CN112885765A - 晶圆基板吸盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆基板吸盘，包括吸盘本体，吸盘本体具有用于吸附固定晶圆基板的吸盘工作面和用于反射光线的反光结构层，反光结构层布置于吸盘工作面的背光面，并平行于吸盘工作面，当光线从吸盘工作面的迎光面透射过吸盘工作面后，在反光结构层发生反射，从反光结构层反射的光线再次经过吸盘工作面射出晶圆基板吸盘，或从吸盘工作面与反光结构层中间的侧向端面射出晶圆基板吸盘。本发明晶圆基板吸盘通过反射的方式阻断光能被吸盘吸收，避免吸盘温度出现波动。
Description
技术领域
本发明涉及WLO(Wafer Level Optics：晶圆级光学元件)制造技术，特别涉及一种晶圆基板吸盘，用于在晶圆基板表面进行紫外固化注塑工艺时将晶圆基板吸附固定。
背景技术
WLO是指利用半导体工艺在基片晶圆上产生微纳结构而制成的微纳结构光学元件。与传统光学元件的加工技术不同，WLO工艺在整片透明晶圆基板上，用半导体工艺批量复制加工镜头单元阵列，多个透明晶圆基板压合在一起，然后切割成单颗镜头，具有尺寸小、高度低、一致性好等特点。晶圆级光学透镜的位置精度达到nm级，是未来标准化的光学透镜组合的最佳选择。
紫外固化注塑是在透明晶圆基板上加工出镜头阵列的关键步骤。在紫外固化注塑工艺中需使用吸盘来吸附固定晶圆基板。当紫外光照射在吸附于吸盘上的晶圆基板时，由于晶圆基板的透光性，通过光线会通过晶圆基板透射到吸盘表面，吸盘表面温度升高。吸盘表面热量会通过传导的形式再传给被加工的晶圆基板，导致被加工的晶圆基板温度升高，发生热胀冷缩效应，从而改变了晶圆基板上标记点和镜头结构的尺度和间距，使得晶圆基板上标记点和镜头结构无法与掩模、模具或另一种晶圆上的标记点和镜头结构一一对准，严重影响生产精度和生产良率。
通常在吸盘内部设有冷却剂循环装置，用于防止光线持续照射造成吸盘温度过高。现有的冷却剂循环装置是在吸盘内部布置冷却管路，通过冷却管路把系统吸盘表面由光能转换的热能带走，这种冷却方案存在一定的滞后性，所以吸盘表面温度波动会较大。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种晶圆基板吸盘，通过反射的方式阻断光能被吸盘吸收，避免吸盘温度出现波动。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种晶圆基板吸盘，包括吸盘本体，其特征在于：所述吸盘本体具有用于吸附固定晶圆基板的吸盘工作面和用于反射光线的反光结构层，所述反光结构层布置于吸盘工作面的背光面，并平行于吸盘工作面，当光线从吸盘工作面的迎光面透射过吸盘工作面后，在反光结构层发生反射，从反光结构层反射的光线再次经过吸盘工作面射出晶圆基板吸盘，或从吸盘工作面与反光结构层中间的侧向端面射出晶圆基板吸盘。
进一步的，所述反光结构层为具有反射照明或曝光光源能力的单层介质膜、多层介质膜、金属膜或光栅结构。
进一步的，所述反光结构层至少为两层，且彼此相互平行。
进一步的，相邻两层反光结构层之间设置一层透光结构层。
进一步的，所述吸盘工作面设置真空吸附区域与距离传感器探测区域，真空吸附区域与距离传感器探测区域共面设置，真空吸附区域用于放置并吸附晶圆基板，距离传感器探测区域设置为距离传感器的探测面。
进一步的，所述探测面为适用于接触式传感器的接触平面或适用于非接触式传感器的测量光反射面。
进一步的，距离传感器探测区域环绕于真空吸附区域的周围。
进一步的，所述反光结构层底面设置金属结构层。
进一步的，所述晶圆基板为单片硅片晶圆、玻璃片晶圆或有机材料片状晶圆，或上述三种晶圆中至少两种晶圆的的层叠组合。
进一步的，所述照明或曝光光源为紫外光源。
有益效果：
1)采用本发明的晶圆基板吸盘结构，通过在吸盘工作面内侧设置反光结构层，用于反射照明或曝光光源光能，防止其持续照射吸盘，造成吸盘温度过高。
2)通过反光结构将透射过晶圆基板部分的光线反射，有助于在晶圆基板表面实现更均匀的光强分布，更有利于紫外固化注塑。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是多层反光结构层布置示意图；
图3是具金属结构层的反光结构示意图；
图中：1-吸盘工作面；1-1-真空吸附区域；1-2-距离传感器探测区域；2-反光结构层；3-吸盘本体；4-透光结构层；5-金属结构层。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1所示，本发明的一种晶圆基板吸盘，包括吸盘本体3，吸盘本体3具有用于吸附固定晶圆基板的吸盘工作面1和用于反射光线的反光结构层2，反光结构层2布置于吸盘工作面1的背光面，并平行于吸盘工作面1，当光线从吸盘工作面1的迎光面透射过吸盘工作面1后，在反光结构层2发生反射，从反光结构层2反射的光线再次经过吸盘工作面1射出晶圆基板吸盘，或从吸盘工作面1与反光结构层2中间的侧向端面射出晶圆基板吸盘。
反光结构层2可根据吸盘类型适配贯通孔。如果吸盘配置外部真空是从吸盘本体3内部真空管路输入的，则需要在反光结构层2上布置与吸盘本体3真空管路相对应的贯通孔，如果吸盘配置外部真空是从吸盘工作面1与晶圆基板之间的侧面导入的，不需要贯通孔。
反光结构层2可以采用具有反射照明或曝光光源能力的单层介质膜、多层介质膜、金属膜、光栅结构。
如图1和2所示，反光结构层2可以设置为单层，或者至少为两层。当反光结构层2采用两层以上结构时，各层彼此相互平行，每层反光结构层2可以配置不同参数，使得有的层对某些光谱满足反射条件，有的层对某些角度入射光满足反射条件。
当反光结构层2至少为两层时，可以在相邻两层反光结构层2之间设置一层透光结构层4。透光结构层4限定相邻两层反光结构层2的间距，并作为光线的传导通道。透光结构层4可采用单层介质膜、多层介质膜。
吸盘工作面1设置真空吸附区域1-1与距离传感器探测区域1-2，真空吸附区域1-1与距离传感器探测区域1-2共面设置，真空吸附区域1-1用于放置并吸附晶圆，距离传感器探测区域1-2设置为距离传感器的探测面。
距离传感器探测区域1-2为适用于接触式传感器的接触平面或适用于非接触式传感器的测量光反射面。配套的传感器可安装于光刻机上，具体安装位置根据光刻机的设计结构而定，比如，安装于光刻机的光罩吸盘上。
根据图2所示，可将距离传感器探测区域1-2布置与真空吸附区域1-1的周围。将数量大于等于3个距离传感器均布于距离传感器探测区域1-2的上方，这样便于探测晶圆基板的位置方向，即可以调整配置晶圆基板表面法线方向与照明光源照射的轴向方向重合，对于反光结构层2的设计来说，晶圆方向为上述方向配置时，反射效果最佳。
如图3所示，在反光结构层2底面设置设置一层金属结构层5，金属结构层5起到保护作用，使反光结构层2不易被损坏。
本发明中采用的晶圆基板为单片硅片晶圆、玻璃片晶圆或有机材料片状晶圆，或上述三种晶圆中至少两种晶圆的的层叠组合。
本发明中采用的照明或曝光光源为紫外光源。
在该吸盘结构基础上，可在该反光结构层2周围与吸盘工作面1之间设置导光结构，对于具有贯通孔的反光结构，当光能穿过贯通孔区域是会出现折射，此部分光能部分会从反光结构层2侧面射出，在导光结构中通过多次反射，最终在远离晶圆基板吸盘的地方导出，或被吸收光能结构(光陷阱)吸收，转换成热能，热能再被传递到散热系统中。
导光结构可采用玻璃、晶体、聚合物等透过紫外材料，或由反光材质组成的空腔结构。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种晶圆基板吸盘，包括吸盘本体，其特征在于：所述吸盘本体具有用于吸附固定晶圆基板的吸盘工作面和用于反射光线的反光结构层，所述反光结构层布置于吸盘工作面的背光面，并平行于吸盘工作面，当光线从吸盘工作面的迎光面透射过吸盘工作面后，在反光结构层发生反射，从反光结构层反射的光线再次经过吸盘工作面射出晶圆基板吸盘，或从吸盘工作面与反光结构层中间的侧向端面射出晶圆基板吸盘。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆基板吸盘，其特征在于：所述反光结构层为具有反射照明或曝光光源能力的单层介质膜、多层介质膜、金属膜或光栅结构。
3.根据权利要求2所述的一种晶圆基板吸盘，其特征在于：所述反光结构层至少为两层，且彼此相互平行。
4.根据权利要求3所述的一种晶圆基板吸盘，其特征在于：相邻两层反光结构层之间设置一层透光结构层。
5.根据权利要求1所述的一种晶圆基板吸盘，其特征在于：所述吸盘工作面设置真空吸附区域与距离传感器探测区域，真空吸附区域与距离传感器探测区域共面设置，真空吸附区域用于放置并吸附晶圆基板，距离传感器探测区域设置为距离传感器的探测面。
6.根据权利要求5所述的一种晶圆基板吸盘，其特征在于：所述探测面为适用于接触式传感器的接触平面或适用于非接触式传感器的测量光反射面。
7.根据权利要求6所述的一种晶圆基板吸盘，其特征在于：所述距离传感器探测区域环绕于真空吸附区域的周围。
8.根据权利要求1所述的一种晶圆基板吸盘，其特征在于：所述反光结构层底面设置金属结构层。
9.根据权利要求1所述的一种晶圆基板吸盘，其特征在于：所述晶圆基板为单片硅片晶圆、玻璃片晶圆或有机材料片状晶圆，或上述三种晶圆中至少两种晶圆的的层叠组合。
10.根据权利要求1所述的一种晶圆基板吸盘，其特征在于：所述照明或曝光光源为紫外光源。
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