承片台内部，所述环形凹槽通过承片台压力流体通道与所述执行机构相连； 其中，所述流体源通过是否充流体来控制所述执行机构打通或切断所述径向通孔。5.如权利要求1所述的基片承载装置，其特征在于:所述环形凹槽的两侧还包括密封圈沟槽，所述密封圈沟槽用于安装密封圈，以对环形凹槽内的流体进行密封。6.如权利要求1所述的基片承载装置，其特征在于:所述转接头压力流体通道还包括纵向通道和径向管，所述纵向通道一头与流体源相连、另一头通过所述径向管与所述环形凹槽相连。7.如权利要求1所述的基片承载装置，其特征在于:还包括位于所述旋转台下方的转接板，所述转接头的底部安装在所述转接板上。8.如权利要求7所述的基片承载装置，其特征在于:所述旋转台内部还包括两个管接头，所述真空通道和转接头压力流体通道分别通过两个管接头从所述转接头贯穿至所述转接板内部并向所述转接板外部延伸。9.如权利要求4所述的基片承载装置，其特征在于:所述流体源通过电磁阀来控制是否充流体。10.如权利要求4所述的基片承载装置，其特征在于:所述流体为气体或液体。11.如权利要求4所述的基片承载装置，其特征在于:还包括密封垫，用于防止所述执行机构的安装接口处漏流体。12.使用权利要求4-11之一所述的基片承载装置的使用方法，包括如下步骤: A)系统发出命令上基片，所述基片包括第一半径基片和第二半径基片，所述第一半径小于所述第二半径，所述执行机构距离所述承片台中心的距离为第一半径； B)机械手抓取系统要求的半径大小的基片并传送到承片台，启动真空源； C)如果所述基片为第一半径基片，所述流体源不充流体，所述执行机构向上移并切断所述径向通孔，所述承片台吸附第一规格的基片并进行定位； D)如果所述基片为第二半径基片，所述流体源充流体，压力流体推动所述执行机构下移并打通所述径向通孔，所述承片台吸附第二规格的基片并进行定位。
【专利摘要】本发明提出一种基片承载装置，其特征在于，包括：承片台，用于承载基片；真空沟槽，位于所述承片台内部，所述真空沟槽内开有多个真空通道小孔，用于吸附所述基片；旋转台，位于承片台下方，用于驱动所述承片台带动所述基片旋转；转接头，所述转接头包括位于承片台内的转接头上部，和位于旋转台内部的转接头下部；真空通道，位于所述转接头内部，真空源通过所述真空通道与真空沟槽相连；轴承和轴承座，位于旋转台内部，所述轴承的外圈通过所述轴承座与承片台固定，所述轴承的内圈安装于转接头外侧，所述承片台通过所述轴承相对于所述转接头旋转，使得所述承片台相对于所述转接头旋转时，所述转接头不发生旋转并且所述真空通道不发生扭转。
【IPC分类】H01L21/683, H01L21/687
【公开号】CN104882402
【申请号】CN201410070432
【发明人】江惟上
【申请人】上海微电子装备有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年2月28日