具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的晶圆清洗设备及其晶圆定位装置、晶圆定位方法进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供一种晶圆清洗设备中的晶圆定位装置1，用于对边缘设有定位部211的晶圆21进行定位，晶圆定位装置1包括密封腔体14、密封盖15、承载组件、定位组件12和导向组件，其中，密封盖15可开合的设置在密封腔体14上；承载组件可转动的设置在密封腔体14内，用于承载晶圆21，并带动晶圆21以晶圆21的轴线为轴旋转；定位组件12设置在密封腔体14内，用于在承载组件带动晶圆21旋转的过程中，与定位部211配合对晶圆21进行定位；导向组件设置在密封腔体14内，位于承载组件的上方，用于与承载于承载组件上的晶圆21的边缘部分间隙配合，对晶圆21进行导向。

本发明实施例提供的晶圆定位装置1，通过使承载晶圆21的承载组件旋转，可以借助承载组件带动晶圆21以晶圆21的轴线为轴旋转，在承载组件带动晶圆21旋转的过程中，借助定位组件12与设于晶圆21边缘的定位部211配合对晶圆21进行定位，以实现本发明实施例提供的晶圆定位装置1对晶圆21的定位，并借助位于承载组件的上方的导向组件，与承载于承载组件上的晶圆21的边缘部分间隙配合，对晶圆21进行导向，可以避免竖直承载于承载组件上的晶圆21倾倒，由于导向组件是与晶圆21的边缘部分间隙配合，对晶圆21进行导向，因此，可以避免导向组件在正常情况下对晶圆21的两侧表面造成刮擦，从而能够提高晶圆定位装置1的工作稳定性。并且，借助密封腔体14和可开合的设置在密封腔体14上的密封盖15，可以使晶圆21在晶圆定位装置1对其进行定位的过程中，以及对其进行定位之后能够处于密封的密封腔体14内，从而避免晶圆21在定位过程中以及定位之后受到污染。且由于晶圆21在定位之后能够处于密封的密封腔体14内，因此，无需在晶圆21定位之后立刻将晶圆21移走，而是可以在需要晶圆21时，再将密封盖15打开，将晶圆21从密封腔体14内移走，这就使得本发明实施例提供的晶圆定位装置1能够对晶圆21进行存储。

在本发明实施例中，晶圆21的表面是指晶圆21上的圆形平面，晶圆21的边缘部分包括晶圆21的表面上位于边缘的环形平面和晶圆21的侧壁，晶圆21的侧壁是指环绕在晶圆21的表面周围的环形侧面，对于一些两侧表面与侧壁的衔接处具有倒角斜面的晶圆21来说，晶圆21的边缘部分包括倒角斜面和晶圆21的表面上位于边缘的环形平面，晶圆21的两侧表面与侧壁的衔接处的倒角斜面是指在半导体工艺中，对晶圆21的两侧表面与侧壁的衔接处进行倒角工艺而产生的两个环形斜面，当晶圆21的两侧表面与侧壁的衔接处具有倒角斜面时，则导向组件可以与该倒角斜面间隙配合，对晶圆21进行导向。由于晶圆21的表面需要制备半导体电路，因此，晶圆21的表面需要满足半导体工艺要求的平整度，这就使得在半导体工艺中，要尽量避免对晶圆21的表面造成刮擦，并且，由于晶圆21的表面需要制备半导体电路，因此，为了避免对半导体电路的制备造成干扰，如图1所示，晶圆21的定位部211(例如，缺口)可以设置在晶圆21的边缘。

如图1所示，本发明实施例提供的晶圆定位装置1，承载组件可以通过与晶圆21的底部接触，从晶圆21的底部对晶圆21施加竖直向上的支撑力，对晶圆21进行承载，即，晶圆21是竖直的承载于承载组件上，这样在承载组件旋转时，承载组件就可以带动晶圆21以晶圆21的轴线为轴旋转，但是，由于晶圆21的厚度较薄，仅依靠承载组件与晶圆21的底部接触，对晶圆21进行承载，晶圆21容易发生倾斜而倾倒，无法使晶圆21竖直的保持承载于承载组件上，这就需要借助导向组件，当晶圆21在承载组件上发生倾斜时，导向组件能够与承载于承载组件上的晶圆21的边缘部分相抵，对晶圆21进行导向，避免晶圆21发生倾倒，并使晶圆21能够保持在承载组件上旋转，即，当晶圆21竖直的承载于承载组件上时，导向组件与晶圆21的边缘部分是不接触具有间隙的，导向组件不对晶圆21施加支撑力，而当晶圆21倾斜倾倒时，导向组件与晶圆21的边缘部分接触相抵，导向组件对晶圆21施加支撑力，以对晶圆21进行导向，避免晶圆21倾斜倾倒。

当晶圆21的两侧表面与侧壁的衔接处具有倒角斜面时，导向组件可以与该倒角斜面接触相抵，对晶圆21进行导向，由于晶圆21的倒角斜面上不会制备半导体电路，因此，即使导向组件在晶圆21的旋转过程中与晶圆21的倒角斜面发生刮擦，也不会对晶圆21后续的半导体电路的制备造成影响，避免晶圆21的损伤，从而能够提高晶圆定位装置1的工作稳定性。在承载组件带动晶圆21旋转的过程中，晶圆21边缘的定位部211也随之同步旋转，当晶圆21边缘的定位部211随晶圆21旋转至预设位置时，定位组件12可以通过与定位部211配合，从而对晶圆21进行定位，继而实现本发明实施例提供的晶圆定位装置1对晶圆21的定位。

在实际应用中，在需要晶圆定位装置1对晶圆21进行定位时，可以将密封盖15开启，使密封腔体14处于开启状态，以使晶圆21能够移动至密封腔体14内的承载组件上，在晶圆定位装置1对晶圆21进行定位的过程中，以及对晶圆21进行定位之后，可以将密封盖15关闭，使密封腔体14处于关闭状态，以借助密封腔体14将晶圆21密封在其中，避免晶圆21受到外界的污染，当定位之后的晶圆21需要移走时，可以将密封盖15开启，使密封腔体14处于开启状态，以使晶圆21能够从密封腔体14内的承载组件上移动至密封腔体14外，从而使晶圆21能够被移走。

如图1和图2所示，可选的，密封盖15可以沿水平方向可移动的设置在密封腔体14的顶部。通过沿水平方向移动密封盖15，可以实现密封盖15的开合，以使密封腔体14处于开启状态或者关闭状态。如图1和图2所示的密封腔体14的方位，则沿水平方向向右移动密封盖15，可以将密封盖15开启，使密封腔体14处于开启状态，沿水平方向向左移动密封盖15，可以将密封盖15关闭，使密封腔体14处于关闭状态。

可选的，可以通过将密封盖15与气缸连接，以借助气缸驱动密封盖15沿水平方向移动。

但是，密封盖15开合的方式并不以此为显，例如，密封盖15也可以是可旋转的设置在密封腔体14的顶部，或者是可翻转的设置在密封腔体14的顶部，并且，密封盖15设置在密封腔体14上的位置也并不以此为限，例如，密封盖15也可以设置在密封腔体14的侧面。

如图1所示，在本发明一优选实施例中，导向组件可以包括两个导向部件13，至少两个导向部件13相对设置，分别从晶圆21的两侧对晶圆21进行导向；导向部件13上可以设置有导向槽(图中未示出)，导向槽的宽度大于晶圆21的厚度，晶圆21的边缘部分容置于导向槽中，导向槽与晶圆21间隙配合。即，导向槽的侧壁与晶圆21的边缘部分间隙配合，导向槽的底壁与晶圆21的侧壁间隙配合。

如图1所示，两个导向部件13中的一个导向部件13位于晶圆21的一侧，与该导向部件13相对的，两个导向部件13中的另一个导向部件13位于晶圆21的另一侧，这样就可以使两个导向部件13分别位于晶圆21相对的两侧，从而使两个导向部件13能够分别从晶圆21的两侧对晶圆21进行导向。两个导向部件13上均设置有宽度大于晶圆21的厚度的导向槽，以使晶圆21的边缘部分能够容置于导向槽中。导向槽与晶圆21间隙配合，即，当晶圆21竖直的承载于承载组件上时，导向槽的侧壁与晶圆21的边缘部分之间是不接触具有间隙的，导向槽的侧壁不对晶圆21施加支撑力，而当晶圆21倾斜倾倒时，导向槽的侧壁与晶圆21的边缘部分接触相抵，导向槽的侧壁对晶圆21施加支撑力，以对晶圆21进行导向，避免晶圆21倾斜倾倒。导向槽的底壁与晶圆21的侧壁间隙配合，即，当晶圆21竖直的承载于承载组件上时，导向槽的底壁与晶圆21的侧壁之间是不接触具有间隙的，导向槽的底壁不对晶圆21施加支撑力，而当晶圆21倾斜倾倒时，导向槽的底壁与晶圆21的侧壁接触相抵，导向槽的底壁对晶圆21施加支撑力，以对晶圆21进行导向，避免晶圆21倾斜倾倒。这样当晶圆21倾斜倾倒时，位于晶圆21相对的两侧的两个导向部件13，就能够借助设置在各自上的导向槽，分别与晶圆21相对的两侧边缘部分相抵，以分别从晶圆21相对的两侧配合共同对晶圆21进行导向，避免晶圆21倾斜倾倒。

借助两个导向部件13分别从晶圆21相对的两侧配合共同对晶圆21进行导向，能够提高对晶圆21导向的稳定性，从而能够进一步避免晶圆21发生倾倒，进而能够进一步提高晶圆定位装置1的工作稳定性。

但是，导向组件包括的导向部件13的数量并不以此为限，例如，导向组件也可以包括三个、四个或更多个导向部件13。并且，多个导向部件13的分布方式也并不以此为限，例如，当导向组件包括三个或四个导向部件13时，三个或四个导向部件13可以在同一圆周上间隔设置，以分别从晶圆21周侧的不同三处或四处配合共同对晶圆21进行导向。

借助多个导向部件13分别从晶圆21周侧的不同三处或四处配合共同对晶圆21进行导向，能够提高对晶圆21导向的稳定性，从而能够进一步避免晶圆21发生倾倒，进而进一步提高晶圆定位装置1的工作稳定性。

可选的，两个导向部件13可以固定在密封腔体14的内壁上。

可选的，在平行于多个导向部件13所在圆周的轴向的方向上，各导向部件13上可以均间隔设置有多个导向槽，且各导向部件13上的导向槽的数量相同，并一一相对设置。

这样的设计是为了在晶圆定位装置1的承载组件同时承载多个晶圆21时，能够借助导向组件同时对承载于承载组件上的多个晶圆21进行导向。当承载组件同时承载多个晶圆21时，多个晶圆21可以沿晶圆21的轴向间隔承载于承载组件上，通过在各导向部件13上均沿平行于多个导向部件13所在圆周的轴向的方向间隔设置多个导向槽，并使各导向部件13上的导向槽的数量相同，且一一相对设置，就可以使多个导向部件13能够配合共同对承载于承载组件上的多个晶圆21同时进行导向。

如图2和图8所示，在本发明一优选实施例中，导向槽的底壁呈圆弧状，与晶圆21的侧壁形状匹配。

如图2和图8所示，晶圆21的侧壁呈圆弧状，通过使导向槽的底壁呈圆弧状，并与晶圆21的侧壁所呈的圆弧状相匹配，可以避免由于导向槽的底壁与晶圆21的侧壁形状不匹配，导致导向槽的底壁与晶圆21的侧壁贴合度较差，造成导向槽的底壁与晶圆21的侧壁相抵不稳定，从而能够提高导向槽的底壁与晶圆21的侧壁的适配程度，进而能够进一步提高晶圆定位装置1的工作稳定性。

可选的，导向槽的侧壁可以倾斜设置，且导向槽的相对的两个侧壁之间的间距自导向槽的槽底至导向槽的槽口逐渐增大。

这样的设计是由于导向槽的侧壁靠近导向槽的槽口的一侧靠近晶圆21的表面，而通过使导向槽的侧壁倾斜设置，并使导向槽的相对的两个侧壁之间的间距自导向槽的槽底至导向槽的槽口逐渐增大，可以避免导向槽的侧壁与晶圆21的表面相接触，对晶圆21的表面造成刮擦，从而能够进一步提高晶圆定位装置1的工作稳定性。

在本发明一优选实施例中，导向槽的相对的两个侧壁之间的间距可以大于或等于1mm。这样的设计是由于晶圆21的厚度通常为0.55mm-0.83mm，通过使导向槽的相对的两个侧壁之间的间距大于或等于1mm，可以在使晶圆21的边缘部分容置于导向槽中的基础上，尽量避免导向槽的侧壁与晶圆21的表面相接触，对晶圆21的表面造成刮擦。

在本发明一优选实施例中，导向槽的内壁的制作材料可以包括硬度低于晶圆21硬度的柔性材料。通过使用硬度低于晶圆21硬度的柔性材料制作导向槽的内壁，可以避免导向槽的侧壁和底壁刮伤晶圆21，从而能够进一步提高晶圆定位装置1的工作稳定性。

可选的，柔性材料可以包括聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，简称PTFE)。

在本发明一优选实施例中，晶圆定位装置1可以还包括传输组件，传输组件设置在密封腔体14内，用于在密封盖15开启时，将位于承载组件上的晶圆21传输至密封腔体14外，或者将位于密封腔体14外的晶圆21传输至承载组件上。

借助传输组件在密封盖15开启时，将位于承载组件上的晶圆21传输至密封腔体14外，或者将位于密封腔体14外的晶圆21传输至承载组件上，可以避免由于机械手将晶圆21传输至密封腔体14内，导致机械手进入密封腔体14与密封腔体14、密封盖15以及设置在密封腔体14内的各组件发生碰撞，从而进一步提高晶圆定位装置1的工作稳定性。

在本发明一优选实施例中，传输组件可以包括升降部件和承载部件，升降部件设置在密封腔室内，并与承载部件连接，用于驱动承载部件升降，承载部件用于承载晶圆21，并带动晶圆21升降。

当升降部件驱动承载部件上升时，承载部件可以承载晶圆21，并带动晶圆21上升，将晶圆21传输至密封腔体14外，当升降部件驱动承载部件下降时，承载部件可以承载晶圆21，并带动晶圆21下降，将位于密封腔体14外的晶圆21传输至承载组件上。

如图1所示，可选的，承载部件可以包括两个承载件17，升降件16的数量与承载件17的数量相同，即，升降件16也为两个，两个升降件16与两个承载件17一一对应连接，各升降件16用于驱动对应的承载件17升降；两个承载件17相对设置，分别从晶圆21的两侧对晶圆21进行承载，并带动晶圆21升降。

即，两个升降件16中的一个升降件16与两个承载件17中的一个承载件17连接，用于驱动该承载件17升降，两个升降件16中的另一个升降件16与两个承载件17中的另一个承载件17连接，用于驱动该承载件17升降，两个承载件17中的一个承载件17位于晶圆21的一侧，与该承载件17相对的，两个承载件17中的另一个承载件17位于晶圆21的另一侧，这样就可以使两个承载件17分别位于晶圆21相对的两侧，从而使两个承载件17能够分别从晶圆21的两侧对晶圆21进行承载，并带动晶圆21升降。当两个升降件16驱动两个承载件17升降时，就可以使两个承载件17分别从晶圆21相对的两侧配合共同承载晶圆21，并带动晶圆21升降。

可选的，两个升降件16可以设置在密封腔体14的底壁上。

可选的，承载件17上可以设置有承载槽，承载槽的宽度大于晶圆21的厚度，晶圆21的边缘部分容置于承载槽中，承载槽的侧壁与晶圆21间隙配合，承载槽的底壁与晶圆21的侧壁相抵，以对晶圆21进行承载。

但是，承载件17和升降件16的数量并不以此为限，例如，承载件17和升降件16的数量也可以均为三个、四个或更多个，即，升降件16的数量与承载件17的数量相同，并一一对应连接，用于驱动对应的承载件17升降。

如图1所示，在本发明一优选实施例中，承载组件可以包括两个旋转承载轴11，两个旋转承载轴11间隔设置，分别从晶圆21的两侧与晶圆21接触，配合承载晶圆21，并配合带动晶圆21以晶圆21的轴线为轴旋转。

通过使两个旋转承载轴11间隔设置，可以借助两个旋转承载轴11分别从晶圆21的两侧与晶圆21接触，以通过两个旋转承载轴11配合承载晶圆21，当两个旋转承载轴11旋转时，就可以带动承载于二者上的晶圆21以晶圆21的轴线为轴旋转，并且，通过两个旋转承载轴11承载晶圆21，可以沿旋转承载轴11的轴向同时间隔承载多个晶圆21。

可选的，两个旋转承载轴11可以可旋转的设置在密封腔体14的内壁上。

但是，旋转承载轴11的数量并不以此为限，例如，旋转承载轴11的数量也可以为三个、四个或更多个。

如图1和图2所示，在本发明一优选实施例中，定位部211可以包括设置在晶圆21边缘上的缺口，定位组件12可以包括可升降的定位部件121和设置在定位部件121上的定位结构122，其中，定位结构122的形状与缺口的形状匹配，用于在承载组件带动晶圆21旋转的过程中，与缺口配合对晶圆21进行定位；定位部件121用于在承载组件带动晶圆21旋转的过程中，带动定位结构122上升与晶圆21的边缘接触，并在定位结构122对晶圆21进行定位后，带动定位结构122下降与晶圆21的边缘分离。

如图1和图2所示，例如，缺口的截面形状呈三角形，则定位结构122的截面形状也呈三角形，在承载组件带动晶圆21旋转的过程中，定位部件121带动定位结构122上升与晶圆21的边缘接触，即，定位结构122的三角形截面的顶角与晶圆21的边缘接触，当截面呈三角形的缺口随晶圆21旋转至定位结构122时，定位结构122会伸入至缺口中，与缺口的一侧边相抵，以与缺口配合对晶圆21进行定位，之后，定位部件121带动定位结构122下降与晶圆21的边缘分离，即，定位结构122的的三角形截面的顶角与晶圆21的边缘分离，使晶圆21能够继续旋转至预设位置，例如，定位结构122对缺口进行定位时，缺口竖直向下，当定位结构122对缺口进行定位后，定位结构122下降与晶圆21的边缘分离，继续使晶圆21旋转180°，使晶圆21的缺口竖直向上达到预设位置，则完成晶圆定位装置1对晶圆21的定位。

可选的，可升降的定位部件121可以设置在密封腔体14的内壁上。

如图1所示，可选的，定位部件121可以位于晶圆21的下方。

本发明实施例还提供一种晶圆清洗设备，包括如本发明实施例提供的晶圆定位装置。

本发明实施例提供的晶圆清洗设备，借助本发明实施例提供的晶圆定位装置，能够提高晶圆定位装置的工作稳定性，并能够避免晶圆在定位过程中以及定位之后受到污染。

如图9所示，本发明实施例还提供一种晶圆定位方法，应用于如本发明实施例提供的晶圆清洗设备中，包括：

S1，开启密封盖15，并控制传输部件将位于密封腔体14外的晶圆21传输至承载组件上，且使晶圆21的边缘区域与导向组件间隙配合；

S2，关闭密封盖15，并控制承载组件旋转，带动晶圆21以晶圆21的轴线为轴旋转，且控制定位组件12对晶圆21进行定位；

S3，开启密封盖15，并控制传输部件将晶圆21传输至密封腔体14外。

本发明实施例提供的晶圆定位方法，借助本发明实施例提供的晶圆清洗设备，通过开启密封盖15，使密封腔体14处于开启状态，可以通过传输部件将位于密封腔体14外的晶圆21传输至承载组件上，并使承载于承载组件上的晶圆21的边缘部分与导向组件间隙配合，以在控制承载组件旋转，带动晶圆21以晶圆21的轴线为轴旋转的过程中，借助导向组件与晶圆21的边缘区域间隙配合，对晶圆21进行导向，避免竖直承载于承载组件上的晶圆21倾倒，由于导向组件是与晶圆21的侧壁间隙配合，对晶圆21进行导向，因此，可以避免导向组件在正常情况下对晶圆21的两侧表面造成刮擦，从而能够提高晶圆21定位装置的工作稳定性。并且，通过关闭密封盖15，使密封腔体14处于关闭状态，可以在控制承载组件旋转，带动晶圆21以晶圆21的轴线为轴旋转，控制定位组件12对晶圆21进行定位的过程中，使晶圆21处于密封腔体14的密封环境内，从而使晶圆21在进行定位的过程中以及定位之后均能够处于密封的密封腔体14内，进而避免晶圆21在定位过程中以及定位之后受到污染。且由于晶圆21在定位之后能够处于密封的密封腔体14内，所以能够对晶圆21进行暂时的存储，在需要晶圆时，再开启密封盖15，并控制传输部件将晶圆21传输至密封腔体14外。

在本发明一优选实施例中，在定位组件12对晶圆21进行定位后，上述方法可以还包括：取消定位组件12与定位部211的配合，并控制承载组件旋转预设角度，带动晶圆21以晶圆21的轴线为轴旋转至预设位置。

如图2-图8所示，介绍本发明实施例提供的晶圆清洗设备及其晶圆定位装置1、晶圆定位方法对晶圆21进行定位的一种具体方式。如图2所示，当需要对晶圆21进行定位时，密封盖15开启，使密封腔室处于开启状态，两个升降件16一一对应的驱动两个承载件17上升至密封腔体14外，机械手携带晶圆21并将晶圆21放置在两个承载件17上，随后，如图3所示，两个升降件16一一对应的驱动两个承载件17下降，使承载于其上的晶圆21穿过两个定导向部件13，降落至两个旋转承载轴11上，在晶圆21降落至两个旋转承载轴11上后，两个升降件16继续驱动两个承载件17下降，使两个承载件17与晶圆21分离，在晶圆21随两个承载件17完全下降至密封腔体14内后，密封盖15关闭，使密封腔室处于关闭状态，随后，如图4所示，定位部件121上升使定位结构122与晶圆21的边缘接触，随后，如图5所示，两个旋转承载轴11开始旋转，以带动承载于二者之上的晶圆21旋转，当晶圆21上的定位部211随晶圆21旋转至定位结构122处时，定位结构122伸入至缺口中，与缺口的一侧相抵，使晶圆21停止转动，此时，两个旋转承载轴11停止旋转，完成对晶圆21的定位，随后，如图6所示，定位部件121下降使定位结构122与晶圆21的边缘分离，两个旋转承载轴11可以继续旋转，以带动承载于二者之上的晶圆21旋转180°，使缺口竖直向上到达预设位置，随后，如图7所示，密封盖15开启，使密封腔室处于开启状态，随后，如图8所示，两个升降件16一一对应的驱动两个承载件17上升，以将承载于两个旋转承载轴11上的晶圆21托起至密封腔体14外，以便于机械手将晶圆21取走。

综上所述，本发明实施例提供的晶圆清洗设备及其晶圆定位装置1、晶圆定位方法能够提高晶圆定位装置1的工作稳定性，并避免晶圆21在定位过程中以及定位之后受到污染。

可以解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。