可旋转加热的吸附装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体设备领域，具体为一种可旋转加热的吸附装置，它是晶圆工艺 处理时的装载、吸附、加热、旋转等多功能整合为一体的工艺处理装置。本发明多用于半导 体制程的涂胶设备、显影设备、清洗设备、刻蚀设备等，尤其对TSV(硅通孔)制程、MEMS(微 机电系统)制程等喷胶工艺处理是必不可缺的。
背景技术：
目前，随着半导体制程的多样化，设备中很多的工艺处理越来越复杂，在制造过程 中对晶圆状态要求也越繁琐，有很多制程需要晶圆在加热状态下同时具备吸附、旋转功能， 由于加热的局限会对旋转造成麻烦，而既要真空吸附又要加热旋转，就更要难上加难，如果 分步进行上述过程，又会使整个晶圆的工艺加工制程出现各种缺陷，而不能满足制程要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可旋转加热的吸附装置，解决现有技术中存在的同时 实现吸附和加热旋转困难等问题。该装置将晶圆吸附功能，速度可控的晶圆旋转功能，根据 不同要求将晶圆加热到不同温度的加热功能集于一身，完全解决了上述问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种可旋转加热的吸附装置，该装置设有吸附热板、支撑针驱动装置、旋转滑环、 转动轴，转动轴顶部安装吸附热板，晶圆设置于吸附热板顶部，旋转滑环连接于转动轴上， 转动轴内设有真空通道和线缆通道，支撑针驱动装置的输出端连有支撑针，支撑针穿过吸 附热板，支撑针均勻分布于晶圆底部。所述的可旋转加热的吸附装置，还包括转动电机和传动机构，转动电机的输出端 通过传动机构连接转动轴。所述的可旋转加热的吸附装置，转动轴内的真空通道通过旋转滑环与真空管路连 接，在所述真空通道与真空管路连接处，通过真空密封装置密封。所述的可旋转加热的吸附装置，在转动轴外侧装载复位传感器。所述的可旋转加热的吸附装置，吸附热板上表面为圆形、方型或不规则形状，吸附 热板表面抠有沟槽，沟槽深度0. 2mm-3mm,沟槽宽度0. 5mm-5mm,沟槽和吸附热板中心的真 空通道相通。所述的可旋转加热的吸附装置，吸附热板上有至少3个支撑针通孔，支撑针通孔 是支撑针上下的通道，支撑针通孔直径2-10mm。所述的可旋转加热的吸附装置，吸附热板的尺寸和待加工晶圆的尺寸形状相匹 配，吸附热板面的尺寸要小于或等于晶圆的尺寸。所述的可旋转加热的吸附装置，吸附热板内部设有加热板和加热丝，加热丝在加 热板中均勻盘绕，加热板的中心孔为真空通道，真空通道通过耐热密封圈密封。所述的可旋转加热的吸附装置，加热板内部的加热电缆线和温度传感器电缆线通
3过旋转滑环输出。本发明的优点及有益效果是1、本发明晶圆的装载，靠支撑针的上升下降完成，晶圆装载后与下面平面吸附热 板完全贴合，吸附热板上面有沟槽，沟槽连接底部转动轴的真空管道，通过真空将晶圆紧密 吸附，吸附热板内部安装加热模块，可将吸附热板温度控制在指定的温度，从而将晶圆加热 到指定的温度，转动轴为电机驱动，带动整体吸附热板和晶圆一起转动，吸附热板及温度传 感器的线缆是通过旋转滑环来完成转动功能的。2、本发明气路、电路隔离工作，实现晶圆温控准确、随意旋转功能。3、本发明结构合理性能稳定，维护方便，多功能集一身，可满足多种工艺制程，适 用于各种半导体设备。
图1是本发明总体结构示意图。图2是吸附热板和传动轴旁边安装复位传感器示意图。图3是吸附热板上表面示意图。图4是吸附热板内部示意图。图5是传动轴内部真空通道和线缆通道示意图。图中的各个数字标号分别代表101、晶圆；102、吸附热板；103、支撑针驱动装置；104、旋转滑环；105、真空密封 装置；106、真空管路；107、转动轴；108、基板；109、转动电机；110、传动机构(皮带齿轮)； 111、支撑针；201、复位传感器；301、支撑针通孔；302、沟槽；303、真空通道I ；401、加热板； 402、加热丝；501、线缆通道；502、真空通道II ；503、温度传感器。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。如图1-5所示，本发明可旋转加热的吸附装置主要包括晶圆101、吸附热板102、 支撑针驱动装置103、旋转滑环104、真空密封装置105、真空管路106、转动轴107、基板 108、转动电机109、传动机构(皮带齿轮)110、支撑针111等，具体结构如下基板108下部设有转动电机109、支撑针驱动装置103，基板108上部设有吸附热 板102，转动电机109的输出端通过传动机构(皮带齿轮)110连接转动轴107，吸附热板 102安装于转动轴107顶部，晶圆101设置于吸附热板102顶部，旋转滑环104通过顶丝连 接于转动轴107上，转动轴107内设有真空通道II 502和线缆通道501，所述真空通道II 502与真空管路106连接，在所述真空通道II 502与真空管路106连接处，通过真空密封装 置105密封；支撑针驱动装置103的输出端连有三个或三个以上的支撑针111，支撑针111 穿过吸附热板102，支撑针111可均勻分布于晶圆101底部，支撑针111上升可以接过晶圆 101，支撑针111下降可以将晶圆101装载在吸附热板102上。如图1、2所示，为了防止电机转动后不能复位，在转动轴107外侧装载复位传感器 201，每次转动轴107通过转动电机109带动传动机构(皮带齿轮)110的同步带驱动旋转， 带动晶圆101转动后，转动电机109都要通过复位传感器201检测停止的角度，以防止支撑针111上升托起晶圆101时，位置不对，产生干涉。如图3所示，吸附热板102上表面为圆形、方型或不规则形状，根据实际情况而定， 吸附热板102表面抠有沟槽302，深度0. 2mm-3mm,宽度0. 5mm-5mm(以吸附晶圆后不发生 明显变形为准)，沟槽302和吸附热板102中心的真空通道I 303相通，用于吸附固定晶圆 101，真空通道I 303与转动轴107内的真空通道II 502连通。吸附热板102上有至少3 个支撑针通孔301，支撑针通孔301是支撑针111上下的通道，用于支撑针111的上升和下 降，晶圆的装载是通过支撑针上下来实现。真空通道I 303直径2-10mm，支撑针通孔要尽可 能小，以防止吸附热板102加热晶圆101时，对温度均勻性的影响。本发明中，吸附热板102的尺寸和待加工晶圆的尺寸形状相匹配，吸附热板面的 尺寸要小于或等于晶圆的面积，这样即可防止吸附热板102散热，控制较好的表面温度，也 可有效防止制程时对吸附热板板面的污染。如图4所示，吸附热板102内部设有加热板401，加热板401中间有加热丝402，为 了加热均勻，将加热丝402均勻盘绕，加热板401的中心孔为真空通道，由耐热密封圈密封， 吸附热板的温度范围控制在50°C -200°C范围内。如图1、5所示，转动轴107是连接整个装置的主要部分，转动电机109驱动传动机 构(皮带齿轮)110，带动传动轴107使整体装置转动。转动轴107的内部有2个通道真 空通道II502和线缆通道501，由于线缆和真空管路不能无限制的旋转，通过旋转滑环104 来解决这个问题，加热板401内部的加热丝电缆线和温度传感器电缆线通过旋转滑环104 输出，加热板401内部的加热丝电缆线和温度传感器电缆线通过旋转滑环104来实现转动 的。整体转动的真空通道以及加热板401内部的加热丝电缆线和温度传感器电缆线的线缆 通道，均设置于转动轴107内部。本发明的工作过程如下将吸附热板102加热到指定温度，温度传感器503用来检测吸附热板102的实时 温度；打开真空管路106，启动转动电机109使电机复位；启动支撑针驱动装置103，使支撑 针111处于上升状态；将晶圆101放置于支撑针111上，晶圆101中心与吸附热板102中心 尽可能重合；启动支撑针驱动装置103使支撑针111处于下降状态，将晶圆101装载在吸附 热板102上，加热吸附晶圆101进行制程处理。制程结束，关闭真空管路106 ；启动支撑针驱动装置103使支撑针111处于上升状 态，卸载晶圆101 ；启动支撑针驱动装置103使支撑针111处于下降状态；起动转动电机109 使电机复位，重新开始制程。
权利要求
1.一种可旋转加热的吸附装置，其特征在于该装置设有吸附热板、支撑针驱动装置、 旋转滑环、转动轴，转动轴顶部安装吸附热板，晶圆设置于吸附热板顶部，旋转滑环连接于 转动轴上，转动轴内设有真空通道和线缆通道，支撑针驱动装置的输出端连有支撑针，支撑 针穿过吸附热板，支撑针均勻分布于晶圆底部。
2.按照权利要求1所述的可旋转加热的吸附装置，其特征在于还包括转动电机和传 动机构，转动电机的输出端通过传动机构连接转动轴。
3.按照权利要求1所述的可旋转加热的吸附装置，其特征在于转动轴内的真空通道 通过旋转滑环与真空管路连接，在所述真空通道与真空管路连接处，通过真空密封装置密 封。
4.按照权利要求1所述的可旋转加热的吸附装置，其特征在于在转动轴外侧装载复 位传感器。
5.按照权利要求1所述的可旋转加热的吸附装置，其特征在于吸附热板上表面 为圆形、方型或不规则形状，吸附热板表面抠有沟槽，沟槽深度0. 2mm-3mm，沟槽宽度 0. 5mm-5mm,沟槽和吸附热板中心的真空通道相通。
6.按照权利要求1所述的可旋转加热的吸附装置，其特征在于吸附热板上有至少3 个支撑针通孔，支撑针通孔是支撑针上下的通道，支撑针通孔直径2-10mm。
7.按照权利要求1所述的可旋转加热的吸附装置，其特征在于吸附热板的尺寸和待 加工晶圆的尺寸形状相匹配，吸附热板面的尺寸要小于或等于晶圆的尺寸。
8.按照权利要求1所述的可旋转加热的吸附装置，其特征在于吸附热板内部设有加 热板和加热丝，加热丝在加热板中均勻盘绕，加热板的中心孔为真空通道，真空通道通过耐 热密封圈密封。
9.按照权利要求8所述的可旋转加热的吸附装置，其特征在于加热板内部的加热电 缆线和温度传感器电缆线通过旋转滑环输出。
全文摘要
本发明涉及半导体设备领域，具体为一种可旋转加热的吸附装置，它是晶圆工艺处理时的装载、吸附、加热、旋转等多功能整合为一体的工艺处理装置。该装置设有吸附热板、支撑针驱动装置、旋转滑环、转动轴，转动轴顶部安装吸附热板，晶圆设置于吸附热板顶部，旋转滑环连接于转动轴上，转动轴内设有真空通道和线缆通道，支撑针驱动装置的输出端连有支撑针，支撑针穿过吸附热板，支撑针均匀分布于晶圆底部。本发明解决现有技术中存在的同时实现吸附和加热旋转困难等问题。该装置将晶圆吸附功能，速度可控的晶圆旋转功能，根据不同要求将晶圆加热到不同温度的加热功能集于一身，完全解决了上述问题。
文档编号H01L21/687GK102110634SQ20101055561
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者汪明波, 王绍勇 申请人:沈阳芯源微电子设备有限公司
文档序号 :
【 6956875 】
技术研发人员：王绍勇,汪明波
技术所有人：沈阳芯源微电子设备有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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