一种减薄机设备及晶圆定位方法

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种减薄机设备及晶圆定位方法。

背景技术

在半导体领域，晶圆减薄经过多年发展已经比较成熟，晶圆减薄设备也越来越成熟，然而在利用晶圆减薄机对晶圆进行磨边的工艺方向还未发展成熟。

然而，在晶圆磨边工艺中需要保证旋转平台和晶圆的相对同心，目前常用的是，将定位工装和陶瓷吸盘进行配合定位，再利用三个手爪的同步向心运动将晶圆推至和陶瓷吸盘相对同心。

但是，现有存在以下缺点：

1、操作复杂、每次定位都需要放置定位工装；

2、定位精度低，由于定位工装首先要与陶瓷吸盘进行配合，再加上定位工装手爪运动过程会产生各种运动精度偏差。

以上两种因素叠加会导致整体定位精度较低。

发明内容

本发明针对上述缺点，旨在解决如保证旋转平台和晶圆的相对同心。基于此，本发明有必要针对上述技术问题，提供一种减薄机设备及晶圆定位方法。

本发明提出了一种减薄机设备，所述减薄机设备包括设备本体、定位结构以及移动台，所述定位结构固定在设备本体上，所述工作位于定位结构下方；其中，

所述定位结构至少包括固定部和定位部，所述定位部固定在所述固定部上，所述定位部用于定位晶圆位置；

所述移动台包括移动部和承载部，所述承载部设置在两个移动部之间，所述移动部用于带动所述承载部横向移动。

作为一个可替换的实施例，所述定位部包括定位手爪和设置在定位手爪端部的定位手指；

所述固定部包括竖直固定板和水平固定板，所述竖直固定板和水平固定板可拆卸地固定为整体结构，所述定位部安装固定在水平固定板上，所述竖直固定板安装固定在减薄机设备上。

作为一个可替换的实施例，所述定位手指具有相切圆柱，所述相切圆柱位于定位手指的端部，所述定位手指可拆卸安装在定位手爪上。

作为一个可替换的实施例，所述定位手爪为扇形，包括连接板、支撑杆和两个连接杆，每个所述连接杆的一端均固定一个定位手指，每个所述连接杆的另一端均与连接板固定，所述支撑杆的两端分别固定在连接杆的中部，所述连接板可拆卸地安装固定在水平固定板上。

作为一个可替换的实施例，所述固定部还包括侧板，两个所述侧板分别设置在水平固定板的两侧。

作为一个可替换的实施例，所述所述承载部包括工作台和固定在所述工作台上的吸盘，所述晶圆真空吸附在吸盘上。

本发明提出了一种上述减薄机设备的晶圆定位方法，所述晶圆定位方法包括：

确定待加工晶圆的圆心；

确定所述移动台的目标位置，计算移动台的移动距离，调整移动台移动至目标位置；

放置待加工晶圆至移动台的吸盘上，所述晶圆与定位手指相切；

完成待加工晶圆的定位，所述待加工晶圆与吸盘同心。

作为一个可替换的实施例，所述目标位置为，在该目标位置时，所述吸盘的圆心到两个定位手指的相切圆柱的圆心距离等于待加工晶圆的半径与定位手指的相切圆柱的半径之和。

作为一个可替换的实施例，所述移动台的移动为直线移动，所述吸盘的圆心与定位手爪的两个连接杆的交点的连线为移动台的横移方向。

作为一个可替换的实施例，所述移动距离为初始位置的吸盘的圆心与目标位置的吸盘的圆心在移动台的横移方向上的间距。

上述减薄机设备及晶圆定位方法，通过在减薄机内增加定位手爪机构，可以实现在减薄机磨边工艺中对晶圆的定位。同时，实施成本低，安装方便，定位过程简单快捷，定位精度更高。

附图说明

图1为本发明减薄机设备的结构示意图；

图2为本发明定位结构的结构示意图；

图3为本发明定位方法的计算示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。本发明的说明书和权利要求书以及附图中的术语“第一”“第二”“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。本发明所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前、后、内、外、侧面等，仅是参考附图的方向。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。此外，本发明在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的应用和/或其它材料的使用。

本发明提供了一种减薄机设备，如图1至图2所示，该减薄机设备包括设备本体(图未示)、定位结构10以及移动台20，定位结构10固定在减薄机设备本体上，移动台20位于定位结构下方。

定位结构10至少包括固定部30和定位部40，定位部40固定在固定部30上，定位部40用于定位晶圆的位置。

进一步地，固定部30包括竖直固定板31和水平固定板32，竖直固定板31和水平固定板32可拆卸地固定为整体结构，定位部40安装固定在水平固定板32上，竖直固定板31安装固定在减薄机设备上。

优选地，固定部30还包括侧板33，两个侧板33分别设置在水平固定板32的两侧。两个侧板33与水平固定板32形成一空间，定位部40在上述空间内与固定部30固定连接。

定位部40包括定位手爪41和设置在定位手爪41端部的定位手指42。

优选地，定位手指42具有相切圆柱421的结构，该相切圆柱421位于定位手指42的端部，定位手指42可拆卸安装在定位手爪41上。

进一步地，定位手指42的底面为一水平面，相切圆柱421的底面与定位手指42的底面齐平，且相切圆柱421高出定位手指42。

定位手爪41包括连接板411、支撑杆412和两个连接杆413，每个连接杆413的一端均固定一个定位手指42，每个连接杆413的另一端均与连接板411固定，支撑杆412的两端分别固定在连接杆413的中部，连接板411可拆卸地安装固定在水平固定板32上。

优选地，连接板411可滑动地安装在水平固定板32上，两个侧板33形成方向引导。

进一步地，连接板411上设置有两个固定槽，通过在所述固定槽中安装螺栓，将定位部40固定在固定部上。优选地，固定槽为长条形，其长度方向与侧板33的长度方向一致，从而可以在长度方向调整定位部40的位置。

进一步地，连接板411上设置有一个安装槽，透过安装槽，可以将水平固定板32安装在竖直固定板31上。

进一步地，两个连接杆413组成类似扇形，两个连接杆413之间形成一个夹角，两个连接杆413的延长线相交于一个点上。

移动台20包括移动部21和承载部22，承载部22设置在两个移动部21之间，移动部21用于带动承载部22横向移动。

进一步地，承载部22包括工作台221和固定在工作台221上的吸盘222，晶圆被真空吸附在吸盘222上。具体地，吸盘222上可设置能够接通真空设备的槽、孔等。

优选地，吸盘222为陶瓷吸盘，不同尺寸的晶圆1可放置在吸盘222上。工作台221可相对定位部40横向运动。

优选地，移动部21包括风琴防护罩，工作台221的两端分别连接一个移动部21的风琴防护罩。

在另一个实施例中，竖直固定板31为一个L型连接板，水平固定板32和侧板33组成工字型连接板，工字型连接板安装固定在L型连接板上，定位部40的连接板411安装固定在工字型连接板上。

本发明的减薄机设备，具有能够定位晶圆的定位结构，该定位结构包括固定于减薄机设备本体上，将不同尺寸的晶圆放置在减薄机设备的移动台的陶瓷吸盘上，该陶瓷吸盘固定于可相对定位结构横向运动的移动台的工作台上，工作台在驱动作用下可以相对定位结构进行横向运动。本发明通过在减薄机内增加定位手爪机构，即可以实现在减薄机磨边工艺中对晶圆的定位。本发明的技术方案实施成本低，安装方便，定位过程简单快捷，定位精度更高。

在另一个实施例中，本发明提出了一种应用上述减薄机设备的晶圆定位方法，该晶圆定位方法包括如下步骤：

S10、确定待加工晶圆1的圆心；

S20、确定移动台20的工作台221的目标位置，计算移动台20的工作台221的移动距离，调整移动台20的位置，将其移动至目标位置；

S30、放置待加工晶圆1至移动台20的吸盘222上，此时，该待加工晶圆与定位结构10的定位手指42的相切圆柱421相切；

S40、完成待加工晶圆1的定位，此时，待加工晶圆1与吸盘222同心。

具体地，步骤S20中的目标位置为，在该目标位置时，吸盘222的圆心到两个定位手指42的相切圆柱421的圆心距离等于待加工晶圆1的半径与定位手指42的相切圆柱421的半径之和。

步骤S20中的移动距离为初始位置时的吸盘222的圆心与目标位置时的吸盘222的圆心在移动台20的横移方向上的间距。

进一步地，移动台20的移动为直线移动，吸盘222的圆心与定位手爪41的两个连接杆413的交点的连线为移动台20的横移方向。

当需要放置不同尺寸的待加工晶圆1时，减薄机设备的控制模块驱动移动台20的工作台221移动，并停留在提前计算好的目标位置上，在该目标位置时，吸盘222的圆心到两个定位手指52的相切圆柱421的圆心距离等于待加工晶圆1的半径与定位手指52的相切圆柱421的半径的和。

当移动台20完成移动后，将待加工晶圆1放置于吸盘222上，使待加工晶圆1与定位手指52的相切圆柱421相切。此时，待加工晶圆1即与吸盘222同心。

具体地，以一个具体例子，如图3所示。

A、B两个点分别是两个相切圆柱421的中心点，相切圆柱421的半径为4mm，连线AB的长度为218.5mm，C点为待加工晶圆1的圆心，待加工晶圆1的直径为305mm，D点为吸盘222的圆心，吸盘222的直径为330mm，C、D位于一条水平线上，O点为C与AB的垂直交点。因此，

AB＝218.5mm

AO＝BO＝218.5÷2＝109.25mm

AC＝BC＝(305÷2)+4＝156.5mm

AD＝BD＝(330÷2)+4＝169mm

由勾股定理可知：

CD＝OD-CD＝128.9396-112.0566＝16.883≈17mm

故移动台20的横向运动间距为17mm。

本发明的晶圆定位方法，使用三点定圆的定位原理使晶圆圆心固定，通过调整承载晶圆的吸盘的圆心来驱使吸盘圆心和晶圆同心。因此，本发明的晶圆定位方法能够实现对待加工晶圆的精确定位。

应该理解的是，虽然各个步骤依次显示，但是这些步骤并不是必然按照顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。

关于晶圆定位方法中的减薄机设备可以参见上文中对于减薄机设备的限定，在此不再赘述。

本发明的减薄机设备及晶圆定位方法，使用定位手爪机构的两个定位手指定位晶圆的圆心；使用工作台的横向移动来调整吸盘的圆心，在晶圆圆心确定情况下；通过调整吸盘圆心来使吸盘和晶圆同心；通过在减薄机内增加定位手爪机构，可以实现在减薄机磨边工艺中对晶圆的定位。本发明的减薄机设备及晶圆定位方法，其技术方案实施成本低，安装方便，定位过程简单快捷，定位精度更高。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。