CN112802794B - 一种静电卡盘装置及去胶机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种静电卡盘装置及去胶机，一种静电卡盘装置，其特征在于，包括：静电卡盘，设有放置面，所述放置面上包括：多个周向气路，沿径向形成同心的多层结构；多个径向气路，连通所述放置面中心的气孔和最外层的所述周向气路，并且与其余所述周向气路阻断；多个回流气路，每个所述回流气路连通任意两个相邻的所述径向气路之间所有的所述周向气路，每个所述回流气路朝向所述气孔的一端与最内侧的所述周向气路连通，并且与所述气孔阻断；其中，气流从所述气孔吹出沿多个所述径向气路流动至最外侧的所述周向气路，再流动至所述回流气路，再流动至所述回流气路两侧的所述周向气路。本发明解决了所述静电卡盘中间吸附力大，边缘吸附力小的问题。

Description

一种静电卡盘装置及去胶机
技术领域
本发明涉及半导体行业晶片领域，尤其涉及一种静电卡盘装置及去胶机。
背景技术
目前，在晶圆制造工艺中，需要对晶圆进行精准稳定的定位。现有的晶圆固定装置往往采用静电卡盘对晶圆进行吸附，该静电卡盘采用多个同心的圆形气路，以及多个径向的气路连通每一个所述圆形气路，在静电卡盘通入气体后，中心的所述圆形气路先充满气体，外侧的所述圆形气路在其之后会有气体流通，因此导致外侧的所述圆形气路内的气流量小于内侧的所述圆形气路，使得静电卡盘外侧的吸附力也小于中心。
发明内容
因此，本发明实施例提供一种静电卡盘装置，解决了静电卡盘中间吸附力大，边缘吸附力小的问题。
一方面，本发明实施例提供一种静电卡盘装置，包括：静电卡盘，设有放置面，所述放置面上包括：多个周向气路，沿径向形成同心的多层结构；多个径向气路，连通所述放置面中心的气孔和最外层的所述周向气路，并且与其余所述周向气路阻断；多个回流气路，每个所述回流气路连通任意两个相邻的所述径向气路之间所有的所述周向气路。
采用该技术方案后所达到的技术效果：气流从所述气孔流动至径向气路，通过所述径向气路流通至最外侧的所述周向气路，再流通至回流气路，并经所述回流气路流回最内侧的所述周向气路，从而使所述静电卡盘的中间和边缘均有较大的吸附力，使得吸附力更均匀，晶圆不容易滑动或脱离。
在本发明第一个实施例中，所述径向气路有四条，并将所述放置面等分为四个相同的气路区域，每个所述气路区域设有一个所述回流气路，每个所述回流气路将对应的所述气路区域等分为两侧，每一侧均设有多个所述周向气路与所述回流气路连接。
采用该技术方案后所达到的技术效果：相比四条以下的所述径向气路，所述静电卡盘将气流导向其边缘的效率更高，并且每一条所述径向气路的气流在最外侧的所述周向气路上流动的距离更小，能够更快地回流至所述回流气路。
在本发明第一个实施例中，每个所述回流气路朝向所述气孔的一端与最内侧的所述周向气路连通。
采用该技术方案后所达到的技术效果：所述气流只能通过回流的方式流动至最内侧的所述周向气路，不会造成所述静电卡盘中心气压过大而边缘气压过小，从而不会有中间吸附力大，边缘吸附力小的问题。
在本发明第一个实施例中，气流从所述气孔吹出沿多个所述径向气路流动至最外侧的所述周向气路，再流动至所述回流气路，再流动至所述回流气路两侧的所述周向气路。
采用该技术方案后所达到的技术效果：气流的该回流方式能够使最外侧的所述周向气路优先流通，保证所述静电卡盘的边缘具有较大的吸附力。
在本发明第一个实施例中，外侧的所述周向气路的间距，小于内侧的其余所述周向气路的间距。
采用该技术方案后所达到的技术效果：最外侧的所述周向气路的气压小于所述气孔附近的气压，因此外侧的所述周向气路更加密集才能具有与所述静电卡盘中心相同的气压。
在本发明第一个实施例中，最外侧的所述周向气路的宽度，大于内侧的其余所述周向气路的宽度。
采用该技术方案后所达到的技术效果：最外侧的所述周向气路相比内侧的所述周向气路具有更大的流量，因此具有更好的吸附力。
在本发明第一个实施例中，所述径向气路、所述回流气路和最外侧的所述周向气路的宽度相等。
采用该技术方案后所达到的技术效果：所述径向气路、所述回流气路和最外侧的所述周向气路均具有较大的流量，从而提高气流的回流效率。
在本发明第一个实施例中，所述静电卡盘装置还包括：基座，位于所述静电卡盘的下方，包括：多个圆环气路；多个第二径向气路，连通多个所述圆环气路；其中，所述静电卡盘的底部设有套接于所述基座顶部的安装槽。
采用该技术方案后所达到的技术效果：所述基座上的所述圆环气路和所述第二径向气路在通入气体后，能够使所述基座和所述晶圆卡盘吸附；所述安装槽用于安装所述基座，并且能够减少所述圆环气路和所述第二径向气路的气体流失。
在本发明第一个实施例中，所述静电卡盘装置还包括：载置台，盖设于所述放置面；其中，所述静电卡盘设有配合所述载置台的限位台阶。
采用该技术方案后所达到的技术效果：所述载置台用于放置晶圆，所述限位台阶用于安装所述载置台，并防止所述放置面上的气流流失。
另一方面，本发明实施例提供一种去胶机，包括上述任一实施例所述的静电卡盘装置。
采用该技术方案后所达到的技术效果：所述去胶机具有所述静电卡盘装置吸附力均匀的优点。
综上所述，本申请上述各个实施例可以具有如下一个或多个优点或有益效果：（1）所述静电卡盘装置通过所述径向气路将气流优先导通至最外侧的所述周向气路，从而使所述静电卡盘边缘能够具有足够的静电吸附力；（2）所述静电卡盘装置最外侧的所述周向气路相比内侧的所述周向气路具有更大的宽度，因此具有更大的气流流量，以及更大的静电吸附力；（3）所述静电卡盘装置外侧的所述周向气路的间距大于内侧的所述周向气路，因此外侧的所述周向气路更密集，具有更大的静电吸附力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施例提供的一种静电卡盘装置100的结构示意图。
图2为图1中静电卡盘110的结构示意图。
图3为图1中静电卡盘装置100的主视图。
图4为图3中A-A方向的剖视图。
图5为图4中II区域的放大图。
图6为图4中I区域的放大图。
图7为图1中基座150的结构示意图。
主要元件符号说明：
100为静电卡盘装置；110为静电卡盘；111为气孔；112为安装槽；113为限位台阶；120为周向气路；121为第一周向气路；122为第二周向气路；130为径向气路；140为回流气路；150为基座；151为圆环气路；152为第二径向气路；153为柱状空腔；160为载置台。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
【第一实施例】
参见图1，其为本发明第一实施例提供的静电卡盘装置100的结构示意图，包括：静电卡盘110。结合图2，静电卡盘110设有放置面，在所述放置面上设有多个周向气路120、多个径向气路130和多个回流气路140。其中，多个周向气路120沿径向形成同心的多层结构；多个径向气路130连通所述放置面中心的气孔111和最外层的周向气路120，并且与其余周向气路120阻断；多个回流气路140，每个回流气路140连通任意两个相邻的径向气路130之间所有的周向气路120。
在本实施例中，气流从气孔111中吹出，沿多个所述径向气路130向静电卡盘110的边缘流动，流动至最外侧的周向气路120，再流动至回流气路140，最后气体从回流气路140扩散至其两侧的周向气路120。相比径向气路130直接与所有周向气路120连通的方式，该流动方式能够使最外侧的周向气路120优先流通，使其具有足够的流量，从而使静电卡盘110的边缘与中心都有较强的吸附力。
优选的，径向气路130有四条，相邻的径向气路130垂直，将所述放置面等分为四个相同的气路区域，其中，每个所述气路区域具有相同数量的周向气路120与回流气路140，使得气流回流到回流气路140时能够均匀扩散至周向气路120。当然径向气路130也可以设置3条、5条、6条等，此处不做限定。进一步的，每个所述气路区域设有一个回流气路140，每个回流气路140将对应的所述气路区域等分为两侧，每一侧均设有多个周向气路120与回流气路140连接。其中，回流气路140每一侧的周向气路120，其对应的圆心角相同，使得周向气路120充满气体后，回流气路140两侧的吸附力基本相同，不会造成吸附力不均匀的情况。
具体的，最外侧的周向气路120为第一周向气路121，内侧的其余周向气路120为第二周向气路122。其中，每个径向气路130与其两侧的第二周向气路122之间均留有足够的间隙，使得径向气路130中的气流不会从所述放置面逸出至第二周向气路122。
进一步的，每个径向气路130远离气孔111的一端可以连接相邻两个所述气路区域的第一周向气路121，使得径向气路130内的气流能够通向相邻的两个所述气路区域。当然，每个径向气路130远离气孔111的一端也可以连接任意一个相邻的第一周向气路121，举例来说，每个径向气路130均连接同一侧的第一周向气路121，使每个所述气路区域的气流均顺时针流动或均逆时针流动。
优选的，每个回流气路140朝向气孔111的一端与最内侧的周向气路120连通，并且与气孔111阻断，使得气孔111不会直接将气流导入最内侧的第二周向气路122，保证静电卡盘110中心的气压不会远大于边缘的气压。
每个所述周向气路120两端都不与径向气路130连通，而每个周向气路120被回流气路140分割成对称的两段，如图2所示，径向气路130、周向气路120以及回流气路140均是在静电卡盘110的所述放置面上冲刻形成的凹槽流路。
优选的，每个所述气路区域内的多个周向气路120呈同心设置，且放射形的沿着静电卡盘110的直径方向由内到外依次变长，即位于第一周向气路121的长度比其相邻的靠内侧的第一周向气路121的长度长，从而，在所述气流沿着回流气路140回流的时候，气流能够在静电卡盘110的外侧（即沿半径方向靠外侧缘的周向气路120）流动较长时间，从而进一步提高气流的均匀性，避免静电卡盘110外侧边缘吸力变小。
优选的，每个回流气路140也可以设置在周向气路120的正中间位置，从而将周向气路120分割成对称的两段，或是，每个回流气路140不设置在周向气路120中间，而是设置在多个周向气路120同一侧的端部，或者靠近所述端部的位置。
优选的，在每个所述气路区域内还可以设置有多条回流气路140。举例来说，在每个所述气路区域内有2条、3条、4条回流气路140，相应的将周向气路120分隔为3段、4段、5段。其中，回流气路140可以均分对应所述气路区域内的周向气路120，也可以不均分。
进一步的，在每个所述气路区域内，可以在每个周向气路120的两端各连接一条回流气路140。并且，在此基础上，还可以再增加1至5条回流气路140，对该气路区域内的所有周向气路120进行分隔，可以均分所有周向气路120也可以不均分。
优选的，回流气路140可以是直线流路、或是弧线流路、或是弯折流路等。举例来说，回流气路140为直线流路时，回流气路140可以沿径向设置，对任意一个所述气路区域内的所有周向气路120进行等比例分隔，回流气路140可以相对直径倾斜设置，例如连接第一周向气路121的一端，并连接最内侧的第二周向气路122的另一端；回流气路140为弧线流路或是弯折流路时，举例来说，回流气路140的两端位于所述气路区域的同一侧，回流气路140的中部向另一侧突出。
进一步的，回流气路140可以是多段式流路。举例来说，每两个相邻的周向气路120之间设有至少一个回流气路140，并且，不同的两个相邻周向气路120之间，回流气路140的位置不同。具体的，第一周向气路121与其内侧相邻的第二周向气路122之间，回流气路140连接二者的同一侧端部，第一周向气路121内侧的两个第二周向气路122之间，回流气路140连接上述另一侧的端部。因此，回流气路140和多个周向气路120形成连续环绕的S型流路，从而使所述气流在静电卡盘110的外侧流动更长的时间，增大静电卡盘110边缘的吸附力。
优选的，至少一个所述气路区域内的设置一条回流气路140，其余所述气路区域设置多条回流气路140。举例来说，在静电卡盘110具有四个所述气路区域的基础上，其中相对的两个所述气路区域设有多条回流气路140，多条回流气路140可以均分对应所述气路区域内的所有周向气路120，也可以不均分；另外相对的两个所述气路区域内设置分别设置一条回流气路140，可处于周向气路120的中间或任意一侧。
进一步的，设有多条回流气路140的所述气路区域，相比设有一条回流气路140的所述气路区域，其对应的圆心角更大。并且，所述气路区域内，连通回流气路140的径向气路130的宽度，也可以随所述气路区域的增大而增大，使得多个所述气路区域大小不同情况下，其气流的压强不会有明显区别，从而保证吸附静电卡盘110的吸附力更加均匀。
优选的，至少一个所述气路区域内的回流气路140位于对应周向气路120的中间，其余所述气路区域内的回流气路140不位于对应周向气路120的中间。举例来说，在静电卡盘110具有四个所述气路区域的基础上，其中相对的两个所述气路区域内的回流气路140位于对应周向气路120的中间，另外相对的两个所述气路区域内回流气路140不位于对应周向气路120的任意一侧。
优选的，多个所述气路区域内的回流气路140，可以分别采用所述直线流路、所述弧线流路、所述弯折流路或所述多段式流路。举例来说，在静电卡盘110具有四个所述气路区域的基础上，其中相对的两个所述气路区域内的回流气路140采用所述直线流路，另外相对的两个所述气路区域内回流气路140的采用所述多段式流路。
在上述多个实施例的基础上，优选的，周向气路120也可以采用直线流路。举例来说，回流气路140沿径向分布，多个周向气路120与对应所述气路区域内的回流气路140垂直，并且多个周向气路120互相平行，靠近气孔111的周向气路120比远离气孔111的周向气路120短。当然，周向气路120也可以相对回流气路140倾斜。
优选的，径向气路130也可以采用弧形流路或折线流路，多个径向气路130向同一个方向凸起，例如顺时针方向或逆时针方向，此时所述放置面分隔为多个风车型的所述气路区域。其中，回流气路140可以与径向气路130平行，即向顺时针或逆时针方向凸起。
优选的，相邻所述气路区域之间可以设置多条径向气路130，例如两条。其中，两条径向气路130连接第一周向气路121的一端可以连通，即两条径向气路130均可以向所述气流导入两侧的所述气路区域；两条径向气路130连接第一周向气路121的一端也可以不连通，即每一条径向气路130均导入远离另一条径向气路130一侧的所述气路区域。
在一个具体的实施例中，每个回流气路140连通六条第二周向气路122，并且每个回流气路140位于对应的第二周向气路122两两中间，使得回流气路140中的气流能够同时扩散至两侧的第二周向气路122，从而使静电卡盘110的吸附力更加均匀。当然，回流气路140还可以连接5条、8条、10条第二周向气路122等，此处不做限定。
优选的，外侧的周向气路120的间距，小于内侧的其余周向气路120的间距。具体的，外侧的2至3条第二周向气路122的间距、以及第一周向气路121与最外侧的第二周向气路122的间距，为一组相同的第一间距，其余第二周向气路122的间距为一组相同的第二间距，所述第一间距小于所述第二间距，使得外侧的周向气路120更加密集，具有更大的吸附力。其中，所述第一间距为2至4mm，例如3mm；所述第二间距为5至9毫米，例如6mm、7mm。
当然，周向气路120的间距可以沿半径向内依次增大。举例来说，第一周向气路121与最外侧的第二周向气路122的间距为3mm，最内侧的两条第二周向气路122的间距为7mm，中间的多条第二周向气路122的间距向内均匀增大。
优选的，最外侧的周向气路120的宽度，大于内侧的其余周向气路120的宽度。其中，第一周向气路121的宽度为1.5至2.5mm，例如为2mm，第二周向气路122的宽度为0.5至1.5mm，例如为1mm。在第一周向气路121的宽度更大的情况下，第一周向气路121具有更大的流量，因此静电卡盘110的边缘能够有更大的吸附力。
进一步的，径向气路130、回流气路140和最外侧的周向气路120的宽度相等。举例来说，径向气路130、回流气路140和第一周向气路121的宽度均为2mm，因此径向气路130、回流气路140和第一周向气路121均具有较大流量，气体的回流过程能够更加顺畅，效率更高，并且不会造成静电卡盘110吸附力不均匀的问题。
优选的，结合图3-5，静电卡盘装置100例如还包括：载置台160，盖设于所述放置面。其中，静电卡盘110设有配合载置台160的限位台阶113，限位台阶113环绕于第一周向气路121的外侧，使得载置台160与限位台阶113配合后能够覆盖径向气路130、回流气路140和周向气路120，防止气体逸出。
进一步的，载置台160用于放置晶圆，当载置台160与限位台阶113配合后，载置台160的高度高于限位台阶113，使得载置台160上的晶圆不会与限位台阶113的顶面接触而摩擦。当然，载置台160也可用于放置其他半导体材料。
再进一步，载置台160的直径略小于其上方放置的晶圆，例如用于放置直径150mm晶圆的载置台160，其直径可以是144至148mm，例如146mm。
其中，载置台160的材料例如为碳化硅，静电卡盘110的材料例如为聚醚醚酮。
优选的，继续参见图3-5，静电卡盘装置100例如还包括：基座150，位于静电卡盘110的下方，用于支撑静电卡盘110，并且向静电卡盘110通入气体。其中，基座150内设有柱状空腔153，所述柱状空腔153的顶部设有与静电卡盘110的气孔111匹配并连接的通孔，从而使气体通入气孔111。
进一步的，结合图6，静电卡盘110的底部设有套接于基座150顶部的安装槽112。其中，安装槽112与静电卡盘110同心，使得静电卡盘110能够稳定安装于基座150顶部。并且，相比于未设置安装槽112的连接方式，气体不容易从静电卡盘110和基座150之间逸出。
优选的，参见图7，基座150例如包括：多个圆环气路151以及多个第二径向气路152，位于基座150的顶面。其中，每个第二径向气路152呈辐射状设置，并且均连通多个所述圆环气路151。
进一步的，基座150和静电卡盘110可以为一体式结构，此时气孔111和基座150的柱状空腔153连接。并且无需再设置基座150上的多个圆环气路151和第二径向气路152。
【第二实施例】
本发明第二实施例提供一种去胶机（图中未示出），包括第一实施例提供的静电卡盘装置100。其中，静电卡盘装置100可用于所述去胶机在晶圆去胶过程中，对晶圆的固定，例如安装于去胶腔体中。
优选的，所述去胶机为全自动去胶机或半自动去胶机。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种静电卡盘装置，其特征在于，包括：
静电卡盘，设有放置面，所述放置面上包括：
多个周向气路，沿径向形成同心的多层结构；
多个径向气路，连通所述放置面中心的气孔和最外层的所述周向气路，并且与其余所述周向气路阻断；
多个回流气路，每个所述回流气路连通任意两个相邻的所述径向气路之间所有的所述周向气路，每个所述回流气路朝向所述气孔的一端与最内侧的所述周向气路连通，并且与所述气孔阻断；
其中，气流从所述气孔吹出沿多个所述径向气路流动至最外侧的所述周向气路，再流动至所述回流气路，再流动至所述回流气路两侧的所述周向气路。
2.根据权利要求1所述的静电卡盘装置，其特征在于，所述径向气路有四条，并将所述放置面等分为四个相同的气路区域，每个所述气路区域设有一个所述回流气路，每个所述回流气路将对应的所述气路区域等分为两侧，每一侧均设有多个所述周向气路与所述回流气路连接。
3.根据权利要求2所述的静电卡盘装置，其特征在于，每个所述回流气路朝向所述气孔的一端与最内侧的所述周向气路连通。
4.根据权利要求1所述的静电卡盘装置，其特征在于，外侧的所述周向气路的间距，小于内侧的其余所述周向气路的间距。
5.根据权利要求1所述的静电卡盘装置，其特征在于，最外侧的所述周向气路的宽度，大于内侧的其余所述周向气路的宽度。
6.根据权利要求1所述的静电卡盘装置，其特征在于，所述径向气路、所述回流气路和最外侧的所述周向气路的宽度相等。
7.根据权利要求1所述的静电卡盘装置，其特征在于，还包括：
基座，位于所述静电卡盘的下方，包括：
多个圆环气路；
多个第二径向气路，连通多个所述圆环气路；
其中，所述静电卡盘的底部设有套接于所述基座顶部的安装槽。
8.根据权利要求1所述的静电卡盘装置，其特征在于，还包括：
载置台，盖设于所述放置面；
其中，所述静电卡盘设有配合所述载置台的限位台阶。
9.一种去胶机，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一种所述的静电卡盘装置。
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