CN104858806A - 真空夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种真空夹具，包括一夹具本体，夹具本体上开设有数段凹槽，每段凹槽为独立的凹槽区，每段凹槽内开设有贯穿夹具本体的第一真空孔，各段凹槽内分别设置有密封件，每一密封件开设有第二真空孔，第二真空孔与该段凹槽内的第一真空孔相连通，各第一真空孔分别与一组管路结构相连接，每一组管路结构包括排气管路和进气管路。本发明通过设置数段彼此独立的凹槽，这样即使其中一段凹槽发生真空泄漏，也不会影响真空夹具夹持硅片，此外，本发明通过设置进气管路，实现了硅片上下两个平面之间的气体压强差可调，使真空夹具能够稳固、安全地夹持超薄硅片。

Description

真空夹具
技术领域
本发明涉及硅片夹持装置，尤其涉及一种真空夹具。
背景技术
在半导体器件制造过程中，通常会用到硅片夹持装置定位和夹紧用于制造半导体器件的硅片以完成相应的工艺加工、检测或在不同腔室之间传输硅片。其中，真空夹具作为一种常用的硅片夹持装置广泛应用在半导体器件制造过程中，真空夹具通过在硅片的上下两个平面之间制造气体压强差来实现对硅片的夹紧，真空夹具能够保证硅片各处受力均匀，从而避免硅片在夹持过程中产生形变。
如图3所示，为现有的真空夹具的结构示意图。该真空夹具的夹具本体310上开设有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽为同心圆环结构，第一凹槽靠近夹具本体的中心而第二凹槽位于第一凹槽的外围。由第一凹槽所包围的夹具本体310上开设有真空通道320，第二凹槽内开设有数个第一真空孔。第一密封圈330和第二密封圈340分别设置在第一凹槽和第二凹槽内，在图3中，第一凹槽和第二凹槽分别被第一密封圈330和第二密封圈340所阻挡，因此没有被显示。第二密封圈340开设有数个第二真空孔350，该数个第二真空孔350分别与第二凹槽的数个第一真空孔连通。使用该真空夹具夹持硅片时，第二密封圈340与硅片的外边缘部接触，第二密封圈340内的气体通过第二真空孔350和第一真空孔排出。第一密封圈330与硅片的靠近中心的中部接触，第一密封圈330与硅片围成的空间内的气体通过真空通道320排出。通过设置第一密封圈330和第二密封圈340，硅片稳固夹持在真空夹具上。
然而，上述真空夹具的第二凹槽是一个连通的圆环结构，与该第二凹槽相配套的第二密封圈340也是连通的圆环结构，一旦第二密封圈340上出现气体泄漏点，将会导致整个第二密封圈340内气体泄漏，从而导致硅片夹取失败或夹持不稳固。此外，上述真空夹具难以调节硅片上下两个平面之间的气体压强差，当真空夹具夹持超薄硅片时，如果第一密封圈、第二密封圈内的真空度太高，使硅片遭受较大压差，将会导致硅片碎片。
发明内容
本发明的目的是提供一种真空夹具，该真空夹具能够稳固夹持硅片，而且，能够控制硅片上下两个平面之间的气体压强差，从而实现夹紧力可调，适于夹持超薄硅片。
为实现上述目的，本发明提出的一种真空夹具，包括一夹具本体，夹具本体上开设有数段凹槽，每段凹槽为独立的凹槽区，每段凹槽内开设有贯穿夹具本体的第一真空孔，各段凹槽内分别设置有密封件，每一密封件开设有第二真空孔，第二真空孔与该段凹槽内的第一真空孔相连通，各第一真空孔分别与一组管路结构相连接，每一组管路结构包括排气管路和进气管路。
夹具本体上还开设有内凹槽，内凹槽为圆环形凹槽，内凹槽邻近夹具本体的中心布置，由内凹槽所环绕的夹具本体上开设有真空通道，真空通道贯穿夹具本体，内凹槽内设置有内密封件，真空通道与一组管路结构相连接，该组管路结构包括排气管路和进气管路。
数段凹槽形成一圆环形结构并环绕于内凹槽的外围。
综上所述，本发明通过设置数段彼此独立的凹槽，这样即使其中一段凹槽发生真空泄漏，也不会影响真空夹具夹持硅片，此外，本发明通过设置进气管路，实现了硅片上下两个平面之间的气体压强差可调，使真空夹具能够稳固、安全地夹持超薄硅片。
附图说明
图1揭示了本发明的真空夹具的仰视图。
图2揭示了本发明的真空夹具的俯视图以及管路连接示意图。
图3为现有的真空夹具的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。
参阅图1，揭示了本发明的真空夹具的仰视图。根据本发明的一代表性实施例的真空夹具，包括一夹具本体110，夹具本体110具有正面和与正面相对的背面，夹具本体110的正面与硅片相对布置，夹具本体110的正面开设有内凹槽107，内凹槽107为圆环形凹槽，内凹槽107邻近夹具本体110的中心布置。由内凹槽107环绕的夹具本体110上开设有真空通道111，真空通道111贯穿夹具本体110的正面和背面。夹具本体110的正面还开设有数段外凹槽（以下外凹槽称为凹槽），每段凹槽为独立的凹槽区，该数段凹槽形成一圆环形结构并环绕于内凹槽107的外围。每段凹槽内开设有贯穿夹具本体110正面和背面的第一真空孔112。在一个实施例中，夹具本体110的正面开设有四段凹槽，其中，第一段凹槽113与第三段凹槽115对称布置，第二段凹槽114与第四段凹槽116对称布置。
内凹槽107内设置有内密封件117。由于内密封件117填充整个内凹槽107，因此在图1中内凹槽107与内密封件117是重合的。数段凹槽（外凹槽）内分别设置有密封件118（外密封件），每一密封件118开设有第二真空孔122，第二真空孔122与该段凹槽内的第一真空孔112相连通。同样，在图1中，第一真空孔112与第二真空孔122是重合的。内密封件117和各密封件118均由柔软的橡胶制成，以便在夹持硅片时，内密封件117和各密封件118能够与硅片充分接触，提高真空夹具的吸片成功率。
参阅图2，揭示了本发明的真空夹具的俯视图以及管路连接示意图。在一个实施例中，提供了三组管路结构，其中，第一组管路结构与真空通道111连接，第二组管路结构分别与第一段凹槽113和第三段凹槽115的第一真空孔112连接，第三组管路结构分别与第二段凹槽114和第四段凹槽116的第一真空孔112连接。即对称布置的两段凹槽内的第一真空孔共用同一组管路结构。第一组管路结构包括第一排气管路210和第一进气管路220，第一排气管路210与真空源相连接，第一排气管路210上设置有开关阀211和真空计212，真空计212用于测量第一排气管路210的真空度，第一进气管路220上设置有开关阀221和调节阀222，调节阀222用于调节第一进气管路220的进气量。连接至真空通道111的管路230上设置有真空计231，真空计231用于测量管路230的真空度，管路230分别与第一排气管路210和第一进气管路220相连接。第二组管路结构包括第二排气管路240和第二进气管路250，第二排气管路240与真空源相连接，第二排气管路240上设置有开关阀241和真空计242，真空计242用于测量第二排气管路240的真空度，第二进气管路250上设置有开关阀251和调节阀252，调节阀252用于调节第二进气管路250的进气量。连接至第一段凹槽113的第一真空孔112的管路260上设置有真空计261，真空计261用于测量管路260的真空度，管路260分别与第二排气管路240和第二进气管路250相连接。连接至第三段凹槽115的第一真空孔112的管路270上设置有真空计271，真空计271用于测量管路270的真空度，管路270分别与第二排气管路240和第二进气管路250相连接。第三组管路结构包括第三排气管路280和第三进气管路290，第三排气管路280与真空源相连接，第三排气管路280上设置有开关阀281和真空计282，真空计282用于测量第三排气管路280的真空度，第三进气管路290上设置有开关阀291和调节阀292，调节阀292用于调节第三进气管路290的进气量。连接至第二段凹槽114的第一真空孔112的管路310上设置有真空计311，真空计311用于测量管路310的真空度，管路310分别与第三排气管路280和第三进气管路290相连接。连接至第四段凹槽116的第一真空孔112的管路320上设置有真空计321，真空计321用于测量管路320的真空度，管路320分别与第三排气管路280和第三进气管路290相连接。
使用本发明的真空夹具夹持硅片时，首先，打开第一排气管路210上的开关阀211，内密封件117与硅片围成的空间内的气体依次通过真空通道111、管路230及第一排气管路210排出，然后，打开第二排气管路240上的开关阀241和第三排气管路280上的开关阀281，将设置在各段凹槽中的密封件118内的气体排出，从而使硅片稳固夹持在真空夹具上。由于各段凹槽为独立的凹槽区，从而可以实现对硅片不同区域进行分别吸取，这样即使其中一段凹槽发生真空泄漏，也不会对其他几段凹槽内的真空度产生影响，因而，真空夹具仍能够夹持硅片。第一段凹槽113和第三段凹槽115共用同一组管路结构，第二段凹槽114和第四段凹槽116共用同一组管路结构，目的是提高硅片上吸力分布的均匀性，从而更稳固的夹持硅片。
真空夹具释放硅片时，分别打开第一进气管路220的开关阀221、第二进气管路250的开关阀251及第三进气管路290的开关阀291，向内密封件117与硅片围成的空间内及各密封件118内供应气体，通常为氮气，释放内密封件117与硅片围成的空间内及各密封件118内的真空。
当真空夹具夹持超薄硅片时，为了控制硅片上下两个平面之间的气体压强差，防止硅片上下两个平面之间的气体压强差过大，导致硅片碎片，在打开第一排气管路210上的开关阀211、第二排气管路240上的开关阀241和第三排气管路280上的开关阀281时，同时打开第一进气管路220的开关阀221、第二进气管路250的开关阀251和第三进气管路290的开关阀291，通过调节氮气的进气量来调节内密封件117与硅片围成的空间内的真空度及各密封件118内的真空度，使真空计231、真空计261、真空计271、真空计311及真空计321均达到设定值。
由上述可知，本发明通过设置数段彼此独立的凹槽，这样即使其中一段凹槽发生真空泄漏，也不会影响真空夹具夹持硅片。此外，本发明通过设置进气管路，实现了硅片上下两个平面之间的气体压强差可调，使真空夹具能够稳固、安全地夹持超薄硅片。
综上所述，本发明通过上述实施方式及相关图式说明，己具体、详实的揭露了相关技术，使本领域的技术人员可以据以实施。而以上所述实施例只是用来说明本发明，而不是用来限制本发明的，本发明的权利范围，应由本发明的权利要求来界定。至于本文中所述元件数目的改变或等效元件的代替等仍都应属于本发明的权利范围。

Claims (10)

1.一种真空夹具，其特征在于，包括一夹具本体，所述夹具本体上开设有数段凹槽，每段凹槽为独立的凹槽区，每段凹槽内开设有贯穿夹具本体的第一真空孔，各段凹槽内分别设置有密封件，每一密封件开设有第二真空孔，第二真空孔与该段凹槽内的第一真空孔相连通，各第一真空孔分别与一组管路结构相连接，每一组管路结构包括排气管路和进气管路。
2.根据权利要求1所述的真空夹具，其特征在于，对称布置的两段凹槽内的第一真空孔共用同一组管路结构。
3.根据权利要求1所述的真空夹具，其特征在于，所述排气管路上设置有开关阀和真空计。
4.根据权利要求1所述的真空夹具，其特征在于，所述进气管路上设置有开关阀和调节阀，调节阀调节进气管路的进气量。
5.根据权利要求1所述的真空夹具，其特征在于，连接至各第一真空孔的管路上设置有真空计。
6.根据权利要求1所述的真空夹具，其特征在于，所述夹具本体上还开设有内凹槽，内凹槽为圆环形凹槽，内凹槽邻近夹具本体的中心布置，由内凹槽所环绕的夹具本体上开设有真空通道，真空通道贯穿夹具本体，内凹槽内设置有内密封件，真空通道与一组管路结构相连接，该组管路结构包括排气管路和进气管路。
7.根据权利要求6所述的真空夹具，其特征在于，所述排气管路上设置有开关阀和真空计。
8.根据权利要求6所述的真空夹具，其特征在于，所述进气管路上设置有开关阀和调节阀，调节阀调节进气管路的进气量。
9.根据权利要求6所述的真空夹具，其特征在于，连接至真空通道的管路上设置有真空计。
10.根据权利要求6所述的真空夹具，其特征在于，所述数段凹槽形成一圆环形结构并环绕于内凹槽的外围。
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