CN2807475Y

CN2807475Y - 一种静电卡盘功能测试装置

Info

Publication number: CN2807475Y
Application number: CN 200520010994
Authority: CN
Inventors: 张之山
Original assignee: Beijing North Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Beijing North Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2015-03-29

Abstract

本实用新型公开了一种静电卡盘功能测试装置，旨在提供一种能及时了解静电卡盘的工作状态，掌握晶体表面吸附力大小和温度，以及腔室体内环境的各种参数指标的检测装置。它由驱动装置、传动装置、传感装置、卡盘基座、空压装置和腔室体组成，传动装置安装于腔室体的顶部，驱动装置通过传动装置控制腔室体内部的传感装置移动，空压装置设于腔室体的一端，且位于腔室体的外部；卡盘基座位于腔室体内的底部，测试数据通过腔室体上的功能预留口传出，从而有效控制加工过程，保证产品加工质量。本实用新型广泛适用于微电子行业的静电卡盘装置的测试。

Description

一种静电卡盘功能测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种微电子行业的设备检测装置，特别涉及一种静电卡盘的功能测试装置。

背景技术

当前，电子技术高速发展，人们对集成电路的集成度要求越来越高，这就要求生产集成电路的企业不断提高半导体晶片的加工能力。当前晶体的加工设备主要采用静电卡盘装置，通过在真空环境中对静电卡盘接入直流电，使晶体表面产生静电引力，吸附晶片在静电卡盘上。为保证在加工过程中晶片的质量，同时在静电卡盘底部通入微量氦气，使其均匀分散到静电卡盘的表面，利用氦气背吹压力与静电引力形成平衡力，保证晶片受力均匀；在静电卡盘的内部，还通入循环冷却水，利用冷却水流动，控制晶体表面的温度。此静电卡盘装置不仅有效提高了晶体的加工面积，而且晶体受力均匀，温度调控方便、灵活，加工质量稳定、可靠，特别是满足大尺寸晶体的加工需求。但以往静电卡盘装置使用过程中的状态，只能通过测温晶片针对晶体表面的温度进行测量，既不方便，也不准确；对于静电引力的大小，也只能进行粗测，而氦气的泄漏率，更是无法测出。如何保证静电卡盘装置工作过程中的稳定性，及时调整静电卡盘的工作状态，则直接关系到晶体加工质量的好坏，特别是掌握晶片加工过程中各项环节的准确数据，对于静电卡盘装置的改进，具有举足轻重的作用。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种静电卡盘的功能测试装置，及时了解静电卡盘的工作状态，掌握晶体表面的吸附力大小和温度，控制加工过程，保证加工质量。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

所述静电卡盘功能测试装置，包括驱动装置、传动装置、传感装置、卡盘基座、空压装置和腔室体组成，传动装置安装于腔室体的顶部，传动装置与设于腔室体内部的传感装置连接；传动装置还与驱动装置相连，空压装置设于腔室体的一端，且位于腔室体的外部；卡盘基座位于腔室体内的底部。

所述传动装置包括光轴、套筒、丝杠副、连接块与支架，驱动装置设于支架上；支架安装于腔室体的顶部；丝杠副安装于支架上由丝杠与螺母组成，螺母设于连接块上；丝杠一端与驱动装置相连，另一端与连接块相连；连接块与光轴一端相连，光轴另一端穿过套筒伸入腔室体内部与传感装置连接；套筒安装于腔室体顶部。所述光轴与套筒之间还可设有直线轴承，直线轴承固定在套筒上；套筒与光轴、套筒和腔室体间均设有密封圈。

所述传感装置包括压力传感器、万向推力接头、吸盘和晶片，压力传感器的上部与光轴连接，下部与万向推力接头、吸盘和晶片顺序连接。所述晶片通过真空导电胶与吸盘粘结。

所述空压装置包括真空泵、角阀、放气阀和连接管路，放气阀安装于腔室体上并与腔室体的内腔连通，放气阀外侧依次连接角阀与真空泵。

所述驱动装置包括电机和电机控制器；电机轴连接丝杠；或所述驱动装置为减速器和手柄，减速器输入轴安装手柄，输出轴连接丝杠。

所述腔室体的正面为可开合的门，门与腔室体之间装有铰链，门与腔室体的接触面处装有密封条，门可以为全部或部份的透明体。所述腔室体的一端设有真空规，还设有功能预留口。所述腔室体的底部有一开孔；所述卡盘基座设于腔室体的底部的开孔处，其上下表面间设有通气孔和通线孔，并且在卡盘基座与腔室体之间及卡盘基座与被测静电卡盘间均装有密封圈。

本实用新型所述静电卡盘功能测试装置，通过伺服电机转动带动丝杠，丝杠通过滑块连接光轴做上下直线运动，光轴下端连接有压力传感器、万向推力接头、吸盘和晶片，且压力传感器、万向推力接头、吸盘和晶片都位于腔室体的内部。当腔室体中静电卡盘接入直流电源后，对晶片产生静电引力，从而在压力传感器上得出静电引力的大小。此种静电卡盘功能测试装置，操作方便、结构简单，不仅能准确测量静电引力的大小和静电卡盘对于晶片反复卡夹的可靠性、重复性，还能通过腔室体正面透明体，观察伺服电机控制装置控制光轴的进程，精确定位晶片上下移动的距离，充分掌握静电引力在腔室体内空间的分布情况，而连接在压力传感器和晶片之间的万向推力接头，在可方便快捷调整晶片水平位移的同时，对于丝杠传动系统下放晶片时与卡盘盘面发生的碰撞也起到缓冲作用。由于腔室体上留有功能预留口，还可安装其他功能测试仪器，如真空规、检漏仪、温度测量仪等，提高了测试装置的检测范围。

附图说明

图1为检测装置的使用状态图一；

图2为检测装置的使用状态图二；

图3为直线轴承局部剖视图；

图4为腔室体剖视图；

图5为传动装置局部视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述：

如图所示，静电卡盘功能测试装置包括驱动装置、传动装置、传感装置、卡盘基座、空压装置和腔室体六部分组成。

其中驱动装置包括电机1和电机控制器；

传动装置包括丝杠副、连接块3、光轴6、直线轴承4、套筒5、支架26；所述丝杠副包括丝杠2和螺母；

传感装置包括压力传感器7、万向推力接头8、吸盘9、晶片10；

空压装置包括真空泵20、连接管道19、角阀18和放气阀16；

腔室体包括可开合的透明体28、腔室壳体12、铰链27、密封条。

电机控制器与电机1连接，电机1与丝杠2连接，丝杠2与连接块3通过螺母连接，螺母与连接块3为一体结构，连接块3的另一端连接光轴6，光轴6上套有直线轴承4和套筒5，直线轴承4固定在套筒5上，套筒5固定在腔室壳体12的外部，光轴6通过腔室壳体12上端的孔进入腔室体的内部，通过螺纹与压力传感器7的上部连接，在压力传感器7下部与万向推力接头8连接，万向推力接头8的另一端与吸盘9连接，吸盘9和晶片10通过真空导电胶粘结。

真空泵20通过连接管道19与腔室体内部连通，在真空泵20与腔室体之间的连接管道19上顺序装有角阀18和放气阀16。

腔室体正面的透明体28通过铰链27与腔室壳体12连接，透明体28与腔室壳体12的接触面处装有密封条，腔室壳体12底部有一开孔；卡盘基座21固定在腔室壳体12内的底板孔上，卡盘基座21上的通气孔24与氦气管13相通，通线孔将导线传出腔室体外，卡盘基座21与腔室壳体12的接触面处以及卡盘基座的上表面与静电卡盘的接触面处分别装有密封圈。

启动真空泵20，调整角阀18，通过连接管道19改变腔室体内空气的含量，使腔室体内部处于真空状态，启动氦气系统14，通过氦气管道13从通气孔24通入氦气，接通电机1的电源，通过电机控制器调整电机1转动，带动丝杠2旋转，由于直线轴承4和套筒5对光轴6的定位，使得连接块3带动光轴6向下做垂直移动，光轴6下部连接的压力传感器7、万向推力接头8、吸盘9和晶片10也一起向下移动，当晶片10与腔室壳体12底部的静电卡盘接触后，停止电机1旋转，将静电卡盘接通直流电源，产生静电引力吸附晶片10，而光轴6上的压力传感器7将晶片10上所受压力传出，切断静电卡盘直流电源，操作电机控制器将光轴6向上移动，使晶片10离开静电卡盘后，打开放气阀16，释放腔室壳体12内的真空环境。由于在套筒5与光轴6和腔室壳体12的接触面上装有密封圈，卡盘基座21与腔室壳体12的接触面和卡盘基座21与静电卡盘的接触面处都装有密封圈，透明体28与腔室壳体12接触面装有密封条，可有效保证腔室壳体12内部的真空环境。

对静电卡盘反复接通直流电源，透过透明体28观察，操作电机1控制晶片10上下移动，同时记录压力传感器导出的数据，测试静电卡盘对晶片10反复吸附的有效性和稳定性。在腔室壳体12的一端安装真空规17，可准确读取腔室壳体12内的真空度；在测试晶片10上安装测温晶片，将数据通过功能预留口15导出腔室壳体12外，读取晶片10表面的各点温度，分析测试晶片10表面的温度均匀性。通过在腔室壳体12上预留的功能预留口15安装各种测试仪器，还能测试静电卡盘的耐电压性、漏电流性、电极密封性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种静电卡盘功能测试装置，其特征在于，包括驱动装置、传动装置、传感装置、卡盘基座、空压装置和腔室体组成，传动装置安装于腔室体的顶部，传动装置与设于腔室体内部的传感装置连接；传动装置还与驱动装置相连，空压装置设于腔室体的一端，且位于腔室体的外部；卡盘基座位于腔室体内的底部。

2.根据权利要求1所述一种静电卡盘功能测试装置，其特征在于，所述传动装置包括光轴、套筒、丝杠副、连接块与支架，驱动装置设于支架上；支架安装于腔室体的顶部；丝杠副安装于支架上由丝杠与螺母组成，螺母设于连接块上；丝杠一端与驱动装置相连，另一端与连接块相连；连接块与光轴一端相连，光轴另一端穿过套筒伸入腔室体内部与传感装置连接；套筒安装于腔室体顶部。

3.根据权利要求2所述一种静电卡盘功能测试装置，其特征在于，所述光轴与套筒之间还可设有直线轴承，直线轴承固定在套筒上；套筒与光轴、套筒和腔室体间均设有密封圈。

4.根据权利要求1所述一种静电卡盘功能测试装置，其特征在于，所述传感装置包括压力传感器、万向推力接头、吸盘和晶片，压力传感器的上部与光轴连接，下部与万向推力接头、吸盘和晶片顺序连接。

5.根据权利要求1所述一种静电卡盘功能测试装置，其特征在于，所述空压装置包括真空泵、角阀、放气阀和连接管路，放气阀安装于腔室体上并与腔室体的内腔连通，放气阀外侧依次连接角阀与真空泵。

6.根据权利要求1所述一种静电卡盘功能测试装置，其特征在于，所述驱动装置包括电机和电机控制器；电机轴连接丝杠。

7.根据权利要求1所述一种静电卡盘功能测试装置，其特征在于，所述腔室体的正面为可开合的门，门与腔室体之间装有铰链，门与腔室体的接触面处装有密封条；所述的门可以为全部或部份的透明体。

8.根据权利要求1或7所述一种静电卡盘功能测试装置，其特征在于，所述腔室体的一端设有真空规，还设有功能预留口。

9.根据权利要求4所述一种静电卡盘功能测试装置，其特征在于，所述晶片通过真空导电胶与吸盘粘结。

10.根据权利要求1或7所述一种静电卡盘功能测试装置，其特征在于，所述腔室体的底部有一开孔；所述卡盘基座设于腔室体的底部的开孔处，其上下表面间设有通气孔和通线孔，并且在卡盘基座与腔室体之间及卡盘基座与被测静电卡盘间均装有密封圈。