CN216250683U - 结合真空吸附的静电吸附机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种结合真空吸附的静电吸附机构，所述结合真空吸附的静电吸附机构包括：静电吸盘、真空吸附电路、静电吸附电路以及控制器。通过在现有技术的真空吸附机构中，替换掉真空吸盘的材质，换成静电吸盘的材质，增加橡胶圈、电路以及控制器，制备成一种结合真空吸附的静电吸附机构，以解决现有技术中腔体抽真空后，吸盘吸附不牢固导致产品翘曲，以及翘曲产品吸附难度大的问题；保证差异性工艺产品正常作业，确保产线正常进行；增强机构可操作性，以及提升作业稳定性，可适用于全自动化生产。

Description

结合真空吸附的静电吸附机构

技术领域

本实用新型涉及一种半导体工艺制备领域，特别是涉及一种结合真空吸附的静电吸附机构。

背景技术

在半导体工艺制备过程中，真空吸附机构中晶圆(或其他产品)需要靠真空吸附的气压压力固定在吸盘上进行作业。真空吸附机构的腔体未作业时是在大气压状态下，开始作业时真空吸附开启，此时晶圆受到气压压力的束缚，吸附在真空吸盘上；当腔体抽真空后，晶圆晶背和晶面的压力形成平衡，晶圆受到向下的压力减小或消失，真空吸盘吸附不牢固，作业时容易导致晶圆翘曲，严重影响产线运行及产品良率。另外，随着半导体芯片制造技术的飞速发展，晶圆的尺寸越来越大，单个晶圆上制作的芯片数量越来越多，器件的集成密度也越来越大，这也导致晶圆的翘曲度问题越来越突出，导致对晶圆的吸附难度加大，而给晶圆的后续作业带来不便。

鉴于以上，有必要提供一种结合真空吸附的静电吸附机构，来应对各种差异性工艺半导体产品，以解决现有技术中腔体抽真空后，吸盘吸附不牢固导致产品翘曲；以及对翘曲产品吸附难度大的问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种结合真空吸附的静电吸附机构，用于解决现有技术中腔体抽真空后，吸盘吸附不牢固导致产品翘曲；以及对翘曲产品吸附难度大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种结合真空吸附的静电吸附机构，所述结合真空吸附的静电吸附机构包括：

静电吸盘，所述静电吸盘上设置有依次嵌套的沿周向分布的两个以上吸附槽，其中，至少一个所述吸附槽内设置有橡胶圈，以实现对待作业产品进行真空预吸附和静电主吸附；静电吸附电路及真空吸附电路，分别与所述静电吸盘电连接；控制器，与所述静电吸附电路及所述真空吸附电路电连接，以对所述静电吸附电路及所述真空吸附电路分别进行控制。

可选的，所述待作业产品为晶圆。

可选的，所述静电吸盘的材质为氮化铝陶瓷。

可选的，所述静电吸盘上表面的形状为圆形；所述吸附槽的形状为圆环。

可选的，所述吸附槽的宽度范围为4mm-6mm。

可选的，所述吸附槽为贯穿所述静电吸盘的通槽，或者所述吸附槽为未贯穿所述静电吸盘的盲槽，所述吸附槽的底部设置有若干贯通孔。

可选的，两个所述吸附槽内设置有所述橡胶圈，且相邻两个所述橡胶圈之间的间距范围为45mm-55mm。

可选的，所述待作业的产品径向尺寸至少大于最内圈所述橡胶圈的的径向尺寸。

可选的，所述橡胶圈套设在所述吸附槽上，且高于所述静电吸盘上表面。

可选的，所述控制器为电脑。

如上所述，本实用新型的结合真空吸附的静电吸附机构，具有以下有益效果：1.改善现有技术中腔体抽真空后，吸盘吸附不牢固导致产品翘曲的问题；2.通过外接电路，进行静电吸附，通过软件控制电压的大小改变静电力，从而可以吸附翘曲度较大的产品，解决对翘曲产品吸附难度大的问题；3.保证差异性工艺产品正常作业，确保产线正常进行，提高机构精度及产出能力；4.增强机构可操作性，以及提升作业稳定性，可适用于全自动化生产。

附图说明

图1显示为现有技术中真空吸附机构的主视示意图。

图2显示为本实用新型的结合真空吸附的静电吸附机构主视示意图。

图3显示为本实用新型的结合真空吸附的静电吸附机构俯视示意图。

元件标号说明

10 待作业产品

101 待作业晶圆

20 真空吸盘

30 静电吸盘

301 吸附槽

302 橡胶圈

401 静电吸附电路

402 真空吸附电路

50 控制器

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，为现有技术中真空吸附机构的主视示意图，其工作过程为：

首先，将待作业晶圆101放在腔体内的真空吸盘20上表面，开启真空吸附，所述待作业晶圆101通过真空吸附固定在所述真空吸盘20上表面；紧接着在所述待作业晶圆101上作业；待晶圆作业结束后，取回该晶圆。

经过研究表明，发明人发现真空吸附机构在进行作业时往往存在一些不可避免的问题。真空吸附机构中所述待作业晶圆101需要靠真空吸附的气压压力固定在所述真空吸盘20上表面进行作业，腔体未作业时是在大气压状态下，开始作业时真空吸附开启，此时所述待作业晶圆101受到大气压力的束缚，吸附在所述真空吸盘20上表面；当腔体抽真空后，所述待作业晶圆101晶背和晶面的压力形成平衡，所述待作业晶圆101受到向下的压力减小或消失，所述真空吸盘20吸附不牢固，作业时容易导致所述待作业晶圆101翘曲，严重影响产线运行及产品良率。另外，随着半导体芯片制造技术的飞速发展，晶圆的尺寸越来越大，单个晶圆上制作的芯片数量越来越多，器件的集成密度也越来越大，这也导致晶圆的翘曲度问题越来越突出，导致对翘曲晶圆的吸附难度加大，而给晶圆的后续作业带来不便。

发明人基于以上发现并经过研究分析，提出一种结合真空吸附的静电吸附机构，如图2至图3所示，以解决现有技术中腔体抽真空后，吸盘吸附不牢固导致晶圆翘曲；以及翘曲晶圆吸附难度大的问题。下面结合附图详细描述本实施例的结合真空吸附的静电吸附机构。

本实施例提供一种结合真空吸附的静电吸附机构，所述结合真空吸附的静电吸附机构包括：静电吸盘30，所述静电吸盘30上设置有依次嵌套的沿周向分布的两个以上吸附槽301，其中，至少一个所述吸附槽301内设置有橡胶圈302，以实现对待作业产品10进行真空预吸附和静电主吸附；静电吸附电路401及真空吸附电路402，分别与所述静电吸盘30电连接；控制器50，与所述静电吸附电路401及所述真空吸附电路402电连接，以对所述静电吸附电路401及所述真空吸附电路402进行控制。

作为示例，所述待作业产品10为晶圆，具体产品可根据实际需要进行设置，可以是半导体加工工艺中的任何一种产品，在此不作限制。这里需要说明的是，所述晶圆是一种单晶硅通过胶固定在玻璃基地上的产品，因为应力不平衡导致所述晶圆出现不同程度的翘曲，这对所述晶圆的吸附难度增大。

作为示例，所述静电吸盘30上表面可以选择为氮化铝陶瓷覆膜，但也不限于此，可根据实际需要进行选择，只要保证输出稳定，同时避免高压静电压尖锐击穿即可。

作为示例，所述静电吸盘30上表面的形状为圆形，所述吸附槽301的形状为圆环。所述静电吸盘30上表面和所述吸附槽301的形状也可以是其他形状，只要与待作业产品10相匹配即可，可根据实际需要进行设置，在此不作限制。

作为示例，所述吸附槽301的宽度范围为4mm-6mm。

作为示例，所述吸附槽301可以为贯穿所述静电吸盘30的通槽，以作为真空吸附通道；或者所述吸附槽301为未贯穿所述静电吸盘30的盲槽，且所述吸附槽301的底部设置有若干贯通孔(如图3所示)，从而若干所述贯通孔作为真空吸附通道。

当所述吸附槽301为未贯穿所述静电吸盘30的盲槽时，在作业过程中不可避免地会掉落一些产品上的残渣，所述吸附槽301底面盲槽的设置有利于承接残渣，也可通过改变所述通孔的径向尺寸大小过滤不同尺寸的残渣，将残渣集中至所述吸附槽301内，避免影响产品吸附时的平整性，也避免了直接从所述通孔掉落到所述静电吸盘30内部，影响内部零件作业；在本实施例中，所述吸附槽301的宽度优选采用5mm，所述吸附槽301每两个的间距可根据实际需要进行设置，在此不作限制。

作为示例，两个所述吸附槽301内设置有所述橡胶圈302，且相邻两个所述橡胶圈302之间的间距范围为45mm-55mm；较佳地，所述待作业产品10的径向尺寸至少大于最内圈所述橡胶圈302的的径向尺寸。

作为示例，所述橡胶圈302以套设的方式安装在所述吸附槽301上，且高于所述静电吸盘30上表面。

这里需要说明的是，所述静电吸盘30内部还包括真空泵，通过所述吸附槽301和所述橡胶圈302协同作用，进行真空吸附；本实施例中，设置两个所述橡胶圈302，间距优选采用50mm，用于应对不同径向尺寸的所述待作业产品10。所述静电吸盘30和所述待作业产品10由于都是硬质表面，在吸附过程中无法做到吸附紧密贴合，所述待作业的产品10径向尺寸至少大于最内圈所述橡胶圈302的的径向尺寸，在所述待作业产品10两端气压的作用下形成密封状态，有利于对其吸附，也使受力均衡，避免局部压力过大导致所述产品10的破裂。设置的所述橡胶圈302是很薄的一层，高出静电吸盘30上表面的部分在气压的作用下和所述待作业产品10一起被牢牢吸附在所述静电吸盘30上表面，组成密封状态，紧密贴合，其中，所述橡胶圈302的厚度和高出所述静电吸盘30上表面的部分不影响所述待作业产品10的平整性。

所述吸附槽301也可以是其他形状，例如蜂窝状的孔洞或其他形状的闭环槽，可根据实际需要进行设置，在此不作限制；在本实施例的某一方案中，所述吸附槽301是蜂窝状的孔洞，则需要在所述静电吸附30上表面设置若干闭环的盲槽，用于安置所述橡胶圈302，协同作用；所述橡胶圈302可根据所述闭环槽的形状进行设置。

在本实施例的另一方案中，所述橡胶圈302的厚度和所述吸附槽301的宽度相同，可以完整的镶嵌在所述吸附槽301内，并高于所述静电吸盘30上表面，其中所述橡胶圈302有弹性，在吸附时高出的部分不影响所述待作业产品10的平整性。

作为示例，所述控制器50为电脑，设置软件，通过软件以对所述静电吸附电路401及所述真空吸附电路402进行控制，除了可以控制电路开关还可以对电压的大小进行控制，来调节静电力；电压越大，静电力就越大，从而可以吸附翘曲度较大的所述待作业产品10。

整个吸附过程在一个密闭的腔体内进行，所述静电吸盘30通过所述控制器50开启真空吸附，吸附所述待作业产品10，其次开启所述静电吸附电路401，产生静电力，此时所述待作业产品10同时受到气压压力和静电力的作用，待所述腔体抽真空后，气压消失，所述待作业产品10仍然依靠静电力被牢牢吸附。这里需要说明是，真空吸附和静电吸附将所述待作业产品10吸附在所述静电吸盘30上表面，在气压消失后，所述待作业产品10仍旧由于静电力被牢牢的吸附在所述静电吸盘30上表面，维持所述待作业产品10的平整性和位置的稳定性，在后续的加工中不会出现因为吸盘吸附不牢固导致所述待作业产品10翘曲的问题，从而可以适用于全自动化生产。进一步地，对于高翘曲的所述待作业产品10，先开启的真空吸附通过气压压力将翘曲部分拉至和未翘曲部分到同一水平面，紧贴于所述静电吸盘30上表面，其次开启静电吸附，共同吸附所述待作业产品10。

在某一实施例中，对平整待作业产品进行作业，将所述平整待作业产品放在静电吸盘30上表面，通过所述控制器50开启真空吸附，所述平整待作业产品通过所述吸附槽301和所述橡胶圈302协同作用吸附在所述静电吸盘30上表面；然后通过所述控制器50打开所述静电吸附电路401，调节合适的电压大小，所述静电吸盘30产生静电力，此时的所述平整待作业产品受到两个力，一个是气压压力，一个是静电力；腔体抽真空后，所述平整待作业产品的气压压力消失，所述平整待作业产品仍然依靠静电力吸附，不会出现所述静电吸盘30吸附不牢固导致所述平整待作业产品翘曲的问题；待作业结束后，关闭所述控制器50，静电力消失，机械手臂(或其他方式)通过所述腔室侧壁的窗口取回所述待作业产品。

在另一实施例中，对高翘曲的待作业产品进行作业，将翘曲较大的待作业产品放在所述静电吸盘30上表面，通过所述控制器50开启真空吸附，所述高翘曲待作业产品的背面通过所述吸附槽301和所述橡胶圈302协同作用吸附在所述静电吸盘30上表面，将所述高翘曲产品的翘曲部分通过气压压力拉至与未翘曲的部分同一水平面，紧贴于所述静电吸盘30上表面；然后通过所述控制器50打开所述静电吸附电路401，调节合适的电压大小，所述静电吸盘30产生合适的静电力，电压越大，静电力就越大，可以吸附翘曲度较大的待作业产品，此时的所述高翘曲待作业产品受到两个力，一个是气压压力，一个是静电力；腔体抽真空后，所述高翘曲待作业产品的气压压力消失，所述高翘曲待作业产品仍然依靠静电力吸附；待作业结束后，关闭所述控制器50，静电力消失，机械手臂(或其他方式)通过所述腔室侧壁的窗口取回所述待作业产品。翘曲被改善的产品更容易进行后续的作业，提升作业稳定性。

综上所述，本实用新型提供一种结合真空吸附的静电吸附机构，通过在现有技术的真空吸附机构中，替换掉真空吸盘的材质，换成静电吸盘的材质，增加橡胶圈、电路以及控制器，制备成一种结合真空吸附的静电吸附机构。改善现有技术中腔体抽真空后，吸盘吸附不牢固导致产品翘曲的问题；通过外接电路，进行静电吸附，软件控制电压的大小改变静电力，从而可以吸附翘曲度较大的产品，解决对翘曲产品吸附难度大的问题；保证差异性工艺产品正常作业，确保产线正常进行，提高机构精度及产出能力；增强机构可操作性，以及提升作业稳定性，可适用于全自动化生产。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种结合真空吸附的静电吸附机构，其特征在于，所述静电吸附机构包括：

静电吸盘，所述静电吸盘上设置有依次嵌套的沿周向分布的两个以上吸附槽，其中，至少一个所述吸附槽内设置有橡胶圈，以实现对待作业产品进行真空预吸附和静电主吸附；

静电吸附电路及真空吸附电路，分别与所述静电吸盘电连接；

控制器，与所述静电吸附电路及所述真空吸附电路电连接，以对所述静电吸附电路及所述真空吸附电路分别进行控制。

2.根据权利要求1所述的结合真空吸附的静电吸附机构，其特征在于：所述待作业产品为晶圆。

3.根据权利要求1所述的结合真空吸附的静电吸附机构，其特征在于：所述静电吸盘的材质为氮化铝陶瓷。

4.根据权利要求1所述的结合真空吸附的静电吸附机构，其特征在于：所述静电吸盘上表面的形状为圆形；所述吸附槽的形状为圆环。

5.根据权利要求4所述的结合真空吸附的静电吸附机构，其特征在于：所述吸附槽的宽度范围为4mm-6mm。

6.根据权利要求1所述的结合真空吸附的静电吸附机构，其特征在于：所述吸附槽为贯穿所述静电吸盘的通槽，或者所述吸附槽为未贯穿所述静电吸盘的盲槽，所述吸附槽的底部设置有若干贯通孔。

7.根据权利要求1所述的结合真空吸附的静电吸附机构，其特征在于：两个所述吸附槽内设置有所述橡胶圈，且相邻两个所述橡胶圈之间的间距范围为45mm-55mm。

8.根据权利要求7所述的结合真空吸附的静电吸附机构，其特征在于：所述待作业产品的径向尺寸至少大于最内圈所述橡胶圈的径向尺寸。

9.根据权利要求1所述的结合真空吸附的静电吸附机构，其特征在于：所述橡胶圈套设在所述吸附槽上，且高于所述静电吸盘上表面。

10.根据权利要求1所述的结合真空吸附的静电吸附机构，其特征在于：所述控制器为电脑。

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