[發明專利]一種晶圓高速旋轉真空吸附主軸

在審

• 申請號: 201811599206.5
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109461692A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 魏猛;張爽
• 申請（專利權）人: 沈陽芯達科技有限公司
• 主分類號: H01L21/683
• 分類號: H01L21/683
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 孫奇

本發明公開涉及用以半導體晶圓上獲得均布光刻膠及光刻膠圖形的涂膠顯影過程的處理設備。其具有使晶圓在高速旋轉時穩定的吸附于一固定平臺上的功能。晶圓高速旋轉真空吸附主軸以下稱為主軸。具體結構為：一根一端開放的空心軸，開放端與晶圓支撐平臺連接，內設氣孔與真空通道連接，通道用特制自復位密封圈密封，防止大氣與真空通道連通。此結構在主軸轉速6000轉每分鐘加速度4萬轉情況下，真空壓力可以達到負80kpa以上。密封圈特制的加力結構可以精確有效的控制密封圈摩擦力，減少摩擦發熱及磨損，增加密封圈壽命，單圈使用壽命30萬小時以上。

技術領域

本發明用以在半導體晶圓上獲得均布光刻膠及光刻膠圖形的涂膠顯影過程的處理設備技術領域，特別適用一種晶圓高速旋轉真空吸附主軸。

背景技術

目前，晶圓承載高速主軸技術主要集中掌握在日韓等少數國家，國內無生產。國內相關設備廠商每年要花費大量資金采購該類產品

該類產品的技術壁壘主要是，高速旋轉情況下如何解決密封材料發熱及低壽命問題。目前非金屬類密封材料(樹脂材料)的溫度上限在260攝氏度左右，主軸在6000轉每分鐘情況下，保持負40kpa壓力幾分鐘密封材料即會高溫損壞，如果加裝復雜的冷卻結構設備體積及成本會大幅度提高，穩定性也會隨之下降。采用空心主軸電機設備成本會大幅度提高，直接結果就是國內芯片生產成本居高不下；國外此類產品對華供貨期目前在3-4個月，嚴重影響國內設備生產研發進度。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種晶圓高速旋轉真空吸附主軸，具體技術方案如下：

一種晶圓高速旋轉真空吸附主軸，包括主軸、密封圈法蘭a、密封圈法蘭b和自復位密封圈；

所述主軸一側設有真空通道，且端面為開放端，與晶圓支撐平臺連接，另一側與電機相連；

所述密封圈法蘭b相對位置開有真空通道連接口，自復位密封圈設置在真空通道連接口上，用于密封真空通道，防止真空通道與大氣相通；

所述主軸的真空通道下部周圍開有氣孔，用來與真空通道連接口連接

所述密封圈法蘭b設置在主軸上自復位密封圈上，密封圈法蘭a 通過螺栓固定在密封圈法蘭b槽內，且頂在自復位密封圈兩端；

所述密封圈法蘭a和密封圈法蘭b上縱向對稱分別設有惰性氣體連接口和真空連接口；

所述自復位密封圈采用惰氣體調節需密封面接觸力，用于精確控制密封效果；

通過自復位密封圈接口連接的傳感器反饋自復位密封圈的壓力值，在三通比例閥的控制下閉環控制一個或多個設定壓力，使密封圈始終處在一個根據實際需要規定的密封效果。

所述的一種晶圓高速旋轉真空吸附主軸，其優選方案為所述自復位密封圈為O型圈，其內部為中空結構，留有一個連接廓形氣體及壓力傳感器的接口。

所述的一種晶圓高速旋轉真空吸附主軸，其優選方案為所述自復位密封圈為兩個。

所述的一種晶圓高速旋轉真空吸附主軸，其優選方案為所述氣孔可根據實際需要設定數量與排布方式。

本發明的有益效果：本發明的技術方案在主軸轉速6000轉每分鐘加速度4萬轉情況下，真空壓力可以達到負80kpa以上。密封圈特制的加力結構可以精確有效的控制密封圈摩擦力，減少摩擦發熱及磨損，增加密封圈壽命，單圈使用壽命30萬小時以上。主要是用于替代國外同類產品，增加主軸的密封效果，提升產品的使用壽命，降低產品的成本。

附圖說明

圖1為一種晶圓高速旋轉真空吸附主軸結構示意圖；

圖2為圖1的B-B剖視圖；

圖3為工藝流程圖。