吸附装置的制作方法

1.本发明涉及半导体制造领域，具体而言，涉及一种吸附装置。


背景技术：

2.在半导体装备领域，需要承载装置承载晶圆硅片进行生产、检测等不同工艺制程。现有晶圆硅片承载装置通常具有夹持、磁吸压紧、真空吸附、静电吸附等不同的固定方式。其中，真空吸附的固定方式具备可保证晶圆面形、避免晶圆损伤、控制简单、可持续性有保证的优势，为当前承载固定晶圆的常见方式。
3.晶圆硅片通常具备8寸、12寸等不同直径尺寸大小，为加强对不同规格晶圆硅片的适应性，因此需要吸附装置能够适应多种尺寸的硅片。然而，现有的吸附装置的气控系统复杂，实现不同尺寸硅片的固定时，吸盘上需附带多根气管，当吸盘做旋转运动时，必然有管路缠绕问题。并且，吸盘附带的附件较多，必然不利于吸盘本身的轻量化设计。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种吸附装置，以解决现有技术中的吸附装置的吸盘结构复杂的问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种吸附装置，吸附装置包括：吸盘本体，吸盘本体的端面上具有第一吸附区和第二吸附区；第一吸附区上设置有第一微孔，第二吸附区上设置有第二微孔；进气孔，进气孔设置在吸盘本体背向第一吸附区和第二吸附区的端面上；第一气道，第一气道设置在吸盘本体内部且与第一微孔连通，第一气道与进气孔连通；第二气道，第二气道设置在吸盘本体内部且与第二微孔连通，第二气道与第一气道互不连通；通断装置，通断装置设置在吸盘本体外且与吸盘本体连接，通断装置上设置有连接通道，连接通道与第一气道和第二气道均连通，通断装置还包括通断部件，以通过通断部件控制连接通道的通断，使第一气道与第二气道通过连接通道连通或者使第一气道与第二气道断开。
6.进一步地，吸盘本体包括：设置在吸盘本体周侧的第一通气孔和第二通气孔；第一通气孔与第一气道连通，第二通气孔与第二气道连通，连接通道通过第一通气孔与第一气道连通，且连接通道通过第二通气孔与第二气道连通。
7.进一步地，吸盘本体为圆形结构，第一气道沿吸盘本体的径向设置，第一气道的一端与第一通气孔连接；第二气道平行于第一气道设置，第二气道的一端与第二通气孔连接。
8.进一步地，吸盘本体为圆形结构，第一气道沿吸盘本体的径向设置，第一气道的一端与进气孔连接；第二气道沿吸盘本体的径向设置；其中，吸盘本体还包括互不相连的第三气道和第四气道，第三气道的一端与第一通气孔连接且与第一气道连通，第四气道的一端与第二通气孔连接且与第二气道连通。
9.进一步地，第三气道包括第一连通通道和第一附加气道，第一附加气道的一端与第一通气孔连通，第一附加气道的另一端与第一连通通道连通，第一连通通道与第一气道
连通；第四气道包括第二连通通道和第二附加气道，第二附加气道的一端与第二通气孔连通，第二附加气道的另一端与第二连通通道连通；第二连通通道与第二气道连通；吸附装置包括连通通道，连通通道沿直线设置；封堵部件，封堵部件设置在连通通道内，以将连通通道分隔成互不相通的第一连通通道和第二连通通道。
10.进一步地，连接通道包括第一连接通道和第二连接通道，第一连接通道用于与第一气道连通，第二连接通道用于与第二气道连通；通断部件上设置有连接槽，通断部件可转动地设置在通断装置上，以通过转动通断部件使第一连接通道与第二连接通道通过连接槽连通，或者使通断部件阻断第一连接通道和第二连接通道。
11.进一步地，通断部件包括转动部和操作部，转动部可转动地设置，连接槽设置在转动部上，操作部与转动部连接；通断装置的至少部分为磁性材料，操作部上设置有固定磁块以在通断部件导通或着阻断连接通道时，通过通断装置和固定磁块之间的磁性固定通断部件在通断装置上的位置。
12.进一步地，第二吸附区为至少一个，至少一个第二吸附区依次套设在第一吸附区的外侧，各个第二吸附区上均设有第二微孔；第二气道为至少一个且相互之间互不连通，至少一个第二气道与至少一个第二吸附区一一对应设置且分别连通对应第二吸附区上的第二微孔；通断装置至少为一个，每个通断装置对应一个或多个第二气道，且分别控制对应的每个第二气道与第一气道的通断状态。
13.进一步地，吸盘本体为圆形结构，第一气道沿径向设置，第二气道与通断装置均为多个且成一一对应设置，多个通断装置相对吸盘本体的圆心成旋转对称设置。
14.进一步地，通断装置连接于吸盘本体的周侧；和/或，第一吸附区为圆形结构，第二吸附区为环形结构，第二吸附区套设在第一吸附区外侧。
15.进一步地，吸附装置还包括：转动定子，转动定子上设置有排气通道，排气通道与进气孔连接；转动动子，转动动子与转动定子相对可转动地连接，转动动子与吸盘本体连接；密封件，密封件设置在转动定子与吸盘本体之间。
16.应用本发明的技术方案，本发明的吸附装置包括吸盘本体，吸盘本体的端面上具有第一吸附区和第二吸附区；第一吸附区上设置有第一微孔，第二吸附区上设置有第二微孔；进气孔，进气孔设置在吸盘本体背向第一吸附区和第二吸附区的端面上；第一气道，第一气道设置在吸盘本体内部且与第一微孔连通，第一气道与进气孔连通；第二气道，第二气道设置在吸盘本体内部且与第二微孔连通，第二气道与第一气道互不连通；通断装置，通断装置设置在吸盘本体外且与吸盘本体连接，通断装置上设置有连接通道，连接通道与第一气道和第二气道均连通，通断装置还包括通断部件，以通过通断部件控制连接通道的通断，使第一气道与第二气道通过连接通道连通或者使第一气道与第二气道断开。采用上述设置，将通断装置设置在吸盘本体的外侧，通过通断装置控制第一吸附区和第二吸附区的通断，从而控制第一吸附区和第二吸附区对工件进行吸附，这样，在吸盘本体的内部就不必设置控制第一气道和第二气道通断的装置，节省了吸盘本体的内部空间，使得吸盘本体能够足够的轻薄，解决了现有技术中的吸附装置的吸盘结构复杂的问题。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示
意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1示出了根据本发明的吸附装置的第一实施例的结构示意图；图2示出了本发明的吸附装置的吸盘本体与通断装置的连接关系示意图；图3示出了本发明的吸附装置的第二实施例的结构示意图；图4示出了图3中的本发明的吸附装置的另一个视角的结构示意图；图5示出了本发明的吸附装置的通断装置的结构示意图；图6示出了本发明的吸附装置的通断装置的连通通道导通时的结构示意图；图7示出了本发明的吸附装置的通断装置的连通通道断开时的结构示意图；图8示出了本发明的吸附装置的第三实施例的结构示意图；以及图9示出了本发明的吸附装置的吸盘本体与转动动子的连接关系示意图。
18.其中，上述附图包括以下附图标记：1、吸盘本体；11、第一吸附区；111、第一微孔；12、第二吸附区；121、第二微孔；13、第一通气孔；14、第二通气孔；15、第三气道；16、第四气道；2、进气孔；3、第一气道；4、第二气道；6、连通通道；61、第一连通通道；62、第二连通通道；63、第一附加气道；64、第二附加气道；7、封堵部件；5、通断装置；51、连接通道；511、第一连接通道；512、第二连接通道；52、通断部件；521、连接槽；522、转动部；523、操作部；5231、固定磁块；71、排气通道；81、转动定子；82、转动动子；9、密封件。
具体实施方式
19.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
20.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
21.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
22.在实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
23.参见图1至图9，本发明的吸附装置包括吸盘本体1，吸盘本体1的端面上具有第一吸附区11和第二吸附区12；第一吸附区11上设置有第一微孔111，第二吸附区12上设置有第
二微孔121；进气孔2，进气孔2设置在吸盘本体1背向第一吸附区11和第二吸附区12的端面上；第一气道3，第一气道3设置在吸盘本体1内部且与第一微孔111连通，第一气道3与进气孔2连通；第二气道4，第二气道4设置在吸盘本体1内部且与第二微孔121连通，第二气道4与第一气道3互不连通；通断装置5，通断装置5设置在吸盘本体1外且与吸盘本体1连接，通断装置5上设置有连接通道51，连接通道51与第一气道3和第二气道4均连通，通断装置5还包括通断部件52，以通过通断部件52控制连接通道51的通断，使第一气道3与第二气道4通过连接通道51连通或者使第一气道3与第二气道4断开。
24.采用上述设置，将通断装置5设置在吸盘本体1的外侧，通过通断装置5控制第一吸附区11和第二吸附区12的通断，从而控制第一吸附区11和第二吸附区12对工件进行吸附，这样，在吸盘本体1的内部就不必设置控制第一气道3和第二气道4通断的装置，节省了吸盘本体1的内部空间，能减小吸盘本体1的厚度使得吸盘本体1能够足够的轻薄，解决了现有技术中的吸附装置的吸盘结构复杂的问题。另外，由于通断装置5安装在吸盘本体1的外部，频繁切换通断状态造成的装置磨损也能通过直接更换通断装置5来解决，维护方便。
25.具体地，进气孔2与载台的供气口相连，通过向进气孔2内吸气或者充气，从而实现对吸附装置的第一吸附区11和第二吸附区12内的加压及泄压。
26.需要说明的是，吸盘本体1的端面上可设置凸点或密环等特征用以支撑硅片，保证硅片面形和吸附效果，实现吸盘本体1对硅片的吸附的技术方案属于现有技术，故此处不进行详细描述。
27.在本发明至少一个实施例的吸附装置中，参见图2、图4，吸盘本体1包括：设置在吸盘本体1周侧的第一通气孔13和第二通气孔14；第一通气孔13与第一气道3连通，第二通气孔14与第二气道4连通，连接通道51通过第一通气孔13与第一气道3连通，且连接通道51通过第二通气孔14与第二气道4连通。这样，通过控制第一通气孔13和第二通气孔14的连通就能够实现连通或者断开第一气道3与第二气道4的效果。
28.若第一通气孔13和第二通气孔14设置在吸附区的端面上其会影响到吸盘本体1的端面面积，即相同吸附区大小的情况下，吸盘本体1的尺寸会更大，不利于轻量化；若第一通气孔13和第二通气孔14设置在背向吸附区的端面上，其会影响到吸盘本体1背面装置的设置，例如旋转驱动装置。因此，将第一通气孔13和第二通气孔14设置在吸盘本体1的周侧，更有利于吸附装置的空间利用。
29.优选地，第一通气孔13与第二通气孔14在水平方向相邻设置，使得第一通气孔13与第二通气孔14之间的距离尽量缩小，有利于通断装置5的小体积设计。
30.可选地，通断装置5连接于吸盘本体1的周侧；和/或，第一吸附区11为圆形结构，第二吸附区12为环形结构，第二吸附区12套设在第一吸附区11外侧。
31.具体地，通断装置5连接于吸盘本体1的周侧，能够使得吸盘本体1的结构变得更加的轻薄。将第一吸附区11和第二吸附区12设置为环形结构，第二吸附区12套设在第一吸附区11外侧，更有利于分配第一吸附区11与第二吸附区12的占用面积，从而使得结构更加合理。
32.第一实施例参见图1，在本实施例的吸附装置的第一实施例中，吸盘本体1为圆形结构，第一气道3沿吸盘本体1的径向设置，第一气道3的一端与第一通气孔13连接；第二气道4平行于第
一气道3设置，第二气道4的一端与第二通气孔14连接。
33.具体地，吸盘本体1为圆形，进气孔2设置在背向吸附区一面的圆心处。第一气道3为沿吸盘本体1径向设置的一条直线，第一气道3的一端连接进气孔2，另一端连接第一通气孔13；第二气道4为一条直线，且相邻于第一气道3平行设置，第二气道4的一端连接第二通气孔14。这种设置方式，气道的结构简单，加工成本低。
34.优选地，第一气道3和第二气道4的大小和形状形同；两个气道在水平方向相邻设置，且两个气道截面的中心处于同一水平面上，进一步减小吸盘本体1垂直方向的厚度，使吸盘轻量化。
35.第二实施例参见图3，在本实施例的吸附装置的第二实施例中，吸盘本体1为圆形结构，第一气道3沿吸盘本体1的径向设置，第一气道3的一端与进气孔2连接；第二气道4沿吸盘本体1的径向设置；其中，吸盘本体1还包括互不相连（即相互独立）的第三气道15和第四气道16，第三气道15的一端与第一通气孔13连接且与第一气道3连通，第四气道16的一端与第二通气孔14连接且与第二气道4连通。采用上述设置，能够调整第一气道3和第二气道4的相对位置，另外可以在各吸附区设置更多的微孔来对应第三气道15或第四气道16（例如，设置更多的与第三气道15或第四气道16连接的气道，在这些与第三气道15或第四气道16连接的气道上开设更多的微孔），提高吸附装置的性能。
36.具体地，参见图3和图4，第二实施例中吸盘本体1的结构为圆形，第一气道3的设置和进气孔2的设置与第一实施相同，而第二气道4为沿吸盘本体1径向设置的一条直线，其延长线经过吸盘本体1的圆心。
37.第三气道15包括第一连通通道61和第一附加气道63，第一附加气道63的一端与第一通气孔13连通，第一附加气道63的另一端与第一连通通道61连通，第一连通通道61与第一气道3连通；第四气道16包括第二连通通道62和第二附加气道64，第二附加气道64的一端与第二通气孔14连通，第二附加气道64的另一端与第二连通通道62连通；第二连通通道62与第二气道4连通；吸附装置包括连通通道6，连通通道6沿直线设置；封堵部件7，封堵部件7设置在连通通道6内，以将连通通道6分隔成互不相通的第一连通通道61和第二连通通道62。
38.优选地，第一附加气道63和第二附加气道64为相互平行的直线，且在水平方向相邻设置。
39.采用上述设置，利用封堵部件7将连通通道6分为第一连通通道61和第二连通通道62，从而达到将第一气道3和第二气道4分隔的效果，操作简单。另外，可以使相邻设置的第一附加气道63和第二附加气道64的长度均小于第一实施例中的第二气道4，这样对加工工艺的要求更低。
40.优选地，连通通道6沿直线贯通吸盘本体1，连通通道6两端的贯通孔用堵头进行密封，这样更便于连通通道6的加工。进一步地，堵头上可以设置节流孔，便于吸附结束后的硅片交接工作。
41.需要说明的，本实施例中第一实施例和第二实施例的气道设置仅是便于加工的几种方式，在其他实施例中，气道设置也可以是其他结构和形式。
42.在本发明至少一个实施例的吸附装置中，参见图5至图7，连接通道51包括第一连
接通道511和第二连接通道512，第一连接通道511用于与第一气道3连通，第二连接通道512用于与第二气道4连通；通断部件52上设置有连接槽521，通断部件52可转动地设置在通断装置5上，以通过转动通断部件52使第一连接通道511与第二连接通道512通过连接槽521连通，或者使通断部件52阻断第一连接通道511和第二连接通道512。
43.具体地，在通断部件52上设置连接槽521，当连接槽521将第一连接通道511和第二连接通道512导通时，即第一通气孔13、第二通气孔14导通时，则吸盘本体1的第一吸附区11与第二吸附区12连为一体，具备吸附大尺寸硅片的功能。当连接槽521转向其他位置时，可以将第一连接通道511和第二连接通道512切断，即第一通气孔13、第二通气孔14切断，则吸盘本体1的第一吸附区11具备吸附小尺寸硅片的功能。
44.优选地，通断部件52包括转动部522和操作部523，转动部522可转动地设置，连接槽521设置在转动部522上，操作部523与转动部522连接；通断装置5的至少部分为磁性材料，操作部523上设置有固定磁块5231，以在通断部件52导通或者阻断连接通道51时，通过通断装置5和固定磁块5231之间的磁性来固定通断部件52在通断装置5上的位置。
45.具体地，固定磁块5231安装于操作部523上，用以切换两种状态后，依靠磁吸力将操作部523吸附于通断装置5上以确保状态的稳定，作为一种可行的实施方式，通断装置5的底座由导磁材料制成。
46.在本发明至少一个实施例的吸附装置中，参见图1、图3和图8，第二吸附区12为至少一个，至少一个第二吸附区12依次套设在第一吸附区11的外侧，各个第二吸附区12上均设有第二微孔121；第二气道4为至少一个且相互之间互不连通，至少一个第二气道4与至少一个第二吸附区12一一对应设置且分别连通对应第二吸附区12上的第二微孔121；通断装置5至少为一个，每个通断装置5对应一个或多个第二气道，且分别控制对应的每个第二气道4与第一气道3的通断状态。
47.优选地，吸盘本体1为圆形结构，第一气道3沿径向设置，第二气道4与通断装置5均为多个且呈一一对应地设置，多个通断装置5相对吸盘本体1的圆心呈旋转对称设置。
48.第三实施例参见图4和图8，在本发明的第三实施例中，吸盘本体1为圆形结构，吸盘本体1内各气道之间的连接关系，以及各气道与通断装置5之间的连接关系均与第二实施例相同。不同点在于第三实施例中，第二吸附区12数量为两个，各气道及通断装置5相对第二吸附区12一一对应设置。
49.具体地，第一吸附区11为圆形结构，第二吸附区12为环形结构，其中，第二吸附区12为两个，第一个第二吸附区12套设在第一吸附区11上，第二个第二吸附区12套设在第一个第二吸附区12上，两个第二吸附区12上均设置有第二微孔121。第一气道3数量为两个，沿吸盘本体1的径向设置，且均与设置在吸盘本体1圆心处的进气孔2连通。第二气道4数量为两个且互不连通，第一个第二气道4沿径向设置，与第一个第二气道4上的第二微孔121连通，第二个第二气道4沿径向设置，与第二个第二气道4上的第二微孔121连通。
50.优选地，两个径向设置的第一气道3成一条直线，且贯通吸盘本体1，贯通孔通过堵头密封；两个第二气道4的延长线位于同一条径向直线上。
51.具体地，连通通道6、封堵部件7、第一附加气道63、第二附加气道64、第一通气孔13、第二通气孔14和通断装置5数量均为两个，且分别与两个第二气道4一一对应设置。其连
通关系与第二实施例相同，这里不再赘述。即第三实施例的两个通断装置5分别对两个第二气道4进行单独的通断控制，达到第一吸附区11和两个第二吸附区12进行独立吸附的效果。
52.需要说明的，上述通断装置5与第二气道4一一对应的连接方式仅为一种控制通断的方式。在其他实施例中，也可以设置一个通断装置5控制多个第二气道4的连接方式进行通断控制。例如，通断装置5为一个三通控制器，即其内部具有三路通道，分别连接一个第一气道3和两个第二气道4，并通过控制部件分别控制一个第一气道3和两个第二气道4的通断关系。
53.优选地，连通通道6、封堵部件7、第一附加气道63、第二附加气道64、第一通气孔13、第二通气孔14和通断装置5分别相对吸盘本体1的圆心对称设置，这样使得吸附装置的结构更加的平衡，保证了吸附装置长期转动过程中的结构稳定性。
54.参见图9，在本发明至少一个实施例的吸附装置中，吸附装置还包括：转动定子81，转动定子81上设置有排气通道71，排气通道71与进气孔2连接；转动动子82，转动动子82与转动定子81相对可转动地连接，转动动子82与吸盘本体1连接；密封件9，密封件9设置在转动定子81与吸盘本体1之间。
55.采用上述设置，可吸附装置与转动定子81相连接，通过密封件9与转动定子81相连接，从而实现该吸附装置可绕无限制旋转而无气管缠绕的问题。
56.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本发明的吸附装置包括吸盘本体1，吸盘本体1的端面上具有第一吸附区11和第二吸附区12；第一吸附区11上设置有第一微孔111，第二吸附区12上设置有第二微孔121；进气孔2，进气孔2设置在吸盘本体1背向第一吸附区11和第二吸附区12的端面上；第一气道3，第一气道3设置在吸盘本体1内部且与第一微孔111连通，第一气道3与进气孔2连通；第二气道4，第二气道4设置在吸盘本体1内部且与第二微孔121连通，第二气道4与第一气道3互不连通；通断装置5，通断装置5设置在吸盘本体1外且与吸盘本体1连接，通断装置5上设置有连接通道51，连接通道51与第一气道3和第二气道4均连通，通断装置5还包括通断部件52，以通过通断部件52控制连接通道51的通断，使第一气道3与第二气道4通过连接通道51连通或者使第一气道3与第二气道4断开。采用上述设置，将通断装置5设置在吸盘本体1的外侧，通过通断装置5控制第一吸附区11和第二吸附区12的通断，从而控制第一吸附区11和第二吸附区12对工件进行吸附，这样，在吸盘本体1的内部就不必设置控制第一气道3和第二气道4通断的装置，节省了吸盘本体1的内部空间，能减小吸盘本体1的厚度，使得吸盘本体1能够足够的轻薄，解决了现有技术中的吸附装置的吸盘结构复杂的问题。另外，由于通断装置5安装在吸盘本体1的外部，频繁切换通断状态造成的装置磨损也能通过直接更换通断装置5来解决，维护方便。
57.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。