CN117542787B - 一种晶圆边缘吸附装置及其吸附控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种晶圆边缘吸附装置及其吸附控制方法，包括：支撑盘、连接件以及支撑座；所述支撑盘的一侧通过所述连接件与所述支撑座连接，另一侧表面的边缘设有多个吸嘴；所述支撑盘内部设有气道；所述支撑座上设有电磁阀；所述气道通过气管连通所述吸嘴以及所述电磁阀。本发明提供的一种晶圆边缘吸附装置，可在晶圆边缘3mm内接触的情况下吸附抓取晶圆，从而避免大面积接触晶圆，造成对晶圆的污染，满足晶圆表面不可接触的晶圆抓取搬运需求。并且，本发明有效控制吸嘴的吸附力强弱，从而避免吸附力过弱或者过强造成晶圆脱落或损伤。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种晶圆边缘吸附装置及其吸附控制方法。
背景技术
晶圆是指制作硅半导体积体电路所用的硅晶片，在其加工的过程中，会涉及多种工艺，因此晶圆的加工需要用到多个工作台，在完成前一个工作台的工艺后，需要利用晶圆吸附或夹取装置将该工作台上的晶圆吸附起来，并转移至下一工作台上。
现有的晶圆吸附装置通常采用全吸式吸盘，即在一圆盘上设置多个吸附孔，从而能够吸附晶圆，然而，该吸附装置的结构在对晶圆进行吸附时，会与晶圆的大部分表面进行接触，难免会造成晶圆的污染，从而造成晶圆的良品率下降，进而降低了生产效率。
发明内容
本发明提供的一种晶圆边缘吸附装置，可在晶圆边缘3mm内接触的情况下吸附抓取晶圆，从而避免大面积接触晶圆，造成对晶圆的污染，满足晶圆表面不可接触的晶圆抓取搬运需求，从而能解决上述的技术问题。并且，本发明的吸附控制方法有效控制吸嘴的吸附力强弱，从而避免吸附力过弱或者过强造成晶圆脱落或损伤。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明提供了一种晶圆边缘吸附装置，包括：支撑盘、连接件以及支撑座；
所述支撑盘的一侧通过所述连接件与所述支撑座连接，另一侧表面的边缘设有多个吸嘴；
所述支撑盘内部设有气道；所述支撑座上设有电磁阀；
所述气道通过气管连通所述吸嘴以及所述电磁阀。
在一些实施例中，所述吸嘴在所述支撑盘表面边缘均匀分布。
在一些实施例中，所述吸嘴与所述支撑盘可拆卸连接。
在一些实施例中，所述连接件包括气管通道；所述气管通道贯通所述连接件。
在一些实施例中，所述支撑盘与所述连接件连接的一侧中心设有气孔；所述气管能够沿着所述气管通道将所述气孔和所述电磁阀连通。
在一些实施例中，还包括外罩；所述外罩与所述支撑座可拆卸连接；所述电磁阀和所述气管位于所述外罩的内部。
基于以上晶圆边缘吸附装置，本发明提供了一种晶圆边缘吸附的吸附控制方法，包括：以电脉冲宽度调制方式，来控制电磁阀的开度，基于开度来调整吸嘴对晶圆吸附力的强弱。
在一些实施例中，整个吸附过程划分为若干的时间区间，在各个时间区间内逐步增加电磁阀的开度，从而逐步加大的对晶圆的吸附力，直至该吸附力达到了吸附晶圆来说合适的吸附力范围。
在一些实施例中，通过逐步增加电磁阀的开度，按照如下的公式逐步加大的对晶圆的吸附力：
其中，为第/>个阶段的预计吸附力，/>与/>为第/>个、第/>个时间区间吸附力期望值，即根据电脉冲宽度调制（PWM）所调节的电磁阀的开度下的理论推算期望值；/>为第/>个时间区间的实际值，为比例系数，通过计算/>可得/>、/>、在公式中的各自比重；基于历史工作状况，基于循环滚动优化这三个比例系数的取值，使其越来越贴近真实状况，计算最终第/>个时间区间的预计吸附力。
在一些实施例中，判断该预计吸附力是否达到了吸附晶圆来说合适的吸附力范围；如果达不到继续通过电脉冲宽度调制调节电磁阀，改变当前时间区间也即第个时间区间吸附力期望值/>，最终改变第/>个时间区间的预计吸附力，直至该吸附力达到了吸附晶圆来说合适的吸附力范围。
本申请的有益效果是：
本申请提供的一种晶圆边缘吸附装置及其吸附控制方法，能够可在晶圆边缘3mm内接触的情况下吸附抓取晶圆，从而避免大面积接触晶圆，造成对晶圆的污染，满足晶圆表面不可接触的晶圆抓取搬运需求。此外，本申请所设的多个吸嘴，与支撑盘之间可拆卸连接，便于吸嘴的维护，从而由于部分吸嘴损坏而导致装置失去吸附能力。并且，本发明有效控制吸嘴的吸附力强弱，从而避免吸附力过弱或者过强造成晶圆脱落或损伤。
附图说明
图1为本申请的结构示意图；
图2为本申请仰俯视图；
图3为图2中AA方向的剖视图。
附图标记说明：
支撑盘-1；气道-11；气孔-12；连接件-2；气管通道-21；支撑座-3；吸嘴-4；电磁阀-5；外罩-6。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
图1为本申请的结构示意图。
结合图1，一种晶圆边缘吸附装置，支撑盘1、连接件2以及支撑座3；
所述支撑盘1的一侧通过所述连接件2与所述支撑座3连接，另一侧表面的边缘设有多个吸嘴4；
所述支撑盘1内部设有气道11；所述支撑座3上设有电磁阀5；
所述气道11通过气管连通所述吸嘴4以及所述电磁阀5。
具体的，本方案通过在支撑盘1一侧的边缘设置多个吸嘴4来对晶圆进行吸附，其中吸嘴4与支撑盘1内部设置的气道11连通，而气道11则通过气管连通电磁阀5，因此在开启电磁阀5的情况下，能够在每一个吸嘴4出产生吸附力，从而吸附晶圆。需要注意的是，支撑盘1的尺寸可以根据实际生产中的晶圆规格来进行调整，而吸嘴4也可通过调节机构，例如调节螺栓等结构来对其高度进行微调校准。
结合图2，即本申请的俯视图，在一些实施例中，所述吸嘴4在所述支撑盘1表面边缘均匀分布。
具体的，为了在晶圆的边缘产生均匀的吸附力，本方案中的多个吸嘴4应在所述支撑盘1表面边缘均匀分布。
在一些实施例中，所述吸嘴4与所述支撑盘1可拆卸连接。
具体的，为了便于吸嘴4的拆装和维护，所述吸嘴4与所述支撑盘1可拆卸连接。
结合图3，即图2中AA方向的剖视图，在一些实施例中，所述连接件2包括气管通道21；所述气管通道21贯通所述连接件2。
在一些实施例中，所述支撑盘1与所述连接件2连接的一侧中心设有气孔12；所述气管能够沿着所述气管通道21将所述气孔12和所述电磁阀5连通。
具体的，本方案中的连接件2包括气管通道21；所述气管通道21贯通所述连接件2，而所述支撑盘1与所述连接件2连接的一侧中心设有气孔12；所述气管能够沿着所述气管通道21将所述气孔12和所述电磁阀5连通。通过气管通道21的设置，能够使气管穿过该气管通道21，减少气管长度，便于气管连接气孔12以及电磁阀5。
在一些实施例中，还包括外罩6；所述外罩6与所述支撑座3可拆卸连接；所述电磁阀5和所述气管位于所述外罩6的内部。
具体的，为了使电磁阀5以及气管不暴露在整体装置的外部，本方案还能够设置一个外罩6，并使其将电磁阀5和所述气管包裹在其内部，从而减缓气管以及电磁阀5的老化以及避免气管以及电磁阀5由于外力作用的损坏。
通过控制电磁阀5的开度，能够有效控制吸嘴4的吸附力强弱，从而避免吸附力过弱或者过强造成晶圆脱落或损伤。电磁阀5的开度是指阀门开启时相对于完全关闭的程度。它通常以一个百分比表示，取值范围从0%（完全关闭）到100%（完全开启）；通过电脉冲宽度调制（PWM）方式，来控制电磁阀5的开度，即通过改变电脉冲宽度来改变电磁阀5通电时的平均功率，从而间接地调节开度；进而，基于开度来调整吸嘴4对晶圆吸附力的强弱。当然，电磁阀5的开度调节以及由此带来的吸附力的改变，还需要考虑到电磁阀5的响应速度和稳定性，具有一定的后滞性和不确定性。
具体来说，在吸附晶圆边缘的过程中，通过电脉冲宽度调制（PWM）方式，将整个吸附过程划分为若干的时间区间，在各个时间区间内逐步增加电磁阀5的开度，从而逐步加大的对晶圆的吸附力。参见如下的公式：
该公式根据当前时间区间也即第个时间区间，及第/>个时间区间之前的一定数量的时间区间的吸附力期望值和实际值，推算针对/>个时间区间后的第/>个时间区间的吸附力，从而可以克服以上响应滞后性的偏差，准确控制对晶圆的吸附力。其中，为第/>个阶段的预计吸附力，/>与/>为第/>个、第/>个时间区间吸附力期望值，即根据电脉冲宽度调制（PWM）所调节的电磁阀5的开度下的理论推算期望值；/>为第/>个时间区间的实际值，/>为比例系数，通过计算/>可得/>、/>、/>在公式中的各自比重；可以基于本装置历史工作状况，基于循环滚动优化这三个比例系数的取值，使其越来越贴近本设备电磁阀5的真实状况，计算最终第/>个时间区间的预计吸附力，并判断该预计吸附力是否达到了吸附晶圆来说合适的吸附力范围；如果达不到继续通过电脉冲宽度调制（PWM）调节电磁阀5，改变当前时间区间也即第/>个时间区间吸附力期望值/>，并基于以上公式，最终改变第/>个时间区间的预计吸附力，直至该吸附力达到了吸附晶圆来说合适的吸附力范围。
本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。
本领域的技术人员能够理解，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
虽然结合附图描述了本申请的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本申请的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种晶圆边缘吸附装置，其特征在于，包括：支撑盘、连接件以及支撑座；
所述支撑盘的一侧通过所述连接件与所述支撑座连接，另一侧表面的边缘设有多个吸嘴；
所述支撑盘内部设有气道；所述支撑座上设有电磁阀；
所述气道通过气管连通所述吸嘴以及所述电磁阀。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆边缘吸附装置，其特征在于，所述吸嘴在所述支撑盘表面边缘均匀分布。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆边缘吸附装置，其特征在于，所述吸嘴与所述支撑盘可拆卸连接。
4.根据权利要求3所述的一种晶圆边缘吸附装置，其特征在于，所述连接件包括气管通道；所述气管通道贯通所述连接件。
5.根据权利要求4所述的一种晶圆边缘吸附装置，其特征在于，所述支撑盘与所述连接件连接的一侧中心设有气孔；所述气管能够沿着所述气管通道将所述气孔和所述电磁阀连通。
6.根据权利要求5所述的一种晶圆边缘吸附装置，其特征在于，还包括外罩；所述外罩与所述支撑座可拆卸连接；所述电磁阀和所述气管位于所述外罩的内部。
7.一种针对以上权利要求1-6中任意一项的晶圆边缘吸附装置的吸附控制方法，其特征在于，包括：以电脉冲宽度调制方式，来控制电磁阀的开度，基于开度来调整吸嘴对晶圆吸附力的强弱。
8.根据权利要求7所述的吸附控制方法，其特征在于，整个吸附过程划分为若干的时间区间，在各个时间区间内逐步增加电磁阀的开度，从而逐步加大的对晶圆的吸附力，直至该吸附力达到了吸附晶圆来说合适的吸附力范围。
9.根据权利要求8所述的吸附控制方法，其特征在于，通过逐步增加电磁阀的开度，按照如下的公式逐步加大的对晶圆的吸附力：
其中，/>为第个阶段的预计吸附力，/>与/>为第/>个、第/>个时间区间吸附力期望值，即根据电脉冲宽度调制（PWM）所调节的电磁阀的开度下的理论推算期望值；为第/>个时间区间的实际值，/>为比例系数，通过计算可得/>、/>、/>在公式中的各自比重；基于历史工作状况，基于循环滚动优化这三个比例系数的取值，使其越来越贴近真实状况，计算最终第/>个时间区间的预计吸附力。
10.根据权利要求9所述的吸附控制方法，其特征在于，判断该预计吸附力是否达到了吸附晶圆来说合适的吸附力范围；如果达不到继续通过电脉冲宽度调制调节电磁阀，改变当前时间区间也即第个时间区间吸附力期望值/>，最终改变第/>个时间区间的预计吸附力，直至该吸附力达到了吸附晶圆来说合适的吸附力范围。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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