载台和设备的制作方法

1.本技术涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆载台和设备。


背景技术：

2.在晶圆生产的各个环节中，为了固定晶圆，晶圆载台应运而生。晶圆载台的作用，是保证晶圆平稳地放置在设备平台上，以便于对晶圆进行加工或测量。
3.目前的晶圆载台通常采用机械固定、真空吸附、或者静电吸附来进行晶圆的固定。而在晶圆缺陷检测环节，一般采用真空吸附的方式。真空负压从设备外部接入，在晶圆载台具底部布置气路以完成负压的分配，再接入到真空吸盘底部的对应孔位或对应区域，从而实现将晶圆吸附在真空吸盘上。因此，晶圆载台内部必须有足够的空间，以安装真空气路。但为了保证晶圆载台和晶圆吸盘的安装精度、减小晶圆载台的质量，通常需要限制晶圆载台的尺寸。这就使得晶圆载台内部的气路安装空间相对狭小，安装非常困难。


技术实现要素：

4.本技术提供一种晶圆载台和设备，以解决相关技术中的部分或者全部不足。
5.本技术第一方面提供一种晶圆载台，包括：
6.转接板，包括吸附表面和安装表面；所述转接板还包括真空孔以及设置于所述安装表面的凹入部；所述真空孔的一端连接于所述吸附表面、另一端连接于所述安装表面；
7.晶圆吸盘，设置于所述吸附表面，与所述转接板可拆卸连接；所述晶圆吸盘包括与所述真空孔连通的吸附孔；以及
8.气动阀块，设置于所述凹入部；所述气动阀块包括朝向所述凹入部的连接表面以及区别于所述连接表面的接气表面；所述气动阀块还包括设置于内部的气道；所述气道的一端设置于所述连接表面、另一端设置于所述接气表面；其中，所述真空孔与所述气道连通。
9.进一步地，所述晶圆吸盘远离所述吸附表面的一侧设置有沟槽；所述吸附孔设置于所述沟槽中，并贯穿晶圆吸盘。
10.进一步地，所述沟槽设置为围绕所述晶圆吸盘的中心延伸的环形沟槽。
11.进一步地，所述环形沟槽的数量包括多个；多个所述环形沟槽同轴心间隔分布；所述吸附孔的数量包括多个；每一环形沟槽中至少设置有一个吸附孔。
12.进一步地，所述晶圆吸盘包括侧表面；所述侧表面的延伸方向区别于所述吸附表面的延伸方向；所述晶圆吸盘远离所述吸附表面的一侧设置有取放槽；所述取放槽连通所述侧表面。
13.进一步地，所述转接板包括连接孔；所述连接孔的一端设置于所述吸附表面、另一端设置于所述安装表面；所述连接孔与所述气道连通。
14.进一步地，所述吸附表面设置有多个吸附槽；多个所述吸附槽同轴心分布且连通；其中，所述连接孔连通所述气道和所述吸附槽。
15.进一步地，所述凹入部的底部设置有第一半槽；所述气动阀块朝向所述凹入部的一侧对应设置有第二半槽；所述第二半槽与所述气道连通；所述第一半槽和第二半槽共同围成密封空间；所述晶圆载台还包括：密封圈，设置于所述密封空间中。
16.进一步地，所述气动阀块通过三维打印形成。
17.本技术第二方面提供一种设备，包括接气装置以及前述实施例所述的晶圆载台。本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
18.由上述实施例可知，本技术的晶圆载台通过将气道设置在气动阀块中，取消了现有晶圆载台设置的气管和气动接头，显著降低了安装难度，大大降低了晶圆载台的体积以及重量，进而降低对外部平台承载能力的要求，有利于实现设备整体的轻量化。
19.应理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，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技术的一些实施例，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。
21.图1示出为本技术的晶圆载台的一个实施例的剖切示意图。
22.图2示出为本技术的气动阀块的一个实施例的整体示意图。
23.图3示出为本技术的转接板的一个实施例的俯视示意图。
24.图4示出为本技术的转接板的一个实施例的仰视示意图。
25.图5示出为本技术的晶圆吸盘的一个实施例的整体示意图。
26.其中，100晶圆载台、1转接板、11吸附表面、12安装表面、13凹入部、131第一半槽、14真空孔、15连接孔、16吸附槽、17销孔、18组装孔、2晶圆吸盘、21吸附孔、22沟槽、23侧表面、24取放槽、3气动阀块、31连接表面、32接气表面、33气道、34第二半槽、35接气部分、36吸附部分、4密封圈、x第一方向、y第二方向、z第三方向。
具体实施方式
27.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的方式并不代表与本技术相一致的所有方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置的例子。
28.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。除非另作定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个，若仅指代“一个”时会再单独说明。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
29.参考图1和图2，本技术提供一种设备(未示出)。设备包括接气装置(未示出)以及晶圆载台100。晶圆能够固定在晶圆载台100上，从而方便设备对晶圆将进行加工。接气装置与晶圆载台100连接。
30.晶圆载台100包括转接板1、晶圆吸盘2和气动阀块3。转接板1包括吸附表面11和安装表面12。转接板1还包括真空孔14。真空孔14的一端连接于吸附表面11、另一端连接于安装表面12。晶圆吸盘2设置于吸附表面11，并且与转接板1可拆卸连接。晶圆吸盘2包括与真空孔14连通的吸附孔21。转接板1包括设置于安装表面12的凹入部13。气动阀块3设置于凹入部13。气动阀块3包括朝向凹入部13的连接表面31以及区别于连接表面31的接气表面32。气动阀块3还包括设置于内部的气道33。气道33的一端设置于连接表面31、另一端设置于接气表面32。其中，真空孔14与气道33连通。
31.接气装置能够在接气表面32和晶圆载台100实现连接。晶圆放置于吸附表面11。当接气装置工作时，气道33、真空孔14和吸附孔21形成有负压，因此晶圆能够吸附于晶圆吸盘2上。本技术的晶圆载台100通过将气道33设置在气动阀块3中，取消了现有晶圆载台设置的气管和气动接头，大大降低了晶圆载台100的体积以及重量，进而降低对晶圆载台100的外部平台承载能力的要求，从而有利于实现设备整体的轻量化。
32.另外，由于气动阀块3内部需要加工实现真空的气道33，转接板1主要起到固定在设备上的作用。因此气动阀块3和转接板1对于精度的要求不同。气动阀块3和转接板1的分体设置使得本领域技术人员能够针对气动阀块3的结构进行高精度加工、转接板1采用适合的精度进行加工即可，因此能够降低晶圆载台100的加工难度以及成本。
33.连接表面31区别于接气表面32，意指连接表面31和接气表面32不在同一平面上。举例而言，连接表面31和接气表面32可以平行，并且与第一方向x垂直。在该实施例中，接气装置沿着第一方向x和接气表面32连接。在另一些实施例中，如图2所示，接气表面32与连接表面31垂直。其中，接气表面32露出于转接板1。通过这样设置，接气装置能够沿着第二方向y或者第三方向z与晶圆载台100连接，因此能够减小设备和晶圆载台100在第一方向x上的尺寸。
34.安装表面12为晶圆载台100与设备组装的表面。吸附表面11和安装表面12可以是垂直的，例如吸附表面11垂直于第一方向x、安装表面12垂直与第二方向y。此时设备能够在第二方向y上实现和晶圆载台100的连接。在图1所示实施例中，吸附表面11和安装表面12在第一方向x上间隔设置。真空孔14沿着第一方向x延伸。这种设置方式能够尽可能地减小真空孔14的延伸长度，有利于接气装置实现真空孔14内的抽真空。
35.应当说明的是，在上文以及下文的描述中，第一方向x、第二方向y和第三方向z者两两垂直。
36.晶圆载台100和设备的外部平台连接时，外部平台上可以设置有卡接结构。卡接结构能够将晶圆载台100进行卡接固定。除此之外，也可以如图1所示，转接板1上设置有组装孔18。通过组装孔18，转接板1能够与外部平台进行螺钉螺栓连接。转接板1和外部平台连接时，气动阀块3设置在转接板1和外部平台之间。通过螺钉螺栓连接能够将气动阀块3进一步压紧在凹入部13中，以提高气道33和真空孔14之间的气体密封性。
37.结合参考图2和图4，在一些实施例中，凹入部13的底部设置有第一半槽131。气动阀块3朝向凹入部13的一侧对应设置有第二半槽34。第二半槽34与气道33连通。第一半槽131和第二半槽34共同围成密封空间。其中，晶圆载台100还包括设置于密封空间中的密封圈4。通过这样设置，能够避免在气道33和真空孔14之间产生气体逸出，有利于在晶圆载台100内部高效地形成真空吸附力、提高吸附的牢固度。
38.晶圆吸盘2和转接板1之间的可拆卸连接，可以是例如通过螺钉、销钉等方式进行连接。或者，在一些实施例中，如图1、图3和图5所示，转接板1包括沿第一方向x延伸的连接孔15。并且，连接孔15与气道33连通。连接孔15仅与气道33连通，因此当晶圆吸盘2放置在吸附表面11上时，气道33和连接孔15中的负压能够将晶圆吸盘2吸附在吸附表面11上，实现转接板1和晶圆吸盘2的连接。这种设置方式能够实现晶圆吸盘2和转接板1之间的牢固连接，并且不需要额外设置固定装置或者额外进行固定操作，有利于简化晶圆载台100的整体结构以及组装流程。
39.在一些实施例中，转接板1和晶圆吸盘2还通过销钉连接。如图3和图4所示，转接板1上还设置有销孔17。对应地，晶圆吸盘2上也设置有插入孔。销孔17和插入孔的配合，使得销钉能够固定晶圆吸盘2的方向，避免晶圆吸盘2围绕平行于第一方向x的轴线旋转。并且销钉的设置还能够使吸附孔21和真空孔14的对位准确，提高安装精度。另外，在设置有销钉和连接孔15配合的实施例中，销钉和连接孔15能够共同起到加固连接的作用，进一步保证晶圆吸盘2和转接板1之间的稳定连接。
40.参考图3，在一些实施例中，吸附表面11设置有多个吸附槽16。多个吸附槽16同轴心分布且连通。其中，连接孔15连通气道33和吸附槽16。连接孔15连通气道33和吸附槽16，因此当晶圆吸盘2放置在吸附表面11上时，接气装置能够一次通过气道33和连接孔15在吸附槽16中产生负压，从而使晶圆吸盘2稳定地与转接板1连接。多个吸附槽16同轴心分布且连通，因此吸附槽16能够在转接板1上形成多个近似圆环型的吸附力，有利于提高晶圆吸盘2和转接板1的连接牢固度。这种设置方式相比于连接孔15直接与晶圆吸盘2吸附的实施例，吸附力的分布面积更大、吸附力分布更加均匀。
41.参考图1，晶圆吸盘2包括平行于第一方向x的侧表面23。在一些实施例中，晶圆吸盘2远离吸附表面11的一侧设置有取放槽24，并且取放槽24连通侧表面23。当晶圆放置在晶圆吸盘2上时，取放槽24的凹陷位置允许例如机械手、镊子、人手等通过侧表面23从取放槽24将晶圆高效地与晶圆吸盘2表面分离，以免晶圆和晶圆吸盘2由于压力的作用吸附在一起，无法直接剥离。
42.晶圆吸盘2远离转接板1的一侧与晶圆接触。为了尽可能地抑制加工过程中晶圆的翘曲，在一些实施例中，晶圆吸盘2远离转接板1一侧的平面度大于或者等于2μm、且小于或者等于5μm。平面度过大，抑制翘曲的效果不佳。平面度过小，加工精度过高，导致加工难度和加工成本上升。本技术的平面度范围能够实现良好的抑制翘曲效果，同时也兼顾到加工
难度，以免晶圆载台100的成本过高。
43.参考图1和图5，在一些实施例中，晶圆吸盘2远离吸附表面11的一侧设置有沟槽22。吸附孔21设置于沟槽22中。接气装置工作时，沟槽22中的气体能够通过吸附孔21抽至气道33中。当晶圆放置在晶圆吸盘2上时，沟槽22中产生的负压能够将晶圆吸附在晶圆吸盘2上。如果将吸附孔21直接吸附晶圆看作是点吸附，那么沟槽22由于其具有更大的吸附面积，因此可以看作是面吸附。面吸附增加了负压位置，能够将在晶圆上实现更大面积的吸附，有利于提高晶圆在晶圆吸盘2上的吸附稳定性。
44.沟槽22的设置方式有多种。举例而言，可以是呈多个直线段的行驶设置于晶圆吸盘2上，也可以是多个三角形沟槽22、四边形沟槽22、多边形沟槽22等，本技术对此并不限制。在图1和图5所示实施例中，沟槽22设置为围绕晶圆吸盘2的中心延伸的环形沟槽22。当晶圆吸附在晶圆吸盘2上时，围绕晶圆吸盘2中心延伸的环形沟槽22能够很好地保持晶圆的受力平衡，以免晶圆在吸附过程中由于受力不均而造成的应力损伤。
45.进一步地，环形沟槽22的数量包括多个(例如：两个、三个、四个甚至更多)。多个环形沟槽22同轴心间隔分布。吸附孔21的数量包括多个。每一环形沟槽22中至少设置有一个吸附孔21。因此，圆形的晶圆能够吸附在晶圆载台100上时，晶圆载台100能够在晶圆的多个位置实现晶圆的吸附，进一步提高晶圆在晶圆载台100上的连接稳定性。
46.应当说明的是，在各个实施例中，吸附孔21和真空孔14的数量应当是相同的，即一一对应的关系。气道33和真空孔14之间的数量可以是对应的也可以是不对应的。举例而言，可以是一个气道33对应一个真空孔14。或者，如图2所示，一个气道33可以分成两个子道，一个子道对应一个真空孔14等，本技术对此并不限制。
47.另外，在转接板1包括连接孔15的实施例中，连接孔15可以和单独的气道33连通。换言之，与连接孔15的连通的气道33没有设置与其他孔结构连通的子道。这种设置方式能够提高连接孔15处的吸附力，进而将晶圆吸盘2稳定地固定在转接板1上。
48.如图1和图4所示，在该实施例中，环形沟槽22的数量为三个，真空孔14的数量(即吸附孔21的数量)为六个。换言之，一个环形沟槽22中设置有两个吸附孔21。吸附孔21数量的增加有利于使沟槽22中的气压快速达到负压的预设值并且还能够帮助维持沟槽22中的负压，以使晶圆能够更快且更稳固的连接在晶圆吸盘2上。诚然，一个环形沟槽22中还可以设置有更多的吸附孔21，例如可以是三个、四个等。但是容易理解的是，吸附孔21数量增加，那么气道33的数量也会增加。气道33数量的增加会导致气动阀块3内部中空部分的增加，进而降低气动阀块3的强度。本领域技术人员可以根据气动阀块3的大小、材质等合理增加吸附孔21的数量，本技术对此并不限制。
49.在真空孔14包括多个的实施例中，多个真空孔14可以是沿第二方向y间隔布置。并且，气道33的数量包括多个。多个气道33也沿着第二方向y间隔分布。参考图2，气道33沿着第二方向y进行设置，真空孔14也沿着第二方向y设置。这种设置方式能够简化气道33的布置，以免气动阀块3内的气道33纵横交错导致结构复杂、加工难度高，加工精度和气动阀块3强度下降。
50.应当说明的是，附图所示的第三方向z和第二方向y所指的方向应当作为示例性而非限制性的。第三方向z和第二方向y均与第一方向x垂直。在气道33和真空孔14分别沿同一方向布置的实施例中，气道33和真空孔14的布置方向则为第二方向y。
51.除此之外，接气表面32在气道33的位置可以设置有与接气装置连接的螺纹孔、卡扣孔等固定结构，以使得接气装置能够和晶圆载台100进行连接。或者，接气装置也可以通过直接插入气道33的方式与晶圆载台100连接，本技术对此并不限制。
52.气动阀块3可以是通过现在例如第一方向x上分隔为多个子部件，通过例如铣削等工艺将气道33加工出来，最后再将子部件拼接为一个整体的气动阀块3。在本技术的一些实施例中，气动阀块3通过三维打印形成。三维打印使得气动阀块3内部的气道33设置方式更加灵活和紧凑，并且能够优化气道33的精度。另外，采用三维打印进行气动阀块3的加工，使得气道33的设置方式无需局限于加工工艺，因此本领域技术人员能够根据接气装置的需求将气道33设置为不同的尺寸或者不同的截面形状。
53.如图2所示，气动阀块3包括接气部分35分和吸附部分36。接气部分35分意为与接气装置连接的部分。吸附部分36意为真空孔14设置的部分。在一些实施例中，接气部分35分的延伸方向区别于吸附部分36的延伸方向。例如可以是如图2所示的t型，即接气部分35分沿着第三方向z延伸、吸附部分36沿着第二方向y延伸。或者，可以是接气部分35分和吸附部分36的延伸方向呈45度、60度、70度夹角等，本技术对此并不限制。
54.通过这样设置，凹入部13也需要对应设置为异形，因此气动阀块3设置在凹入部13中时，第二方向y和第三方向z上的移动均受到凹入部13的限制，有利于提高气道33和真空孔14之间的对位准确以及晶圆载台100整体的结构稳定性。
55.除此之外，气动阀块3远离凹入部13的一侧可以和转接板1的安装表面12平齐。如此，晶圆载台100在安装表面12的一侧为平面，方便晶圆载台100和设备的外部平台进行连接，有利于优化设备在第一方向x上的尺寸和结构紧凑度。
56.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本技术精神作举例说明。本技术所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做多种修改、补充、或采用类似的方法替代，但并不会偏离本技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
57.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

技术特征：
1.一种晶圆载台，其特征在于，包括：转接板，包括吸附表面和安装表面；所述转接板还包括真空孔以及设置于所述安装表面的凹入部；所述真空孔的一端连接于所述吸附表面、另一端连接于所述安装表面；晶圆吸盘，设置于所述吸附表面，与所述转接板可拆卸连接；所述晶圆吸盘包括与所述真空孔连通的吸附孔；以及气动阀块，设置于所述凹入部；所述气动阀块包括朝向所述凹入部的连接表面以及区别于所述连接表面的接气表面；所述气动阀块还包括设置于内部的气道；所述气道的一端设置于所述连接表面、另一端设置于所述接气表面；其中，所述真空孔与所述气道连通。2.根据权利要求1所述的晶圆载台，其特征在于，所述晶圆吸盘远离所述吸附表面的一侧设置有沟槽；所述吸附孔设置于所述沟槽中。3.根据权利要求2所述的晶圆载台，其特征在于，所述沟槽设置为围绕所述晶圆吸盘的中心延伸的环形沟槽。4.根据权利要求3所述的晶圆载台，其特征在于，所述环形沟槽的数量包括多个；多个所述环形沟槽同轴心间隔分布；所述吸附孔的数量包括多个；每一环形沟槽中至少设置有一个吸附孔。5.根据权利要求1所述的晶圆载台，其特征在于，所述晶圆吸盘包括侧表面；所述侧表面的延伸方向区别于所述吸附表面的延伸方向；所述晶圆吸盘远离所述吸附表面的一侧设置有取放槽；所述取放槽连通所述侧表面。6.根据权利要求1所述的晶圆载台，其特征在于，所述转接板包括连接孔；所述连接孔的一端设置于所述吸附表面、另一端设置于所述安装表面；所述连接孔与所述气道连通。7.根据权利要求6所述的晶圆载台，其特征在于，所述吸附表面设置有多个吸附槽；多个所述吸附槽同轴心分布且连通；其中，所述连接孔连通所述气道和所述吸附槽。8.根据权利要求1所述的晶圆载台，其特征在于，所述凹入部的底部设置有第一半槽；所述气动阀块朝向所述凹入部的一侧对应设置有第二半槽；所述第二半槽与所述气道连通；所述第一半槽和第二半槽共同围成密封空间；所述晶圆载台还包括：密封圈，设置于所述密封空间中。9.根据权利要求1所述的晶圆载台，其特征在于，所述气动阀块通过三维打印形成。10.一种设备，其特征在于，包括接气装置以及如权利要求1-9中任一项所述的晶圆载台。

技术总结
本申请涉及一种晶圆载台和设备。晶圆载台包括转接板、真空吸盘和气动阀块。转接板，包括吸附表面和安装表面。所述转接板还包括贯穿的真空孔以及设置于所述安装表面的凹入部。真空吸盘设置于所述吸附表面，与所述转接板可拆卸连接。气动阀块设置于所述凹入部。所述气动阀块由三维打印生成，内部包含可分配真空负压的气路。通过将气道内置在气动阀块中，可以避免在晶圆载台内的狭小空间中安装气管和气动接头，显著降低了安装难度，同时使得结构变得紧凑，明显减小了晶圆载台的体积。明显减小了晶圆载台的体积。明显减小了晶圆载台的体积。


技术研发人员：杨青 王兴锋 庞陈雷 王智 陆宏杰 卓桐
受保护的技术使用者：之江实验室
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/8/9