CN109461691A - 晶圆支撑装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种晶圆支撑装置，其包括：承载主体，所述承载主体包括有承载面，所述承载面开设有多个排气槽；所述排气槽将所述承载面分成多个承载区，每个承载区开设有容纳槽以及与每个所述容纳槽相连通的气流入口；多个非接触式吸盘，所述每个容纳槽设置有一个所述非接触式吸盘；中空圆柱筒，所述中空圆柱筒环绕所述承载主体设置；所述中空圆柱筒与所述承载主体形成环形的气流排出通道，所述气流排出通道的延伸方向与所述气流排气槽的延伸方向垂直且与所述排气槽的一端连通；以及多个吸附支撑件，所述吸附支撑件设置在所述承载面上，所述吸附支撑件的高度稍高于所述非接触式吸盘。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路器件制造装置，尤其涉及一种晶圆支撑装置。
背景技术
于集成电路制造过程中，微影制程是采用曝光机台对晶圆上的曝光区域进行照射，而将光罩图案转移至晶圆。在这个过程中，利用晶圆载台以真空吸附的方式将晶圆承载固定以防晶圆位置偏移。直接使用真空吸附晶圆，对二维的晶圆无问题，但针对三维封裝晶圆或者因经薄化与镀金属膜的晶圆，常因内应力造成晶圆严重变形中间凸或中间凹，如此会造成晶圆无法吸附贴平于晶圆载台。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够解决上述技术问题的晶圆支撑装置。
一种晶圆支撑装置，其包括：
承载主体，所述承载主体包括有承载面，所述承载面开设有多个排气槽；所述排气槽将所述承载面分成多个承载区，每个承载区开设有容纳槽以及与每个所述容纳槽相连通的气流入口；
多个非接触式吸盘，所述每个容纳槽设置有一个所述非接触式吸盘；
中空圆柱筒，所述中空圆柱筒环绕所述承载主体设置；所述中空圆柱筒与所述承载主体之间设置有气流排出通道，所述气流排出通道的延伸方向与所述中空圆柱筒的轴向方向平行且与所述排气槽相连通；以及
多个吸附支撑件，所述吸附支撑件设置在承载面上，所述吸附支撑件的高度稍高于所述非接触式吸盘；每个气流入口通入气流后能为所述非接触式吸盘提供正压以使所述非接触式吸盘吸附晶圆，所述非接触式吸盘排出的气流能通过所述排气槽流至所述气流排出通道排出；所述气流入口通入气流直至所述晶圆接触所述吸附支撑件时，所述气流入口停止通入气流，并将气流排出通道关闭；且切换成向所述吸附支撑件通以负压，以利用所述吸附支撑件吸附支撑所述晶圆，使所述晶圆背面皆受负压吸附并平贴附于所述吸附支撑件。
进一步地，所述承载面的尺寸与所述晶圆的尺寸相一致。
进一步地，所述圆柱筒的高度稍高于所述承载面。
进一步地，所述承载主体大致呈圆柱形状且包括有中心轴，所述承载面为圆形，所述排气槽包括有环绕所述中心轴的第一环形排气槽、靠近所述承载主体边缘的第二环形排气槽以及以辐射状形式从所述第一环形排气槽延伸至所述第二环形排气槽的条形排气槽。
进一步地，所述第一环形排气槽、所述第二环形排气槽及所述条形排气槽将所述第一环形排气槽与第二环形排气槽围合的区域分为多个所述承载区，每个承载区设置有至少一个吸盘。
进一步地，所述吸附支撑件在所述承载主体上均匀分布。
进一步地，所述吸附支撑件的高度与所述中空圆柱筒的高度相一致，所述吸附支撑件包括圆柱中空件及套设在所述圆柱中空件顶端的支撑盘。
进一步地，所述圆柱中空件的剖面为倒T形状，所述支撑盘的剖面为梯形。
进一步地，所述承载面上还设置有与所述承载面尺寸相一致的垫片，所述垫片显露所述排气槽及所述非接触式吸盘，所述圆柱中空件贯穿所述垫片，所述支撑盘的底部承靠所述垫片。
进一步地，所述承载主体还开设贯穿所述承载主体的、且与每个所述吸附支撑件一一对应相通的通孔。
与现有技术相比，本发明提供本发明提供的晶圆支撑装置，主要是用于经过封装、镀完金属膜并且薄化后需要黄光制程对晶圆进行曝光时承载所述晶圆，在晶圆下方设置非接触式吸盘以及设置与所述非接触式吸盘对应的气流入口，对所述气流入口通以高速气流使得晶圆上下方形成压差进而将晶圆实现非接触式吸附，避免对晶圆的损伤；当晶圆与所述吸附支撑件接触后，停止向所述气流入口通入气流，且切换成通以负压，并将气流排出通道关闭，而利用众多的所述吸附支撑件支撑吸附所述晶圆，如此便能吸附贴平所述晶圆，使所述晶圆背面皆受负压吸附并平贴附于所述吸附支撑件。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的晶圆支撑装置的俯视图。
图2是图1提供的晶圆支撑装置的剖面图。
图3是图1提供的晶圆支撑装置的工作原理图。
主要元件符号说明
具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合将结合附图及实施例，对本发明提供的晶圆支撑装置作进一步的详细说明。
请一并参阅图1及图2，图1及图2共同示意了本发明提供的一种晶圆支撑装置100，所述晶圆支撑装置100用于支持需要曝光或者需要处理的晶圆90。所述晶圆支撑装置100包括承载主体10、中空圆柱筒20、多个非接触式吸盘30、吸附支撑件60、及垫片80。
所述承载主体10大致呈柱体结构，譬如，所述承载主体10为圆柱体。所述承载主体10包括有承载面11。
所述承载面11的尺寸与晶圆的尺寸相一致以用于吸附支撑一个晶圆，防止晶圆的边缘翘曲，譬如，所述承载面11的尺寸可以为12吋。所述承载主体10大致呈圆形且包括有中心轴101，所述承载面11凹设形成有多个排气槽110。
所述排气槽110包括有环绕所述中心轴101的第一环形排气槽113、靠近所述承载主体10边缘的第二环形排气槽115以及以辐射状形式从所述第一环形排气槽113延伸至所述第二环形排气槽115的条形排气槽117。在本实施方式中，所述条形排气槽117的数量为8个，在其它实施方式中，条形排气槽117的数量可以根据实际需要进行选择。
所述第一环形排气槽113、所述第二环形排气槽115及所述条形排气槽117将所述承载面11分为多个承载区119。
所述承载主体10还自所述承载面11向下开设多个容纳槽107以及与每个所述容纳槽107相连通的气流入口108。在本实施方式中，所述气流入口108自所述容纳槽107的下方贯穿至所述承载主体10的与所述承载面11相背的下表面。
所述中空圆柱筒20环绕承载主体10设置，且所述中空圆柱筒20与所述承载主体10之间形成环形的气流排出通道105。所述气流排出通道的延伸方向与所述中空圆柱筒的中心轴101平行。所述气流排出通道105的直径与所述第二环形排气槽115的宽度一致，所述所述气流排出通道105也是为多个圆筒状柱体。且所述中空圆柱筒20的高度稍高于所述承载面11。
在本实施方式中，所述中空圆柱筒20的内壁还贴合有一层片状体21，以缓冲气流的冲击力。从所述非接触式吸盘30排出的气流通过所述排气槽110流至所述气流排出通道105，设置与所述气流排出通道105对应的排气装置可以将所述气流迅速抽出。
所述气流入口108的延伸方向与所述中心轴101相平行。所述容纳槽107与所述气流入口108相通且所述容纳槽107的孔径大于所述气流入口108的孔径。所述气流入口108通入气流时能为所述非接触式吸盘30提供正向气压。
所述非接触式吸盘30设置在所述容纳槽107中且凸出于所述承载面11。所述非接触式吸盘30在每个承载区119均匀分布。在本实施方式中，所述第一环形排气槽113内侧还设置有非接触式吸盘30。
在本实施方式中，所述非接触式吸盘30为伯努利吸盘。伯努利原理是流速越快，压强越小，压力越小；流速越慢，压强越大，压力越大。利用充气装置为非接触式吸盘30输入快速流动的气流，可以使所述非接触式吸盘30在吸附晶圆90时无需接触。所述非接触式吸盘30取代真空吸嘴吸附晶圆90，能高速吸附晶圆90,不须接触晶圆90即可快速产生吸力。
所述吸附支撑件60在所述承载主体10上均匀分布，且所述吸附支撑件60的高度稍高于所述非接触式吸盘30且与所述中空圆柱筒20的高度相一致。在本实施方式中，第一环形槽113中也设置有多个吸附支撑件60，每个承载区119内的多个所述支撑吸附件60是环绕每个非接触式吸盘30设置的，如此设置，也是为了确保开启与吸附支撑件60相通的气流时，所述吸附支撑件60能吸附贴平所述晶圆90。
所述吸附支撑件60包括圆柱中空件63及套设在所述圆柱中空件63顶端的支撑盘65，所述支撑盘65与所述圆柱中空件63的顶端平齐。所述圆柱中空件63的剖面为倒T形状，所述支撑盘65的剖面为梯形，如此是为了增大与晶圆90的支撑面积，尽可能的保证晶圆90的平整度。所述圆柱中空件63中开设有通气孔630。所述支撑盘65的材料为塑料或者泡沫等柔性材料，如此是为了避免所述支撑盘65划伤其吸附支撑的晶圆90。
在本实施方式中，所述承载主体10还开设贯穿所述承载主体10的、且与每个所述吸附支撑件60一一对应相通的通孔130。具体地，所述通孔130是与通气孔630一一对应且相通。对所述通孔130置抽气时，所述支撑吸附件60能稳定固定所述晶圆90。
所述垫片80设置在所述承载面11上且显露所述排气槽110及所述非接触式吸盘30，且所述垫片80的上表面是与所述非接触式吸盘30的顶面保持齐平，所述圆柱中空件63由于是设置在所述承载面11上，所以在本实施方式中所述圆柱中空件63还贯穿所述垫片80且所述支撑盘65的底部承靠所述垫片80。
请参阅图3，在本实施方式中，所述晶圆支撑装置100在工作时，需要提供充气装置及排气装置。
在本实施方式中，充气装置通过阀门V1与所述气流入口108相通以向所述非接触式吸盘30提供正压，控制气流入口108开启与关闭的还有阀门V2；排气装置通过阀门V3、V4与所述通孔130连接相通。但是阀门V4与阀门V3在不同的吸附阶段开启；所述阀门V5用于控制所述气流排出通道105的开启与关闭。
阀门V1开启时用于为晶圆支撑装置100提供正压，阀门V2、V3开启时用于提供弱真空，阀门V4开启时用于产生强真空，阀门V5开启时用于排气。
请继续参阅图3，所述晶圆支撑装置100的工作原理是：
第一阶段：开启的是阀门V1及阀门V5，阀门V2、V3、V4关闭。具体地，对需要曝光的晶圆90，利用机械手或者抓取装置将所述晶圆90置放在所述晶圆支撑装置100的上方，充气装置向所述气流入口108中输入气流，所述气流迅速流至所述非接触式吸盘30，经过排气槽110流至所述气流排出通道105，由于阀门V5开启，从而从气流入口108输入的气流能通过阀门V5排出，当从阀门V1排出的气流经过所述非接触式吸盘30时，在晶圆90的上下表面产生压差，所述非接触式吸盘30能迅速吸附所述晶圆90。
第二阶段：在第一阶段的基础上进一步开启阀门V4以及开启与阀门V4连通的排气装置。当所述非接触吸盘30吸附晶圆直至所述晶圆90接触所述支撑盘65时，由于所述晶圆90是完全盖合在所述中空圆柱筒20上，从而所述晶圆90与所述中空圆柱筒20形成一个密闭的空间，且所述吸附支撑件60的顶面与所述中空圆柱筒20保持齐平，所述吸附支撑件60用于支撑所述晶圆90的位于所述中空圆柱筒20内侧的部分，当真空值达到第一设定值时，停止向所述气流入口108中输入气流，也即同时关闭阀门V1与阀门V5。
第三阶段：开启阀门V2、V3，关闭阀门V4，利用弱真空以维持所述密闭空间的真空度，在吸附晶圆90的吸附力由非接触式吸盘30转换到吸附支撑件60后，阀门V2、V3开启是维持晶圆90的稳定吸附，也即使晶圆90在弱真空的条件下吸附贴平在所述吸附支撑件60的表面。
在利用真空吸附的方式将所述晶圆90稳固固定后，便可以对所述晶圆90进行曝光，当然，在其它实施方式中，还可以在晶圆90的下方通以温控气流避免因曝光吸热造成晶圆膨胀对准不良的问题。
综上所述，本发明提供的晶圆支撑装置100主要是用于经过封装、镀完金属膜并且薄化后需要黄光制程对晶圆进行曝光时承载晶圆。所述晶圆支撑装置100通过在承载主体10中设置气流入口108，再通以高速气流使得晶圆90上下方形成压差进而将晶圆90实现非接触式吸附，避免对晶圆90的损伤，当晶圆90与所述中空圆柱筒接触时，由于有多个吸附支撑件的支撑，使得晶圆90能平贴与所述中空圆柱筒20与吸附支撑件60上，维持了晶圆90的平坦性。
可以理解的是，以上实施例仅用来说明本发明，并非用作对本发明的限定。对于本领域的普通技术人员来说，根据本发明的技术构思做出的其它各种相应的改变与变形，都落在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种晶圆支撑装置，其包括：
承载主体，所述承载主体包括有承载面，所述承载面开设有多个排气槽；所述排气槽将所述承载面分成多个承载区，每个承载区开设有容纳槽以及与每个所述容纳槽相连通的气流入口；
多个非接触式吸盘，所述非接触式吸盘设置在每个所述容纳槽中；
中空圆柱筒，所述中空圆柱筒环绕所述承载主体设置；所述中空圆柱筒与所述承载主体之间设置有气流排出通道，所述气流排出通道的延伸方向与所述中空圆柱筒的轴向方向平行且与所述排气槽相连通；以及
多个吸附支撑件，所述吸附支撑件设置在承载面上，所述吸附支撑件的高度稍高于所述非接触式吸盘；每个气流入口通入气流后能为所述非接触式吸盘提供正压以使所述非接触式吸盘吸附晶圆，所述非接触式吸盘排出的气流能通过所述排气槽流至所述气流排出通道排出；所述气流入口通入气流直至所述晶圆接触所述吸附支撑件时，所述气流入口停止通入气流，并将气流排出通道关闭；且切换成向所述吸附支撑件通以负压，以利用所述吸附支撑件吸附支撑所述晶圆，使所述晶圆背面皆受负压吸附并平贴附于所述吸附支撑件。
2.如权利要求1所述的晶圆支撑装置，其特征在于，所述承载面的尺寸与所述晶圆的尺寸相一致。
3.如权利要求1所述的晶圆支撑装置，其特征在于，所述圆柱筒的高度稍高于所述承载面。
4.如权利要求3所述的晶圆支撑装置，其特征在于，所述承载主体大致呈圆柱形状且包括有中心轴，所述承载面为圆形，所述排气槽包括有环绕所述中心轴的第一环形排气槽、靠近所述承载主体边缘的第二环形排气槽以及以辐射状形式从所述第一环形排气槽延伸至所述第二环形排气槽的条形排气槽。
5.如权利要求4所述的晶圆支撑装置，其特征在于，所述第一环形排气槽、所述第二环形排气槽及所述条形排气槽将所述第一环形排气槽与第二环形排气槽围合的区域分为多个所述承载区，每个承载区设置有至少一个吸盘。
6.如权利要求1所述的晶圆支撑装置，其特征在于，所述吸附支撑件在所述承载主体上均匀分布。
7.如权利要求6所述的晶圆支撑装置，其特征在于，所述吸附支撑件的高度与所述中空圆柱筒的高度相一致，所述吸附支撑件包括圆柱中空件及套设在所述圆柱中空件顶端的支撑盘。
8.如权利要求7所述的晶圆支撑装置，其特征在于，所述圆柱中空件的剖面为倒T形状，所述支撑盘的剖面为梯形。
9.如权利要求8所述的晶圆支撑装置，其特征在于，所述承载面上还设置有与所述承载面尺寸相一致的垫片，所述垫片显露所述排气槽及所述非接触式吸盘，所述圆柱中空件贯穿所述垫片，所述支撑盘的底部承靠所述垫片。
10.如权利要求8所述的晶圆支撑装置，其特征在于，所述承载主体还开设贯穿所述承载主体的、且与每个所述吸附支撑件一一对应相通的通孔，所述通孔与排气装置相连用于为所述晶圆支撑装置提供真空。
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