一种自带圆周定位的载台装置

技术领域

本发明属于半导体晶圆用载物台领域，具体涉及一种自带圆周定位的载台装置。

背景技术

现有晶圆载台，一般为气吸悬浮支撑，载台仅通过气流支撑晶圆，未对晶圆进行圆心相对于载台面进行物理定位，因此，在测量或加工时，对于圆心定位难以从硬件上保证，这会导致后续流程定位耗时长且不易保证稳定的定位等问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自带圆周定位的载台装置，其能解决上述问题。

设计原理：在晶圆载盘和底座之间设置一个定位硬件，能够自动开合的从外周向支撑的晶圆抵靠定位。设计方案如下。

一种自带圆周定位的载台装置，载台装置包括载台底座、载台底脚、载台上座、载台主轴和晶圆载盘，载台装置还包括一个圆周定位模块；其中，所述载台底脚采用气浮地脚；所述载台底座通过多个所述载台底脚被浮动地支撑；所述载台上座设置在所述载台底座上；所述载台主轴竖直的设置在所述载台底座和载台上座开设的承载孔中，所述载台主轴的顶部固定连接至所述晶圆载盘的底面中部，用于对晶圆载盘的驱动；所述圆周定位模块设置在载台上座和晶圆载盘之间，用于对晶圆载盘上气浮支撑的晶圆从外周进行定位。

进一步的，所述载台主轴包括升降轴体、固定转接件和弹片，弹片的内端固定至所述升降轴体的底部，弹片外端通过所述固定转接件连接至载台底座的底部，实现对升降轴体的底部弹性支撑。

进一步的，所述晶圆载盘上设有吹气孔、吸气孔和与圆周定位模块适配的定位槽孔。

进一步的，所述圆周定位模块包括导向安装板、导向滑块组件、定位转盘、导向柱、定位驱动电机组和定位传动带；所述导向滑块组件安装在所述导向安装板上，并在滑动块上竖直的安装所述导向柱；所述定位转盘设置在所述导向安装板的上方，定位转盘上开设多个导向弧形槽，用于导向柱的导向，并由所述定位驱动电机组和定位传动带驱动所述定位转盘绕轴心转动，以此实现对晶圆载盘上的晶圆的外周定位。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过本申请的圆周定位模块，能够从外周快速的对晶圆进行物理定位，定位稳定性易于保证，提高了整体的效率。

附图说明

图1为本发明载台装置的结构示意图；

图2为载台主轴的示意图；

图3和图4为载台装置的部分结构示意图；

图5为定位转盘的示意图。

附图标记说明：

100、载台底座；

200、载台底脚；

300、载台上座；

400、载台主轴；410、升降轴体；420、固定转接件；430、弹片；

500、晶圆载盘；501、定位槽孔；

600、圆周定位模块；610、导向安装板；620、导向滑块组件；630、定位转盘；631、导向弧形槽；632、转盘传动轮；640、导向柱；650、定位驱动电机组；660、定位传动带。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。

一种自带圆周定位的载台装置，参见图1-图5，载台装置包括载台底座100、载台底脚200、载台上座300、载台主轴400、晶圆载盘500和一个圆周定位模块600。

其中，所述载台底脚200采用气浮地脚；所述载台底座100通过多个所述载台底脚200被浮动地支撑；所述载台上座300设置在所述载台底座100上；所述载台主轴400竖直的设置在所述载台底座100和载台上座300开设的承载孔中，所述载台主轴400的顶部固定连接至所述晶圆载盘500的底面中部，用于对晶圆载盘500的驱动；所述圆周定位模块600设置在载台上座300和晶圆载盘500之间，用于对晶圆载盘500上气浮支撑的晶圆从外周进行定位。

其中，参见图2，载台主轴400包括升降轴体410、固定转接件420和弹片430，弹片430的内端固定至所述升降轴体410的底部，弹片430外端通过所述固定转接件420连接至载台底座100的底部，实现对升降轴体410的底部弹性支撑。所述升降轴体410包括升降轴组、封气环组、轴套和主轴端盖，用于对晶圆载盘500的支撑和升降驱动。

其中，晶圆载盘500上设有吹气孔、吸气孔和与圆周定位模块600适配的定位槽孔501。通过吸气和吹气二力的组合，将晶圆悬浮支撑在晶圆载盘500上。图中未示出气源及气路布局。

其中，参见图3和图4，圆周定位模块600包括导向安装板610、导向滑块组件620、定位转盘630、导向柱640、定位驱动电机组650和定位传动带660；所述导向滑块组件620安装在所述导向安装板610上，并在滑动块上竖直的安装所述导向柱640；所述定位转盘630设置在所述导向安装板610的上方，定位转盘630上开设多个导向弧形槽631，用于导向柱640的导向，并由所述定位驱动电机组650和定位传动带660驱动所述定位转盘630绕轴心转动，以此实现对晶圆载盘500上的晶圆的外周定位。

进一步的，所述导向安装板610为带缺口的圆环结构，所述导向安装板610的底部固定至载台上座300上，所述定位驱动电机组650设置在导向安装板610的缺口处；所述定位传动带660设置在所述定位驱动电机组650的驱动轮处和导向安装板610的圆环内部。

进一步的，多个所述导向滑块组件620包括滑轨、滑块和支撑安装座，多个所述滑块径向均布在所述导向安装板610上；所述滑块滑动套设在所述滑轨上；所述支撑安装座固定至所述滑块上，所述支撑安装座用于支撑上方的定位转盘630并用于安装所述导向柱640。

进一步的，所述定位转盘630包括转盘本体和转盘传动轮632，所述转盘传动轮632同轴心的安装至所述转盘本体的底面，与导向柱640个数相同的所述导向弧形槽631开设在位于转盘传动轮632外围的转盘本体上，在所述定位转盘630的转盘传动轮632与定位驱动电机组650的驱动轮上套设所述定位传动带660。

进一步的，所述导向柱640包括等径段和变径段，所述变径段可拆卸的安装至所述等径段的顶部，所述变径段从下到上依次变粗，所述变径段的上部从定位槽孔501凸出于晶圆载盘500的上表面设置。具体示例中，变径段整体可以采用PEEK塑料，也可以在变径段的外周面上涂覆柔性层。以避免对晶圆的硬接触损伤。

图未示的，圆周定位模块600还包括用于对导向滑块组件620滑动距离控制的位移传感器、光电开关等感应组件，用于根据不同规格的晶圆进行定位适配。在行程末端也可以进一步的设置阻尼组件，避免对产品的硬损伤。

进一步的，图未示的，载台装置还包括多个载盘刹车组件，多个载盘刹车组件布置在所述载台上座300和晶圆载盘500的外周之间，用于晶圆载盘500的制动刹车。

进一步的，图未示的，载台装置还包括多个回正叉组件，多个回正叉组件设置在载台上座300和所述晶圆载盘500之间，用于晶圆载盘500的被动回正复位。

所述载台主轴400的弹片430用于将载台主轴400与所述载台底座100和/或载台上座300弹性连接，以增强载台主轴400的稳定性。

图未示的，升降轴体410包括中空轴体、台阶轴套、上封气环、下封气环、升降电机、支撑架、上端盖和下端盖。

所述中空轴体和升降电机套接在所述台阶轴套内，所述支撑架套接在所述中空轴体和升降电机的中空腔内；所述上封气环和下封气环套接在台阶轴套上开设的上下两个安装台阶处，用于升降轴体的支撑安装；所述上端盖设置在所述中空轴体的上端，所述下端盖设置在所述台阶轴套的下端。

升降轴体通过所述升降电机驱动所述中空轴体在所述台阶轴套内升降运动，实现对驱动件的升降驱动。

其中，升降轴体还包括一个传感器，所述传感器套设在所述支撑架的中空腔内，并在其上端设置一个支撑用的传感器连接板。

其中，升降轴体还包括一组设置在所述支撑架上端的弹性垫组，用于将支撑架的上端弹性支撑在所述传感器连接板下方。

升降轴体还包括一个电机转接板，通过所述电机转接板将所述中空轴体的下端连接至所述升降电机的上端。

所述支撑架包括中空的下支撑架和上支撑架，所述下支撑架的上端螺纹连接至所述上支撑架下端的螺纹孔内；所述下支撑架的下部套接至所述升降电机的中空腔内；所述上支撑架的上端与所述弹性垫组螺纹连接。

所述弹性垫组包括下止挡环帽、弹性调整垫和上止挡帽；所述弹性调整垫螺纹连接至所述上支撑架的上端；所述下止挡环帽套接至所述上止挡帽的内腔，并将所述弹性调整垫包覆在内；所述上止挡帽的顶面抵接至所述传感器连接板的底面，并在上止挡帽的中间开孔用于所述传感器穿过。

所述升降电机包括中空的电机定子和电机动子，所述电机定子的外周面套接在电机动子的动子环槽中；所述电机动子的上端面与所述电机转接板连接。

升降轴体还包括一个节流器，所述节流器设置在台阶轴套上且对应上封气环处的节流孔处。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。