用于晶圆吸附的真空吸盘的制作方法

本技术涉及一种真空吸盘，其用于晶圆吸附。

背景技术：

1、在晶圆加工过程中，通常要用到真空吸盘来完成晶圆加工工位的转移。

2、如图1所示，现有如aio品牌的进口涂胶机、显影机里的真空吸盘，其表面沟槽形状通常是这样的，从中心向边缘有多道圆环形沟槽呈规则的同心圆环分布，最外侧的圆环又通过中心对称分布的多条直线沟槽依次与其余圆环沟槽沟通并延伸至最小的圆环沟槽内，最小的圆环沟槽内设置负压通孔，经由该通孔连接负压发生器，这些沟槽用于气体流动以形成真空，表面的实体部分则与晶圆相接触。

3、经过多层加工后的晶圆会发生形变，当加工后的晶圆出现翘曲（圆中心位置低、四周高）现象时，会出现真空吸盘吸不住晶圆的问题。

4、经过分析发现，这种结构形式的真空吸盘，吸盘工作面亦即吸盘用于与晶圆相接触的表面面积过大，而大面积接触区域无法处处都适配晶圆表面的不规则形态，这样，吸盘与晶圆之间就容易出现缝隙，无法形成可靠的密封环境，导致真空泄漏。当吸盘表面不能与翘曲晶圆的表面实现有效贴合，就会导致吸盘与晶圆之间无法形成稳定的密封空间，进而吸盘无法产生持续且足够的真空吸力，最终出现真空吸盘吸不住晶圆的问题。这一问题会影响后续晶圆涂胶、显影等加工工序的正常进行，甚至有可能导致晶圆移位、加工精度下降甚至晶圆损坏的后果。

5、因此，需要一种对翘曲晶圆仍具有足够吸附能力的真空吸盘。

6、twm660633u中提出一种真空吸盘之晶圆支撑密封垫圈，其用以放置一晶圆。其中，真空吸盘包括有一凹槽，其开口朝向晶圆，且靠近真空吸盘的外周。晶圆支撑密封垫圈系形成为一封闭环形结构，且具有一突出部，晶圆支撑密封垫圈可容纳于凹槽中，且能自凹槽中向晶圆突出，并能抵靠晶圆的底面。晶圆支撑密封垫圈的材质包含橡胶，因其弹性使晶圆就算处于翘曲状态仍能贴合于晶圆支撑密封垫圈。该吸盘增设了晶圆支撑密封垫圈，以确保一定范围内晶圆与吸盘之间形成有效密封空间，但结构相对复杂。

7、cn222950209u中公开了一种用于晶圆涂胶设备的真空吸盘，包括吸盘本体及支撑套，吸盘本体安装在支撑套上，吸盘本体为圆形盘体，吸盘本体的中心处设有真空吸孔，吸盘本体的上表面由中心向外设有多圈同心的支撑组件，径向相邻的支撑组件之间形成有弧形吸附凹槽，每圈支撑组件包括多个沿周向间隔均匀设置的弧形支撑凸起，同一圆周上相邻的弧形支撑凸起之间形成有连通槽，径向相邻的弧形支撑凸起交错设置，真空吸孔、连通槽及弧形吸附凹槽相连通。多个弧形吸附凹槽及连通槽形成迷宫密封槽，可以平衡对晶圆的吸附压力，使吸附的晶圆受力更加均匀，降低晶圆因受力不均匀产生的形变。但该吸盘对于已经因为前面工序发生了形变的晶圆，其吸附效果仍然存疑。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是提供一种对翘曲晶圆仍具有足够吸附能力的真空吸盘。

2、发明人注意到，理论上晶圆表面为平整的平面，事实上加工过程中晶圆会持续发生形变，但晶圆的中心位置相对而言变形量很小，越接近晶圆边缘，其翘曲变形量越大，因此，考虑直接让真空吸盘在接近晶圆中心的位置部分即产生足够的吸附能力。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：真空吸盘，包括吸盘本体和吸盘本体的工作面上用于与负压通孔相连通的吸附沟槽，所述吸盘的工作面分为圆形的吸附沟槽区域和吸附沟槽区域外围的圆环形平面区域，两者以最外侧的吸附沟槽的外边所在圆圈为分界，所述吸附沟槽区域面积与圆环形平面区域的面积之比为1∶0.95～1.05。这种设计的理念是：将布置吸附沟槽的区域向吸盘中心收缩，吸附区域尽量避开具有较大翘曲变形量的晶圆外围区域，以保证在吸附区域内吸盘支撑部分与晶圆之间密封无负压泄漏；当布置吸附沟槽的区域向吸盘中心收缩后，要保持足够的吸力，则吸附沟槽的宽度需要适当拓宽。通过发明人的计算与试验，保持吸附沟槽的区域大概在以吸盘中心为圆心直径为约0.7d（其中d为吸盘直径）的范围内较为适宜。

3、进一步的是，根据吸力计算，建议在吸附沟槽区域内，吸附接触面积占吸附沟槽区域面积的50%以上。吸附接触区域指在吸附时理论上能够与晶圆相接触的并位于吸附沟槽区域面积内的区域，该面积与开槽部分在盘面上投影的面积之和即为吸附沟槽区域面积。

4、所述吸附沟槽区域内设置有3～4道圆环形沟槽，吸附沟槽区域的区域中心设置有负压通孔，所有的圆环形沟槽通过径向直沟槽与负压通孔连通。

5、所述的径向直沟槽包括仅用于连通相邻两圆环形沟槽的短直槽和由最内侧的圆环形沟槽延伸至负压通孔的带孔直槽。

6、所述的带孔直槽有4条，所述的短直槽分布在由吸盘中心向外呈放射状分布的6～8条直线段上。

7、所述吸盘的工作面直径不超过120mm，所述圆环形沟槽的宽度不超过4mm，所述的径向直沟槽的宽度不超过2mm，所述圆环形沟槽和径向直沟槽的深度不超过4mm。

8、所述吸盘的工作面直径为117.6mm，所述圆环形沟槽有3道，圆环形沟槽的宽度为4mm，所述的径向直沟槽的宽度为1.5mm，所述负压通孔的直径为1.5mm，所述圆环形沟槽和径向直沟槽的深度为3mm，由中心向外，所述第一圆环形沟槽内边、第二圆环形沟槽内边、第三圆环形沟槽内边与吸盘中心的中心距分别是11mm、23.55mm、36.1mm。

9、本实用新型的有益效果是：对已发生翘曲的晶圆仍具有足够吸附能力，使用可靠，加工简便。

1.用于晶圆吸附的真空吸盘，包括吸盘本体和设于吸盘工作面的与负压通孔（3）相连通的吸附沟槽，所述吸盘工作面分为圆形的吸附沟槽区域（2）和吸附沟槽区域（2）外围的圆环形平面区域（1），两者以最外侧的吸附沟槽的外边所在圆圈为分界，其特征是：所述吸附沟槽区域面积与圆环形平面区域的面积之比为1∶0.95～1.05。

2.如权利要求1所述的用于晶圆吸附的真空吸盘，其特征是：在吸附沟槽区域内，吸附接触面积占吸附沟槽区域面积的50%以上。

3.如权利要求1所述的用于晶圆吸附的真空吸盘，其特征是：所述吸附沟槽区域（2）内设置有3～4道圆环形沟槽（4），吸附沟槽区域（2）的区域中心设置有负压通孔（3），所有的圆环形沟槽（4）通过径向直沟槽（5）与负压通孔（3）连通。

4.如权利要求3所述的用于晶圆吸附的真空吸盘，其特征是：所述的径向直沟槽（5）包括仅用于连通相邻两圆环形沟槽的短直槽（52）和由最内侧的圆环形沟槽延伸至负压通孔的带孔直槽（51）。

5.如权利要求4所述的用于晶圆吸附的真空吸盘，其特征是：所述的带孔直槽（51）有4条，所述的短直槽（52）分布在由吸盘中心向外呈放射状分布的6～8条直线段上。

6.如权利要求3所述的用于晶圆吸附的真空吸盘，其特征是：所述圆环形沟槽（4）的宽度不超过4mm，所述的径向直沟槽（5）的宽度不超过2mm，所述圆环形沟槽（4）和径向直沟槽（5）的深度不超过4mm。

7.如权利要求6所述的用于晶圆吸附的真空吸盘，其特征是：所述吸盘的工作面直径为117.6mm，所述圆环形沟槽（4）有3道，圆环形沟槽（4）的宽度为4mm，所述的径向直沟槽（5）的宽度为1.5mm，所述负压通孔（3）的直径为1.5mm，所述圆环形沟槽（4）和径向直沟槽（5）的深度为3mm，由中心向外，第一圆环形沟槽内边、第二圆环形沟槽内边、第三圆环形沟槽内边与吸盘中心的中心距分别是11mm、23.55mm、36.1mm。