[实用新型]静电卡盘静电力的检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种静电卡盘静电力的检测系统。

背景技术

静电卡盘是各类集成电路制造装备中重要的通用组件，广泛用于晶片的夹持、搬 运等场合，其主要工作原理为通过在静电电极上施加高电压，产生均匀分布的静电力，将晶 片吸附在其表面的陶瓷介电层上。静电力是静电卡盘最主要的性能指标，其大小及均匀程 度直接或间接影响晶片温度的大小及分布、晶片平面度等其他性能指标，是设计优化的主 要目标之一。由于静电力属于晶片与静电卡盘组成系统中的内力，因而不易直接测量。

目前，利用已有的检测静电力的系统检测到晶片与静电卡盘分离时，实际上晶片 可能早已发生部分脱离，晶片与静电卡盘的间隙也早已改变，导致测得的静电力往往小于 实际工作状态的静电力，产生较大的系统误差。

实用新型内容

有鉴于此，确有必要提供一种能够减小系统误差的静电卡盘静电力的检测系统。

一种静电卡盘静电力的检测系统，包括：一晶片；一静电卡盘，该静电卡盘具有相 对设置的第一表面和第二表面，第一表面用于放置所述晶片，第二表面具有一进气口；一微 力探头单元，该微力探头单元设置于所述晶片远离所述静电卡盘的一侧，用于接触所述晶 片；一气体背吹控制单元，该气体背吹控制单元与所述静电卡盘的进气口连通，用于向所述 静电卡盘提供气体；一自动控制与采集单元，实时采集并存储所述微力探头单元和气体背 吹控制单元中的数据，自动控制所述静电卡盘静电力检测系统。

在一些实施方式中，所述微力探头单元包括至少一个子微力探头组件，

该每一个子微力探头组件包括一进给机构、一微力传感器及一探头，所述进给机 构驱动所述探头向所述晶片运动，所述微力传感器实时检测所述探头的受力大小。

在另一些实施方式中，所述一个子微力探头组件设置于所述晶片中心的上方，其 余子微力探头组件沿所述晶片表面的边缘均匀设置。

在另一些实施方式中，所述静电卡盘内部具有多个背吹通道，从所述进气口进入 的气体经过该背吹通道与所述晶片接触。

在另一些实施方式中，所述进给机构具有一移动端，所述微力传感器的一端固定 于所述进给机构的移动端，所述微力传感器的另一端用于固定所述探头。

在另一些实施方式中，所述气体背吹控制单元依次包括一气源、一电磁方向阀、一 机械减压阀、一电子比例阀及一气体压强变送器。

在另一些实施方式中，所述气体背吹控制单元进一步包括一气体质量流量计，该 气体质量流量计与所述气体压强变送器之间的气管与所述静电卡盘的进气口连接。

在另一些实施方式中，所述自动控制与采集单元包括数据采集卡、PLC控制器和计 算机，所述数据采集卡与所述微力探头单元及气体背吹控制单元电连接，采集所述微力探 头单元及气体背吹控制单元中的数据，所述数据采集卡通过一数据采集通信板与所述计算 机互相通信，计算机发出逻辑指令，通信至所述数据采集卡，所述数据采集卡一方面向所述 气体背吹控制单元发送电流信号，另一方面向所述PLC控制器发送电压信号。

在另一些实施方式中，所述数据采集卡包括一电桥信号采集卡、一电流信号采集 卡、一电压输出卡，所述电桥信号采集卡与所述微力探头单元电连接，所述电流信号采集卡 与所述气体背吹控制单元电连接，所述电压输出卡与所述PLC控制器电连接。

在另一些实施方式中，所述数据采集卡的采集频率范围为1000Hz~2000Hz。

与现有技术相比，本实用新型所提供的静电卡盘静电力的检测系统通过微力探头 单元在晶片与静电卡盘间隙未明显扩大时即可快速、准确地检测到晶片脱附时的瞬态过 程，该检测系统灵敏度高，从而减小了系统误差。

附图说明

图1为本实用新型提供的静电卡盘静电力检测系统的结构框图。

图2为本实用新型提供的微力探头单元、静电卡盘、晶片及气体背吹控制单元的结 构示意图。

图3为本实用新型提供的气体背吹控制单元结构框图。

图4为本实用新型提供的自动控制及采集单元的结构框图。

图5为本实用新型提供的自重平衡法标定晶片气体背吹等效作用面积的原理示意 图。

主要元件符号说明