CN110943023B - 静电卡盘功能孔防堵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明静电卡盘功能孔防堵装置涉及一种用于静电卡盘集成工艺的装置。其目的是为了提供一种能够有效避免静电卡盘的各个功能孔在粘接剂加压过程中被堵塞的静电卡盘功能孔防堵装置。本发明静电卡盘功能孔防堵装置用于避免静电卡盘的粘接层在加压时堵塞静电卡盘上的功能孔，防堵装置可拆卸地连接到功能孔内，防堵装置包括第一防堵件和与第一防堵件配合使用的第二防堵件，第一防堵件的形状与功能孔的形状相适配，第一防堵件的外径不小于功能孔的直径且第一防堵件能够伸入到功能孔内以实现功能孔的封堵，第一防堵件上开设有容置腔，第二防堵件的形状与容置腔的形状相适配，第二防堵件能够插入到容置腔内且使得第一防堵件能够顺利伸入到功能孔内。

Description

静电卡盘功能孔防堵装置
技术领域
本发明涉及一种半导体设备的设计制造领域，特别是涉及一种用于静电卡盘集成工艺的装置。
背景技术
静电卡盘作为一种承载固定晶片的精密装置，常被用于半导体设备的工艺腔室中，除了需要维持稳定的吸附力，还需要提供晶片精确的温度。
静电卡盘制造过程中通常采用粘接工艺作为集成手段。粘接工艺是将至少两个部件通过粘接剂连接在一起的方法，与焊接、钎焊和螺纹连接相比，具有诸多优点，如粘接接头牢固，抗疲劳性能好，载荷分布均匀，能很好的满足不同材质的连接。粘接工艺广泛应用于半导体的加工制造工艺中，如芯片封装、晶圆堆叠和静电卡盘各功能部件的连接等。
如图1所示，现有技术中静电卡盘的组成从下至上依次设置有金属基座100、第一粘接层401、加热器200、第二粘接层402和绝缘层300。在金属基座100的上表面、加热器200的下表面以及加热器200的上表面、绝缘层300的下表面形成粘接面。为实现功能性需要，静电卡盘内部设置了多种功能孔。其中，在静电卡盘内部设置了上下贯通的Pin孔(图中未示出)用于工艺结束后将晶片用顶针升起。金属基座100上分布有若干气孔、电极孔、加热电极孔和Pin孔(图中未示出)等，绝缘层300下表面上开设有电极孔，加热器200的下表面开设有加热孔，其上表面分布有若干气孔、Pin孔(图中未示出)和电极孔等。同时，绝缘层300吸附面设置有Pin孔(图中未示出)、气孔和表面气道(图中未示出)，静电卡盘内部设置有气道，提供给工艺过程中晶片背面的所需传热介质。金属基座100内设置冷却管道(图中未示出)，通入冷却液对静电卡盘进行冷却。
通常，第一粘接层401和第二粘接层402通过印刷将粘接剂涂覆在基体上。被粘接物加压、加热形成均匀符合要求的粘接层，所用粘接剂具有一定流动性和粘弹性的均质流体，确保能充分润湿被粘接物，例如在进行热固化处理之前呈片状的粘结剂片。为保证粘接的可靠性，在粘接贴片作业过程中，需要加压，这样难以避免的少量粘接剂会进入到粘接面的各个孔中，尤其小尺寸的非直通孔(如气孔)，被粘接剂堵住，难以清理，进而影响气孔、电极孔、Pin孔等功能性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够有效避免静电卡盘的各个功能孔在粘接剂加压过程中被堵塞的同时能够提高静电卡盘安装精度的装置静电卡盘功能孔防堵装置。
本发明静电卡盘功能孔防堵装置，所述防堵装置用于避免静电卡盘的粘接层在加压时堵塞静电卡盘上的功能孔，所述防堵装置可拆卸地连接到所述功能孔内，所述防堵装置包括第一防堵件和与所述第一防堵件配合使用的第二防堵件，所述第一防堵件的形状与所述功能孔的形状相适配，所述第一防堵件的外径不小于所述功能孔的直径且所述第一防堵件能够伸入到所述功能孔内以实现所述功能孔的封堵，所述第一防堵件上开设有容置腔，所述第二防堵件的形状与所述容置腔的形状相适配，所述第二防堵件能够插入到所述容置腔内且使得所述第一防堵件能够顺利伸入到所述功能孔内。
本发明静电卡盘功能孔防堵装置，其中所述第一防堵件为弹性件，使得当所述第二防堵件插入到所述容置腔内时所述第一防堵件的径向尺寸增大。
本发明静电卡盘功能孔防堵装置，其中所述第一防堵件为硅胶或橡胶。
本发明静电卡盘功能孔防堵装置，其中所述第一防堵件包括外露部分和伸入部分，所述外露部分的外径大于所述伸入部分的外径，所述容置腔贯穿开设于所述外露部分以及所述伸入部分且不穿出所述伸入部分，当所述伸入部分伸入到所述功能孔中时，所述外露部分的一端抵在所述静电卡盘上。
本发明静电卡盘功能孔防堵装置，其中当所述第一防堵件伸入到所述功能孔当中时，所述容置腔能够与所述功能孔同轴。
本发明静电卡盘功能孔防堵装置，其中所述第二防堵件为刚性件。
本发明静电卡盘功能孔防堵装置，其中所述第二防堵件为硬质的金属或陶瓷。
本发明静电卡盘功能孔防堵装置，其中所述第二防堵件包括手柄和顶针，所述顶针用于插入到所述容置腔内，当所述顶针插入到所述容置腔内时，所述手柄位于所述容置腔的外侧。
本发明静电卡盘功能孔防堵装置，其中所述手柄的外径大于所述顶针的外径。
本发明静电卡盘功能孔防堵装置与现有技术不同之处在于本发明所述第一防堵件能够伸入到所述功能孔内以实现所述功能孔的封堵，所述第一防堵件上开设有容置腔，所述第二防堵件能够插入到所述容置腔内以使得所述第一防堵件能够顺利伸入到所述功能孔内。通过第一防堵件以及第二防堵件有效避免粘接层在加压功过程中对功能孔的封堵，且防堵装置可拆卸地连接到所述功能孔中，待粘接层固化后，便于取下，保证静电卡盘的正常使用；同时由于防堵装置是伸入到功能孔当中的，利用防堵装置还可以保证各层功能孔之间的高精度定位。本装置结构简单、使用方便，还可以循环使用，节约能源与成本，能够有效解决粘接层在加压过程中封堵功能孔的问题。
本发明静电卡盘功能孔防堵装置中所述第一防堵件为弹性件，当第二防堵件插入到所述容置腔内时，容置腔发生形变，使得第二防堵件的径向尺寸增大，保证第一防堵件与所述功能孔紧密贴合，有效避免粘接剂由于压力进入到功能孔内；第一防堵件包括外露部分和伸入部分两部分，外露部分用于封堵功能孔的孔口，进一步避免粘接剂进入到功能孔内；第二防堵件为刚性件，用于第二防堵件插入到第一防堵件内时保证第一防堵件能够顺利插入到功能孔中；第二防堵件包括手柄和顶针两部分，设置手柄便于操作。
下面结合附图对本发明的静电卡盘功能孔防堵装置作进一步说明。
附图说明
图1为静电卡盘的局部剖视图；
图2为本发明静电卡盘功能孔防堵装置使用状态图；
图3为本发明静电卡盘功能孔防堵装置中第一防堵件的主视图；
图4为本发明静电卡盘功能孔防堵装置中第二防堵件的主视图。
100-金属基座，200-加热器，300-绝缘层，401-第一粘接层，402-第二粘接层，700-晶片，105-功能孔，301-电极，
500-第一防堵件，600-第二防堵件，501-外壁，502-内腔，601-手柄，602-顶针。
具体实施方式
静电卡盘制造过程中通常采用粘接工艺作为集成手段。粘接工艺是将至少两个部件通过粘接剂连接在一起的方法，与焊接、钎焊和螺纹连接相比，具有诸多优点，如粘接接头牢固，抗疲劳性能好，载荷分布均匀，能很好的满足不同材质的连接。粘接工艺广泛应用于半导体的加工制造工艺中，如芯片封装、晶圆堆叠和静电卡盘各功能部件的连接等。
如图1所示，静电卡盘的组成从下至上依次设置有金属基座100、第一粘接层401、加热器200、第二粘接层402和绝缘层300。其中，在静电卡盘内部设置了上下贯通的Pin孔(图中未示出)用于工艺结束后将晶片用顶针升起。绝缘层300中设置有电极301，绝缘层300下表面设置两个电极孔，通过电极孔加载电压产生静电力来固定晶片。加热器200下表面设置了加热孔(图中未示出)，在通电后产生热量提供给晶片700，金属基座100上表面还分布有若干气孔、电极孔、加热电极孔和Pin孔(图中未示出)等，而加热器200上表面分布有若干气孔、Pin孔(图中未示出)、电极孔等。同时，绝缘层300吸附也面设置有Pin孔(图中未示出)、气孔和表面气道(图中未示出)，静电卡盘内部也设置有气道，提供给工艺过程中晶片背面的所需传热介质，传热介质从金属基座100背面通入，一直到达绝缘层300吸附面。金属基座100内设置冷却管道(图中未示出)，通入冷却液对静电卡盘进行冷却。
通常，第一粘接层401和第一粘接层402通过印刷将粘接剂涂覆在基体上。并在金属基座100的上表面、加热器200的下表面以及加热器200的上表面、绝缘层300的下表面形成粘接面。为保证粘接的可靠性，在粘接贴片作业过程中，需要加压，这样难以避免的少量粘接剂会进入到粘接面的功能孔中，尤其小尺寸的非直通孔(如气孔)，被粘接剂堵住，难以清理，进而影响上述所说功能孔例如气孔、电极孔、Pin孔等功能性。为避免上述问题，本发明提供了一种静电卡盘功能孔防堵装置，如图2结合图3、图4所示，防堵装置用于避免静电卡盘的粘接层在加压时堵塞静电卡盘上的功能孔105，防堵装置可拆卸地连接到功能孔105内，防堵装置包括第一防堵件500和与第一防堵件500配合使用的第二防堵件600，第一防堵件500的形状与功能孔105的形状相适配，第一防堵件500的外径不小于功能孔105的直径且第一防堵件500能够伸入到功能孔105内以实现功能孔105的封堵，第一防堵件500上开设有容置腔502，第二防堵件600的形状与容置腔502的形状相适配，第二防堵件600能够插入到容置腔502内且使得第一防堵件500能够顺利伸入到功能孔105内。
第一防堵件500优选为弹性件，当第二防堵件600插入到所述容置腔502内时，容置腔502发生形变，使得当第二防堵件600插入到容置腔502内时第一防堵件500的径向尺寸增大，保证第一防堵件500与所述功能孔105紧密贴合，从而有效避免粘接剂由于压力进入到功能孔105内。
优选地，为了节约成本，便于取材，第一防堵件500为硅胶或橡胶。
优选地，如图3所示，第一防堵件500包括外露部分501和伸入部分503，外露部分501的外径大于伸入部分503的外径，外露部分501用于封堵功能孔105的孔口，进一步避免粘接剂进入到功能孔105内，容置腔502贯穿开设于外露部分501以及伸入部分503且不穿出伸入部分503的底部，当伸入部分503伸入到功能孔105中时，外露部分501的一端抵在静电卡盘上。
优选地，如图2所示，当第一防堵件500伸入到功能孔105当中时，容置腔502能够与功能孔105同轴。
优选地，当第二防堵件600插入到第一防堵件500内时为保证第一防堵件500能够顺利插入到功能孔105中第二防堵件600为刚性件。
优选地，为了节约成本，便于取材，第二防堵件600为硬质的金属或陶瓷。
优选地，如图4所示，第二防堵件600包括手柄601和顶针602，顶针602用于插入到容置腔502内，当顶针602插入到容置腔502内时，手柄601位于容置腔502的外侧。设置手柄601以便于操作。
优选地，手柄601的外径大于顶针602的外径。
本发明使用时，在对粘接层加压前，将第二防堵件600的顶针602下端插入第一防堵件500的容置腔502中，然后再将第一防堵件500以及第二防堵件600伸入到功能孔105中，实现对功能孔105的封堵，避免粘接剂由于压力进入到功能孔105内。待固化后，取下堵孔工装。
本发明静电卡盘功能孔105防堵装置不限于只对静电卡盘上的功能孔105的封堵。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种静电卡盘功能孔防堵装置，其特征在于：所述防堵装置用于避免静电卡盘的粘接层在加压时粘接用的粘接剂堵塞静电卡盘上的功能孔(105)，所述防堵装置可拆卸地连接到所述功能孔(105)内，所述防堵装置包括第一防堵件(500)和与所述第一防堵件(500)配合使用的第二防堵件(600)，所述第一防堵件(500)的形状与所述功能孔(105)的形状相适配，所述第一防堵件(500)的外径不小于所述功能孔(105)的直径且所述第一防堵件(500)能够伸入到所述功能孔(105)内以实现所述功能孔(105)的封堵，所述第一防堵件(500)上开设有容置腔(502)，所述第二防堵件(600)的形状与所述容置腔(502)的形状相适配，所述第二防堵件(600)能够插入到所述容置腔(502)内且使得所述第一防堵件(500)能够顺利伸入到所述功能孔(105)内。
2.根据权利要求1所述的静电卡盘功能孔防堵装置，其特征在于：所述第一防堵件(500)为弹性件，使得当所述第二防堵件(600)插入到所述容置腔(502)内时所述第一防堵件(500)的径向尺寸增大。
3.根据权利要求2所述的静电卡盘功能孔防堵装置，其特征在于：所述第一防堵件(500)为硅胶或橡胶。
4.根据权利要求1所述的静电卡盘功能孔防堵装置，其特征在于：所述第一防堵件(500)包括外露部分(501)和伸入部分(503)，所述外露部分(501)的外径大于所述伸入部分(503)的外径，所述容置腔(502)贯穿开设于所述外露部分(501)以及所述伸入部分(503)且不穿出所述伸入部分(503)，当所述伸入部分(503)伸入到所述功能孔(105)中时，所述外露部分(501)的一端抵在所述静电卡盘上。
5.根据权利要求1所述的静电卡盘功能孔防堵装置，其特征在于：所述第一防堵件(500)伸入到所述功能孔(105)当中时，所述容置腔(502)能够与所述功能孔(105)同轴。
6.根据权利要求1所述的静电卡盘功能孔防堵装置，其特征在于：所述第二防堵件(600)为刚性件。
7.根据权利要求1所述的静电卡盘功能孔防堵装置，其特征在于：所述第二防堵件(600)为硬质的金属或陶瓷。
8.根据权利要求1所述的静电卡盘功能孔防堵装置，其特征在于：所述第二防堵件(600)包括手柄(601)和顶针(602)，所述顶针(602)用于插入到所述容置腔(502)内，当所述顶针(602)插入到所述容置腔(502)内时，所述手柄(601)位于所述容置腔(502)的外侧。
9.根据权利要求8所述的静电卡盘功能孔防堵装置，其特征在于：所述手柄(601)的外径大于所述顶针(602)的外径。
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