晶圆托盘及晶圆寻边装置的制作方法

本技术涉及半导体制造设备领域，尤其是一种晶圆托盘及晶圆寻边装置。

背景技术：

1、晶圆托盘或晶圆载台是半导体加工必不可少的配件，在pvd工艺、cvd工艺、etch工艺、晶圆寻边工艺中均有涉及。晶圆寻边工艺作为半导体制造设备中晶圆传输系统的核心定位环节，是在晶圆进入真空工艺腔室前必须完成的关键动作，其核心功能在于通过高精度边缘检测确定晶圆在承载机构上的精确位姿（包括圆心坐标和法线偏转角度）。

2、当前主流的真空晶圆寻边装置普遍采用三点式中心承托结构（支撑点直径φ≤50mm），其力学模型基于理想刚体假设，但这种承托结构依然具有下列缺陷：

3、1、当处理翘曲度较大的晶圆（如先进封装中使用的超薄晶圆或退火后晶圆）时，由于晶圆翘曲度的存在，支撑点与晶圆实际接触面积会急剧减小，形成点接触，显著增加结构失稳风险；

4、2、在晶圆旋转寻边阶段（典型转速30-60rpm），当晶圆翘曲度与旋转离心力耦合时，会导致晶圆-支撑点间的静摩擦力减弱，此时晶圆滑动位移量可达1.5-3mm（超出机械取片冗余度±0.5mm），直接引发滑移或弹射现象；

5、3、在翘曲晶圆处理场景下，传统支撑结构的碎片率上升，单次碎片事件造成的包含晶圆价值、腔室清洁与设备宕机成本上升。更严重的是，频繁脱片会导致工艺腔室内壁沉积晶圆碎屑，使薄膜工艺的缺陷密度（defect density）上升30-50%。

6、因此，需要重新设计一种晶圆托盘，在能够承托不同尺寸的晶圆的基础上，也能够适应承托带翘曲度的晶圆，应用在晶圆寻边装置中改善结构失稳、晶圆滑移、晶圆弹射、碎片率高的情况。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本实用新型采用的技术方案是：

2、本实用新型首先提出一种晶圆托盘，包括：

3、托盘本体，其轴线沿竖向布置；

4、若干固定支撑件，以所述托盘本体的轴线为中心环绕设置在所述托盘本体顶部，所述固定支撑件的最高点配置为基础高度；

5、若干活动支撑件，位于所述固定支撑件外侧、以所述托盘本体的轴线为中心环绕设置；

6、其中，所述活动支撑件包括可升降的柱件，所述柱件的顶部穿出所述托盘本体，以实现所述柱件的最高点在第一高度和第二高度之间的切换，所述基础高度介于所述第一高度和所述第二高度之间。

7、进一步地，所述活动支撑件还包括筒件和帽件，所述帽件套设于所述柱件，所述筒件套设于所述帽件，所述筒件沿竖向布置、固定连接于所述托盘本体，所述筒件内设置有：

8、若干卡钩部，周向均匀布置在所述筒件内壁上，所述卡钩部包括邻接的第一竖条和第二竖条；

9、第一斜边，配置在所述第一竖条的顶部；

10、第二斜边，配置在所述第二竖条的顶部；

11、第一滑槽，自所述第一竖条的顶部向下延伸设置、其一侧与所述第二竖条邻接；

12、若干第二滑槽，任一所述第二滑槽形成于相邻两个所述卡钩部之间；

13、其中，所述帽件周面设置有第一滑块，所述第一滑块滑动连接于所述第一滑槽和/或所述第二滑槽，所述帽件的顶部周向首尾相连设置有若干齿槽；

14、其中，所述柱件的周向均匀布置有与所述第二滑槽数量相等且滑动配合的第二滑块，所述第二滑块的底部配置为第三斜边，所述齿槽一侧的槽边、第一斜边、第二斜边、第三斜边的倾斜角相同，所述第二滑块能够搭接于所述第一斜边、第二斜边或齿槽。

15、进一步地，自所述筒件的顶部向下延伸设置有台阶部，所述台阶部连接于所述托盘本体。

16、本实用新型还提出一种晶圆寻边装置，包括所述的晶圆托盘，其特征在于，还包括：

17、腔体，用于容纳所述托盘本体，所述腔体的侧向开口布置；

18、旋转驱动件，其输出端轴向连接于所述托盘本体；

19、升降驱动部，用于驱动所述帽件升降；

20、一对光学传感器，分别位于所述腔体的上下两侧，用于测量晶圆外圆扫过的路径。

21、进一步地，所述升降驱动部包括：

22、支撑环，布置在所述帽件下侧并与所述托盘本体同轴布置，所述支撑环与若干所述帽件所在圆相对应，用于支撑和带动所述帽件升降；

23、升降驱动件，其输出端连接于所述支撑环，以实现所述支撑环的升降。

24、进一步地，所述支撑环的外周朝外延伸形成支撑臂，所述升降驱动件位于所述托盘本体的一侧、与所述支撑臂相连接。

25、本实用新型的优点：通过固定支撑件和活动支撑件组合形成内外圈分布的双层支撑，能够兼容多种类的晶圆，增加晶圆的支撑面积，提高晶圆加工寻边过程的稳定性；

26、通过筒件、帽件、柱件的配合，实现活动支撑体与升降驱动件的分隔布置，实现柱件高度的切换。

1.一种晶圆托盘，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的晶圆托盘，其特征在于，所述活动支撑件（400）还包括筒件（410）和帽件（420），所述帽件（420）套设于所述柱件（430），所述筒件（410）套设于所述帽件（420），所述筒件（410）沿竖向布置、固定连接于所述托盘本体（200），所述筒件（410）内设置有：

3.如权利要求2所述的晶圆托盘，其特征在于：自所述筒件（410）的顶部向下延伸设置有台阶部（417），所述台阶部（417）连接于所述托盘本体（200）。

4.一种晶圆寻边装置，包括如权利要求2或3所述的晶圆托盘，其特征在于，还包括：

5.如权利要求4所述的晶圆寻边装置，其特征在于，所述升降驱动部包括：

6.如权利要求5所述的晶圆寻边装置，其特征在于：所述支撑环（500）的外周朝外延伸形成支撑臂（510），所述升降驱动件（700）位于所述托盘本体（200）的一侧、与所述支撑臂（510）相连接。