CN117157162A - 用于捕获翘曲工件的卡盘 - Google Patents

Abstract

一种卡盘，包括卡盘表面和分布在卡盘表面上的多个真空端口。真空端口中的每个真空端口通向能够连接到抽吸源的导管，该抽吸源能够操作以向该真空端口施加吸力。限流器位于每个导管内并且特征为提供流动阻力。至少一个导管中的限流器的流动阻力小于至少一个其他导管中的限流器的流动阻力。

Description

用于捕获翘曲工件的卡盘

技术领域

本发明涉及用于保持工件的卡盘。更特别地，本发明涉及一种可操作用于捕获翘曲工件的卡盘。

背景技术

许多类型的工业或其他过程需要操纵各种类型的工件。典型地，卡盘用于捕获工件并且用于操纵工件以进行各种类型的加工。在工件足够薄或轻的情况下，卡盘可以通过向工件施加吸力来操作，以便在加工期间将工件保持在精确限定的位置处。

例如，半导体工业需要操纵硅晶圆(silicon wafers)，例如用于生产电子器件。真空卡盘可以捕获这种晶圆并且在进行诸如涂覆、切割、机加工、蚀刻、抛光、检查或其他加工等的加工期间保持该晶圆。

发明内容

因此，根据本发明的实施例，提供了一种卡盘，该卡盘包括：卡盘表面；多个真空端口，分布在卡盘表面上，其中，真空端口中的每个真空端口通向能够连接到抽吸源的多个导管中的导管，抽吸源能够操作以向该真空端口施加吸力；以及限流器，位于多个导管中的每个导管内并且特征为提供流动阻力，多个导管中的至少一个导管中的限流器的流动阻力小于多个导管中的至少一个其他导管中的限流器的流动阻力。

此外，根据本发明的实施例，卡盘表面被分成多个连续区域，在通向每个连续区域中的真空端口的导管中的限流器的流动阻力基本上相等。

此外，根据本发明的实施例，多个连续区域包括多个同心圆形带。

此外，根据本发明的实施例，在通向内同心圆中的真空端口的导管中的每个导管中的限流器的流动阻力小于在通向外同心圆中的真空端口的导管中的每个导管中的限流器的流动阻力。

此外，根据本发明的实施例，在通向外同心圆中的真空端口的导管中的每个导管中的限流器的流动阻力小于在通向内同心圆中的真空端口的导管中的每个导管中的限流器的流动阻力。

此外，根据本发明的实施例，多个连续区域包括多个圆形扇区。

此外，根据本发明的实施例，限流器选自由收缩部、挡板和自适应分段孔口(SASO)组成的一组限流器。

此外，根据本发明的实施例，真空端口中的每个真空端口由脊部围绕。

此外，根据本发明的实施例，卡盘表面还包括与真空端口穿插布置的多个突起。

此外，根据本发明的实施例，多个真空端口中的真空端口包括可延伸管，可延伸管的远端配置成在与工件接触时形成密封，并且该可延伸管配置成在形成密封之后能够通过吸力被压缩。

此外，根据本发明的实施例，可延伸管呈具有手风琴式折叠部的波纹管的形式。

根据本发明的实施例，进一步提供了一种卡盘，该卡盘包括：卡盘表面；多个真空端口，分布在卡盘表面上；多个导管，其中，每个导管通向多个真空端口中的至少一个真空端口并且能够连接到抽吸源，抽吸源能够操作以向至少一个真空端口施加吸力；传感器，用于感测通过导管中的每个导管的入流；多个阀，每个阀能够操作用于启动或禁止通过多个导管中的至少一个的入流；以及控制器，控制器配置成从传感器接收信号，并且当传感器指示通过多个真空端口中的一些真空端口的入流减少而通过多个真空端口中的至少一个其他真空端口的入流未减少时，控制器配置成操作多个阀中的至少一个阀以禁止通过至少一个其他真空端口中的至少一个真空端口的入流，其中，入流减少指示一些真空端口捕获了翘曲工件，而入流未减少指示至少一个其他真空端口未能捕获所述翘曲工件。

此外，根据本发明的实施例，传感器包括流量计。

此外，根据本发明的实施例，入流减少通过感测到的流速小于预定阈值流速来指示。

此外，根据本发明的实施例，传感器包括压力传感器。

此外，根据本发明的实施例，入流减少通过感测到的流体压力低于预定阈值压力来指示。

此外，根据本发明的实施例，每个真空端口由柔性杯状件围绕，柔性杯状件配置成在工件与真空端口之间形成密封。

此外，根据本发明的实施例，每个真空端口包括销，用于限制工件在由真空端口捕获时的局部弯曲。

此外，根据本发明的实施例，至少一个其他真空端口包括多个真空端口，控制器进一步配置成：在禁止通过至少一个其他真空端口中的至少一个真空端口的入流之后，确定通过至少一个其他真空端口中的至少一个另外真空端口的入流是否已经减少。

此外，根据本发明的实施例，控制器进一步配置成：在确定通过至少一个另外真空端口的入流已经减少时，启动通过先前被禁止的至少一个真空端口的入流。

附图说明

为了更好地理解本发明并且理解本发明的实际应用，在下文中提供并参考以下附图。应当注意，附图仅作为示例给出，并且决不限制本发明的范围。相同的部件由相同的附图标记表示。

图1A示意性地示出了根据本发明的一些实施例的配置成使翘曲工件平坦的卡盘的示例。

图1B是图1A所示的卡盘的示意性侧视图。

图1C是图1A所示的卡盘的示意性俯视图。

图1D是图1A所示的卡盘的示意性框图。

图1E示意性地示出了根据本发明实施例的卡盘，其中真空端口组通过平行割线被分成多个真空端口组。

图1F示意性地示出了根据本发明的实施例的卡盘，其中真空端口组通过半径被分成多个真空端口组。

图2A示意性地示出了图1A所示的卡盘的变型，该卡盘包括用于防止工件与卡盘表面接触的突起。

图2B是图2A所示的卡盘的表面的区段的放大视图。

图2C示意性地示出了具有用于促进工件捕获的可延伸且可收缩的管结构的真空端口的截面。

图3A是根据本发明的一些实施例的配置成保持翘曲工件的卡盘的流量控制的示意性框图。

图3B示意性地示出了图3A所示的卡盘的真空端口。

图4是描绘图3A所示的卡盘的操作方法的流程图。

图5是描绘图4中描绘的操作方法的变型的流程图。

具体实施例

在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、过程、部件、模块、单元和/或电路，以免模糊本发明。

尽管本发明的实施例在这方面不受限制，但是利用诸如“处理”、“计算”、“估计”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”等术语的讨论可以指计算机、计算平台、计算系统或其他电子计算装置的(一个或多个)操作和/或(一个或多个)处理，其将表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理(例如，电子)量的数据操纵和/或转换成类似地表示为计算机的寄存器和/或存储器或可以存储用于执行操作和/或处理的指令的其他信息非暂时性存储介质(例如，存储器)内的物理量的其他数据。尽管本发明的实施例在这方面不受限制，但是如本文所使用的术语“多”和“多个”可以包括例如“多个”或“两个或更多个”。在整个说明书中可以使用术语“多”或“多个”来描述两个或更多个部件、装置、元件、单元、参数等。除非明确说明，否则本文描述的方法实施例不限于特定顺序或序列。另外，所描述的方法实施例或其要素中的一些可以同时、在相同时间点或并发地发生或执行。除非另有指示，否则本文使用的连词“或”应理解为包含性的(所陈述选项中的任何或所有选项)。

根据本发明的实施例，卡盘配置成捕获和保持翘曲工件。例如，工件可以是要加工以结合到一个或多个电子部件中的硅晶圆、薄玻璃片(例如，用于结合到触摸屏或显示屏中)、或在其成型或后续加工期间可能变得翘曲的其他类型的基板。翘曲可以表现出沿着一个或两个轴线的凹曲率、沿着一个或两个轴线的凸曲率、或凹曲率和凸曲率的混合，诸如呈波状表面或鞍形形状。本文对工件的凹曲率和凸曲率的引用是指工件的面向卡盘并从卡盘观察的表面，并且该表面将由卡盘捕获和保持。

根据本发明的一些实施例，卡盘包括分布在卡盘的抓持表面上的多个真空端口。这些真空端口中的每一个真空端口连接到抽吸源，该抽吸源可操作用于向真空端口施加吸力。抽吸源可以包括泵、鼓风机或用于产生气动抽吸的其他类型的装置。所有真空端口可以连接到同一抽吸源。可替代地，真空端口的不同子组可以连接到不同的抽吸源。

真空端口在抓持表面上的分布模式可以根据与该卡盘一起使用的工件的类型来设计，并且该工件可以包括任何预期的翘曲，例如由工件的类型或各个工件的实际翘曲决定的翘曲。例如，传感器可以操作用于感测特定工件的表面的形貌。包括多个卡盘的系统的控制器可以选择针对该类型的工件进行配置或优化的卡盘，以有效地抓持和操纵该工件。

将每个真空端口连接到抽吸源的管或导管可以包括一个或多个阀、限流器(例如，收缩部或变窄部、挡板、自适应分段孔口(SASO)限流器或其他类型的限流器)、真空或流量传感器或用于改变、控制或监测通过真空端口的入流的其他部件。经由每个真空端口施加的吸力的强度(在本文中也称为该真空端口的真空水平)可以取决于限流器的类型和数量，并且取决于抽吸源与该真空端口之间的流体路径中的任何阀的状态。如本文所使用的，真空端口的真空或吸力水平可以通过当真空端口未被覆盖时通过真空端口的入流流速来量化，或者通过当端口被覆盖以防止入流时端口内的真空水平来量化。

在本发明的一些实施例中，卡盘可以配置成使翘曲工件平坦。卡盘的不同连续区域可以设计成具有不同的通过真空端口的入流流速，以便实现平坦化。通过为在不同区域中的真空端口提供具有不同流动阻力的限流器，可以实现不同的入流流速。例如，在预期翘曲工件的表面最初相对靠近卡盘表面的区域处，流动阻力可以相对高(与卡盘表面的其他区域相比)，从而在该卡盘表面的该区域中产生相对低的入流流速。另一方面，在期望工件的翘曲在工件表面与卡盘表面之间产生较大初始间隙的卡盘表面的区域中，流动阻力可以相对低以便实现相对高的入流流速。在具有相对大的初始间隙的卡盘表面的区域中产生的增加的入流流速可以使施加到工件的更远区域的吸力增加。因此，增加的吸力可以使工件的初始远离区域朝向卡盘表面弯曲。

例如，在一些情况下，工件的弹性模量可以以与工件的弯曲角度成比例的值抵抗弯曲。在弯曲角度小的情况下，工件的区域中的局部弯曲角度可以与工件的局部区域距卡盘表面的距离的变化成比例。另一方面，在一些情况下，由真空端口施加到工件的吸力可以与工件的局部区域与卡盘表面之间的局部距离的立方成反比。将工件平坦化到卡盘表面所需的抽吸流量可以与工件的局部区域与卡盘表面之间的局部距离的立方成比例。因此，在这些情况下，工件表面朝向卡盘表面的初始弯曲可以是自增强的，以使工件表面抵靠卡盘表面平坦。

在本发明的一些实施例中，卡盘表面可以是圆形的。在一些实施例中，卡盘的每个连续区域(其中通过该区域的真空端口的流的流速是基本上均匀的)可以包括在距圆形卡盘表面的中心不同距离处的多个同心圆形带或圆环。在其他实施例中，连续区域可以包括围绕卡盘表面的中心处于不同方位角的多个圆形扇区。

根据本发明的一些实施例，卡盘表面可以被分成多个单元的布置。每个单元可以被一个或多个凸起脊部(在下文中为脊部)的闭合周边围绕，并且可以在凸起脊部内包括至少一个真空端口。因此，当工件表面的区段与围绕多个单元中的一个单元的脊部接触时，与脊部的接触可以形成密封。因此，施加在由工件表面、围绕的脊部和卡盘表面界定的体积内的吸力可以将工件的该区段保持到卡盘的该单元。当该体积内的真空水平接近抽吸源的体积的水平时，通过该体积内的通过真空端口的入流流速可以接近零。继续以其先前容量操作的抽吸源然后可以向卡盘的其他单元中的真空端口施加增加的吸力。

可以通过一个或更多个考虑因素来确定单元的尺寸和位置、脊部的厚度和高度以及卡盘表面的其他特性。例如，允许物理接触卡盘表面的工件的总面积可能是有限的，例如，由于与工件加工的质量控制相关的考虑，因此限制了卡盘表面的可能与脊部物理接触的部分。围绕单元的脊部之间的距离及脊部高度以及施加到该单元中的一个或多个真空端口的真空水平可能因覆盖该单元的工件的区段的局部弯曲的限制而受到限制。制造卡盘表面时的可制造性和成本限制可能会施加其他限制。真空端口可以位于单元内的任何位置。

例如，根据本发明的一些实施例，卡盘可以设计成捕获具有凹形翘曲(例如，拱形)的工件并使该工件平坦。在这种情况下，卡盘的单元可以设计成使得在卡盘的中间附近的单元(其中拱形工件表面距卡盘表面较远)中的吸力大于在卡盘的边缘附近的单元(其中拱形工件最靠近卡盘表面)中的吸力。例如，卡盘表面的中间的单元的真空端口的流动阻力可以小于卡盘的边缘附近的单元的流动阻力。因此，工件的中心可以被拉向卡盘表面，其中工件的中心可以由卡盘中心附近的单元捕获。

类似地，卡盘可以设计成捕获具有凸形翘曲(例如碗形)的工件并使该工件平坦。在这种情况下，卡盘的单元可以设计成使得卡盘的边缘附近的单元(其中碗形工件表面距卡盘表面较远)中的吸力大于卡盘的中心附近的单元(其中碗形工件最靠近卡盘表面)中的吸力。例如，卡盘表面的边缘附近的单元的真空端口的流动阻力可以小于卡盘的中心附近的单元的流动阻力。因此，工件的边缘可以被拉向卡盘表面，其中工件的边缘可以由卡盘边缘处的单元捕获。

在基本上圆形卡盘的一些实施例中，沿着一半径的单元可以具有类似的限流器，而在不同方位角的单元可以具有不同的限流器。因此，在允许更多入流的方位角处的单元可以捕获凸形工件的对应径向区段。当工件边沿因此朝向卡盘表面弯曲时，具有较低入流流速的相邻方位角处的单元然后能够捕获工件。

在一些实施例中，卡盘可以配置成使得通过每个单元的入流流速可以取决于每个单元的径向位置或者每个单元的角度或方位角位置中的一个或多个。

在一些示例中，向每个真空端口提供流动阻力的限流器可以位于在该真空端口与抽吸源之间形成流体连接的导管中。在这种情况下，可以基于特定工件的翘曲类型来选择用于保持该工件的卡盘。例如，一批工件的特征可以在于特定形式的翘曲(例如，凹形或凸形)。在操作加工系统以加工该批工件之前，设计用于该类型翘曲的卡盘可以附接到系统(例如，通过系统的操作者)或由系统的控制器激活。在另一示例中，该系统可以配置成同时或选择性地操作设计用于以不同方式翘曲的工件的多个卡盘。系统的一个或多个传感器可以配置成感测每个工件的翘曲，例如在系统的入口点处或附近。然后，系统的控制器可以选择已经被设计用于感测到的翘曲的卡盘，以便捕获和操纵该工件。

在本发明的一些实施例中，单个限流器可以为真空端口的一组相邻或以其他方式布置的子组提供流动阻力。例如，限流器可以位于导管中，该导管分支出来以在真空端口的子组的真空端口与抽吸源之间形成流体连接。在这种情况的一些示例中，可以操作阀或其他结构的布置以使通过真空端口的子组的入流穿过两个或更多个不同限流器中的选定限流器(在一些实施例中，例如，在卡盘的部件被充分最小化的情况下，可以针对每个单独的真空端口实现流动阻力的这种选择)。在这种情况下，单个卡盘可以配置用于具有不同翘曲的工件。例如，可以操作包括可配置卡盘的加工系统的一个或更多个传感器以感测待由卡盘保持的每个工件的翘曲。系统的控制器可以配置成选择用于多个真空端口组中的每一组的限流器，以便配置卡盘以最佳地捕获和操纵具有感测到的翘曲的工件。

由于具有不同流动阻力的限流器，卡盘的不同区域中的真空端口具有不同的初始入流流速的卡盘在处理翘曲工件时可以是有利的。在使用常规卡盘时，其中施加到所有真空端口的吸力水平是均匀的，捕获翘曲工件和使该工件平坦所需的吸力可能超过其抽吸源的能力或使其抽吸源的能力承受负担，或者可能需要强抽吸源。另一方面，使用根据本发明的实施例的卡盘，其中通过不同真空端口的入流流速设计用于捕获翘曲工件和使该工件平坦，可以有效地利用由抽吸源提供的抽吸来捕获翘曲工件和使该工件平坦。

在圆形卡盘的示例中，真空端口可以通过半径被划分成具有不同流动阻力和入流流速流量的区域，其中在距卡盘表面中心的共同距离处的所有真空端口具有基本上相等的流动阻力，或者真空端口可以通过方位角被划分成具有不同流动阻力和入流流速的区域，其中卡盘表面的给定圆形扇区内的所有真空端口具有基本上相等的阻力。

在一个示例中，真空端口可以通过半径被划分成内区段和外区段，其中通过外区段中的每个真空端口的入流流速最初大于通过内区段中的每个真空端口的入流流速。

如果内区段和外区段中的真空端口的数量大约相等，并且内区段中的流动阻力是外区段中的流动阻力的10倍，则根据计算，大约91％的入流最初可以流过外区段中的真空端口。类似地，如果内区段中的流动阻力是外区段中的流动阻力的5倍或3倍，则根据计算，分别大约83％或75％的入流可以最初流过外区段中的真空端口。

在另一示例中，外区段中的真空端口的数量是内区段中的真空端口的数量的三分之一。在该示例中，如果内区段中的流动阻力是外区段中的流动阻力的10倍、5倍或3倍，则根据计算，分别大约71％、56％或43％的入流可以最初流过外区段中的真空端口。

在另一示例中，真空端口可以通过方位角被划分成包含约25％的真空端口的第一区域(圆形扇区)和包含约75％的真空端口的第二区域。如果到第二区域中的每个真空端口的流动阻力是到第一区域中的每个端口的流动阻力的3倍，则根据计算，大约50％的入流最初可以流过第一区域中的真空端口。

对于将真空端口按径向或按方位角划分成两个以上区域的划分，可以进行类似的计算。

作为对不同真空端口或真空端口的子组提供不同流动阻力的替代或补充，卡盘可以配置成增加用于捕获和保持翘曲工件而不使工件平坦的吸力。例如，卡盘可以配置成动态地调节通过每个真空端口的入流流速，以便最大化施加到已经捕获工件的区域的真空端口的吸力。这可以通过最小化或阻止通过没有捕获工件的真空端口的入流来实现，否则将从环境大气吸入空气或其他气体。

例如，每个真空端口(或在真空端口与抽吸源之间形成流体连接的导管)可以设置有一个或更多个传感器(例如，流量传感器)和阀。最初，可以打开所有真空端口的阀。每个真空端口的传感器可以配置成感测通过真空端口的入流流速、在端口内形成的真空水平、或指示真空端口是否已经捕获工件表面的另一值中的一个或更多个。

卡盘的控制器可以接收来自传感器的信号，该信号可以被分析或解读以指示每个真空端口是否已经捕获工件表面。控制器配置成关闭未捕获工件表面的每个真空端口的阀。由此，抽吸源的吸力仅施加到与工件表面接触的那些真空端口。

在一些实施例中，控制器可以配置成仅关闭未捕获工件的真空端口的阀中的一些(例如，至少一个)阀。增加通过打开的真空端口的吸力可以增加那些真空端口捕获工件的可能性。如果例如在预定时间段内工件没有被更多的真空端口捕获，则可以关闭未捕获工件的所有真空端口的阀。

因此，将工件保持到卡盘的力可以强于在不阻挡通过保持对环境大气开放的真空端口的入流的情况下施加的力。

例如，当真空端口捕获工件表面时，工件表面与卡盘表面的围绕真空端口的区段之间的接触可以形成基本上气密的屏障，该屏障阻止或显著减少通过真空端口的入流。因此，流量传感器可以检测通过真空端口的入流流速的显著降低(例如，由先前确定的阈值确定的)。类似地，真空传感器可以检测真空端口内的真空水平的显著增加(例如，由先前确定的阈值确定的)。

另一方面，一个或更多个真空端口可以不捕获工件表面。例如，工件的翘曲可能使工件表面远离那些真空端口弯曲，从而在真空端口与工件表面之间留下足够大的气隙。因此，来自环境大气的空气或其他气体可以基本上不受阻碍地(例如，相对于通过已经与工件表面接触并捕获工件表面的那些真空端口的入流)通过那些未覆盖的真空端口向内流动。

当已经捕获工件表面的真空端口和未捕获工件表面的真空端口两者连接到公共的抽吸源时，通过未捕获工件表面的真空端口的入流相对不受阻碍。通过那些未阻挡的真空端口的入流的容易性可以减小通过已经捕获工件表面的真空端口施加的吸力(并且因此减小摩擦)。

为了加强抓持工件的力，控制器配置成关闭未捕获工件的每个真空端口的阀。由此，控制器配置成防止或减少通过那些真空端口的不受阻碍的入流。因此，由抽吸源施加的所有吸力仅施加到已经捕获工件表面的一部分并且当前被工件覆盖的那些真空端口。因此，可以增加经由被覆盖的真空端口施加到工件的吸力并且因此增加摩擦力，从而改善卡盘在工件上的抓持的紧密性。增加抓持的紧密性可以增加由卡盘执行的工件操纵的准确性和再现性。此外，增加抓持的紧密性可以减小工件沿着卡盘表面滑动或从卡盘表面掉落的可能性。

卡盘可以设计成在卡盘的表面上分布入流，以便容纳翘曲工件。在一些情况下，入流分布可以设计成使工件抵靠卡盘表面平坦，以便实现吸力在工件上的更均匀分布。在其他情况下，入流分布在使用期间可以是可调节的，以便限制对已经被工件覆盖的真空端口的抽吸，以牢固地保持翘曲工件而不改变其形状。

在处理翘曲工件时使用为翘曲工件设计的卡盘可以优于使用为平坦工件设计的常规卡盘。为了使卡盘牢固且可靠地保持和操纵翘曲工件，施加的吸力必须足以将工件牢固地保持到卡盘表面。常规卡盘将需要高入流流速，以便在卡盘表面与翘曲工件表面之间存在间隙的情况下牢固地保持翘曲工件。在许多情况下，可以由抽吸源产生的总入流流速可能受到限制。因此，常规卡盘可能无法可靠地操纵这种翘曲工件。

另一方面，设计成具有可调节的入流分布的卡盘可以向使工件平坦或保持工件最需要这种大吸力的位置施加较大水平的吸力，同时向这种低水平足够的位置施加较低水平的吸力，或者不向未与工件表面的任何部分接触的真空端口施加吸力。因此，抽吸源的有限总入流被引导，以便牢固地保持翘曲工件。

在一些应用中，工件与单元的脊部的物理接触可以被认为是过度的，例如，由于工件对污染的极端敏感性。另一方面，这种工件(例如，半导体晶圆)可能对工件边缘处的禁止区(例如，典型地约3mm宽)中的接触不敏感。对于这种应用，卡盘表面可以包括从卡盘表面向外延伸细小突起(例如，销或柱)，以提供与工件的可接受的小接触面积。典型地，突起与真空端口一起穿插布置在卡盘表面上。卡盘的边沿可以升高到卡盘表面的上方，以促进该边沿与工件的禁止区接触。当工件与卡盘的边沿彼此接触时，可以在两者之间形成密封，从而允许真空深入到由卡盘表面、凸起边沿和工件围封的体积内。所产生的吸力可以将工件拉向卡盘表面以搁置在突起上。突起之间的尺寸和间距可以根据机械性质和工件机械性质的加工要求来设计，例如，以防止局部下垂或弯曲超过预定阈值。卡盘的边沿可以由金属、陶瓷、聚合物或其他合适的材料构成。例如，可以通过工件对污染、刮擦或其他损坏或劣化的敏感性来决定边沿的材料。可以通过边沿调节其形状以遵循工件的轮廓以便形成密封的要求来决定边沿的材料和形状。

在一些实施例中，真空端口中的一个或更多个真空端口可以各自设置有呈波纹管形式的可延伸且可缩回的密封结构。例如，每个波纹管可以包括由柔性材料制成的管，其侧面形成沿着管的长度分布的一系列方位角的手风琴式折叠部。每个波纹管可以配置成使得当不与工件接触时，波纹管完全延伸。每个波纹管可以配置成使得当在波纹管的远端与工件之间形成密封时，吸力将工件拉向卡盘表面，由此使波纹管至少部分地折叠。波纹管的折叠使得工件能够与其他类似配置的波纹管、与突起、与单元脊部或与防止工件与卡盘表面之间的过度接触区域的其他结构接触。

图1A示意性地示出了根据本发明的一些实施例的配置成使工件平坦的卡盘。图1B是图1A所示的卡盘的示意性侧视图。图1C是图1A所示的卡盘的示意性俯视图。图1D是图1A所示的卡盘的示意性框图。

工件平坦化卡盘(workpiece flattening chuck)10可以配置成捕获翘曲工件13，使得翘曲工件13粘附到卡盘表面22。工件平坦化卡盘10可以进一步配置成使翘曲工件13在卡盘表面上变平坦。平坦化可以是完全的或部分的。可以注意到，出于说明的目的，如图1D所示的翘曲工件13的翘曲已经被夸大，并且翘曲具有凹曲率。在其他示例中，翘曲可以具有其他形式。

工件平坦化卡盘10配置成通过向翘曲工件13的不同区域施加不同水平的吸力来使翘曲工件13平坦。在一些实施例中，较大水平的吸力被施加到翘曲工件13的由于翘曲工件13的翘曲而预期更远离卡盘表面22(例如，图1D中的翘曲工件13的中心)的区域。另一方面，施加到翘曲工件13的更靠近或接触卡盘表面22的区域(例如，图1D中的翘曲工件13的端部)的施加吸力的水平可以较小。施加到最初比翘曲工件13的另一区域更远离卡盘表面22的翘曲工件13的区域的增加吸力可以预期将翘曲工件13的更远区域拉向卡盘表面22。另一方面，施加到原先位于卡盘表面22附近的翘曲工件13的区域的相对较低水平的吸力可以足以仅维持该区域与卡盘表面22的接触。因此，施加到最初更远离卡盘表面22的翘曲工件13的区域的增加的向内拉动可以倾向于使翘曲工件13抵靠卡盘表面22平坦。多个真空端口12分布在卡盘表面22上。每个真空端口12通向导管34。每个导管34(例如，在卡盘主体24内部)连接到一个或多个抽吸连接器20。每个抽吸连接器20可以连接到抽吸源11。例如，抽吸源11可以包括泵、鼓风机、真空喷射器(例如，吸水器)或其他类型的抽吸源。因此，每个真空端口可连接到抽吸源11。

每个真空端口12可以被凸起脊部14围绕以形成表面单元16。因此，当通过工件平坦化卡盘10捕获翘曲工件13的表面的区域时，翘曲工件13的该区域可以覆盖表面单元16并且抵靠该表面单元16的凸起脊部14。因此，当表面单元16被翘曲工件13的区域覆盖时，翘曲工件13的被捕获的区域、凸起脊部14和卡盘表面22的被凸起脊部14围绕的区段可以形成封闭体积的壁，该封闭体积可以通过施加到该表面单元16的真空端口12的吸力而被抽空。

在一些实施例中，凸起脊部14中的厚度、高度和间隔可以设计成能够牢固地捕获翘曲工件13，同时避免翘曲工件13的表面与凸起脊部14之间的过度接触区域，并且同时还避免翘曲工件13的过度局部弯曲。例如，平坦化卡盘10的用户可能需要翘曲工件13与凸起脊部14接触的表面不超过预定比例(例如，10％或其他比例)。在另一示例中，在捕获和平坦化之后的翘曲工件13的表面可以被约束至在预定限制(例如，1μm或其他限制)内的平坦度。考虑到诸如吸力水平等其他参数，这种要求可以确定关于凸起脊部14的尺寸和间距的限制。可能通过诸如工件平坦化卡盘10的可制造性以及制造成本的考虑来施加其他约束条件。

在一些情况下，被凸起脊部14围绕的单个表面单元16可以包括两个或更多个真空端口12。

抽吸连接器20、真空端口12或导管34中的一个或更多个可以包含一个或更多个限流器25。每个限流器25设计成在抽吸连接器20与真空端口12之间提供流动阻力。例如，限流器25可以包括SASO、收缩部、挡板或其他类型的限流器。

分布在卡盘表面22上的表面单元16可以被分成表面单元16的多个单元组18。每个单元组18内的表面单元16的真空端口12经由具有基本上相同(例如，在预定限制内)的流动阻力的限流器25连接到抽吸源11。典型地，每个单元组18包括相邻的表面单元16，其中每个表面单元16与该单元组18中的至少一个其他表面单元16共享一共同边缘的凸起脊部14。因此，每个单元组18的真空端口12覆盖卡盘表面22的连续区域。在一些实施例中，在单元组18的真空端口12预期向翘曲工件13的表面施加相对高的吸力的情况下，该单元组18中的流动阻力设计为相对低。例如，在预期翘曲工件13的翘曲会增加翘曲工件13覆盖单元组18的局部区域与卡盘表面22之间的距离的情况下，可以向该单元组18的真空端口12提供较低的流动阻力。增加的吸力可以预期将翘曲工件13的该局部区域拉向卡盘表面22，由此减少翘曲。另一方面，在单元组18的真空端口12预期向翘曲工件13的表面施加相对低的吸力的情况下，该单元组18中的流动阻力设计为相对高。例如，在翘曲工件13的翘曲预期使翘曲工件13覆盖单元组18的局部区域相对靠近卡盘表面22或接触卡盘表面的情况下，可以向该单元组18的真空端口12提供较高的流动阻力。较低的施加吸力可以维持该靠近的局部区域与该单元组18的凸起脊部14之间的接触，同样另一单元组18中的较高吸力将翘曲工件13的更远区域拉向该另一单元组18中的凸起脊部14和卡盘表面22。

在所示的实施例中，卡盘表面22是圆形的(例如，设计成保持和操纵圆形翘曲工件13)，并且表面单元16和真空端口12布置成一系列连续的同心圆，以覆盖卡盘表面22。在其他示例中，表面单元16可以以其他方式布置，并且卡盘表面22可以以其他方式成形。例如，圆形卡盘表面22上的表面单元16可以以平行的行布置，可以以不同的圆形扇区布置，或者可以以其他方式布置。其他形状的卡盘表面22(例如，椭圆形、多边形或其他形状)的表面单元16可以以设计成填充该卡盘表面22的图案布置。表面单元16的布置典型地被设计成促进向被保持到该卡盘表面22的翘曲工件13的不同区域施加不同水平的吸力。

例如，工件平坦化卡盘10可以配置成对从卡盘表面22观察时沿着两个轴线具有凹曲率的翘曲工件13(例如，当从工件的与面对卡盘表面22的一侧相反的一侧观察时为拱形工件，类似于图1D所示的翘曲工件13的示例的曲率)平坦。在这种情况下，当翘曲工件13最初被放置在卡盘表面22上时，翘曲工件13的表面在卡盘表面22的周边处最靠近卡盘表面22。翘曲工件13的表面在卡盘表面22的中心附近最远离卡盘表面22。

在这种情况下，表面单元16可以有利地被分成单元组18，其中在所示的示例中，每个单元组18包括表面单元16的同心圆中的一个。因此，布置在单元组18中的一个单元组(诸如外圆形组18a或内圆形组18b)中的表面单元16全部经由单个组的一个或更多个限流器25或经由不同但基本上相互等效的组的限流器25连接到抽吸源11。为了使具有凹曲率的翘曲工件13平坦，施加到内圆形组18b的吸力水平可以大于施加到外圆形组18a的吸力水平。例如，放置在抽吸源11与外圆形组18a内的每个真空端口12之间的限流器25的流动阻力可以大于放置在抽吸源11与内圆形组18b内的每个真空端口12之间的限流器25的流动阻力。每个单元组18的限流器25的流动阻力的值从卡盘表面22的周边朝向卡盘表面22的中心减小。该减小可以是算术级(例如，加法)、几何级(例如，乘法)、指数级或其他方式。可替代地或附加地，内圆形组18b和外圆形组18a可以连接到提供不同吸力水平的不同抽吸源11。

可替代地，通过确保翘曲工件13的外周边与卡盘表面22之间的气密密封，可以使沿着两个轴线具有凹曲率的翘曲工件13平坦。于是，对翘曲工件13继续施加吸力可以使翘曲工件13的在周边内部的区域抵靠卡盘表面22平坦。在这种情况下，施加到外圆形组18b(例如，在大约等于翘曲工件13的半径的半径处)的吸力水平可以大于施加到内圆形组18a和其他真空端口12的吸力水平。例如，放置在抽吸源11与外圆形组18a内的每个真空端口12之间的限流器25的流动阻力可以小于放置在抽吸源11与内圆形组18b内的每个真空端口12或其他真空端口12之间的限流器25的流动阻力。可替代地或附加地，外圆形组18a中的真空端口12可以连接到的抽吸源11比起连接其他真空端口12的抽吸源11提供了更大吸力。

在本发明的一些实施例中，工件平坦化卡盘10可以配置成对从卡盘表面22观察时沿着两个轴线具有凸曲率的翘曲工件(例如，当从工件的与面对卡盘表面22的一侧相反的一侧观察时为碗形工件，例如，类似于图1D所示的凸形翘曲工件13’)平坦。当凸形翘曲工件13’最初被放置在卡盘表面22上时，凸形翘曲工件13’的表面可以在卡盘表面22的中心附近与卡盘表面22接触，例如与卡盘表面22的凸起脊部14接触。凸形翘曲工件22的最远离卡盘表面22的表面位于卡盘表面22的周边附近。为了使凸形翘曲工件13’平坦，施加到外圆形组18a的吸力水平可以大于施加到内圆形组18b的吸力水平。例如，放置在抽吸源11与外圆形组18a内的每个真空端口12之间的限流器25的流动阻力可以小于放置在抽吸源11与内圆形组18b内的每个真空端口12之间的限流器25的流动阻力。每个单元组18的限流器25的流动阻力的值从卡盘表面22的周边朝向卡盘表面22的中心增加。该增加可以是算术的、几何的、指数的或其他方式。

在一些实施例中，每个单元组18内的表面单元16的密度和分布可以取决于每个单元组18距卡盘表面22的中心的径向距离。在一些实施例中，施加到更靠近卡盘表面22的中心的单元组18中的真空端口12的吸力水平可以大于施加到距中心更远的单元组18中的真空端口12的吸力水平。在一些实施例中，施加到更靠近中心的单元组18中的真空端口12的吸力低于施加到距中心更远的单元组18中的真空端口12的吸力水平。

在一些实施例中，每个单元组18内的表面单元16的密度和分布可以取决于每个单元组18在卡盘表面22上的角度或方位角位置。例如，施加到一个方位角位置处的单元组18内的真空端口12的吸力水平可以大于或小于施加到另一方位角位置处的单元组18中的真空端口12的吸力水平。

例如，在工件平坦化卡盘10配置成在使沿着单个轴线具有凹曲率或凸曲率(例如，呈圆柱体表面的区段的形式)或具有变化曲率的平行区域(例如，波浪形或波纹形)的翘曲工件13平坦的情况下，真空端口12可以有利地沿着多条平行割线被分成多个单元组18。

图1E示意性地示出了根据本发明实施例的卡盘，其中真空端口组通过平行割线被分成多个真空端口组。

在所示的示例中，真空端口12通过平行割线19a被分成单元组18。在其他示例中，工件平坦化卡盘10可以是正方形或其他形状。在一些示例中，施加到每个单元组18的吸力水平可以随着距平行于平行割线19a的直径的距离而变化。

在工件平坦化卡盘10配置成在使具有鞍形曲率(例如，沿着一个轴线具有凹曲率并且沿着相交轴线具有凸曲率)或沿着非平行轴线具有其他多个曲率(例如，方位角波纹)的翘曲工件13平坦的情况下，真空端口12可以有利地沿着多个半径被分成多个单元组18。

图1F示意性地示出了根据本发明的实施例的卡盘，其中真空端口组通过半径被分成多个真空端口组。

在所示的示例中，真空端口12通过半径19b被分成单元组18。在一些示例中，施加到每个单元组中的真空端口的吸力水平可以随着沿着一个轴线放置的单元组18与沿着垂直轴线放置的那些单元组18之间的角度而变化。

在翘曲工件13的一些示例中，工件的弯曲程度可以根据工件上的不同位置变化。在一些情况下，弯曲方向可以根据工件上的不同位置变化。例如，工件表面可以形成鞍点，可以是波纹的、凹窝的或以其他方式弯曲的。工件平坦化卡盘10可以配置成捕获具有任何这种翘曲类型的翘曲工件13并使这些翘曲工件平坦。

在一些情况下，一个或多个抽吸连接器20或导管34可以设置有阀或其他装置，用于选择性地引导通过一个或多个单元组18的真空端口12的入流通过特定选择的限流器25。在这种情况下，工件平坦化卡盘10可以配置成用于具有特定翘曲形式的翘曲工件13。在一些情况下，控制器可以配置成接收描述特定翘曲工件的翘曲的感测信息，并且调节施加到每个真空端口12或真空端口12组的吸力水平，以便捕获该工件且使其平坦。

图2A示意性地示出了图1A所示的卡盘的变型，包括用于防止工件与卡盘表面接触的突起。图2B是图2A所示的卡盘的表面的区段的放大视图。

在卡盘60的卡盘表面22上，真空端口12与突起62相互穿插。在所示的示例中，真空端口12与突起62以矩形阵列图案交替。在其他示例中，真空端口12和突起62可以以其他非矩形图案布置。在一些其他示例中，真空端口12的分布密度可以大于或小于突起62的分布密度。在所示的示例中，每个突起62是圆形的。在其他示例中，突起62可以以其他方式(例如，椭圆形、多边形或其他方式)成形。

每个突起62的直径或其他横向尺寸(例如，长度、宽度或其他横向尺寸)可以设计成使得不超过每个突起62与工件之间的最大允许接触面积。类似地，突起62在卡盘表面22上的分布可以设计成使得工件与突起62之间在卡盘表面22的区域内的接触面积不超过该区域内的最大允许接触面积。

突起62之间的间隔可以设计成使得通过两个突起62之间的真空端口12弯曲的工件不会引起工件与卡盘表面22之间的接触，或者不会超过突起62之间的最大允许局部弯曲(例如，如由最大允许曲率、距卡盘表面22的最大允许距离差或其他方式所指定的)。

在一些实施例中，一个或更多个真空端口12可以设置有可延伸且可缩回的管结构，以便促进捕获翘曲工件13。

图2C示意性地示出了用于促进捕获工件的具有波纹管结构的真空端口的截面。

在所示的示例中，端口组件66包括导管34、真空端口12和可延伸管68。导管34、真空端口12和可延伸管68可以是圆形的，或者端口组件66的一个或更多个部件可以具有其他形状。

在所示的示例中，可延伸管68具有波纹管形状，其具有手风琴式折叠部，使得可延伸管68的长度能够改变。在其他示例中，可延伸管可以以其他方式配置(具有编织结构或以其他方式可拉伸且可收缩的材料，具有伸缩段或其他方式)以改变其长度。

可延伸管68典型地可以配置成当处于平衡状态(例如，不经受任何拉伸力或压缩力)时从卡盘表面22向外延伸。当翘曲工件13与可延伸管68的远端接触时(如在所示的示例中)，可以在可延伸管68与翘曲工件13之间形成密封。由于施加到真空端口12的吸力，翘曲工件13被拉向卡盘表面22，从而压缩(例如，部分折叠)并缩短可延伸管68。在所示的示例中，可延伸管68的手风琴式结构被压缩以折叠该手风琴式结构。

翘曲工件13的向内拉动可以通过突起62、凸起脊部14、可延伸管68的最小压缩长度或其他方式限制。可延伸管68的向内拉动可以促进通过其他真空端口12(例如，设置有较短的可延伸管68或其他密封结构的真空端口)捕获翘曲工件13，由此促进捕获翘曲工件13并且可能使翘曲工件13平坦。

图3A是卡盘的示意性框图，该卡盘配置成调节入流以保持翘曲工件。

在可调节入流卡盘30中，将一个或更多个(例如，相邻的)真空端口12与抽吸源11连接的每个导管34包括至少一个入流传感器36和至少一个阀38。控制器40配置成基于由一个或更多个入流传感器36感测到的入流数据来操作一个或更多个阀38。

例如，控制器40可以包括电路或一个或多个处理器，该电路或一个或多个处理器配置成根据从入流传感器36接收的信号来控制阀38的操作。控制器40可以包括合并到可调节入流卡盘30中或以其他方式专用于可调节入流卡盘的操作的电路或处理器。在其他示例中，控制器40可以合并到控制器中，例如可以表示控制器的软件模块或程序，该控制器配置成操作合并可调节入流卡盘30的系统，用于加工工件(诸如翘曲工件13)。为了清楚起见，图3A中仅指示了控制器40与入流传感器36和阀38中的一些传感器和阀之间的连接。

由每个入流传感器36产生的并指示通过该导管的入流的信号可以由控制器40接收。例如，入流传感器36可以包括压力传感器、流量传感器或可以用于确定通过一个或更多个真空端口12的入流流速的其他传感器中的一个或更多个，该真空端口连接到包括入流传感器36的导管34。

例如，当真空端口12已经捕获翘曲工件13的区域时，翘曲工件13的该区域可以形成密封，其防止进一步通过该真空端口12入流。因此，入流传感器36的流量计可以指示流量的减少。当入流被阻挡时，入流传感器36的压力传感器可以指示由于抽吸源11排空导管34而使得流体压力降低到低于大气压力(真空)。

控制器40可以配置成通过将感测到的入流流速与阈值水平进行比较(例如，通过低的感测流速或高的感测真空水平)来检测何时经由真空端口12或导管34进行入流。另一方面，当例如在预定时间段之后，由入流传感器36指示的入流流速保持高于阈值水平(例如，通过高的感测流速或相对高的感测流体压力)时，控制器40可以确定相关联的真空端口12未被阻挡并且未捕获翘曲工件13。

控制器40可以确定足够数量的真空端口12(在所示的示例中，诸如由一个或更多个入流传感器36a检测到的被覆盖的真空端口12a)已经捕获翘曲工件13，以便可靠地操纵翘曲工件13。例如，捕获翘曲工件13所需的被覆盖的真空端口12a的数量可以根据翘曲工件13的特性(诸如其质量、尺寸、表面性质或其他特性)以及当由可调节入流卡盘30保持时施加到翘曲工件13的加工类型来确定。可以基于从一个或更多个入流传感器36b接收的信号来确定其他真空端口12(在所示的示例中，诸如未被覆盖的真空端口12b)未捕获翘曲工件13。

当翘曲工件13已因此由可调节入流卡盘30捕获时，控制器40可以关闭一个或更多个阀38b以停止通过没有捕获翘曲工件13的、未覆盖的真空端口12b中的一些或全部的入流。例如，阀38可以包括电磁阀或其他类型的电子可控阀。连接到被覆盖的真空端口12a的阀38a保持打开。因此，由抽吸源11产生的吸力仅施加到被覆盖的真空端口12a，而不通过未覆盖的真空端口12b吸入空气。这种仅对被覆盖的真空端口12a选择性地施加吸力可以增加经由被覆盖的真空端口12a施加到翘曲工件13的保持力的强度。

在一些实施例中，一些但不是全部阀38b可以关闭。以这种方式，可以增加施加到其阀38b保持打开的未覆盖的真空端口12b的吸力，以促进通过阀38b打开的那些未覆盖的真空端口12b捕获翘曲工件13。

一个或更多个真空端口12可以配置成促进通过真空端口12捕获翘曲工件13。

图3B示意性地示出了图3A所示的卡盘的真空端口。

在所示的示例中，真空端口12包括由安装在基部56上的柔性杯状件50围绕的抽吸开口54(例如，该基部可以由诸如金属等刚性材料制成，并且该基部可以螺栓连接到可调节入流卡盘30的表面上)。当抽吸源11向抽吸开口54施加吸力时，放置在柔性杯状件50附近的翘曲工件13可以覆盖柔性杯状件50并且朝向抽吸开口54向内吸引。翘曲工件13与柔性杯状件50之间的接触可以形成密封，这增强可调节入流卡盘30上的吸力和摩擦力。端口销52位于抽吸开口54内。端口销52(例如，由聚醚醚酮(PEEK)或抵抗降解的类似物质制成)可以限制由真空端口12捕获的翘曲工件13的区域的局部弯曲，并且可以确保抽吸开口54保持未被阻挡。

可替代地或附加地，可调节入流卡盘30的真空端口12中的一些或全部可以呈包括可延伸管68的端口组件66的形式(例如，如图2C中示意性地示出的)，可以被凸起脊部14围绕，或者可以以其他方式设置有密封结构。

图4是描绘图3A所示的卡盘的操作方法的流程图。

应当理解，关于本文说明的任何流程图，将所示出的方法划分为由流程图的框表示的离散操作仅仅是为了方便和清楚而选择的。在具有等同结果的情况下，将所示出的方法划分为离散操作的可替代性划分是可行的。将所示出的方法划分为离散操作的这种可替代性划分应当被理解为表示所示出的方法的其他实施例。

类似地，应当理解，除非另有说明，否则本文说明的由任何流程图的框表示的所示出的操作执行顺序仅是为了方便和清楚而选择的。在具有等同结果的情况下，所示出的方法的操作可以以可替代的顺序执行，或者同时执行。所示出的方法的操作的这种重新排序应当被理解为表示所示出的方法的其他实施例。

卡盘操作方法100可以通过可调节入流卡盘30的控制器40执行。例如，当可调节入流卡盘30要捕获诸如翘曲工件13的新工件时，可以通过控制器40启动卡盘操作方法100的执行。

当可调节入流卡盘30例如由用于加工工件的系统的控制器控制而被带到翘曲工件13附近时，将来自抽吸源11的吸力施加到真空端口12(方框110)。可以打开通向要向其施加吸力的所有真空端口12的导管34中的阀38。要打开的真空端口12可以包括可调节入流卡盘30上的所有真空端口12，或这些真空端口的子组(例如，其中翘曲工件13的尺寸小于可调节入流卡盘30的表面，或者其中翘曲工件13的重量使得能够用较少的真空端口12抓持)。

当将吸力施加到真空端口12时，使用入流传感器36监测通过每个真空端口12(或通过一真空端口12)的入流(方框120)。在预定时间段(例如，足够长以使得能够通过至少一些真空端口12完全捕获翘曲工件13)之后，控制器40可以应用预定入流标准(例如，流量或压力标准，例如阈值流量或压力)以区分已经捕获翘曲工件13的真空端口12与未捕获翘曲工件的真空端口。

入流传感器36可以指示通过一些真空端口12的入流减少，从而指示那些真空端口12捕获了翘曲工件13，而通过其他真空端口12的入流没有减少，入流未减少指示那些真空端口12未能捕获翘曲工件13。在这种情况下，控制器40可以关闭一些阀38以禁止通过那些未捕获翘曲工件13的真空端口12的入流(方框130)。禁止通过未捕获翘曲工件13的真空端口12的入流可以增强已经捕获翘曲工件13的那些真空端口12对翘曲工件13的抓持。

然后可以操作可调节入流卡盘30以操纵翘曲工件13，例如在翘曲工件13的加工期间。

在另一实施例中，操作方法可以包括禁止通过未捕获翘曲工件13的那些真空端口12中的一部分的入流。

图5是描绘图4中描绘的操作方法的变型的流程图。

卡盘操作方法200可以通过可调节入流卡盘30的控制器40执行。例如，当可调节入流卡盘30要捕获诸如翘曲工件13的新工件时，可以通过控制器40启动卡盘操作方法200的执行。

当可调节入流卡盘30例如由用于加工工件的系统的控制器控制而被带到翘曲工件13附近时，将来自抽吸源11的吸力施加到真空端口12(方框210)。可以打开通向要向其施加吸力的所有真空端口12的导管34中的阀38。

当将吸力施加到真空端口12时，使用入流传感器36监测通过每个真空端口12(或通过一组真空端口12)的入流(方框220)。

在预定时间段(例如，足够长以使得能够通过真空端口12中至少一些真空端口完全捕获翘曲工件13)之后，控制器40可以应用预定入流标准(例如，流量或压力标准)来区分已经捕获翘曲工件13的真空端口12与未捕获翘曲工件的真空端口。例如，由流量计感测到的小于预定阈值流量的流量或由压力传感器感测到的低于预定阈值压力水平的流体压力(例如，低于大气压)可以被认为是真空端口12捕获翘曲工件13的指示。

如果所有真空端口12被阻挡或所有真空端口都未被阻挡(方框230)，指示所有真空端口12完全捕获翘曲工件13，或者所有真空端口都未能捕获翘曲工件13(例如，指示翘曲工件13与卡盘表面22之间的距离过大)，则继续监测(方框220)。

在一些情况下，控制器40可以确定一些真空端口12被阻挡，从而指示那些真空端口12捕获了翘曲工件13，而其他真空端口12未被阻挡，从而指示那些真空端口12未能捕获翘曲工件13(方框230)。

控制器40可以关闭一些阀38，以禁止通过未捕获翘曲工件13的那些真空端口12中的非零部分的入流(方框240)。例如，控制器40可以应用预定标准来确定要关闭的那些真空端口12的数量和位置。这种禁止通过未捕获翘曲工件13的真空端口12中的一些真空端口的入流会增加通过未捕获翘曲工件13的那些未阻挡的真空端口12的入流流速。入流增加可以促进未捕获翘曲工件13的那些未阻挡的真空端口12对翘曲工件13的捕获。

对通过那些未禁止的未阻挡的真空端口12的入流的继续监测可以将阻挡的真空端口12的当前数量与先前未阻挡的真空端口12的数量进行比较(方框250)。

如果确定阻挡的真空端口12的数量已经增加，则可以重新打开先前已经通过关闭(在由方框240表示的操作中)而被禁止的一些阀38(方框260)。继续监测可以检测这些另外重新打开的真空端口12中的一些是否由于这些真空端口12捕获翘曲工件13而被阻挡(返回到方框250)。

在方框250的操作的一次或更多次重复之后，可以确定已经捕获翘曲工件13的被阻挡的真空端口12的数量没有增加。在这种情况下，控制器40可以关闭阀38以禁止通过所有未捕获翘曲工件13的真空端口12的入流(方框270)。禁止通过未捕获翘曲工件13的真空端口12的入流可以增强已经捕获翘曲工件13的那些真空端口12对翘曲工件13的抓持。然后可以操作可调节入流卡盘30以操纵翘曲工件13，例如在翘曲工件13的加工期间。

本文公开了不同的实施例。某些实施例的特征可以与其他实施例的特征组合；因此，某些实施例可以是多个实施例的特征的组合。已经出于说明和描述的目的呈现了本发明的实施例的前述描述。其并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。本领域技术人员应当理解，鉴于上述教导，许多修改、变型、替换、改变和等同方案是可行的。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神内的所有这种修改和改变。

虽然本文已经说明和描述了本发明的某些特征，但是本领域普通技术人员现在将想到许多修改、替换、改变和等同方案。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神内的所有这种修改和改变。

Claims (20)

1.一种卡盘，包括：

卡盘表面；

多个真空端口，分布在所述卡盘表面上，其中，所述真空端口中的每个真空端口通向能够连接到抽吸源的多个导管中的一导管，所述抽吸源能够操作以向所述真空端口施加吸力；以及

限流器，位于多个所述导管中的每个导管内并且提供流动阻力，其中，多个所述导管中的至少一个导管中的所述限流器的流动阻力小于多个所述导管中的至少一个其他导管中的所述限流器的流动阻力。

2.根据权利要求1所述的卡盘，其中，所述卡盘表面被分成多个连续区域，并且其中，在通向每个连续区域中的所述真空端口的导管中的所述限流器的流动阻力基本上相等。

3.根据权利要求2所述的卡盘，其中，所述多个连续区域包括多个同心圆形带。

4.根据权利要求3所述的卡盘，其中，在通向内同心圆中的所述真空端口的导管中的每个导管中的所述限流器的流动阻力小于在通向外同心圆中的所述真空端口的导管中的每个导管中的所述限流器的流动阻力。

5.根据权利要求3所述的卡盘，其中，在通向外同心圆中的所述真空端口的导管中的每个导管中的所述限流器的流动阻力小于在通向内同心圆中的所述真空端口的导管中的每个导管中的所述限流器的流动阻力。

6.根据权利要求2所述的卡盘，其中，所述多个连续区域包括多个圆形扇区。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的卡盘，其中，所述限流器选自由收缩部、挡板和自适应分段孔口(SASO)组成的一组限流器。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的卡盘，其中，所述真空端口中的每个真空端口由脊部围绕。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的卡盘，其中，所述卡盘表面还包括与所述真空端口穿插布置的多个突起。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的卡盘，其中，所述多个真空端口中的真空端口包括可延伸管，所述可延伸管的远端配置成在与工件接触时形成密封，并且所述可延伸管配置成在形成所述密封之后能够通过所述吸力被压缩。

11.根据权利要求10所述的卡盘，其中，所述可延伸管呈具有手风琴式折叠部的波纹管的形式。

12.一种卡盘，包括：

卡盘表面；

多个真空端口，分布在所述卡盘表面上；

多个导管，每个导管通向多个所述真空端口中的至少一个真空端口并且能够连接到抽吸源，所述抽吸源能够操作以向所述至少一个真空端口施加吸力；

传感器，用于感测通过所述导管中的每个导管的入流；

多个阀，其中，每个阀能够操作以启动或禁止通过多个所述导管中的至少一个导管的入流；以及

控制器，配置成从所述传感器接收信号，并且当所述传感器指示通过所述多个真空端口中的一些真空端口的入流减少而通过所述多个真空端口中的至少一个其他真空端口的入流未减少时，所述控制器配置成操作所述多个阀中的至少一个阀以禁止通过所述至少一个其他真空端口中的至少一个真空端口的入流，其中，入流减少指示所述一些真空端口捕获了翘曲工件，而入流未减少指示所述至少一个其他真空端口未能捕获所述翘曲工件。

13.根据权利要求12所述的卡盘，其中，所述传感器包括流量计。

14.根据权利要求13所述的卡盘，其中，所述入流减少通过感测到的流速小于预定阈值流速来指示。

15.根据权利要求12至14中的任一项所述的卡盘，其中，所述传感器包括压力传感器。

16.根据权利要求15所述的卡盘，其中，所述入流减少通过感测到的流体压力低于预定阈值压力来指示。

17.根据权利要求12至16中的任一项所述的卡盘，其中，每个所述真空端口由柔性杯状件围绕，所述柔性杯状件配置成在所述工件与所述真空端口之间形成密封。

18.根据权利要求12至17中的任一项所述的卡盘，其中，每个所述真空端口包括销，用于限制所述工件在被所述真空端口捕获时的局部弯曲。

19.根据权利要求12至18中的任一项所述的卡盘，其中，所述至少一个其他真空端口包括多个真空端口，所述控制器进一步配置成：在禁止通过所述至少一个其他真空端口中的所述至少一个真空端口的入流之后，确定通过所述至少一个其他真空端口中的至少一个另外真空端口的入流是否已经减少。

20.根据权利要求19所述的卡盘，其中，所述控制器进一步配置成：在确定通过所述至少一个另外真空端口的入流已经减少时，启动通过先前被禁止的至少一个真空端口的入流。