一种单片式晶圆定位设备的制作方法

1.本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种单片式晶圆定位设备。


背景技术：

2.在晶圆制造的过程中，通常采用自动化设备来实施工艺流程，例如清洗、刻蚀、显影、涂胶以及在工艺制程中对晶圆进行翻转、运送等流程中均需要一种定位装置对晶圆夹持定位。其中包含一种利用伯努利原理将晶圆固定在该装置的表面上方并使晶圆保持悬浮状态的定位装置。并且晶圆圆心的位置是否准确决定了自动化设备是否能顺利的对晶圆实施工艺流程，如果晶圆的位置坐标出现偏差，自动化设备将无法正确的实施操作，甚至有可能导致晶圆的制程出现严重错误进而导致晶圆上表面的芯片区的制程错误并导致晶圆的整体报废。因此在自动化设备对晶圆实施工艺流程之前，需要对晶圆进行对中来确定晶圆圆心的位置。
3.公告号为cn112635376b的中国发明专利公开了一种晶圆搬运装置，晶圆搬运装置所包含的夹持件在沿着臂体的延伸方向伸缩，以使各个夹持臂的夹持头夹持住待搬运晶圆边缘不同位置，该待搬运晶圆中部被承托在晶圆承托盘承托模块的承托面上，避免晶圆在被搬运过程中，其中部悬空弯曲。
4.然而，上述现有技术中的夹持件在沿着臂体的延伸方向伸缩以通过夹持头夹持住待搬运晶圆边缘不同位置的过程中难以确保晶圆圆心的位置与承托模块实现对中，从而影响后续工艺流程顺利实施。
5.有鉴于此，有必要对现有技术中的晶圆搬运装置予以改进，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于揭示一种单片式晶圆定位设备，用于解决现有技术中的晶圆搬运装置所存在的诸多缺陷，尤其是为了实现精准地确保晶圆能够始终与伯努利系统保持对中状态，从而能够顺利对晶圆实施工艺流程。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种单片式晶圆定位设备，包括：具有第一气腔的基座，同轴配置于所述基座并以水平姿态保持晶圆的伯努利系统，周向配置于所述基座以夹持晶圆的多个夹持单元，以及用于驱动所述夹持单元沿径向向外位移以放松晶圆的驱动组件；所述基座被构造出限制所述夹持单元径向向内位移距离的限位件，以使所述夹持单元被保持为夹持晶圆的夹持状态；所述驱动组件包括：沿轴向配置于所述第一气腔内的活塞块，以及向所述第一气腔内输入或抽出气体的输气单元；所述活塞块外轮廓贴合于所述第一气腔，所述输气单元向所述第一气腔内输入气体，驱动所述活塞块沿轴向向上位移，以驱动所述夹持单元沿径向向外位移以放松晶圆。
8.作为本发明的进一步改进，所述基座形成连接所述伯努利系统的上罩体，所述上
罩体轴向向下凸设形成延伸入所述活塞块并与所述活塞块周向分离的所述限位件。
9.作为本发明的进一步改进，所述活塞块沿轴向向上位移，所述活塞块靠近所述上罩体的一端套设于所述限位件外侧，所述夹持单元沿径向向外位移，以使所述夹持单元被保持为放松晶圆的放松状态；所述活塞块沿轴向向下位移，所述活塞块靠近所述上罩体的一端脱离于所述限位件外侧，所述夹持单元沿径向向内位移，以使所述夹持单元被保持为所述限位件限制所述夹持单元形成的所述夹持状态。
10.作为本发明的进一步改进，所述基座被构造出供输气单元向所述第一气腔内输入和/或抽出气体的输气通道；所述输气单元通过输气通道向所述第一气腔内输入气体，驱动所述活塞块沿轴向向上位移；所述输气单元通过输气通道抽出向所述第一气腔内输入的气体，以取消对所述活塞块施加的轴向向上位移的作用力，所述第一气腔内形成负压，以带动所述活塞块沿轴向向下位移，恢复所述限位件限制所述夹持单元形成的所述夹持状态。
11.作为本发明的进一步改进，所述驱动组件还包括：沿轴向被夹持于所述基座与所述活塞块之间的第一弹性件；所述基座被构造出供输气单元向所述第一气腔内输入和/或抽出气体的输气通道；所述输气单元通过输气通道向所述第一气腔内输入气体，驱动所述活塞块沿轴向向上位移，所述活塞块沿轴向向上位移时将拉伸或压缩所述第一弹性件；所述输气单元通过输气通道抽出向所述第一气腔内输入的气体，以取消对所述活塞块施加的使其沿轴向向上位移的作用力，所述第一弹性件对所述活塞块形成沿轴向方向的弹性作用力，以带动所述活塞块沿轴向向下位移，恢复所述限位件限制所述夹持单元形成的所述夹持状态。
12.作为本发明的进一步改进，所述第一弹性件沿轴向被夹持于所述活塞块与所述第一气腔之间，所述活塞块沿轴向向上位移时将拉伸所述第一弹性件；或者，所述活塞块被构造出衔接腔，所述第一弹性件沿轴向被夹持于所述衔接腔与所述基座之间，所述活塞块沿轴向向上位移时将压缩所述第一弹性件；或者，所述活塞块被构造出衔接腔，所述基座凸设形成轴向延伸入所述衔接腔的顶块，所述第一弹性件套设于所述顶块外侧并沿轴向被夹持于所述衔接腔与所述基座之间，所述活塞块沿轴向向上位移时将压缩所述第一弹性件。
13.作为本发明的进一步改进，所述夹持单元包括：径向贯穿所述上罩体的传动杆，所述传动杆延伸出所述上罩体的一端设置用于夹持晶圆边缘的夹柱，所述传动杆贯穿入所述上罩体的一端设置滚动件，以及套设于所述传动杆并沿所述传动杆长度方向抵持所述滚动件与所述上罩体的第二弹性件；所述第二弹性件对所述滚动件形成沿传动杆贯穿上罩体的贯穿方向的弹性作用力，所述滚动件抵持于所述限位件，所述限位件限制所述传动杆径向向内位移距离，以保持所述夹持状态。
14.作为本发明的进一步改进，所述活塞块靠近所述上罩体的一端形成径向向内渐缩
的导引环面；所述活塞块沿轴向向上位移，带动所述导引环面接触所述滚动件，以引导所述滚动件径向向外位移，并压缩第二弹性件，所述滚动件同步带动所述传动杆与所述夹柱径向向外位移，以放松晶圆。
15.作为本发明的进一步改进，所述活塞块沿轴向向下位移，取消对所述夹持单元施加的使其沿径向向外位移的作用力，所述第二弹性件对所述滚动件形成沿传动杆贯穿基座的贯穿方向的弹性作用力，以带动传动杆与所述夹柱沿径向向内位移，所述滚动件抵持于所述限位件，所述限位件限制所述传动杆径向向内位移距离，以保持所述夹持状态。
16.作为本发明的进一步改进，所述活塞块嵌套若干周向抵持于所述第一气腔的密封件。
17.作为本发明的进一步改进，所述基座被构造出同轴内嵌于所述上罩体的导向环体；所述上罩体与所述导向环体之间连续凹设形成供所述传动杆贯穿的活动通道与限位通道，所述第二弹性件远离所述滚动件的一端抵持于所述限位通道。
18.作为本发明的进一步改进，所述伯努利系统包括：配置于所述上罩体顶端的外盘体，内设于所述外盘体的内盘体，形成于所述外盘体与所述内盘体之间的环形腔，所述内盘体外边缘与所述外盘体之间形成连通所述环形腔的环形间隙，以及贯穿所述外盘体并用于向所述环形腔喷入气体的喷气管；所述喷气管向所述环形腔内喷入气体，气体在所述环形腔内流通并通过环形间隙排出以产生伯努利效应，将晶圆以水平姿态被保持于所述内盘体上。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：在通过伯努利系统产生伯努利效应以将晶圆以水平姿态被稳定地保持于伯努利系统上且晶圆圆心与伯努利系统的轴线p未对中时，通过输气单元取消向第一气腔内输入气体，活塞块失去轴向向上位移的作用力从而轴向向下位移，夹持单元沿径向向内发生同步位移，并在夹持单元位移的过程中能够接触晶圆边缘，以带动晶圆于伯努利系统上发生水平位移，当夹持单元形成于基座内的一端径向抵持限位件时，限位件阻止夹持单元径向向内位移，此时多个夹持单元能够精准地对晶圆边缘实现夹持，以带动晶圆圆心与伯努利系统的轴线p实现对中，并使夹持单元被保持为夹持晶圆的夹持状态，以使晶圆被伯努利系统承托时能够始终与伯努利系统保持对中状态，从而避免影响后续工艺流程顺利实施。
附图说明
20.图1为本发明所揭示的单片式晶圆定位设备的立体图；图2为沿图1中a-a向剖视基座与伯努利系统的剖视图；图3为图2中活塞块轴向向上运动后，夹持单元放松晶圆的状态示意图；图4为上罩体与夹持单元连接的立体图；图5为本发明中用于体现伯努利系统、上罩体和夹持单元之间配合关系的爆炸示意图；图6为图5中圈b处局部放大示意图；图7为外盘体与内盘体连接的剖视图。
实施方式
21.下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
22.需要理解的是，在本技术中，术语“中心”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术方案的限制。
23.尤其需要说明的是，在下述的实施例中，术语“轴向”是指图2中轴线p所示方向。术语“纵向”是指平行于轴向的方向。术语“径向”是指在径向平面内通过轴线p的方向。
24.请参图1至图7所揭示的一种单片式晶圆定位设备的一种具体实施方式。
25.参图1至图3所示，在本实施方式中，该单片式晶圆定位设备100包括：具有第一气腔101的基座10，同轴配置于基座10并以水平姿态保持晶圆的伯努利系统20，周向配置于基座10以夹持晶圆200的多个夹持单元30，以及用于驱动夹持单元30沿径向向外位移以放松晶圆200的驱动组件40；基座10被构造出限制夹持单元30径向向内位移距离的限位件110，以使夹持单元30被保持为夹持晶圆200的夹持状态；驱动组件40包括：沿轴向配置于第一气腔101内的活塞块41，以及向第一气腔101内输入或抽出气体的输气单元（未示出）；活塞块41外轮廓贴合于第一气腔101，输气单元向第一气腔101内输入气体，驱动活塞块41沿轴向向上位移，以驱动夹持单元30沿径向向外位移以放松晶圆200。首先通过输气单元（未示出）向第一气腔101内输入气体（例如，压缩空气），通过该气体推动活塞块41沿轴向向上（如图3中箭头z2所示方向）位移，活塞块41轴向向上位移的过程中同时接触多个夹持单元30，驱动多个夹持单元30沿径向向外（如图3中箭头x2所示方向）发生同步位移，以使夹持单元30被保持为如图3中所示的待夹持状态（或称为“放松状态”，即未夹持晶圆200的状态），在通过伯努利系统20产生伯努利效应以将晶圆200以水平姿态被稳定地保持于伯努利系统20上且晶圆200圆心与伯努利系统20的轴线p未对中时，通过输气单元（未示出）取消向第一气腔101内输入气体（例如，压缩空气），活塞块41失去轴向向上位移的作用力从而轴向向下位移，以取消活塞块41对夹持单元30形成的沿径向向外位移的驱动作用力，进而使多个夹持单元30沿径向向内（如图2中箭头x1所示方向）发生同步位移，并在夹持单元30位移的过程中能够接触晶圆边缘，以带动晶圆200于伯努利系统20上发生水平位移，当夹持单元30形成于基座10内的一端径向抵持限位件110时，限位件110阻止夹持单元30径向向内位移，此时多个夹持单元30能够精准地对晶圆200边缘实现夹持，以带动晶圆200圆心与伯努利系统20的轴线p实现对中，并使夹持单元30被保持为如图2中所示的夹持晶圆200的夹持状态，以使晶圆200被伯努利系统20承托时能够始终与伯努利系统20保持对中状态，解决现有技术中的夹持件在沿着臂体的延伸方向伸缩以通过夹持头夹持住待搬运晶圆边缘不同位置的过程中难以确保晶圆圆心的位置与承托模块实现对中的问题，从而避免影响后续工艺流程顺利实施。
26.如图2与图4所示，基座10连接伯努利系统20的上罩体11，上罩体11轴向向下凸设形成延伸入活塞块41并与活塞块41周向分离的限位件110。通过上罩体11能够限制活塞块
41轴向向上位移距离。另外，活塞块41在沿轴向向上位移并接触夹持单元30的过程中同时沿限位件110外侧壁贴合滑动，以便于驱动夹持单元30沿径向向外发生位移。
27.如图2与图3所示，活塞块41沿轴向向上位移，活塞块41靠近上罩体11的一端套设于限位件110外侧，夹持单元30沿径向向外位移，以使夹持单元30被保持为放松晶圆200的放松状态；活塞块41在沿轴向向上位移并接触夹持单元30的过程中同时沿限位件110外侧壁贴合滑动，以便于驱动夹持单元30沿径向向外发生位移，并使夹持单元30被保持为放松状态，以取消对晶圆200的夹持作用。活塞块41沿轴向向下位移，活塞块41靠近上罩体11的一端脱离于限位件110外侧，夹持单元30沿径向向内位移，以使夹持单元30被保持为限位件110限制夹持单元30形成的夹持状态。活塞块41在沿轴向向下位移时，活塞块41靠近上罩体11的一端沿限位件110外侧壁贴合滑动直至脱离于限位件110外侧，以取消活塞块41对夹持单元30形成的沿径向向外位移的驱动作用力，进而使多个夹持单元30沿径向向内发生同步位移，并在夹持单元30位移的过程中能够接触晶圆边缘并带动晶圆200于伯努利系统20上发生水平位移，直至夹持单元30形成于基座10内的一端径向抵持限位件110，使限位件110阻止夹持单元30径向向内位移，以使多个夹持单元30能够精准地对晶圆200边缘实现夹持并带动晶圆200圆心与伯努利系统20的轴线p实现对中，并使夹持单元30被保持为夹持状态。
28.在本实施方式中，优选地，如图2、图3与图5所示，驱动组件40还包括：沿轴向被夹持于基座10与活塞块41之间的第一弹性件43；基座10被构造出供输气单元向第一气腔101内输入和/或抽出气体的输气通道103；输气单元通过输气通道103向第一气腔101内输入定量气体，驱动活塞块41沿轴向向上位移，活塞块41沿轴向向上位移时将拉伸或压缩第一弹性件43；输气单元通过输气通道103抽出向第一气腔101内输入的定量的气体，以取消对活塞块41施加的使其沿轴向向上位移的作用力，第一弹性件43对活塞块41形成沿轴向方向的弹性作用力，以带动活塞块41沿轴向向下位移，恢复限位件110限制夹持单元30形成的夹持状态。当活塞块41需要沿轴向向上位移时，输气单元（未示出）通过向第一气腔101内输入定量的压缩空气，通过该压缩空气推动活塞块41沿轴向向上位移，并驱动多个夹持单元30沿径向向外发生同步位移，以使夹持单元30被保持为如图3中所示的待夹持状态。当活塞块41需要沿轴向向下位移时，输气单元通过输气通道103抽出向第一气腔101内所输入的定量的压缩空气，使第一气腔101内压力恢复注入压缩空气前的状态；也可抽出多余的定量的压缩空气，使第一气腔101内形成负压。再通过第一弹性件43对活塞块41形成沿轴向向下的弹性作用力，驱动活塞块41沿轴向向下位移，恢复并保持限位件110限制夹持单元30形成的夹持状态。
29.例如，在一些实施例中省略第一弹性件43，（此实施例的对应说明书附图未示出），基座10被构造出供输气单元向第一气腔101内输入和/或抽出气体的输气通道103；输气单元通过输气通道103向第一气腔101内输入气体，驱动活塞块41沿轴向向上位移；输气单元通过输气通道103抽出向第一气腔101内输入的气体，以取消对活塞块41施加的轴向向上位移的作用力，第一气腔101内形成负压，以带动活塞块41沿轴向向下位移，恢复限位件110限制夹持单元30形成的夹持状态。当活塞块41需要沿轴向向上位移时，输气单元（未示出）通过输气通道103向第一气腔101内输入压缩空气，通过该压缩空气推动活塞块41沿轴向向上位移，并驱动多个夹持单元30沿径向向外发生同步位移，以使夹持单元30被保持为如图3中
所示的待夹持状态。当活塞块41需要沿轴向向下位移时，输气单元通过输气通道103抽出第一气腔101内的压缩空气，并使第一气腔101内形成负压，以实现带动活塞块41沿轴向向下位移，以恢复并保持限位件110限制夹持单元30形成的夹持状态。
30.如图2、图3与图5所示，活塞块41嵌套若干周向抵持于第一气腔101的密封件413。通过密封件413能够提高活塞块41于第一气腔101内的气密性。
31.如图2、图3与图5所示，在本实施方式中，优选地，如图2、图3与图5所示，活塞块41被构造出衔接腔412，基座10凸设形成轴向延伸入衔接腔412的顶块102，第一弹性件43套设于顶块102外侧并沿轴向被夹持于衔接腔412与基座10之间，活塞块41沿轴向向上位移时将压缩第一弹性件43，第一弹性件43沿轴向的两端分别连接上罩体11与活塞块41。在活塞块41沿轴向向上位移时将压缩第一弹性件43，在输气单元通过输气通道103抽出第一气腔101内的压缩空气后，被压缩的第一弹性件43将恢复未压缩状态，并在恢复过程中对活塞块41形成沿轴向向下的弹性作用力，驱动活塞块41沿轴向向下位移，恢复并保持限位件110限制夹持单元30形成的夹持状态。并通过顶块102能够使活塞块41在沿轴向向上位移的过程中起到限制活塞块41位移距离的作用。
32.例如，在一些实施例中，第一弹性件43沿轴向被夹持于活塞块41与第一气腔101之间，活塞块41沿轴向向上位移时将拉伸第一弹性件43，第一弹性件43沿轴向的两端分别固定连接活塞块41与基座10；在活塞块41沿轴向向上位移时将拉伸第一弹性件43发生形变，在输气单元通过输气通道103抽出第一气腔101内的压缩空气后，被拉伸的第一弹性件43将恢复未拉伸状态，并在恢复过程中对活塞块41形成沿轴向向下的弹性作用力，驱动活塞块41沿轴向向下位移，恢复并保持限位件110限制夹持单元30形成的夹持状态。或者，在一些实施例中，活塞块41被构造出衔接腔412，第一弹性件43沿轴向被夹持于衔接腔412与基座10之间，活塞块41沿轴向向上位移时将压缩第一弹性件43，第一弹性件43沿轴向的两端分别连接上罩体11与活塞块41；在活塞块41沿轴向向上位移时将压缩第一弹性件43，在输气单元通过输气通道103抽出第一气腔101内的压缩空气后，被压缩的第一弹性件43将恢复未压缩状态，并在恢复过程中对活塞块41形成沿轴向向下的弹性作用力，驱动活塞块41沿轴向向下位移，恢复并保持限位件110限制夹持单元30形成的夹持状态。
33.如图2至图6所示，夹持单元30包括：径向贯穿上罩体11的传动杆31，传动杆31延伸出上罩体11的一端设置用于夹持晶圆200边缘的夹柱32，传动杆31贯穿入上罩体11的一端设置滚动件33，以及套设于传动杆31并沿传动杆31长度方向抵持滚动件33与上罩体11的第二弹性件34；第二弹性件34对滚动件33形成沿传动杆31贯穿上罩体11的贯穿方向的弹性作用力，滚动件33抵持于限位件110，限位件110限制传动杆31径向向内位移距离，以保持夹持状态。在活塞块41沿轴向向上位移并接触滚动件33的过程中，活塞块41靠近上罩体11的一端沿限位件110外侧壁贴合滑动，以使滚动件33沿活塞块41靠近上罩体11的一端外壁面发生滚动，并被活塞块41所驱动沿径向向外发生位移，并压缩第二弹性件34，并同步带动传动杆31与夹柱32沿径向向外发生位移，以使夹柱32被保持为如图3中所示的待夹持状态；在活塞块41在沿轴向向下位移时，活塞块41靠近上罩体11的一端沿限位件110外侧壁贴合滑动直至脱离于限位件110外侧，以取消活塞块41对滚动件33的沿径向向外位移的驱动作用力，第二弹性件34对滚动件33形成沿传动杆31贯穿基座10的贯穿方向（即，径向）的弹性作用力，以带动传动杆31与夹柱32沿径向向内位移，滚动件33抵持于限位件110，限位件110限制
传动杆31径向向内位移距离，以使多个夹柱32能够精准地对晶圆200边缘实现夹持并带动晶圆200圆心与伯努利系统20的轴线p实现对中，以使夹柱32被保持为夹持状态，实现晶圆200被伯努利系统20承托时能够始终与伯努利系统20保持对中状态。
34.进一步地，活塞块41靠近上罩体11的一端形成径向向内渐缩的导引环面411；活塞块41沿轴向向上位移，带动导引环面411接触滚动件33，使滚动件33沿导引环面411发生滚动，以引导滚动件33径向向外位移，并压缩第二弹性件34，滚动件33同步带动传动杆31与夹柱32径向向外位移，以使夹柱32被保持为如图3中所示的待夹持状态。活塞块41沿轴向向下位移，取消对夹持单元30施加的使其沿径向向外位移的作用力，第二弹性件34对滚动件33形成沿传动杆31贯穿基座10的贯穿方向的弹性作用力，以带动传动杆31与夹柱32沿径向向内位移，滚动件33抵持于限位件110，限位件110限制传动杆31径向向内位移距离，以使夹柱32被保持为夹持状态。
35.如图5与图6所示，基座10被构造出同轴内嵌于上罩体11的导向环体12；上罩体11与导向环体12之间连续凹设形成供传动杆31贯穿的活动通道13与限位通道14，第二弹性件34远离滚动件33的一端抵持于限位通道14。传动杆31在活动通道13与限位通道14执行径向位移，以对传动杆31起到导向位移的作用。通过限位通道14可使传动杆31沿径向向外位移时，阻止第二弹性件34同步位移，以通过对滚动件33对第二弹性件34进行压缩。
36.如图1、图5与图7所示，伯努利系统20包括：配置于上罩体11顶端的外盘体21，内设于外盘体21的内盘体22，形成于外盘体21与内盘体22之间的环形腔23，内盘体22外边缘与外盘体21之间形成连通环形腔23的环形间隙24，以及贯穿外盘体21并用于向环形腔23喷入气体的喷气管25；喷气管25向环形腔23内喷入气体，气体在环形腔23内流通并通过环形间隙24排出以产生伯努利效应，将晶圆200以水平姿态被保持于内盘体22上。外盘体21与内盘体22之间轴向抵持密封圈26，以提高外盘体21与内盘体22之间的气密性。喷气管25外接供气单元（未示出），用于提供气源。供气单元通过喷气管25向环形腔23内喷入气体，气体在环形腔23内流通并通过环形间隙24排出以产生伯努利效应，将晶圆200以水平姿态被保持于内盘体22上，配合夹持单元30夹持晶圆200，并且在本实施方式中夹持单元30对晶圆200仅进行限位而不施加夹持力，限制晶圆200被伯努利系统20承托时能够始终与伯努利系统20保持对中状态，从而能够顺利对晶圆200实施工艺流程，从而避免晶圆200由于受力过大发生损坏。
37.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
38.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
39.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种单片式晶圆定位设备，其特征在于，包括：具有第一气腔的基座，同轴配置于所述基座并以水平姿态保持晶圆的伯努利系统，周向配置于所述基座以夹持晶圆的多个夹持单元，以及用于驱动所述夹持单元沿径向向外位移以放松晶圆的驱动组件；所述基座被构造出限制所述夹持单元径向向内位移距离的限位件，以使所述夹持单元被保持为夹持晶圆的夹持状态；所述驱动组件包括：沿轴向配置于所述第一气腔内的活塞块，以及向所述第一气腔内输入或抽出气体的输气单元；所述活塞块外轮廓贴合于所述第一气腔，所述输气单元向所述第一气腔内输入气体，驱动所述活塞块沿轴向向上位移，以驱动所述夹持单元沿径向向外位移以放松晶圆。2.根据权利要求1所述的单片式晶圆定位设备，其特征在于，所述基座形成连接所述伯努利系统的上罩体，所述上罩体轴向向下凸设形成延伸入所述活塞块并与所述活塞块周向分离的所述限位件。3.根据权利要求2所述的单片式晶圆定位设备，其特征在于，所述活塞块沿轴向向上位移，所述活塞块靠近所述上罩体的一端套设于所述限位件外侧，所述夹持单元沿径向向外位移，以使所述夹持单元被保持为放松晶圆的放松状态；所述活塞块沿轴向向下位移，所述活塞块靠近所述上罩体的一端脱离于所述限位件外侧，所述夹持单元沿径向向内位移，以使所述夹持单元被保持为所述限位件限制所述夹持单元形成的所述夹持状态。4.根据权利要求3所述的单片式晶圆定位设备，其特征在于，所述基座被构造出供输气单元向所述第一气腔内输入和/或抽出气体的输气通道；所述输气单元通过输气通道向所述第一气腔内输入气体，驱动所述活塞块沿轴向向上位移；所述输气单元通过输气通道抽出向所述第一气腔内输入的气体，以取消对所述活塞块施加的轴向向上位移的作用力，所述第一气腔内形成负压，以带动所述活塞块沿轴向向下位移，恢复所述限位件限制所述夹持单元形成的所述夹持状态。5.根据权利要求3所述的单片式晶圆定位设备，其特征在于，所述驱动组件还包括：沿轴向被夹持于所述基座与所述活塞块之间的第一弹性件；所述基座被构造出供输气单元向所述第一气腔内输入和/或抽出气体的输气通道；所述输气单元通过输气通道向所述第一气腔内输入气体，驱动所述活塞块沿轴向向上位移，所述活塞块沿轴向向上位移时将拉伸或压缩所述第一弹性件；所述输气单元通过输气通道抽出向所述第一气腔内输入的气体，以取消对所述活塞块施加的使其沿轴向向上位移的作用力，所述第一弹性件对所述活塞块形成沿轴向方向的弹性作用力，以带动所述活塞块沿轴向向下位移，恢复所述限位件限制所述夹持单元形成的所述夹持状态。6.根据权利要求5所述的单片式晶圆定位设备，其特征在于，所述第一弹性件沿轴向被夹持于所述活塞块与所述第一气腔之间，所述活塞块沿轴向向上位移时将拉伸所述第一弹性件；或者，所述活塞块被构造出衔接腔，所述第一弹性件沿轴向被夹持于所述衔接腔与所
述基座之间，所述活塞块沿轴向向上位移时将压缩所述第一弹性件；或者，所述活塞块被构造出衔接腔，所述基座凸设形成轴向延伸入所述衔接腔的顶块，所述第一弹性件套设于所述顶块外侧并沿轴向被夹持于所述衔接腔与所述基座之间，所述活塞块沿轴向向上位移时将压缩所述第一弹性件。7.根据权利要求4至6中任一项所述的单片式晶圆定位设备，其特征在于，所述夹持单元包括：径向贯穿所述上罩体的传动杆，所述传动杆延伸出所述上罩体的一端设置用于夹持晶圆边缘的夹柱，所述传动杆贯穿入所述上罩体的一端设置滚动件，以及套设于所述传动杆并沿所述传动杆长度方向抵持所述滚动件与所述上罩体的第二弹性件；所述第二弹性件对所述滚动件形成沿传动杆贯穿上罩体的贯穿方向的弹性作用力，所述滚动件抵持于所述限位件，所述限位件限制所述传动杆径向向内位移距离，以保持所述夹持状态。8.根据权利要求7所述的单片式晶圆定位设备，其特征在于，所述活塞块靠近所述上罩体的一端形成径向向内渐缩的导引环面；所述活塞块沿轴向向上位移，带动所述导引环面接触所述滚动件，以引导所述滚动件径向向外位移，并压缩第二弹性件，所述滚动件同步带动所述传动杆与所述夹柱径向向外位移，以放松晶圆。9.根据权利要求8所述的单片式晶圆定位设备，其特征在于，所述活塞块沿轴向向下位移，取消对所述夹持单元施加的使其沿径向向外位移的作用力，所述第二弹性件对所述滚动件形成沿传动杆贯穿基座的贯穿方向的弹性作用力，以带动传动杆与所述夹柱沿径向向内位移，所述滚动件抵持于所述限位件，所述限位件限制所述传动杆径向向内位移距离，以保持所述夹持状态。10.根据权利要求4或5所述的单片式晶圆定位设备，其特征在于，所述活塞块嵌套若干周向抵持于所述第一气腔的密封件。11.根据权利要求7所述的单片式晶圆定位设备，其特征在于，所述基座被构造出同轴内嵌于所述上罩体的导向环体；所述上罩体与所述导向环体之间连续凹设形成供所述传动杆贯穿的活动通道与限位通道，所述第二弹性件远离所述滚动件的一端抵持于所述限位通道。12.根据权利要求2所述的单片式晶圆定位设备，其特征在于，所述伯努利系统包括：配置于所述上罩体顶端的外盘体，内设于所述外盘体的内盘体，形成于所述外盘体与所述内盘体之间的环形腔，所述内盘体外边缘与所述外盘体之间形成连通所述环形腔的环形间隙，以及贯穿所述外盘体并用于向所述环形腔喷入气体的喷气管；所述喷气管向所述环形腔内喷入气体，气体在所述环形腔内流通并通过环形间隙排出以产生伯努利效应，将晶圆以水平姿态被保持于所述内盘体上。

技术总结
本发明提供了一种单片式晶圆定位设备，包括：具有第一气腔的基座，同轴配置于基座并以水平姿态保持晶圆的伯努利系统，周向配置于基座以夹持晶圆的多个夹持单元，以及用于驱动夹持单元沿径向向外位移以放松晶圆的驱动组件；基座被构造出限制夹持单元径向向内位移距离的限位件，以使夹持单元被保持为夹持晶圆的夹持状态；驱动组件包括：沿轴向配置于第一气腔内的活塞块，以及向第一气腔内输入或抽出气体的输气单元；活塞块外轮廓贴合于第一气腔，输气单元向第一气腔内输入气体，驱动活塞块沿轴向向上位移，以驱动夹持单元沿径向向外位移以放松晶圆。通过本申请，实现精准地确保晶圆能够始终与伯努利系统保持对中状态，以对晶圆顺利实施工艺流程。利实施工艺流程。利实施工艺流程。


技术研发人员：赵天翔 华斌 周训丙
受保护的技术使用者：苏州智程半导体科技股份有限公司
技术研发日：2023.07.07
技术公布日：2023/8/9