CN211103541U - 真空吸盘及真空吸附装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空吸盘和真空吸附装置。该真空吸盘包括具有所述吸附表面的吸盘本体和设置于吸盘本体上的气体通道。气体通道包括位于吸附表面上的至少两组同心圆槽组、位于吸盘本体中部的进气孔以及布置于吸盘本体的与吸附表面相对的表面上的通气槽。进气孔从吸附表面沿轴向延伸至另一表面，进气孔的一端与至少两组同心圆槽中的一组流体连通，另一端用于连接真空系统。通气槽在吸盘本体的另一表面上将至少两组同心圆槽组流体连通，以及至少两组同心圆槽组之间设置有隔离密封环，以在吸附表面将至少两组同心圆槽组密封隔离。本实用新型通过将进气孔设置在真空吸盘底部中心以及气体通道的特殊布置，使得真空吸盘具有超薄设计和优异的吸附能力。

Description

真空吸盘及真空吸附装置

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，具体涉及一种真空吸盘及真空吸附装置。

背景技术

在半导体制造工艺设备中，硅片在工艺生产、检测过程等环节中都需要在支撑平台上进行固定。常用的硅片固定方法基本都是吸附式，包括真空吸附式与静电吸附式。其中，真空吸附式就是在硅片和吸盘表面的接触区域产生真空，依靠硅片两侧压力差产生的压力将硅片牢牢固定在真空吸盘上。

某些文献提出了一种真空吸盘，该吸盘表面有多组同心圆槽及径向沟槽，吸盘内部有至少两条径向气道，在径向沟槽与径向气道之间设有垂直气孔以使径向气道与圆槽连通，通过堵塞不同气道来实现对不同规格硅片的吸附。该吸盘虽结构简单，可实现对不同硅片的吸附，但吸盘气道设在吸盘侧面，操作复杂，而且使得吸盘较为厚实笨重，无法实现轻薄化设计。

某些文献中提出一种真空吸盘，然而这种吸盘为凸点吸盘，然可将吸盘设计的较为轻薄，但其结构复杂，加工难度大，造价成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种真空吸盘及真空吸附装置，以解决上述现有技术中存在的问题。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种真空吸盘，用于在其吸附表面吸附硅片，

所述真空吸盘包括具有所述吸附表面的吸盘本体和设置于所述吸盘本体上的气体通道，

所述气体通道包括位于所述吸附表面上的至少两组同心圆槽组、位于所述吸盘本体中部的进气孔以及布置于所述吸盘本体的与所述吸附表面相对的表面上的通气槽，

所述进气孔从所述吸附表面沿轴向延伸至所述吸盘本体的与所述吸附表面相对的另一表面，所述进气孔的一端与所述至少两组同心圆槽组中的一组流体连通，所述进气孔的另一端用于连接真空系统，

所述通气槽在所述吸盘本体的与所述吸附表面相对的另一表面上将所述至少两组同心圆槽组流体连通，以及

所述至少两组同心圆槽组之间设置有隔离密封环，所述隔离密封环在所述吸附表面将所述至少两组同心圆槽组密封隔离。

在一个实施例中，所述至少两组同心圆槽组的每一组分别包括至少两个同心圆槽，且每一个同心圆槽的各个同心圆槽之间形成密封环，所述密封环上设有通气孔，每一组同心圆槽组的各个同心圆槽之间通过各自密封环上的通气孔流体连通。

在一个实施例中，所述密封环的高度为0.1mm-1mm，优选为0.5mm，以及所述密封环的宽度设置为0.1mm-1mm，优选为0.5mm。

在一个实施例中，每一组同心圆槽组的各个通气孔与所述进气孔的连线位于同一条直线上。

在一个实施例中，所述至少两组同心圆槽组包括位于内圈的第一同心圆槽组和位于外圈的第二同心圆槽组，所述第一同心圆槽组包括至少两个同心圆槽以及所述第二同心圆槽组包括至少两个同心圆槽。

在一个实施例中，所述第一同心圆槽组的每一个同心圆槽之间形成第一密封环，所述第二同心圆槽组的每一个同心圆槽之间形成第二密封环，所述第一密封环上设有第一通气孔，所述第二密封环上设有第二通气孔，所述第一同心圆槽组的每一个同心圆槽之间通过所述第一通气孔流体连通，以及所述第二同心圆槽组的每一个同心圆槽之间通过所述第二通气孔流体连通。

在一个实施例中，所述第一同心圆槽组的至少一个同心圆槽的底部设有第一轴向孔，所述第二同心圆槽组的至少一个同心圆槽的底部设有第二轴向孔，所述第一轴向与所述第二轴向分别与所述通气槽流体连通，从而所述第一同心圆槽组和第二同心圆槽组通过所述通气槽、第一轴向孔和第二轴向孔在所述真空吸盘的与所述吸附表面相对的表面上流体连通。

在一个实施例中，所述第一轴向孔设置于所述第一同心圆槽组的中间位置的同心圆槽的底部，以及所述第二轴向孔设置于所述第二同心圆槽组的最内侧的同心圆槽的底部。

在一个实施例中，所述至少两组同心圆槽组之间设有吸盘安装槽，所述吸盘安装槽内设有吸盘固定接口，通过所述吸盘固定接口将所述真空吸盘固定到吸盘座上，且所述吸盘安装槽的两侧形成所述隔离密封环。

在一个实施例中，所述真空吸盘的与所述吸附表面相对的表面上还设有密封槽，所述密封槽环绕所述通气槽设置，通过在所述密封槽内设置密封片将所述通气槽密封。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种真空吸附装置，所述真空吸附装置包括吸盘座、底座以及上述的真空吸盘，所述真空吸盘通过吸盘固定接口固定在所述吸盘座上，所述底座设有真空入口，所述真空入口与所述真空吸盘的进气孔配合并流体连通。

在一个实施例中，所述真空吸盘的与所述吸附表面相对的表面上环绕所述进气孔设有防磨垫片槽，所述防磨垫片槽内安装防磨垫片并在防磨垫片底部安装密封圈，从而将所述底座的真空进气口与所述进气孔与外界密封隔离。

在一个实施例中，所述真空吸盘底部通过胶黏剂和所述防磨垫片粘接固定，以及所述的防磨垫片利用软性材料，且中间有设有与进气孔对应的通孔。

本实用新型通过将进气孔设置在真空吸盘底部中心以及上述气体通道的特殊布置，从而提供了一种超薄设计的真空吸盘以及真空吸附装置。本实用新型提供的真空吸盘解决了现有真空吸盘厚实笨重、不便于操作的问题，而且结构简单合理，造价成本低，并具有高可靠性和优良的密封性能，解决了现有真空吸盘结构复杂，加工难度高，造价成本高的问题。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的真空吸盘的立体图，其示出真空吸附表面；

图2是图1的真空吸盘的另一立体图，其示出与吸附表面相对的另一表面；

图3是图1的局部放大图，其示出密封圆环、同心圆槽以及设置于密封圆环上的通气孔；

图4是本实用新型一个实施例的真空吸盘的仰视图，示出与吸附表面相对的另一表面；

图5是本实用新型一个实施例的真空吸盘的俯视图，示出吸附表面；

图6是图5的真空吸盘沿剖面线C-C剖视开的剖视图；

图7是图6的I部分的放大图；

图8是图6的II部分的放大图；以及

图9是本实用新型一个实施例的真空吸附装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

在以下描述中，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

下面参照附图对实用新型的较佳实施例进行说明。

本实用新型总体上公开了一种真空吸盘100，用于在其吸附表面10A吸附硅片。真空吸盘100包括具有吸附表面10A的吸盘本体10和设置于吸盘本体10上的气体通道。气体通道包括位于吸附表面10上的至少两组同心圆槽(例如内圈的第一组同心圆槽30以及位于外圈的第二组同心圆槽50)、位于吸盘本体10中心位置的进气孔40以及通气槽64，通气槽64布置于吸盘本体10的与吸附表面10A相对的表面10B上并将至少两组同心圆槽(例如内圈的第一组同心圆槽30以及位于外圈的第二组同心圆槽50)流体连通，进气孔40的一端与至少两组同心圆槽中的一组(例如内圈的第一组同心圆槽30)流体连通，进气孔40的另一端用于连接真空系统管路。两组同心圆槽之间设置有密封环(例如形成内圈的同心圆槽31的内圈密封环32和形成外圈的同心圆槽51的外圈密封环52)，这些密封环的高度较佳设置为0.1mm-1mm，优选为0.5mm，自己这些密封环的宽度较佳设置为0.1mm-1mm，优选为0.5mm。

图1是本实用新型的真空吸盘100的立体图，其示出真空吸附表面10A，图2是图1的真空吸盘100的另一立体图，其示出与吸附表面10A相对的另一表面10B，图3是图1的局部放大图，其示出密封圆环、同心圆槽以及设置于密封圆环上的通气孔，图4是真空吸盘100的仰视图，示出与吸附表面10A相对的另一表面10B，图5是真空吸盘100的俯视图，示出吸附表面10A，图6是图5沿剖面线C-C剖视开的剖视图，图7是图6的I部分的放大图，图8是图6的II部分的放大图。

如图1-5所示，真空吸盘100具有吸盘本体10，吸盘本体10具有吸附表面10A，在本文中称为正面10A，需要固定的硅片吸附在吸附表面10A上。与吸附表面10A相对的表面10B安装于吸盘座上，在本文中表面10B称为下表面。吸附表面10A设有第一组同心圆槽30和第二组同心圆槽50，第一组同心圆槽30的半径较小，位于内圈，第二组同心圆槽50的半径较大，位于外圈。本领域的技术人员应该理解，吸附表面10A上也可以设置多余两组同心圆槽，例如设置三组、四组同心圆槽等，其原理与两组类似，在此不再赘述。

吸盘本体10的中间圆心的位置设置有进气孔40，进气孔40沿轴向从吸附表面10A一直延伸到下表面10B并用于与真空系统连接。环绕进气孔40由近及远依次形成第一组同心圆槽30和第二组同心圆槽50。第一组同心圆槽30包括多个同心圆槽31，每两个同心圆槽31之间形成同心密封环32。类似地，第二组同心圆槽50包括多个同心圆槽51，每两个同心圆槽51之间形成同心密封环52。第一组同心圆槽30的最外一圈的同心密封环22与第二组同心圆槽50的最内一圈同心密封环23之间形成吸盘安装槽20，吸盘安装槽20内设有吸盘固定接口21，通过吸盘固定接口21将真空吸盘100安装于吸盘座上，下文将会进一步描述。

第一组同心圆槽30的最外一圈密封环22与第二组同心圆槽的最内一圈密封环33将第一组密封圆槽30与第二组密封圆槽50密封隔开，而同一组同心圆槽之间通过在密封环上形成通气孔从而进行流体连通。

具体地，在第一组同心圆槽30的除了最外一圈密封圆环22之外的其它密封环32上设置有通气孔33，当硅片吸附于吸附表面10A上时，第一组同心圆槽30之间通过通气孔33相互流体连通。从图1中可以看出，第一组同心圆槽30的最内一圈密封圆环32上也设有通气孔33，进气孔40通过通气孔33与各个第一组同心圆槽30流体连通。

第二组同心圆槽50的除了最内一圈密封圆环23和最外一圈密封圆环52之外的其它密封圆环上也设有通气孔53，通过通气孔53将第二组同心圆槽50的各个同心圆槽51流体连通。而第二组同心圆槽50的最内一圈同心圆环和最外一圈同心圆环上则不则设置通气孔，从而将第二组同心圆槽50与第一组同心圆槽30以及其第二组同心圆槽50与其外侧的同心圆槽(在其外侧设有第三组同心圆槽的情况)或外界(未在其外侧布置第三组同心圆槽的情况)流体隔离开，而整个密封环组圈定的区域则可形成完整的真空吸附区域。

在第一组同心圆槽30的其中一个同心圆槽31的底部设有第一轴向孔34，第一轴向孔34从吸附表面10A沿轴向一直延伸至下表面10B的通气槽内。第二组同心圆槽50的其中一个同心圆槽51的底部设置第二轴向孔54，第二轴向孔54从吸附表面10A沿轴向一直延伸至下表面10B的通气槽内，从而第一组同心圆槽30与第二组同心圆槽50通过第一轴向孔34、第二轴向孔54以及通气槽从下表面10B流体连通。

较佳地，第一轴向孔34设置于第一组同心圆槽30的位于中部的同心圆槽的底部，第二轴向孔54设置于第二组同心圆槽50的最内一圈同心圆槽的底部。

参照图2和4并结合图5-8，吸盘主体10的与吸附表面10A相对的下表面10B的中心为进气孔40，该进气孔40从吸附表面10A一直延伸到下表面10B的中间吸盘圆心位置。在下表面10上环绕进气孔设有防磨垫片槽41，通过在防磨垫片槽41内安装防磨垫片并在防磨垫片底部安装密封圈进行进气密封。环绕防磨垫片槽41形成吸盘安装部24，吸盘安装部24与吸附表面10A吸盘安装槽20相对，且吸盘固定接口21从吸附表面10A的吸盘安装槽20一直延伸至下表面10B的吸盘安装部24。图8中可以清楚看出，第一轴向孔34与第二轴向孔54之间通过通气槽64流体连通，通气槽64设置于下表面10B上，在通气槽64的底部的上方还设置有密封槽65，密封槽65的宽度和长度都大于通气槽64。结合图2、4，密封槽65内安装密封片63，密封片63例如可以通过胶黏剂和密封槽65粘接固定，从而防止连接第一同心圆槽30和第二组同心圆槽50之间的通气槽64发生真空泄漏。

真空通过进气孔40进入到第一组同心圆槽30，再进入到第一轴向孔34，再通过通气槽64进入第二轴向孔54，从而进入到第二组同心圆槽50，这样整个真空吸盘10A可以形成完整的真空吸附区域，从而在吸附表面10A牢牢吸附住硅片。

继续参照图2和图4，吸盘安装部24环绕进气孔40形成环形并将下表面10B分隔成内圈和外圈两部分，在内圈之间设有多个内圈加强肋62，在外圈设有多个外圈加强肋61，外圈加强肋61从靠近圆心的一端向远离圆心的一端厚度逐渐减小，从而下表面整体形成一个内高外底的凸台形，即图6中示出的形状。

本领域的技术人员人员应该理解，上述的密封槽和密封环可以通过在吸附表面上加工出同心圆槽，然后连个密封槽之间自如就形成密封环，也可以通过在吸附表面上加工出密封环，然后两个密封环之间自然形成同心圆槽。同心圆槽的宽度可以根据实际情况具体设定。

下面参照图9对本实用新型的一个实施例的真空吸附装置200进行描述，其中图9示出本实用新型一个实施例的真空吸附装置200示意图。如图9所示，真空吸附装置200包括上述的真空吸盘100、吸盘座204以及底座205，真空吸盘200通过吸盘固定接口21安装于吸盘座204上，底座205设有真空系统入口与真空吸盘100的进气孔40流体连通，在进气孔40的底部设有防磨垫片槽41，防磨垫片槽41内设置防磨垫片203，防磨垫片203的底部设置O型密封圈206，通过O型密封圈20进行底座205与真空吸盘100之间的气密封。

真空吸盘100的底部与吸盘座204固定，真空吸盘100可随吸盘座204绕进气孔40的中心进行旋转运动。真空吸盘100的材料优选为金属或者工程陶瓷材料，例如铝合金，SiC等。底座205中心设计有底座进气孔，真空从底座205的中心孔被送入到真空吸盘100中以吸附硅片300。O型密封圈206位于底座204和粘接在真空吸盘100底部的防磨垫片203之间，用于密封真空管道，防止真空泄漏。防磨垫片203采用软性材料，优选为PEEK材料，且中间设有与进气孔40对应的通气孔。当真空吸盘100旋转运动时，防磨垫片203相对O型密封圈206进行旋转，从而就降低O型密封圈206的摩擦力，提高其使用寿命。

综上，传统真空吸附装置必须设计若干个深径比较大的进气气道从而使得吸盘厚度很厚，而本实用新型通过将进气孔设置在真空吸盘底部中心以及上述气体通道的特殊布置，从而提供了一种超薄设计的真空吸盘以及真空吸附装置，不仅结构简单，而且具有高可靠性和优良的密封性能。

以上已详细描述了本实用新型的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (15)

1.一种真空吸盘，用于在其吸附表面吸附硅片，其特征在于，

所述真空吸盘包括具有所述吸附表面的吸盘本体和设置于所述吸盘本体上的气体通道，

所述气体通道包括位于所述吸附表面上的至少两组同心圆槽组、位于所述吸盘本体中部的进气孔以及布置于所述吸盘本体的与所述吸附表面相对的表面上的通气槽，

所述进气孔从所述吸附表面沿轴向延伸至所述吸盘本体的与所述吸附表面相对的另一表面，所述进气孔的一端与所述至少两组同心圆槽组中的一组流体连通，所述进气孔的另一端用于连接真空系统，

所述通气槽在所述吸盘本体的与所述吸附表面相对的另一表面上将所述至少两组同心圆槽组流体连通，以及

所述至少两组同心圆槽组之间设置有隔离密封环，所述隔离密封环在所述吸附表面将所述至少两组同心圆槽组密封隔离。

2.根据权利要求1所述的真空吸盘，其特征在于，所述至少两组同心圆槽组的每一组分别包括至少两个同心圆槽，且每一个同心圆槽的各个同心圆槽之间形成密封环，每一个所述密封环上设有至少一个通气孔，每一组同心圆槽组的各个同心圆槽之间通过各自密封环上的通气孔流体连通。

3.根据权利要求2所述的真空吸盘，其特征在于，所述密封环的高度为0.1mm-1mm，以及所述密封环的宽度设置为0.1mm-1mm。

4.根据权利要求3所述的真空吸盘，其特征在于，所述密封环的高度为0.5mm。

5.根据权利要求3所述的真空吸盘，其特征在于，所述密封环的宽度设置为0.5mm。

6.根据权利要求2所述的真空吸盘，其特征在于，每一组同心圆槽组的各个通气孔与所述进气孔的连线位于同一条直线上。

7.根据权利要求1所述的真空吸盘，其特征在于，所述至少两组同心圆槽组包括位于内圈的第一同心圆槽组和位于外圈的第二同心圆槽组，所述第一同心圆槽组包括至少两个同心圆槽以及所述第二同心圆槽组包括至少两个同心圆槽。

8.根据权利要求7所述的真空吸盘，其特征在于，所述第一同心圆槽组的每一个同心圆槽之间形成第一密封环，所述第二同心圆槽组的每一个同心圆槽之间形成第二密封环，所述第一密封环上设有第一通气孔，所述第二密封环上设有第二通气孔，所述第一同心圆槽组的每一个同心圆槽之间通过所述第一通气孔流体连通，以及所述第二同心圆槽组的每一个同心圆槽之间通过所述第二通气孔流体连通。

9.根据权利要求7所述的真空吸盘，其特征在于，所述第一同心圆槽组的至少一个同心圆槽的底部设有第一轴向孔，所述第二同心圆槽组的至少一个同心圆槽的底部设有第二轴向孔，所述第一轴向与所述第二轴向分别与所述通气槽流体连通，从而所述第一同心圆槽组和第二同心圆槽组通过所述通气槽、第一轴向孔和第二轴向孔在所述真空吸盘的与所述吸附表面相对的表面上流体连通。

10.根据权利要求9所述的真空吸盘，其特征在于，所述第一轴向孔设置于所述第一同心圆槽组的中间位置的同心圆槽的底部，以及所述第二轴向孔设置于所述第二同心圆槽组的最内侧的同心圆槽的底部。

11.根据权利要求1所述的真空吸盘，其特征在于，所述至少两组同心圆槽组之间设有吸盘安装槽，所述吸盘安装槽内设有吸盘固定接口，通过所述吸盘固定接口将所述真空吸盘固定到吸盘座上，且所述吸盘安装槽的两侧形成所述隔离密封环。

12.根据权利要求1所述的真空吸盘，其特征在于，所述真空吸盘的与所述吸附表面相对的表面上还设有密封槽，所述密封槽环绕所述通气槽设置，通过在所述密封槽内设置密封片将所述通气槽密封。

13.一种真空吸附装置，其特征在于，所述真空吸附装置包括吸盘座、底座以及如权利要求1-12任一项所述的真空吸盘，所述真空吸盘通过吸盘固定接口固定在所述吸盘座上，所述底座设有真空入口，所述真空入口与所述真空吸盘的进气孔配合并流体连通。

14.根据权利要求13所述的真空吸附装置，其特征在于，所述真空吸盘的与所述吸附表面相对的表面上环绕所述进气孔设有防磨垫片槽，所述防磨垫片槽内安装防磨垫片并在防磨垫片底部安装密封圈，从而将所述底座的真空进气口与所述进气孔与外界密封隔离。

15.根据权利要求14所述的真空吸附装置，其特征在于，所述真空吸盘底部通过胶黏剂和所述防磨垫片粘接固定，以及所述的防磨垫片利用软性材料，且中间有设有与进气孔对应的通孔。

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