[发明专利]旋涡式非接触硅片夹持装置

说明书

技术领域

本发明涉及硅片夹持装置，尤其涉及一种旋涡式非接触硅片夹持装置。

背景技术

硅片的夹持与输送是半导体生产工艺中的一个重要环节，较大程度的影响着硅片曝光前后的可靠性。现有技术中，主要采用接触式真空吸盘，通过真空吸附将硅片下表面紧贴在传送机械手上，确保了硅片传送过程的稳定性。然而，与吸盘的直接接触易导致硅片受力不均，从而造成硅片翘曲变形等缺陷。按照美国半导体工业协会(SIA)的微电子技术发展构图，2009年将开始使用直径为450mm的硅片，硅片尺寸的进一步增大，降低了硅片的刚度，由此导致硅片更易弯曲，从而增加了采用接触式夹持与输送的难度。同时，采用接触式夹持方式，将不可避免的造成硅片下表面的表面污染与划伤，对于硅片双面刻蚀生产要求而言，将严重的影响硅片表面质量，从而降低其生产效率及硅片利用率，这对于具有纳米级精度的芯片制造而言，将意味着废品率的进一步增加。

目前非接触夹持大多利用空气动力学中的伯努利原理(例如美国专利US5067762及US2006/0290151)，等高流动时，流速大，压力就小。但由于其用气量过大而导致管道内较大的功率损耗，且噪声较大，而限制了其应用。  为了克服上述缺点，有人提出旋涡式非接触夹持原理(例如美国专利US6099056)，与伯努利原理装置相比，采用该方案，在等流量气体情况下可获得更大的吸附力，因而效率更高。然而，旋涡流的引入却导致了硅片上表面剪切力的产生，在该力的牵引下，被夹持硅片被迫发生旋转运动，并由此导致硅片处于不稳定状态，甚至于在垂直方向发生振动，与其它设备发生冲击，从而严重的影响了该方案的有效实施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋涡式非接触硅片夹持装置，利用空气动力学原理，在半封闭的流道中诱发旋涡流，借助于旋涡中心的负压力、空气溢出的正压力和工件自重三者之间的动态平衡，实现硅片的非接触夹持与输送，在获得有效吸附的同时，避免硅片的旋转。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明包括吸盘主体和稳流网；其中：

1)吸盘主体上半部分吸盘壁外部为长方体，内部为圆柱腔体，圆柱腔体顶部同一圆周上开有两个均布的进气口，进气口与圆柱腔体相切；吸盘主体下半部分为帽檐结构，帽檐结构孔内侧开有一个对准槽及固定环道，固定环道同一圆周上开有多个均布的分流孔；

2)稳流网为扁圆柱结构，底面开有网状稳流孔；周围设有环形壁面，环形壁面同一圆周上开有多个均布的分流孔及一个对准块；

吸盘主体与稳流网之间通过一个对准槽和一个对准块配合对准，固定环道与稳流网的环形壁面之间为粘接固定，吸盘主体的帽檐结构的底面和稳流网的底面齐平。

本发明具有的有益的效果是：

(1)通过分流孔和稳流网的综合作用，在获得旋涡流吸附力的同时，由于对吸盘底部旋涡的破坏，抑制了剪切力的产生的，从而避免了硅片的旋转运动，为获得稳定可靠的非接触夹持创造了条件。

(2)通过优化匹配形成吸附力的气体注入量与形成剪切力的气体释放量，从而在获得较大的吸附力的同时，避免气体的过量损耗，并由此抑制了噪声污染。

(3)本发明结构简单、工艺性好。

附图说明

图1是本发明的工作原理示意图。

图2是本发明的立体结构及拆分装配示意图。

图3是吸盘主体结构的横截面图。

图4是图3的A-A剖视图。

图5是图4的B-B剖视图。

图6是本发明的一种稳流网的俯视图。

图7是本发明的另一种稳流网的俯视图。

图中：1、吸盘主体，1A、吸盘壁，1B、进气口，1C、帽檐结构，1D、对准槽，1E、分流孔，1F、固定环道，2.稳流网，2A、环形壁面，2B、分流孔，2C、对准块，2D、稳流孔，2D′、稳流孔，3、硅片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明包括吸盘主体1和稳流网2；其中：

1)吸盘主体1上半部分吸盘壁1A外部为长方体，内部为圆柱腔体，圆柱腔体顶部同一圆周上开有二个均布的进气口1B，进气口1B与圆柱腔体相切；吸盘主体1下半部分为帽檐结构1C，帽檐结构1C孔内侧开有一个对准槽1D及固定环道1F，固定环道1F同一圆周上开有多个均布的分流孔1E；

2)稳流网2为扁圆柱结构，底面开有网状稳流孔；周围设有环形壁面2A，环形壁面2A同一圆周上开有多个均布的分流孔2B及一个对准块2C；