CN103117239B - 一种用于干刻设备的导航片及导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于干刻设备的导航片及导航方法。所述干刻设备包括ESC底座和一承载硅片的承载圈，所述ESC底座上设置有同心的第一参考圆和第二参考圆，所述导航片为一透明圆片，所述导航片的直径小于等于所述承载圈的内圈直径，在所述导航片的多个径向方向上设置有刻度。采用上述导航片进行导航，能够更快地使机械手将导航片或者硅片放置到更准确的位置上，避免了因为硅片放置位置偏移而造成的刻蚀缺陷的发生。

Description

一种用于干刻设备的导航片及导航方法

技术领域

本发明属于半导体制造领域，特别涉及一种用于干刻设备的导航片及导航方法。

背景技术

半导体制造过程中，需要对半导体硅片反复进行清洗、镀膜、曝光以及刻蚀等工艺，其中刻蚀工艺包括干法刻蚀和湿法刻蚀两种。干法刻蚀通常是利用辉光放电（glowdischarge）方式，产生包含离子、电子等带电粒子以及具有高度化学活性的中性原子、分子及自由基的电浆（plasma），对曝光后的硅片进行刻蚀的技术。

如图1和图2所示，通常干刻设备包括干刻腔体101、ESC底座102、承载圈（top edgering）103以及设置在ESC底座102上面的阳极顶盖（图中未示出），所述承载圈103的台阶面与所述ESC底座102的表面持平。在刻蚀时，需要将硅片104放置于承载圈103上，所述ESC底座102用于吸附固定所述硅片104，并对所述硅片104进行冷却。其中，硅片104的半径D1为100mm，承载圈103的内圈半径D2为98mm。在半导体生产过程中，为了定位需要，通常在所述硅片104的外边沿设置有缺口（notch）105

参考图3，所述缺口105通常为楔形缺口，所述缺口105深度L为2mm。

在刻蚀时，用机械手将硅片104放置于所述承载圈103上；，Plasma对所述硅片104进行轰击。继续参考图1，如果硅片104放置在承载圈103上的位置发生偏移时，通过楔形缺口105可能将ESC底座102暴露出来，这样在刻蚀时，因为楔形缺口105将部分ESC底座102暴露出来，使plasma轰击ESC,产生颗粒落到晶圆上面从而导致刻蚀缺陷，造成不良。

通常在ESC底座102上设置有分割电极的两个同心圆R1和R2，当机械手将硅片104放置到承载圈103上时，可以以所述同心圆R1和R2为参考，目视调整机械手的搬送位置使得硅片104楔形缺口105不暴露出ESC底座。但是，上述调整是以同心圆R1和R2为参考，以楔形缺口105为调整目标进行调整的，楔形缺口105本身的深度只有2mm，在目视调整时候，很难调整对位准确。因此，因为硅片放置位置不准确而产生的刻蚀缺陷还是经常发生。

发明内容

本发明提供一种用于干刻设备的导航片及导航方法，达到迅速准确定位硅片放置位置、避免刻蚀缺陷发生的目的，以解决上述刻蚀缺陷高发的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于干刻设备的导航片，所述干刻设备包括ESC底座和一承载硅片的承载圈，所述ESC底座上设置有同心的第一参考圆和第二参考圆，所述导航片为一透明圆片，所述导航片的直径小于等于所述承载圈的内圈直径，在所述导航片的多个径向方向上设置有刻度。

可选的，所述导航片的两个相互垂直的径向方向上设置有刻度。

可选的，所述导航片的直径等于所述硅片的直径。

可选的，将所述导航片的圆心设置为所述刻度的原点，从所述原点向圆周方向为所述刻度的正方向。

可选的，所述刻度至少覆盖所述第一参考圆或第二参考圆的直径范围。

可选的，将所述刻度与所述第一参考圆或第二参考圆的圆周相对应的点设置为所述刻度的原点。

可选的，从所述原点向远离所述导航片的圆心方向为所述刻度的正方向，从所述原点向靠近所述导航片的圆心方向为所述刻度的负方向。

可选的，从所述原点向远离所述导航片的圆心方向为所述刻度的负方向，从所述原点向靠近所述导航片的圆心方向为所述刻度的正方向。

可选的，在所述导航片的外周缘设置有一遮光环。

可选的，所述遮光环的内圈半径范围为88mm~92mm，所述遮光环的外圈半径范围为98mm~100mm。

相应的，本发明还提供一种导航方法，包括：

步骤一：提供一所述的用于干刻设备的导航片；

步骤二：机械手以预定搬送位置将所述导航片放置到所述承载圈上；

步骤三：以所述ESC底座上的第一参考圆和/或第二参考圆为参考，从所述导航片的刻度上读出所述导航片圆心偏离所述ESC底座圆心的偏移数据；

步骤四：将所述偏移数据反馈给所述机械手，补正所述预定搬送位置形成校正搬送位置；

步骤五：机械手以校正搬送位置将所述导航片放置到所述承载圈上；

步骤六：以所述ESC底座上的第一参考圆和/或第二参考圆为参考，从所述导航片的刻度上读出所述导航片圆心偏离所述ESC底座圆心的补正后的偏移数据；

步骤七：多次重复上述步骤二至步骤六，直至所述导航片的偏移数据小于预定值为止。

本发明的用于干刻设备的导航片，所述导航片为一透明圆片，所述导航片的直径小于等于所述承载圈的内圈直径，在所述导航片的多个径向方向上设置有刻度。当机械手将所述导航片放置到承载圈上时，因为导航片透明而且在其径向方向上还设置有刻度，可以透过导航片以ESC底座上的第一参考圆和/或第二参考圆为参考，从导航片的刻度上读出所述导航片的圆心偏离所述第一参考圆和或第二参考圆圆心的偏移数据，在将所述偏移数据反馈给机械手，校正后续机械手的放置位置，反复重复上述步骤直到导航片的偏移数据小于预定值为止。在上述导航过程中，所述偏移数据是通过准确的读数得到的，而不再是目视推测。采用上述导航片进行导航，能够更快地使机械手将导航片或者硅片放置到更准确的位置上，避免了因为硅片放置位置偏移而造成的刻蚀缺陷的发生。

附图说明

图1为现有技术干刻设备的俯视图；

图2为图1沿AA’线的剖视图；

图3为虚线框B内的放大图；

图4为本发明一实施例导航片所适用的干刻设备的断面图；

图5为本发明一实施例导航片的俯视图；

图6为本发明一实施例导航方法中步骤一的示意图；

图7为本发明一实施例导航方法中步骤二的俯视图；

图8为本发明另一实施例导航方法中步骤二的俯视图；

图9为本发明再一实施例导航方法中步骤二的俯视图；

图10为本发明又一实施例导航方法中步骤二的俯视图。

具体实施方式

本发明的核心思想在于，为干刻设备提供一种导航片，所述导航片为一透明圆片，所述导航片的直径小于等于所述承载圈的内圈直径，在所述导航片的多个径向方向上设置有刻度。当所述干刻设备完成保养或者维修后，在正式生产硅片以前，可以用所述导航硅片确定机械手的搬送位置。当机械手将所述导航片放置到承载圈上时，因为导航片透明而且在其径向方向上还设置有刻度，从导航片的刻度上可以读出所述导航片的偏移数据，在将所述偏移数据反馈给机械手，校正后续机械手的放置位置，反复重复上述步骤直到导航片的偏移数据小于预定值为止。

为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图来进一步做详细说明。

如图4所示，为了对应完成干刻设备200的导航任务，本发明提供一用于干刻设备200的导航片。所述干刻设备200包括：干刻腔体202、ESC底座203、承载圈（top edge ring）204以及设置在ESC底座203上面的阳极顶盖（图中未示出）。

如图5所示，本发明所提供的导航片201为一透明圆片，在所述导航片201的多个径向方向上设置有刻度205。

下面结合图6至图10详细说明利用上述导航片201对所述干刻设备200所进行的导航方法。

步骤一：提供所述导航硅片201。

步骤二：如图6所示，机械手以预定搬送位置将所述导航片201放置到所述承载圈204上，所述导航片201同时接触到所述ESC底座203的表面。

步骤三：如图7所示，因为所述导航片201为透明圆片，透过所述导航片201可以看到所述ESC底座203。在所述以所述ESC底座203上设置有分割电极的两个同心圆第一参考圆R1和第二参考圆R2。以ESC底座203上的第一参考圆R1和/或第二参考圆R2为参考，可以从所述导航片201的刻度205上读出所述导航片的圆心O偏离所述第一参考圆R1和/或第二参考圆R2圆心（也就是所述ESC底座203的圆心）O’的偏移数据，图中所示为O和O’重合的情况。所述偏移数据包括圆心O和圆心O’的偏移距离和偏移方向。

如图8所示，为了得到更加准确的偏移数据，可以将刻度205设置在所述导航片201的两个相互垂直的径向方向上。同时，将所述导航片201的圆心O设置为所述刻度205的原点（0,0），以从圆心O向圆周方向为所述刻度205的正方向。为了能够得到偏移数据，所述刻度205至少覆盖所述第一参考圆R1或第二参考圆R2的直径范围。

如图9所示，为了更加方便的读取偏移数据，在本发明的另一实施例中，可以将所述刻度205与所述第一参考圆R1或第二参考圆R2的圆周相对应的点设置为所述刻度205的原点。也就是说，当所述导航片201的圆心O与所述ESC底座203的圆心O’重合时，所述设有刻度205的半径与所述第一参考圆R1或第二参考圆R2的交点为所述刻度205的原点（0,0）（图中是以设有刻度205的半径与第二参考圆R2的交点为原点的）。同时设定从所述原点向远离所述导航片201的圆心O方向为所述刻度205的正方向，从所述原点向靠近所述导航片204的圆心O方向为所述刻度205的负方向。当然，也可以设定从所述原点向远离所述导航片201的圆心O方向为所述刻度205的负方向，而从所述原点向靠近所述导航片204的圆心O方向为所述刻度205的正方向。

如图10所示，当机械手臂搬送所述导航片205时，为了使所述导航片205在每次搬送时都能位于机械手臂的同一位置，到机械手臂上通常设置一位置固定激光器，用于确定所述导航片205是否放置于同一位置。为了有效遮挡位置固定激光器，在本发明的又一实施例中，可以在所述导航片205的外周缘设置有一遮光环206。所述遮光环206的内圈半径范围为88mm~92mm，所述遮光环206的外圈半径范围为98mm~100mm。

步骤四：将所述偏移数据反馈给所述机械手，按照偏移数据的偏移距离和偏移方向对机械手的预定搬送位置进行补正，形成校正搬送位置。

步骤五：机械手以校正搬送位置将导航片201放置到所述承载圈204上。

步骤六：以所述ESC底座203上的第一参考圆R1和/或第二参考圆R2为参考，透过所述导航片201从所述导航片201的刻度205上读出所述导航片的圆心O偏离所述ESC底座203的圆心O’的补正后的偏移数据。

步骤七：多次重复上述步骤二至步骤六，直至导航片201的偏移数据小于预定值为止。预定值的设定可以以硅片放置到所述承载圈204上后不暴露出所述ESC底座203为宜。

在完成上述导航作业后，可以将机械手的搬送位置固定，以此固定位置完成硅片的搬送。为了保证机械手在搬送导航硅片205和搬送硅片具有相同的搬送位置，可以将所述导航硅片205的大小设置为与所述硅片的相同，即所述导航片205的直径等于所述硅片的直径。当然，也可以将所述导航片205的直径小于所述硅片的直径，然后通过所述导航片205与所述硅片的直径差来调整导航后的机械手的搬送位置。

综上所述，当机械手将所述导航片放置到承载圈上时，因为导航片透明而且在其径向方向上还设置有刻度，从导航片的刻度上可以读出所述导航片的偏移数据，在将所述偏移数据反馈给机械手，校正后续机械手的放置位置，反复重复上述步骤直到导航片的偏移数据小于预定值为止。采用上述导航片所进行的导航方法，可以快速将硅片放置到更准确的位置上，避免了因为硅片放置位置偏移而造成的刻蚀缺陷的发生。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种用于干刻设备的导航片，所述干刻设备包括静电卡盘底座和一承载硅片的承载圈，所述静电卡盘底座上设置有同心的第一参考圆和第二参考圆，其特征在于，所述导航片为一透明圆片，所述导航片的直径小于等于所述承载圈的内圈直径，在所述导航片的多个径向方向上设置有刻度。

2.如权利要求1所述的用于干刻设备的导航片，其特征在于，所述导航片的两个相互垂直的径向方向上设置有刻度。

3.如权利要求1所述的用于干刻设备的导航片，其特征在于，所述导航片的直径等于所述硅片的直径。

4.如权利要求1所述的用于干刻设备的导航片，其特征在于，将所述导航片的圆心设置为所述刻度的原点，从所述原点向圆周方向为所述刻度的正方向。

5.如权利要求4所述的用于干刻设备的导航片，其特征在于，所述刻度至少覆盖所述第一参考圆或第二参考圆的直径范围。

6.如权利要求1所述的用于干刻设备的导航片，其特征在于，将所述刻度与所述第一参考圆或第二参考圆的圆周相对应的点设置为所述刻度的原点。

7.如权利要求6所述的用于干刻设备的导航片，其特征在于，从所述原点向远离所述导航片的圆心方向为所述刻度的正方向，从所述原点向靠近所述导航片的圆心方向为所述刻度的负方向。

8.如权利要求6所述的用于干刻设备的导航片，其特征在于，从所述原点向远离所述导航片的圆心方向为所述刻度的负方向，从所述原点向靠近所述导航片的圆心方向为所述刻度的正方向。

9.如权利要求1所述的用于干刻设备的导航片，其特征在于，在所述导航片的外周缘设置有一遮光环。

10.如权利要求9所述的用于干刻设备的导航片，其特征在于，所述遮光环的内圈半径范围为88mm～92mm，所述遮光环的外圈半径范围为98mm～100mm。

11.一种导航方法，包括：

步骤一：提供一如权利要求1至10任意一项所述的用于干刻设备的导航片；

步骤二：机械手以预定搬送位置将所述导航片放置到所述承载圈上；

步骤三：以所述静电卡盘底座上的第一参考圆和/或第二参考圆为参考，从所述导航片的刻度上读出所述导航片圆心偏离所述静电卡盘底座圆心的偏移数据；

步骤四：将所述偏移数据反馈给所述机械手，补正所述预定搬送位置形成校正搬送位置；

步骤五：机械手以校正搬送位置将所述导航片放置到所述承载圈上；

步骤六：以所述静电卡盘底座上的第一参考圆和/或第二参考圆为参考，从所述导航片的刻度上读出所述导航片圆心偏离所述静电卡盘底座圆心的补正后的偏移数据；

步骤七：多次重复上述步骤二至步骤六，直至所述导航片的偏移数据小于预定值为止。