在半导体处理中用于衬底的真空固持器的制作方法

本实用新型涉及一种用于在半导体处理中固定例如玻璃衬底或半导体衬底的板状衬底或工件的真空固持器，其中该真空固持器适合于固定不同尺寸的衬底。

背景技术：

在半导体处理中用于抽吸板状衬底的真空固持器已知有不同的类型。

DE 102011117869A1中描述了由布置于彼此上方的两个板组成的真空固持器，其中通过布置于该真空固持器的面向要被固持的衬底的板中的孔抽吸所述衬底。然而，所述真空固持器不能适应于衬底的不同尺寸。

根据DE 29818522U1，获知了一种真空固持器，所述真空固持器包括栅格台和可定位于栅格台上的不同位置的适配板。适配板由密封件密封以与栅格台的其它部分分隔。抽吸板、盲板或封闭塞可布置于适配板上以便提供用于固持衬底的真空孔的合适栅格，其中衬底由通过抽吸板施加的低压固持于抽吸板上。直接通过抽吸板或通过栅格台和抽吸板从真空泵提供用于固持衬底的真空。

根据DD 246502A1，可由螺钉或螺栓封闭真空固持板的个别真空孔以便使真空固持板适应于要被固持的衬底的不同尺寸，所述真空孔位于所述衬底的外部。

技术实现要素：

本实用新型的目标是提供一种用于半导体处理的真空固持器，所述真空固持器使得有可能快速地固持具有不同尺寸的板状衬底。在无需另外费力组装的情况下快速地且简单地适应于所述衬底的实际尺寸。

本实用新型涉及一种使用真空或者低压的用于板状衬底的固持器。所述真空固持器用于半导体处理中，其中所述衬底是例如玻璃板或半导体衬底。所述真空固持器包括具有多个抽吸孔的固持板，所述多个抽吸孔以栅格状图案布置于所述固持板中。所述固持板具有在所述固持器的操作期间面向要被固持的所述衬底的前侧和与所述前侧相对的后侧。所述抽吸孔完全穿透所述固持板，即，所述抽吸孔从所述固持板的所述前侧延伸到所述后侧。所述真空固持器进一步包括底板以及侧壁，所述底板被布置成与所述固持板的所述后侧相对，所述侧壁在其侧处或在其侧区中连接所述底板和所述固持板，使得抽空容积形成于所述固持板与所述底板之间。不考虑抽吸孔的话，所述抽空容积被气密地(不漏气地)封闭以与环境分隔，使得可在所述抽空容积内生成真空或低压。至少一个分离壁布置于所述抽空容积内，所述至少一个分离壁将所述抽空容积气密地分离成至少两个抽空容积室。所述真空固持器进一步包括至少两个真空入口，其中每个抽空容积室被分配给所述真空入口中的一个真空入口并可被所分配的真空入口提供真空或低压。此外，至少一个弹性密封元件布置于所述固持板的所述前侧上，所述至少一个密封元件的图案或路线对应于所述至少一个分离壁的图案或路线。

通过将所述抽空容积划分成适于彼此单独地且独立地被提供真空的不同抽空容积室，对应固持区限定于所述固持板的前面上。因此，为了固持尺寸小于所述固持板的衬底，仅对应于所述固持区的抽空容积室必须被抽空或被提供低压，所述固持区与要被固持的所述衬底的尺寸对应，即完全被所述衬底覆盖。因此，仅在连接到相应被抽空的抽空容积室的所述抽吸孔中或通过所述抽吸孔发生所述衬底的抽吸。真空或低压未被施加到布置于所述衬底外部，即未被所述衬底覆盖，的抽吸孔。可因此避免泄漏空气的抽吸，该泄漏空气的抽吸是不良的并会扰乱所述真空固持器的功能。通过仅将被相应衬底完全覆盖的抽空容积室和抽吸孔抽空，能够安全地固持具有不同尺寸的衬底。另外，可处理该固持衬底的背对所述固持板的整个前侧，这是因为所述真空固持器不接近所述衬底的所述前侧。此外，所述至少一个分离壁支撑所述固持板，因此减少了所述固持板由于所述抽空容积室内的所述真空而导致的弯曲。因此，所述真空固持器的重量可以降低。

所述密封元件对应于所述分离壁意味着所述密封元件布置于与所述分离壁相对的所述固持板的前侧上。所述密封元件因此包围由所述抽空容积室限定的所述固持区。因此，可将被分配给被所述衬底覆盖的固持区域的相应抽空容积室抽空，而在所述固持板与所述衬底之间没有泄漏空气流动。结果，相应衬底被有效地抽吸到所述固持板。优选地，被分配给特定抽空容积室的所有抽吸孔被所述衬底覆盖，以便防止通过未被覆盖的抽吸孔抽吸空气。

通过在所述抽空容积中有用地布置所述分离壁，不同尺寸的衬底可由所述真空固持器固持和固定，并还可连同所述真空固持器一起移动。为此目的，所述抽空容积中的所述分离壁以对应于所述衬底的优选地在由所述真空固持器固持期间被处理的轮廓和横向延伸部的方式布置。

在本实用新型的优选实施例中，所述固持板和所述底板具有相同尺寸并皆具有矩形形状。大多数所述衬底为矩形，且因此所述真空固持器良好地适应于这些衬底。此外，圆形衬底，例如晶片，也可良好地放置于矩形固持板上。

根据优选实施例，所述至少一个分离壁中的至少一个分离壁在彼此相对的两个侧壁之间成直线地延伸。以此方式，所述抽空容积被纵向地或横向地划分一次或更多次。

在另一实施例中，所述至少一个分离壁中的至少一个分离壁布置于彼此邻近的两个侧壁之间。相应的分离壁在彼此成直角布置的两个部分片段中延伸。因此，相应分离壁的所述部分片段连同所述侧壁一起可形成矩形。因此，所述真空固持器的此实施例对于具有矩形固持板的真空固持器和对于矩形衬底是有利的。

根据优选实施例，相应分离壁的第一部分片段沿着第一方向延伸超过第一长度，且相应分离壁的第二部分片段沿着第二方向延伸超过第二长度。所述第一长度等于所述第二长度，且所述第二方向与所述第一方向成直角延伸。也就是说，彼此成直角延伸的所述分离壁的所述部分片段连同所述侧壁一起优选地形成正方形。

在本实用新型的实施例中，多个分离壁是以相同形式形成。也就是说，第一分离壁形成矩形图案并连接第一侧壁和第二侧壁，且第二分离壁也形成矩形图案并也连接所述第一侧壁和所述第二侧壁，其中所述第一分离壁和所述第二分离壁彼此隔开。

根据优选实施例，单独的所述抽空容积室的每个真空入口具备可被机电地、液压地、气动地和/或手动地操纵的控制阀。因此，在所述真空固持器的操作期间，所述真空固持器的所有真空入口可连接到共同的真空泵。此外，可甚至以自动化方式实现使所述真空固持器的功能快速地适应于衬底尺寸。然而，还有可能的是，在所述真空固持器的操作期间，至少一个真空入口连接到第一真空泵，而至少一个其它真空入口连接到第二真空泵。

根据优选实施例，至少一个止动元件在所述固持板的边界区域中布置于所述固持板的所述前侧上。替代地，所述至少一个止动元件还可固定到一个或多个侧壁，其中所述至少一个止动元件突出于所述固持板的所述前侧上方。如果提供多于一个止动元件，那么这些止动元件可沿着所述固持板的一个侧或沿着所述固持板的不同侧布置。在最后一种情况下，所述止动元件可彼此成角度布置，所述角度在矩形固持板的情况下优选地是直角。所述止动元件用于使所述衬底止动并因此用于使所述衬底在所述固持板上进行限定对准。因此，可通过对所述衬底进行准确和限定对准来执行所述衬底的精确处理。此外，所述止动元件还可相对于它们之间的角度而可变，或还可具有轮廓为圆弧的止动表面。

根据优选实施例，彼此成角度布置的所述两个止动元件彼此邻近。因此，所述止动元件提供最大可能的止动表面，并因此为很小的衬底提供最高可能的对准精确度。

为了还精确地使衬底与很大的横向延伸部对准，根据优选实施例，所述止动元件在其被布置的所述方向上延伸超过所述固持板的整个长度。

根据优选实施例，所述至少一个密封元件被形成为封闭结构或闭环。通过被形成为封闭的密封元件，可避免原本可能为所述衬底与所述固持板之间的泄漏空气流动的泄漏处的接缝或接点。

根据优选实施例，所述弹性密封元件被形成为O型圈。O型圈可以节约成本的方式生产并适合于形成所述密封元件。在每种状况下，柔性O型圈的布置对应于所述固持板的固持区域。该封闭的O型圈以此方式包围由所述抽空容积室限定的固持区域。

根据另一优选实施例，所述O型圈布置于所述固持板的所述前侧中所形成的凹口或凹槽中。所述O型圈超过所述固持板的所述前侧的突出部可由所述凹槽的深度限定。所述O型圈由所述凹槽以没有延迟的方式固定于所述固持板的所述前侧中，且甚至在没有任何胶的情况下是持久的。

在优选实施例中，所述真空固持器，尤其是所述固持板和所述至少一个止动元件，是由金属、或聚合物基复合材料、或陶瓷或其组合制成。因此，节约成本的材料可用于所述真空固持器，所述材料适合于在所述真空固持器的操作期间和/或在所述衬底的处理期间给出的过程条件和衬底材料。

根据本实用新型的优选实施例，所述抽吸孔被布置成栅格，其中栅格尺寸优选地在2mm与20mm之间的范围内，且所述抽吸孔的直径优选地在0.5mm与5mm之间的范围内。所述栅格尺寸是两个邻近的抽吸孔之间的距离，所述距离是从一个抽吸孔的中心到另一抽吸孔的中心测得。

在优选实施例中，所述固持板具有在50mm与2000mm之间的范围内的宽度和在50mm与2000mm之间的范围内的长度。因此，常用尺寸的太阳能电池衬底可由所述真空固持器固持。

根据优选实施例，所述真空固持器适于固持太阳能电池或太阳能电池模块或半成品太阳能电池或半成品太阳能电池模块。特别的，所述真空固持器可用于衬底或工件的前侧的结构化工艺，其中所述衬底的所述前侧背对所述固持板的所述前侧。举例来说，此类结构化工艺是使用也被称为激光划片的激光在所述衬底的层中形成结构化凹槽。以此方式，可以更简单且更节约成本的方式进行太阳能电池或太阳能模块的制造。

附图说明

在下文中，参考各图描述本实用新型的实施例，其中

图1以平面图示出真空固持器；

图2以沿着线A-A'的截面图示出图1的真空固持器。

附图标记：

100 真空固持器

10 固持板

10a、10b、10c 固持区

11 固持板的前侧

12 固持板的后侧

13 抽吸孔

20 抽空容积

20a、20b、20c 抽空容积室

21a、21b 分离壁

30 底板

40a到40d 侧壁

50a、50b、50c 真空入口

60a、60b、60c 控制阀

70a、70b、70c 密封元件

80a、80b、80c 凹槽

90a、90b 止动元件

200 衬底

R 栅格尺寸

具体实施方式

图1以平面图示出真空固持器100的实施例，而图2以沿着线A-A'的截面图示出真空固持器100。此外，示出了衬底200，在图1中仅由双点划线示出了衬底200的轮廓以便提高附图的清晰度。

真空固持器100包括在横向延伸部中，即沿着x-y平面，具有矩形形状的固持板10。固持板10具有前侧11和后侧12，前侧11和后侧12皆布置于彼此平行的x-y平面中。抽吸孔13形成于固持板10中，其中抽吸孔13沿着固持板10的厚度方向延伸，即沿着z方向延伸，并被布置成格栅布置。抽吸孔13提供与布置于固持板10下方的抽空容积20的连接。不考虑抽吸孔13的情况下，抽空容积20由底板30和侧壁40a到40d以及固持板10气密地密封以与外部分隔。抽空容积20由分离壁21a、21b划分成不同的抽空容积室20a到20c。分离壁21a、21b中的每个分离壁布置于固持板10的后侧12与底板30之间，并在侧壁40a与侧壁40b之间延伸。为此目的，每个分离壁21a、21b包括沿着y方向从侧壁40a延伸的第一部分片段和沿着x方向从侧壁40b延伸的第二部分片段。第一部分片段在y方向上的长度略小于第二部分片段在x方向上的长度，使得稍后将更详细地描述的相应矩形固持区10a、10b形成于固持板10的前侧11上。两个分离壁21a、21b皆被形成为具有相同形状，尤其是呈直角或矩形L的形状。然而，在本实用新型的其它实施例中，不同分离壁可被形成为具有不同形状。在真空固持器100的操作期间，分离壁21a、21b还相对于来自外部的压力支撑真空固持器100的固持板10和/或底板30，所述压力高于抽空容积室20a到20c中的至少一个抽空容积室内的压力。因为在关于固持板10的前侧11的平面图中实际上看不到分离壁21a、21b，所以在图1中仅由虚线示出了所述分离壁的轮廓。

在真空固持器100的操作期间，通过抽吸孔13和抽空容积20抽吸空气。因此，布置于前侧11上的衬底200被抽吸到固持板10，并由作用于衬底200的反压固定。固持板10被划分成单独的固持区10a到10c。固持区10a和10b由分离壁21a、21b中的一个分离壁和稍后将更详细地描述的止动元件90a、90b限定，而固持区10c由止动元件90a、90b以及侧壁40c和40d限定。每个固持区10a到10c具有矩形形状并包括所有更小的固持区。也就是说，固持区10b还包括固持区10a，且固持区10c包括固持区10a和10b。

抽空容积室20a到20c中的每个抽空容积室具备单独的真空入口50a到50c，并可因此独立于其它抽空容积室20a到20c被抽空。为此目的，单独的控制阀60a到60c布置于真空入口50a到50c中的每个真空入口中的相应真空入口处且连接至所述相应真空入口。真空入口50a到50c可因此彼此独立地连接到真空泵(未示出)，并被提供低压或真空。因此，以单独控制的方式，真空泵可通过相应真空入口50a到50c、被分离的抽空容积室20a到20c和被分配的抽吸孔13从衬底200与固持板10之间的空间抽吸空气。结果，真空固持器100可适应于衬底200的不同延伸部。

此外，固持板10的前侧11上的固持区10a到10c分别由弹性密封元件70a到70c包围，其中密封元件70a到70c被形成为O型圈并由橡胶制成。密封元件70a到70c用于在固持板10与衬底200之间进行密封，从而避免固持板10与衬底200之间的泄漏空气流动。优选地，密封元件70a到70c布置于固持板的前侧11的表面中所形成的凹槽80a到80c中，其中所述密封元件从前侧11的表面上方略突出。

各图中所示出的衬底200完全覆盖固持区10a和抽空容积室20a，并仅部分地覆盖固持区10b和抽空容积室20b。因此，在真空固持器100的操作期间仅将抽空容积室20a抽空，而抽空容积室20b保持在外部压力下。

为了在固持板10上将衬底200布置成与固持板10清晰地对准，将两个止动元件90a、90b布置于固持板10的前侧11上。止动元件90a、90b从固持板10的左下角延伸成直角布置。然而，止动元件可主要还固定到真空固持器的侧壁，其中所述止动元件突出于固持板的前侧上方。在两种状况下，止动元件可被形成为由螺钉或其它固定元件(未示出)连接到固持板或侧壁的单独元件，或可与固持板或侧壁一体地形成，即，可以分别是固持板或侧壁的一部分。如果止动元件被形成为单独元件，那么所述止动元件可相对于所述止动元件之间的角度是可调整的，和/或可以是可交换的。在所示出的实施例中，止动元件90a、90b分别沿着x或y方向以线性形状延伸超过固持板10的整个延伸部。在其它实施例中，止动元件可具有其它形状，例如用于施加圆形衬底的圆形形状。衬底200可施加到止动元件90a、90b，且由与相应抽空容积室20a到20c中的真空相反的压力固定于固持板10上的所述对准位置中。

用于固持可由真空固持器100固持的最小衬底的固持区10a紧邻于止动元件90a、90b布置，且通过将第一抽空容积室20a抽空来实现抽吸。如果邻近于第一抽空容积室20a的第二抽空容积室20b另外被抽空，那么从止动元件90a、90b延伸形成了下一个尺寸的固持区10b。通过另外将第三抽空容积室20c抽空来实现几乎是固持板10的整个区域的第三固持区10c。

在本实用新型的意义上，真空固持器可包括其它抽空容积室或以另一方式布置于真空固持器内的抽空容积室，其中抽空容积室的布置是由抽空容积内的分离壁的形式实现。

在图1和图2中，示出了栅格尺寸R，栅格尺寸R与邻近抽吸孔13之间的距离或间距相关，且栅格尺寸R对于所示出的实施例在x方向和y方向上相同。栅格尺寸R优选地在2mm与20mm之间的范围内，且尤其优选地等于5mm。抽吸孔13的直径等于例如1mm。