气浮承片台的制作方法

本发明涉及半导体晶圆承载设备，尤其适用于8英寸、12英寸半导体晶圆光刻、检测、镀膜等工艺工位的晶圆承载与温控装置，具体为一种气浮承片台。

背景技术：

1、半导体晶圆加工过程中，晶圆承载装置直接决定晶圆面型精度、温度均匀性与工艺良率。当前行业内主流承片台采用刚性吸盘真空吸附方案，晶圆整体贴合金属吸盘表面，存在以下固有缺陷：

2、刚性硬接触吸附易造成晶圆边缘翘曲、薄片晶圆局部应力变形，大翘曲度晶圆贴合不充分，平面度指标难以满足高精度工艺要求；

3、1、真空全贴合换热依赖固体接触导热，晶圆局部贴合间隙差异会导致温度分布不均，晶圆全域温控精度差；

4、2、单一吸盘结构仅适配固定尺寸晶圆，无法兼容8英寸、12英寸两种主流规格晶圆，设备通用性差。

5、3、现有少量气浮式承片台仅实现晶圆悬浮支撑，缺少一体化精准温控结构，无法同步完成晶圆悬浮承载与全域恒温调控；同时气浮支撑刚度单一，无法适配常规平整晶圆与大变形翘曲晶圆两类工况，设备适用场景受限。基于上述现有技术缺陷，本发明提出一种兼容多尺寸晶圆、具备双刚度气浮支撑、一体化液冷恒温调控的气浮承片台。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种气浮承片台，其能够解决现有刚性真空吸盘易产生晶圆变形、温控精度差、晶圆尺寸兼容性弱、气浮支撑刚度不可调等技术问题中的至少一项技术问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、方案一：一种气浮承片台，包括自上而下依次贴合装配的气浮盘、气液转接盘、配流盘；所述气浮盘上表面设置多圈同心排布的气浮岛垫作为气浮支撑单元，气浮岛垫集成正压微型孔、真空吸附孔、大气联通孔；正压微型孔输出洁净正压气体在晶圆与气浮盘之间形成支撑气膜实现晶圆悬浮承载，真空吸附孔输出负压约束晶圆平面位置，大气联通孔配合沟槽完成气膜泄压排气；气浮盘内部设置多层互通环槽，实现同圈气浮岛垫正压、真空通路并联导通；气浮盘开设适配8英寸、12英寸晶圆边缘翘曲变形的环槽，可分区启用不同圈数气浮岛垫匹配对应尺寸晶圆；气浮盘可选配高刚度岛垫、低刚度岛垫或二者混合布置，亦可取消独立岛垫采用密布微孔一体式强化支撑结构适配大变形晶圆。所述气液转接盘贴合设于气浮盘下表面，内部开设循环液体通道，液体通道外接恒温供液装置通入循环恒温流体；气液转接盘与气浮盘面接触导热，使气浮盘整体维持恒定温度，流经正压微型孔的气体同步被预恒温，恒温气体形成的支撑气膜兼具承载与换热双重作用，完成晶圆非接触精准温控；气液转接盘侧壁开设正压、真空、大气通路接口，分别对接下层配流盘。所述配流盘贴合设于气液转接盘底部，内部设置独立的正压分配联通孔、真空分配联通孔、排气分配联通孔，分别对应连通气液转接盘各通路接口，实现正压气体、负压真空、泄压大气分层独立分配输送；配流盘上表面为密封贴合面，与气液转接盘底部贴合密封液体通道，防止恒温流体泄漏。

4、方案二：一种气浮承片台，包括气浮盘、多层叠合配流组件；所述多层叠合配流组件由配流垫、气路转接盘、配流盘依次叠合密封装配；所述气浮盘上表面布置多圈同心气浮岛垫，气浮盘下表面直接开设液体循环流道通入恒温流体实现盘体均温；气浮岛垫选用高刚度、低刚度岛垫单一或混合布置；配流垫、气路转接盘内部均开设贯通的正压、真空、大气联通孔道，配流盘内部设置环形配流槽与独立正压、真空、排气联通孔；多层配流组件逐级分配输送各路气体，气浮盘通过恒温气膜悬浮承载晶圆并同步完成晶圆全域温度调节。

5、进一步地，所述气浮岛垫分为两类：高刚度岛垫，岛垫沟槽与正压微型孔相切间隔布置，排气速率慢，气膜支撑刚度高，适配平整晶圆；低刚度岛垫，岛垫沟槽与正压微型孔同心布置，排气速率快，气膜支撑刚度低，适配轻微翘曲晶圆。

6、进一步地，所述一体式强化支撑结构取消独立气浮岛垫，同心分层密布多组正压微型孔，配套设置真空环槽、多级排气环槽及连通孔，微孔数量大幅提升，支撑刚度显著增强，适配大变形翘曲晶圆。

7、进一步地，气液转接盘内部液体通道采用螺旋型、米字型、回字型中任意一种或组合流道；恒温流体采用循环纯水或导热油。

8、进一步地，气浮盘气浮岛垫分三圈同心布置，第一圈10个、第二圈16个、第三圈24个；仅启用第一、第二圈适配8英寸晶圆，三圈同步启用适配12英寸晶圆。

9、相比于现有技术而言，本发明的有益效果是：

10、1、本发明采用气膜悬浮承载替代传统刚性真空吸盘，晶圆无刚性接触夹持，大幅降低晶圆夹持应力，避免薄片、翘曲晶圆变形损伤，提升晶圆面型精度；

11、2、集成液冷恒温换热结构，气浮盘整体被恒温流体预冷/预热，正压气体经盘体恒温后形成换热气膜，依托气体全域接触换热实现晶圆高精度均匀温控，温控一致性远优于固体接触导热；

12、3、气浮岛垫分区可控启用，一套设备兼容8英寸、12英寸两种主流晶圆规格，降低设备采购与改造成本；

13、4、提供两种完整整机装配方案，三层分体式气液转接结构、多层配流垫叠合结构，气路、液路分层独立分配，气液完全隔离，避免流体污染晶圆工艺面。

1.一种气浮承片台，其特征在于，包括气浮盘、气液转接盘以及配流盘；

2.根据权利要求1所述的气浮承片台，其特征在于，所述气浮盘上的气浮支撑单元为气浮岛垫，多组气浮岛垫同心分圈排布，至少分为第一圈、第二圈、第三圈；仅启用第一圈、第二圈气浮岛垫适配8英寸晶圆，三圈气浮岛垫同步启用适配12英寸晶圆；所述气浮盘开设有适配8inch晶圆边缘翘曲变形的环槽以及适配12inch晶圆边缘翘曲变形的环槽。

3.根据权利要求2所述的气浮承片台，其特征在于，所述气浮岛垫包含两种结构形式：

4.根据权利要求1所述的气浮承片台，其特征在于，所述气浮盘还设置无岛垫一体式强化支撑结构，取消独立气浮岛垫，同心布置多组正压微型孔，配套设置真空环槽、排气环槽以及对应连通孔道，通过密布正压微型孔提升气浮支撑刚度，适配大变形晶圆承载。

5.根据权利要求1所述的气浮承片台，其特征在于，所述气浮盘内部设有环槽，同圈气浮支撑单元的正压微型孔通过正压环槽互通，各真空吸附孔通过真空环槽互通，排气联通孔间隔布置或与气浮岛垫一一对应设置。

6.根据权利要求1所述的气浮承片台，其特征在于，所述气液转接盘的循环液体通道为螺旋型、米字型或回字型流道，气液转接盘侧壁开设正压通路接口、真空通路接口、大气联通接口，分别对接配流盘的各类分配联通孔。

7.根据权利要求1所述的气浮承片台，其特征在于，所述配流盘朝向气液转接盘的一面为密封贴合面，配流盘内部设置环形配流沟槽，环形配流沟槽分别连通正压联通孔、真空联通孔、排气联通孔。

8.一种气浮承片台，其特征在于，包括气浮盘、多层配流组件，所述多层配流组件由配流垫、气路转接盘、配流盘依次叠合组成；

9.根据权利要求8所述的气浮承片台，其特征在于，所述气浮盘的气浮岛垫选用高刚度岛垫、低刚度岛垫中的一种或两种混合搭配。

10.根据权利要求1或8所述的气浮承片台，其特征在于，所述恒温流体为循环水或导热油；