晶圆承载装置及检验晶圆是否放置平稳的方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种晶圆承载装置，包括：承载盘，承载盘用于支撑晶圆；限位结构，限位结构设置于承载盘上且相匹配地分布在晶圆的外沿；真空管，真空管由盘面下方与承载盘接通，并通过对所述盘面和晶圆之间抽真空以确定晶圆是否被平稳放置。本发明专利技术所揭示的晶圆承载装置，能够判断出晶圆是否被平稳放置，从而避免了晶圆的意外损伤或压碎。本发明专利技术还揭示了一种检验晶圆是否放置平稳的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体生产和加工领域，更具体地说，涉及一种承放和固持晶圆的晶圆承载装置及检验晶圆是否放置平稳的方法。
技术介绍
晶圆在进入半导体设备接受工艺处理时，不能被简单放置，而是需要有专门的装置对其进行定位和固持，以保证工艺效果。这样的装置，在行业中有着多种名称，通常可以被归类为晶圆承载装置。以化学机械研磨(CMP)工艺为例，图1-图3揭示了一种用于晶圆研磨设备中的晶圆承载装置。图1所示的晶圆研磨设备，包括驱动腔101、夹具102、研磨头103、晶圆承载装置105以及容纳腔108。其中，夹具102连接驱动腔101和研磨头103，驱动腔101能够带动研磨头103运动，驱动腔101内设置有马达或气缸作为动力源。晶圆承载装置105安放在容纳腔108内，晶圆承载装置105用于承放和固持晶圆104。该晶圆承载装置105包括承载盘106和限位结构107，晶圆104置于承载盘106上时，其位置由限位结构107矫正和限定。在晶圆研磨工艺开始之前或结束之后，需要将晶圆104吸附于研磨头103上或由研磨头103上卸下。如果晶圆104的位置合适，晶圆104的中心恰好与承载盘106的中心对齐，则研磨头103吸附或卸下的过程将比较顺利。一般情况下，如果晶圆104被正常卸载到晶圆承载装置105上，如图2所示的，晶圆104将水平静置于承载盘106上，且由于限位结构107的存在，晶圆104的位置将得到矫正，使晶圆104的中心恰好与承载盘106的中心对齐，晶圆104的边沿与限位结构107相切。但是，卸载过程也有可能并不顺利。如图3所示，在某些情况下，晶圆104由研磨头103卸载至晶圆承载装置105时，晶圆104并没有被平稳的放置于承载盘106上，而是一端翘起，倾斜地跨在限位结构107和承载盘106之间，这种状态下，晶圆104的中心自然也无法与承载盘106的中心对齐。出现这种情况，将导致严重的后果，很容易将晶圆104损毁。因为该晶圆研磨设备并不能判断晶圆104在承载盘106上是否水平或对中，在下一阶段的运行过程中，研磨头103要吸附起晶圆104时，会首先在驱动腔101的作用下向下运动，并对晶圆104产生压力。由于晶圆104一端翘起，此时施加的压力很容易压碎晶圆104，给厂商带来难以弥补的损失。由此可见，确定晶圆在晶圆承载装置上是否被放置平稳，有助于保护晶圆，同时也有利于更好的实施工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种晶圆承载装置，能够对晶圆所处的状态作出判断和预警，以确保晶圆被平稳放置，不会偏移和翘起，从而避免晶圆被压碎。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：根据本专利技术的一个实施例，提出一种晶圆承载装置，包括：承载盘，承载盘用于支撑晶圆；限位结构，所述限位结构设置于承载盘上，用于对位于所述盘面上的晶圆限位；真空管，真空管由盘面下方与承载盘接通，并通过对所述盘面和晶圆之间抽真空以确定晶圆是否被平稳放置。在一个实施例中，真空管连接至抽气泵。在一个实施例中，真空管与抽气泵之间设置有开关阀。在一个实施例中，限位结构为圆形分布的立柱或环形的凸台。在一个实施例中，限位结构超出晶圆的上表面。在一个实施例中，真空管内设置有负压检测器。本专利技术的另一目的在于，提供一种检验晶圆是否放置平稳的方法。根据本专利技术的一个实施例，提出一种检验晶圆是否放置平稳的方法，包括：将晶圆放置于晶圆承载装置上，所述晶圆位于承载盘的盘面上；通过真空管对所述盘面和晶圆之间抽真空；根据所述真空管内的负压判断晶圆是否被放置平稳。综上所述，本专利技术所揭示的晶圆承载装置及方法，利用负压检测原理，对晶圆所处的状态进行判断，从而能确保晶圆被平稳放置于晶圆承载装置上。附图说明图1揭示了一种现有的晶圆研磨设备所使用的晶圆承载装置的结构示意图；图2揭示了晶圆顺利地平稳放置于图1中的晶圆承载装置时的示意图；图3揭示了晶圆未被平稳放置于图1中的晶圆承载装置而发生倾斜时的示意图；图4a-4b揭示了本专利技术的晶圆承载装置的结构示意图；图5揭示了本专利技术的晶圆承载装置应用于晶圆研磨设备时的结构示意图；图6揭示了本专利技术的晶圆承载装置在晶圆被正常放置状态下和晶圆被非正常放置状态下测量到的负压曲线图。具体实施方式下面将结合附图详细介绍本专利技术的具体实施例。图4-图6涉及本专利技术晶圆承载装置的具体实施例。如图4a-4b所示的，该晶圆承载装置405包括承载盘406、限位结构407以及真空管409。图4a中的晶圆承载装置405上放置有晶圆404。其中，承载盘406支撑晶圆404，且在晶圆404被正常放置的状态下，承载盘406的盘面与晶圆404完全接触。限位结构407用于对位于承载盘406上的晶圆404进行限位，限位结构407可以设置于承载盘406上且相匹配地分布在晶圆404的外沿。真空管409由盘面的下方与承载盘406接通，并抽真空以确定晶圆404是否被平稳放置。限位结构407通常超出晶圆404的上表面，起到矫正和限制晶圆404位置的作用。如果晶圆404被平稳放置于承载盘406上，晶圆404的边沿将抵住限位结构407，从而不会因晃动而产生水平位移，晶圆404在承载盘406上的位置得以固定。限位结构407的形状并不特定，在其中一个实施例中，限位结构407为圆形排布的立柱，立柱可以为圆柱状，亦可以为圆锥状。在另一实施例中，限位结构407为环形的凸台，将晶圆404包围在凸台内。圆形排布的立柱或者环形的凸台均相匹配地分布在晶圆404的外沿，半径与晶圆404的一致。参考图5，是本专利技术中的晶圆承载装置405应用于晶圆研磨设备之中的结构示意图。该晶圆研磨设备，包括驱动腔401、夹具402、研磨头403、晶圆承载装置405以及容纳腔408。其中，夹具402连接驱动腔401和研磨头403，驱动腔401能够带动研磨头403运动，驱动腔401内设置有马达或气缸作为动力源。晶圆承载装置405安放在容纳腔408内，晶圆承载装置405用于承放和固持晶圆404。结合图6，为了达到抽真空的目的，真空管409被连接至抽气泵411上，由抽气泵411持续抽气。真空管409和抽气泵411之间设置有开关阀410，用于控制真空管409的通断。需要抽气时，开关阀410打开；不需要抽气时，开关阀410关断。在图6中，给出了晶圆承载装置405在晶圆404被正常放置状态下和晶圆404被非正常放置状态下测量到的负压曲线图。真空管409内设置有负压检测器412，能够检测真空管409内的负压值。当晶圆404处于正常放置状态下时，晶圆404保持水平且紧贴承载盘406，恰好落入限位结构407所限定的范围内，晶圆404的边沿抵住限位结构407。在正常放置状态下，晶圆404封住了真空管409的管口，因而在抽气泵411持续抽真空的作用下，真空管409内将产生1～2psi左右的负压，能够被负压检测器412所检测到。相反的，当晶圆404处于非正常放置的状态下，晶圆404的某一部分可能被限位结构407顶起，处于一端高一端低的倾斜状态，晶圆404无法与承载盘406的盘面完全接触，从而也无法封住真空管409的管口，导致真空管409的管口与外界大气相连通。在此非正常放置状态下，虽然抽气泵411仍然在持续抽真空，但真空管409内并不会产生负压，因而负压检测器412所检测到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆承载装置，其特征在于，包括：承载盘，所述承载盘用于支撑晶圆；限位结构，所述限位结构设置于承载盘上且相匹配地分布在所述晶圆的外沿；真空管，所述真空管由盘面下方与所述承载盘接通，并通过对所述盘面和晶圆之间抽真空以确定晶圆是否被平稳放置。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆承载装置，其特征在于，包括：承载盘，所述承载盘用于支撑晶圆；限位结构，所述限位结构设置于承载盘上且相匹配地分布在所述晶圆的外沿；真空管，所述真空管由盘面下方与所述承载盘接通，并通过对所述盘面和晶圆之间抽真空以确定晶圆是否被平稳放置。2.根据权利要求1所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述真空管连接至抽气泵。3.根据权利要求2所述的晶圆承载装置，其特征在于，所述真空管与抽气泵之间设置有开关阀。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨贵璞，王坚，王晖，
申请(专利权)人：盛美半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31