專利名稱：非接觸式硅片夾持裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及硅片夾持裝置，尤其涉及一種非接觸式硅片夾持裝置。
背景技術：
硅片的夾持是集成電路(ic)生產(chǎn)工藝和微納制造中的一個重要環(huán)節(jié)，在
現(xiàn)有的IC生產(chǎn)線中，硅片的輸運仍以真空吸盤等接觸式夾持方式為主，硅片與
夾持物的直接接觸往往造成硅片表面的污染和劃傷，甚至會因受力不均使硅片 產(chǎn)生翹曲變形，這對于具有納米級制造精度的芯片制造會造成廢品率增加等諸 多問題。為此，硅片的非接觸夾持技術近年來受到各國的高度重視，并將逐步
成為下一代IC生產(chǎn)工藝中的標準配置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種非接觸式硅片夾持裝置，通過噴氣腔產(chǎn)生的旋 轉氣流將吸氣腔抽吸成真空，硅片在噴出氣體的排斥力、吸氣腔的真空吸力及 重力的作用下自穩(wěn)定的懸浮，從而實現(xiàn)硅片的非接觸式夾持。
為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是
包括噴氣腔、吸氣腔；噴氣腔上部內(nèi)圓柱面開有沿圓周切向布置的噴氣腔 進氣口，噴氣腔下部為中空腔體，吸氣腔上部圓柱面開有沿圓柱面軸向分布的 徑向通氣孔，吸氣腔中裝有等分的隔極，吸氣腔安裝在噴氣腔內(nèi)，吸氣腔上部 圓柱面與噴氣腔上部形成螺紋配合，噴氣腔下部與吸氣腔下部形成流通通道(7)。
所述的噴氣腔下部為圓錐或圓柱中空腔體；所述的吸氣腔下部為圓錐體或 圓柱體。所述的噴氣腔進氣口為1 2個。所述的隔板與吸氣腔底面垂直。所述 的噴氣腔底面與吸氣腔底面平行。
本發(fā)明通過研究旋轉氣流與真空穩(wěn)定性的關系發(fā)現(xiàn)，采用旋轉氣流抽吸的 方式，使吸氣腔產(chǎn)生真空，通過隔板將吸氣腔內(nèi)部分隔成多個區(qū)域，能夠減少 旋轉氣流的擾動作用，保持吸氣腔中真空的穩(wěn)定性。
通過研究作用于硅片的噴出氣體排斥力和真空吸力的規(guī)律發(fā)現(xiàn)，噴氣腔頂 部與吸氣腔之間通過螺紋配合，通過改變噴氣腔與吸氣腔的相對位置，調(diào)節(jié)噴 氣腔與吸氣腔間流通通道的大小，能夠改變噴出氣體作用于硅片的排斥力和吸 氣腔的真空吸力的大小，達到調(diào)節(jié)噴氣腔底面與硅片之間距離的作用。
通過研究硅片受力與噴氣腔底面和硅片之間距離的關系發(fā)現(xiàn)，當噴氣腔底面與硅片的距離大于一定的閾值，硅片受到的噴出氣體的排斥力、吸氣腔的真 空吸力以及重力的合力為吸引力，當噴氣腔底面與硅片的距離小于一定的閾值， 硅片受到的噴出氣體的排斥力、吸氣腔的真空吸力以及重力的合力為排斥力。 硅片在該力的作用下，實現(xiàn)穩(wěn)定的懸浮。 本發(fā)明具有的有益的效果是-
沿圓周切向布置的噴氣腔進氣口，使進入噴氣腔的高壓氣體產(chǎn)生旋轉運動， 旋轉氣流沿流通通道噴出，噴射在硅片的表面，旋轉氣流產(chǎn)生的抽吸作用在吸 氣腔中形成真空，硅片在噴出氣體的排斥力、吸氣腔的真空吸力以及重力的作 用下形成自穩(wěn)定的懸浮，確保硅片無法與噴氣腔和吸氣腔接觸。本發(fā)明具有結 構簡單、工藝性好、操作簡單等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)硅片的非接觸式夾持。
圖1是本發(fā)明的噴氣腔的外形結構示意圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
圖3是本發(fā)明的吸氣腔的外形結構示意圖。
圖4是圖3的A-A剖視圖。
圖5是圖3的B-B剖視圖。
圖6是本發(fā)明的剖視圖。
圖中l(wèi).噴氣腔，2.噴氣腔進氣口， 3.旋轉氣流，4.通氣孔，5.吸氣腔，6.隔 板，7.流通通道，8.硅片，9.噴氣腔底面，IO.吸氣腔底面。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖l、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，本發(fā)明包括噴氣腔l、吸氣腔 5;噴氣腔1上部內(nèi)圓柱面開有沿圓周切向布置的噴氣腔進氣口2，噴氣腔l下 部為中空腔體，吸氣腔5上部圓柱面開有沿圓柱面軸向分布的徑向通氣孔4，吸 氣腔5中裝有等分的隔極6，吸氣腔5安裝在噴氣腔1內(nèi)，吸氣腔5上部圓柱面 與噴氣腔1上部形成螺紋配合，噴氣腔1下部與吸氣腔5下部形成流通通道7。
所述的噴氣腔1下部為圓錐或圓柱中空腔體；所述的吸氣腔5下部為圓錐 體或圓柱體。
所述的噴氣腔進氣口2為1 2個，圖2中為兩個噴氣腔進氣口2。 所述的隔板6與吸氣腔底面10垂直。所述的噴氣腔底面9與吸氣腔底面10 平行。
如圖6所示，包括噴氣腔l、吸氣腔5;噴氣腔進氣口2沿圓周切向布置，吸氣腔5內(nèi)部有隔板6，噴氣腔1頂部和吸氣腔5頂部形成螺紋配合，噴氣腔進 氣口 2的氣流，經(jīng)切向布置的噴氣腔進氣口 2，沿流通通道7噴射到硅片8的表 面，吸氣腔5上圓柱面上開有通氣孔4，吸氣腔中的氣體通過通氣孔4被抽吸到 噴氣腔l中。
如圖2所示，高壓氣體從沿圓周切向布置的噴氣腔進氣口 2進入噴氣腔1 后，在噴氣腔l內(nèi)部產(chǎn)生旋轉氣流3。
如圖6所示，當噴氣腔底面9與硅片8的間距大于閾值，硅片8受到的噴 出氣體的排斥力、吸氣腔5的真空吸力以及重力的合力向上，驅(qū)使硅片8向上 運動，減小硅片8與噴氣腔底面9的間距；當噴氣腔底面9與硅片的間距8小 于閾值，硅片受到的噴出氣體的排斥力、吸氣腔5的真空吸力以及重力的合力 向下，驅(qū)使硅片8向下運動，增大硅片8與噴氣腔底面9的間距。由于硅片8 受到這種自穩(wěn)定的流體力的作用下，硅片8能夠穩(wěn)定的懸浮，避免了與噴氣腔 底面9的接觸。
如圖6所示，噴氣腔1頂部與吸氣腔5頂部之間通過螺紋配合，通過改變 噴氣腔1與吸氣腔5的相對位置，調(diào)節(jié)噴氣腔1與吸氣腔5間流通通道7的大 小，能夠改變噴出氣體的排斥力和吸氣腔5的真空吸力的大小，達到調(diào)節(jié)噴氣 腔底面9與硅片8之間距離的作用。
通過本發(fā)明，可以實現(xiàn)硅片8的穩(wěn)定懸浮，確保硅片8與噴氣腔底面9和 吸氣腔底面10不發(fā)生接觸，滿足硅片8非接觸式夾持的要求。
上述非接觸式硅片夾持裝置的工作過程如下-
高壓氣體由噴氣腔進氣口 2進入噴氣腔l，在噴氣腔1內(nèi)部形成旋轉氣流3， 旋轉氣流3通過通氣孔4抽吸吸氣腔5內(nèi)的氣體，隔板6將吸氣腔5內(nèi)部分隔 成多個區(qū)域，保持了吸氣腔5中真空的穩(wěn)定性；旋轉氣流3沿流通通道7，噴射 到硅片8表面，硅片8在噴出氣體的排斥力、吸氣腔5的真空吸力及重力的合 力作用下，實現(xiàn)穩(wěn)定的懸??；調(diào)節(jié)螺紋配合改變噴氣腔1與吸氣腔5的相對位 置，能夠改變噴出氣體作用于硅片8的排斥力和吸氣腔5真空吸力的大小，能 夠調(diào)節(jié)噴氣腔底面9與硅片8之間距離。由于硅片8能夠在噴出氣體的排斥力、 吸氣腔5的真空吸力以及重力的合力作用下實現(xiàn)自穩(wěn)定的懸浮，故對硅片8的 非接觸式夾持能夠安全可靠的進行。
權利要求
1.一種非接觸式硅片夾持裝置，其特征在于包括噴氣腔(1)、吸氣腔(5)；噴氣腔(1)上部內(nèi)圓柱面開有沿圓周切向布置的噴氣腔進氣口(2)，噴氣腔(1)下部為中空腔體，吸氣腔(5)上部圓柱面開有沿圓柱面軸向分布的徑向通氣孔(4)，吸氣腔(5)中裝有等分的隔極(6)，吸氣腔(5)安裝在噴氣腔(1)內(nèi)，吸氣腔(5)上部圓柱面與噴氣腔(1)上部形成螺紋配合，噴氣腔(1)下部與吸氣腔(5)下部形成流通通道(7)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種非接觸式硅片夾持裝置，其特征在于所述 的噴氣腔(l)下部為圓錐或圓柱中空腔體；所述的吸氣腔(5)下部為圓錐體或圓柱 體。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種非接觸式硅片夾持裝置，其特征在于所述 的噴氣腔進氣口(2)為1 2個。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種非接觸式硅片夾持裝置，其特征在于所述 的隔板(6)與吸氣腔底面(10)垂直。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種非接觸式硅片夾持裝置，其特征在于所述 的噴氣腔底面(9)與吸氣腔底面(10)平行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非接觸式硅片夾持裝置。包括噴氣腔、吸氣腔。噴氣腔進氣口沿圓周切向布置，噴氣腔頂部與吸氣腔頂部通過螺紋配合，吸氣腔的上圓柱面開有多個通氣孔，吸氣腔內(nèi)部被隔板隔開，噴氣腔內(nèi)壁面和吸氣腔外壁面配合形成旋轉氣流的流通通道，噴氣腔進氣口的氣流，經(jīng)切向布置的噴氣腔進氣口進入噴氣腔，形成旋轉氣流，旋轉氣流通過通氣孔抽吸吸氣腔中的氣體，旋轉氣流沿流通通道，噴射到硅片的表面，硅片在噴出氣體的排斥力、吸氣腔的真空吸力及重力的作用下實現(xiàn)自穩(wěn)定懸浮。本發(fā)明結構簡單、工藝性好、操作簡單等優(yōu)點，實現(xiàn)了硅片的非接觸式夾持。
文檔編號H01L21/683GK101308805SQ20081006263
公開日2008年11月19日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權日2008年6月27日
發(fā)明者新 傅, 王利軍, 俊 鄒 申請人:浙江大學