[发明专利]一种晶圆高速旋转真空吸附主轴

说明书

本发明公开涉及用以半导体晶圆上获得均布光刻胶及光刻胶图形的涂胶显影过程的处理设备。其具有使晶圆在高速旋转时稳定的吸附于一固定平台上的功能。晶圆高速旋转真空吸附主轴以下称为主轴。具体结构为：一根一端开放的空心轴，开放端与晶圆支撑平台连接，内设气孔与真空通道连接，通道用特制自复位密封圈密封，防止大气与真空通道连通。此结构在主轴转速6000转每分钟加速度4万转情况下，真空压力可以达到负80kpa以上。密封圈特制的加力结构可以精确有效的控制密封圈摩擦力，减少摩擦发热及磨损，增加密封圈寿命，单圈使用寿命30万小时以上。

技术领域

本发明用以在半导体晶圆上获得均布光刻胶及光刻胶图形的涂胶显影过程的处理设备技术领域，特别适用一种晶圆高速旋转真空吸附主轴。

背景技术

目前，晶圆承载高速主轴技术主要集中掌握在日韩等少数国家，国内无生产。国内相关设备厂商每年要花费大量资金采购该类产品

该类产品的技术壁垒主要是，高速旋转情况下如何解决密封材料发热及低寿命问题。目前非金属类密封材料(树脂材料)的温度上限在260摄氏度左右，主轴在6000转每分钟情况下，保持负40kpa压力几分钟密封材料即会高温损坏，如果加装复杂的冷却结构设备体积及成本会大幅度提高，稳定性也会随之下降。采用空心主轴电机设备成本会大幅度提高，直接结果就是国内芯片生产成本居高不下；国外此类产品对华供货期目前在3-4个月，严重影响国内设备生产研发进度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种晶圆高速旋转真空吸附主轴，具体技术方案如下：

一种晶圆高速旋转真空吸附主轴，包括主轴、密封圈法兰a、密封圈法兰b和自复位密封圈；

所述主轴一侧设有真空通道，且端面为开放端，与晶圆支撑平台连接，另一侧与电机相连；

所述密封圈法兰b相对位置开有真空通道连接口，自复位密封圈设置在真空通道连接口上，用于密封真空通道，防止真空通道与大气相通；

所述主轴的真空通道下部周围开有气孔，用来与真空通道连接口连接

所述密封圈法兰b设置在主轴上自复位密封圈上，密封圈法兰a 通过螺栓固定在密封圈法兰b槽内，且顶在自复位密封圈两端；

所述密封圈法兰a和密封圈法兰b上纵向对称分别设有惰性气体连接口和真空连接口；

所述自复位密封圈采用惰气体调节需密封面接触力，用于精确控制密封效果；

通过自复位密封圈接口连接的传感器反馈自复位密封圈的压力值，在三通比例阀的控制下闭环控制一个或多个设定压力，使密封圈始终处在一个根据实际需要规定的密封效果。

所述的一种晶圆高速旋转真空吸附主轴，其优选方案为所述自复位密封圈为O型圈，其内部为中空结构，留有一个连接廓形气体及压力传感器的接口。

所述的一种晶圆高速旋转真空吸附主轴，其优选方案为所述自复位密封圈为两个。

所述的一种晶圆高速旋转真空吸附主轴，其优选方案为所述气孔可根据实际需要设定数量与排布方式。

本发明的有益效果：本发明的技术方案在主轴转速6000转每分钟加速度4万转情况下，真空压力可以达到负80kpa以上。密封圈特制的加力结构可以精确有效的控制密封圈摩擦力，减少摩擦发热及磨损，增加密封圈寿命，单圈使用寿命30万小时以上。主要是用于替代国外同类产品，增加主轴的密封效果，提升产品的使用寿命，降低产品的成本。

附图说明

图1为一种晶圆高速旋转真空吸附主轴结构示意图；

图2为图1的B-B剖视图；

图3为工艺流程图。