CN113130365A - 一种吸盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吸盘，所述吸盘包括：吸盘本体和密封圈；所述吸盘本体具有至少一个环形的卡槽，所述卡槽的两侧分别为真空吸附区，所述卡槽中设有所述密封圈，所述密封圈凸出于所述吸盘本体。现有技术中，设于吸盘本体边缘的为密封圈，导致硅片翘曲量比较大一般发生在边缘区域，而在本发明提供的所述吸盘中，密封圈的两侧均配置有真空吸附区，当吸盘本体尺寸一定时，相比于现有技术，相当于缩小了密封圈的半径以避让出吸盘本体的边缘区域用以设置真空吸附区，从而减小整体真空吸附区和硅片的半径差，因此能够保证对大翘曲硅片边缘进行正常吸附，保证硅片边缘面形精度。

Description

一种吸盘

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种吸盘。

背景技术

光刻设备是一种将掩膜版图案曝光成像到硅片上的设备。不论哪种光刻设备，需具有相应的装置作为掩模版和硅片的载体，装载有掩模版/硅片的载体产生精确的相互运动来满足光刻需要。上述掩模版的载体被称之为承版台，硅片的载体被称之为承片台。承版台和承片台分别位于光刻设备的掩模台分系统和工件台分系统中，为上述分系统的核心模块。在承版台和承片台的相互运动中，须保证掩模版和硅片始终被可靠地定位，也即上述掩模版和硅片的六个自由度皆被限制住。

在承片台中，用于吸附固定硅片的装置称之为吸盘，吸盘又被定位且吸附在承片台的核心部件基座上表面，保证光刻过程中硅片能随工件台分系统的移动，按照预定的路线和速度到达正确的位置。

硅片的吸附主要包括静电吸附和真空吸附，静电吸附流程复杂，成本高，而真空吸附利用真空进行接触式吸附，实现容易，成本低，是目前半导体光刻设备中常用的硅片吸附方式。

随着硅穿孔(Through Silicon Vias)技术的发展，硅片的不断减薄，硅片自身存在不确定的翘曲，在硅片翘曲处和吸盘的盘体形成了间隙，当吸盘的环形真空槽打开真空时漏气，无法满足正常情况下的真空阈值，而降低真空阈值则会导致硅片吸附的可靠性降低，导致现有的真空吸盘不能理想地吸附翘曲硅片。

目前，在光刻产品和检测品中兼容大翘曲硅片的吸盘由吸盘本体和多个密封圈组成，所有密封圈在所述吸盘上呈同心环状分布，且最外圈的密封圈设置于吸盘本体上表面的边缘，该吸盘能够吸附8寸、12寸正常硅片及大翘曲硅片。然而，利用该吸盘对大翘曲硅片进行吸附时发现，存在硅片吸附面形不达标问题。另外，该吸盘在实际使用中存在密封圈容易脱落的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸盘，以解决现有吸盘在实际吸附和使用中存在硅片吸附面形不达标的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种吸盘，包括：吸盘本体和密封圈；所述吸盘本体具有至少一个环形的卡槽，所述卡槽的两侧分别为真空吸附区，所述卡槽中设有所述密封圈，所述密封圈凸出于所述吸盘本体。

可选的，在所述的吸盘中，所述密封圈包括一隔离部和一连接部；所述隔离部沿平行所述吸盘本体的轴线的方向设置，且凸出于所述吸盘本体；所述连接部固定于所述卡槽的底部，所述连接部和所述卡槽的形状及宽度相互匹配。

可选的，在所述的吸盘中，所述卡槽的横截面呈矩形。

可选的，在所述的吸盘中，所述连接部被所述隔离部分隔为内连接环和外连接环，所述吸盘还包括固定组件，所述固定组件包括与所述内连接环相适配的内固定环，和/或，与所述外连接环相适配的外固定环；所述内连接环和/或所述外连接环分别通过所述内固定环和/或所述外固定环固定连接于所述卡槽的底部。

可选的，在所述的吸盘中，所述固定组件还包括多个螺钉，所述螺钉用于限制所述内连接环和/或所述外连接环与所述卡槽的相对位置，以将所述内固定环和/或所述外固定环固定连接于所述卡槽的底部。

可选的，在所述的吸盘中，所述卡槽的侧壁的至少部分向靠近所述卡槽的轴线的方向倾斜，使得所述卡槽的开口的横截面宽度小于所述卡槽的底壁的横截面宽度。

可选的，在所述的吸盘中，所述卡槽的横截面呈燕尾形或锥形。

可选的，在所述的吸盘中，所述吸盘本体还包括环形的点胶槽，所述点胶槽用于通过点胶将所述连接部固定于所述卡槽的底部。

可选的，在所述的吸盘中，所述隔离部包括多个褶皱，距离所述连接部最远的所述褶皱向远离所述吸盘本体的中心的方向倾斜。

可选的，在所述的吸盘中，所述密封圈的绍尔硬度为45度～55度。

在本发明提供的所述吸盘中，所述吸盘包括：吸盘本体和密封圈；所述吸盘本体具有至少一个环形的卡槽，所述卡槽的两侧分别为真空吸附区，所述卡槽中设有所述密封圈，所述密封圈凸出于所述吸盘本体。现有技术中，设于吸盘本体边缘的为密封圈，导致硅片翘曲量比较大一般发生在边缘区域，而在本发明提供的所述吸盘中，密封圈的两侧均配置有真空吸附区，当吸盘本体尺寸一定时，相比于现有技术，相当于缩小了密封圈的半径以避让出吸盘本体的边缘区域用以设置真空吸附区，从而减小整体真空吸附区和硅片的半径差，因此能够保证对大翘曲硅片边缘进行正常吸附，保证硅片边缘面形精度。

进一步的，现有技术中，密封圈多采用插入卡槽的方式固定，而在本发明提供的所述吸盘中，所述密封圈通过固定组件或以点胶方式固定在所述卡槽底部，因此也解决了吸盘在实际使用中存在密封圈容易脱落的问题。

进一步的，本发明提供的所述吸盘中，限定距离所述连接部最远的所述褶皱向远离所述吸盘本体的中心的方向倾斜，可使所述连接部对硅片的支撑力的方向与硅片因吸附所产生的应力方向相反，使得在承载硅片后所形成的真空吸附腔密封性好，另外，可增大所述连接部与硅片的支撑面积，进一步增加密封性，故而可使得硅片不易发生翘起，保证硅片的面形精度。

附图说明

图1所示是本发明各实施例提供的吸盘的立体图；

图2所示是本发明实施例一提供的吸盘的截面图；

图3所示是本发明实施例一提供的吸盘的密封圈的剖视图；

图4所示是本发明实施例一提供的吸盘的结构示意图；

图5所示是本发明实施例一中对提供的吸盘进行局部放大的示意图；

图6所示是本发明实施例二中对提供的一种吸盘进行局部放大的示意图；

图7所示是本发明实施例二提供的一种吸盘的密封圈的剖视图；

图8所示是本发明实施例三中对提供的吸盘进行局部放大的示意图；

其中，各附图标记说明如下：

1-吸盘；11-吸盘本体；12-密封圈；101-卡槽；2-硅片；121-隔离部；122-连接部；1221-内连接环；1222-外连接环；13-固定组件；131-内固定环；132-外固定环；133-螺钉；201-第一真空吸附区；202-第二真空吸附区；203-第三真空吸附区；102-真空吸附槽；103-真空通孔；104-安装孔；105-点胶槽。

具体实施方式

如前文所述，采用现有吸盘对大翘曲硅片进行吸附时，容易出现面形不达标的问题。这主要是因为，实际工艺中，用于吸附8寸、12寸正常硅片及大翘曲硅片的吸盘，其吸盘本体边缘设置的为密封圈，真空吸附区均位于密封圈的靠近吸盘本体中心的一侧，当硅片的尺寸大于真空吸附区的尺寸时，无法对硅片的边缘区域进行吸附，故而硅片翘曲量比较大一般发生在边缘区域，另外，密封圈一般通过具有一定横跨度的卡槽固定，在卡槽处受应力的影响，也会使大翘曲硅片吸附时边缘区域容易出现面形变化的问题。

有鉴于此，本发明的核心思想在于提供一种可兼容大翘曲硅片的吸盘，使用该吸盘对大翘曲硅片进行吸附时，对大翘曲硅片边缘也能够进行正常吸附，进而保证硅片边缘面形精度。

为实现上述思想，本发明提供了一种吸盘，所述吸盘包括：吸盘本体和密封圈；所述吸盘本体具有至少一个环形的卡槽，所述卡槽的两侧分别为真空吸附区，所述卡槽中设有所述密封圈，所述密封圈凸出于所述吸盘本体。通过在吸盘本体边缘设置真空吸附区来取代设置密封圈，以此来保证对翘曲硅片边缘进行正常吸附，保证硅片边缘面形精度。

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的吸盘作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

【实施例一】

请参阅图1并结合图2，本实施例的吸盘1包括吸盘本体11以及密封圈12；其中，所述吸盘本体11具有至少一个环形的卡槽101，例如，所述卡槽的数量可为1个、2个或2个以上。无论所述卡槽101的数量如何选择，只需保证，每个所述卡槽101的两侧均设有真空吸附区即可。所述密封圈对应于所述卡槽101设置，所述密封圈12凸出于所述吸盘本体11，所述密封圈12的表面构成硅片2的承载面；所述密封圈12设置于所述卡槽101后，将所述吸盘本体11所有的真空吸附区隔离开来。

本实施例提供的所述吸盘1，所述密封圈12的两侧均配置有一所述真空吸附区，故当所述吸盘本体11尺寸一定时，相比于现有技术，相当于缩小了密封圈的半径以避让出吸盘本体的边缘区域用以设置真空吸附区，从而减小整体真空吸附区和硅片2的半径差L1。如此，一方面可以增强对硅片2边缘的吸附，以保证硅片2边缘面形精度，另一方面可以避免因在边缘区域设置密封圈带来的面形变化问题。

为了实现对真空吸附区的隔离，本实施例中，请参考图3并结合图2，所述密封圈12采用如下设置：包括一隔离部121和一连接部122；所述隔离部121沿平行所述吸盘本体11的轴线的方向设置，且凸出于所述吸盘本体11；所述连接部122沿固定于相应的所述卡槽101的底部，所述连接部122和所述卡槽101的形状及宽度相互匹配。

本实施例中，优选的，所述卡槽101的横截面呈矩形，相应的，所述连接部122的横截面也呈矩形，所述连接部122被所述隔离部121分隔为内连接环1221和外连接环1222。在此基础上，进一步的，请参考图4并结合图5，所述吸盘1还包括固定组件13，所述固定组件13包括与所述内连接环1221相适配的内固定环131，和/或，与所述外连接环1222相适配的外固定环132；所述内连接环1221和/或所述外连接环1222分别通过所述内固定环131和/或所述外固定环132固定连接于所述卡槽101的底部。

更进一步的，所述固定组件13还包括多个螺钉133，所述螺钉133用于限制所述内连接环1221和/或所述外连接环1222与所述卡槽101的相对位置，以将所述内固定环131和/或所述外固定环132固定连接于所述卡槽101的底部。

为了保证所述连接部122良好的平整度，较佳的，所述固定组件13包括所述内固定环131和所述外固定环132，分别用以固定所述内连接环1221和所述外连环1222，所述螺钉133相应设置即可。

现有技术中，密封圈多采用插入卡槽的方式固定，但是由于密封圈的材质为硅橡胶，在制作过程中很可能出现良莠不齐的现象，且在使用中存在老化的问题，所以在实际应用一段时间后，很大程度上会出现密封圈脱落的问题。而本实施例中，通过所述固定组件13来对密封圈12进行固定，一方面可以避免密封圈12脱落，另一方面还能减少密封圈12装配时间及密封圈12在插入卡槽时表面不平整的问题。

本实施例中，所述吸盘本体11的真空吸附区可采用如图1及图5所示例的真空吸附结构，所述吸盘本体11的各个真空吸附区均设置有多圈真空吸附槽102，各所述真空吸附槽102未贯穿所述吸盘本体11的下表面，所述吸盘本体11具有设于底部的真空通孔103，所述真空通孔103与各所述真空吸附槽102连通，从而以实现对吸盘1的吸附。应当理解，除了所示例的，本申请中，所述吸盘本体11还可采用其它本领域所常用的真空吸附结构，所述吸盘本体11的具体真空吸附结构不应构成对申请的限制。

如上所述，本实施例提供的所述吸盘1，所述卡槽101的数量可为1个，也可为两个或两个以上，只需保证每个所述卡槽101的两侧均配置有真空吸附区，从而使得在所述吸盘本体的边缘也设有真空吸附区即可。为了使硅片2整体都具有良好的面形精度，本实施例优选的，所述卡槽101的数量为至少两个，所述密封圈12的数量和所述卡槽101的数量相等，当相应数量的所述密封圈12与所述卡槽101一一对应设置后，将所有所述真空吸附区隔离开来，每一所述卡槽101内的所述密封圈12均通过所述固定组件13固定于相应的所述卡槽101的底部。

图1及图2所示是为所述密封圈12的数量为2作为示例，当所述密封圈12的数量为2时，将所述吸盘本体11隔离成3个真空吸附区：第一真空吸附区201、第二真空吸附区202以及第三真空吸附区203，其中，当吸盘1承载硅片2后，所述第一真空吸附区201所在区域形成第一真空吸附腔，用于对硅片2中心区域进行吸附，所述第二真空吸附区201所在区域形成第二真空吸附腔，用于对硅片2中间区域进行吸附，第三真空吸附区203所在区域虽未能形成真空吸附腔，但相对于现有技术，由于能够对翘曲硅片2边缘进行正常吸附，故而可以保证硅片2边缘面形精度。

此外，如图1所示，所述吸盘1本体还设有安装孔104，所述安装孔104用于将所述吸盘1固定于一承载台的基座的上表面。

【实施二】

与实施例一不同的是，本实施例中，所述连接部122不再通过固定环131和螺钉133进行固定，而是通过点胶的方式固定。具体的，如图6所示，本实施例的所述吸盘本体11还包括点胶槽105，当所述卡槽101的数量为至少两个时，每一所述卡槽101对应设置一所述点胶槽105，所述点胶槽105用于通过点胶将所述连接部122固定在所述卡槽101的底部。

【实施例三】

与实施例二不同的是，本实施例中，所述卡槽101的侧壁的至少部分向靠近所述卡槽101的轴线的方向倾斜，使得所述卡槽101的开口的横截面宽度小于所述卡槽101的底壁的横截面宽度，如此设计，相对于实施例二，可以减小卡槽开口处对硅片的应力作用，从而可减少卡槽处对硅片面形的影响。本实施例中，具体的，所述卡槽101的横截面可呈燕尾形或锥形，图6所示是以所述卡槽101的横截面呈锥形做出示例，当所述卡槽101的横截面呈锥形时，相应的，如图7所示，所述连接部122的横截面也呈锥形。通过横截面呈燕尾形或锥形的所述卡槽101限定所述连接部122的位置之后，再采用点胶槽105点胶进一步固定，进而可起到双重固定的作用。

特别的，本实施例中所述连接部122采用点胶的方式固定于所述卡槽101内，相较于实施例一和实施例二，所述连接部122的用于与所述固定环131设置相接的部分，即所述内连接环1221和/或所述外连接环1222，可取消或适当缩小。因此，与实施例一和实施例二相比，相应的所述卡槽101的开口宽度也可适当缩小，故而可以进一步除低对硅片2面形变化的影响。

【实施例四】

本实例，在以上实施例的基础上对所述密封圈12作进一步限定，具体包括：所述隔离部121包括多个褶皱，例如可为3、5、6、7、9个等，距离所述连接部122最远的所述褶皱向远离所述吸盘本体11的中心的方向倾斜。如此设计，可使所述连接部121对硅片2的支撑力的方向与硅片2因吸附所产生的应力方向相反，使得所述密封圈12和硅片2所构成的真空吸附腔密封性好，另外，可增大所述连接部121与硅片2的支撑面积，进一步增加密封性，故而可使得硅2片不易发生翘起，保证硅片2的面形精度。

所述褶皱的具体数量可根据硅片的翘曲程度而进行调整，研究发现，当如图8所示，所述隔离部121包括7个所述褶皱，所述隔离部121的每个所述褶皱在所述吸盘本体11的径向上的宽度为2.2mm～2.4mm，例如为2.2mm、2.3mm或2.4mm等时，对改善硅片的面形变化的效果最佳。这里需要说明的是，图8所示是以实施例一中所述隔离部121的固定方式作出示例，但应理解，本实施例中，所述隔离部121也可采用实施例二中所述点胶方式进行固定。

当所述密封圈12采用如上设置时，可使所述密封圈12有一定的弹性，在对硅片2进行支撑时，在一定程度上可减小硅片2的面形形变，进而可提高硅片2的面形精度。

进一步的，所述密封圈12的绍尔硬度为45度～55度，例如为45度、48度、50度或55度等，当所述密封圈12的绍尔硬度在此范围之内，可保证所述密封圈12沿轴向具有一定的弹性，而沿径向不易发生变形。

综上所述，本发明提供的所述吸盘解决了现有吸盘在实际吸附和使用中存在硅片吸附面形不达标问题的问题，同时也解决了吸盘在实际使用中存在密封圈容易脱落的问题。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，此外，各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用，本发明对此不作限定。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种吸盘，其特征在于，包括：吸盘本体和密封圈；所述吸盘本体具有至少一个环形的卡槽，所述卡槽的两侧分别为真空吸附区，所述卡槽中设有所述密封圈，所述密封圈凸出于所述吸盘本体。

2.如权利要求1所述的吸盘，其特征在于，所述密封圈包括一隔离部和一连接部；所述隔离部沿平行所述吸盘本体的轴线的方向设置，且凸出于所述吸盘本体；所述连接部固定于所述卡槽的底部，所述连接部和所述卡槽的形状及宽度相互匹配。

3.如权利要求2所述的吸盘，其特征在于，所述卡槽的横截面呈矩形。

4.如权利要求3所述的吸盘，其特征在于，所述连接部被所述隔离部分隔为内连接环和外连接环，所述吸盘还包括固定组件，所述固定组件包括与所述内连接环相适配的内固定环，和/或，与所述外连接环相适配的外固定环；所述内连接环和/或所述外连接环分别通过所述内固定环和/或所述外固定环固定连接于所述卡槽的底部。

5.如权利要求4所述的吸盘，其特征在于，所述固定组件还包括多个螺钉，所述螺钉用于限制所述内连接环和/或所述外连接环与所述卡槽的相对位置，以将所述内固定环和/或所述外固定环固定连接于所述卡槽的底部。

6.如权利要求2所述的吸盘，其特征在于，所述卡槽的侧壁的至少部分向靠近所述卡槽的轴线的方向倾斜，使得所述卡槽的开口的横截面宽度小于所述卡槽的底壁的横截面宽度。

7.如权利要求6所述的吸盘，其特征在于，所述卡槽的横截面呈燕尾形或锥形。

8.如权利要求3、6、或7所述的吸盘，其特征在于，所述吸盘本体还包括环形的点胶槽，所述点胶槽用于通过点胶将所述连接部固定于所述卡槽的底部。

9.如权利要求2所述的吸盘，其特征在于，所述隔离部包括多个褶皱，距离所述连接部最远的所述褶皱向远离所述吸盘本体的中心的方向倾斜。

10.如权利要求1所述的吸盘，其特征在于，所述密封圈的绍尔硬度为45度～55度。

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