CN103367217A

CN103367217A - 一种硅片吸附装置及其吸附方法

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Publication number: CN103367217A
Application number: CN2012101039955A
Authority: CN
Inventors: 段立峰; 马明英; 蔡良斌; 李术新; 王献英
Original assignee: Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
Current assignee: Shanghai Micro Electronics Equipment Co Ltd
Priority date: 2012-04-11
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2032-04-11
Also published as: CN103367217B

Abstract

一种硅片曝光装置及其曝光方法，该装置包括吸盘，固定于工件台上，所述吸盘上分布有多个吸孔；多个分管道，与所述吸孔分别对应且连接；总管道，与所述多个分管道连通，将所述分管道和吸孔的气体抽出，使硅片和所述吸盘之间形成真空并相互紧贴；与所述多个分管道分别对应的多个控制器，控制各个分管道对吸孔抽取真空的时刻和真空度。该方法包括根据硅片的翘曲程度规划各个所述吸孔抽取真空的时刻；根据硅片的翘曲大小规划各个所述吸孔抽取真空的真空度；根据规划的时刻和真空度，由所述控制器控制所述分管道对所述吸孔抽取真空。本装置及方法通过分时控制吸孔的真空度，保证硅片安全固定，降低拒片情况，保证硅片曝光质量，提高硅片的良率和产率。

Description

一种硅片吸附装置及其吸附方法

技术领域

本发明涉及部件固定领域，特别涉及一种硅片吸附装置及其吸附方法。

背景技术

在半导体工艺制程中，硅片曝光时通常由承片台上的吸盘吸附固定硅片。吸盘固定在工件台上，吸盘上具有吸孔，吸孔分布在以吸盘中心为圆心的多个同心圆上，如图1所示。吸盘吸附硅片的原理如图2所示，吸盘103上的每个吸孔101与抽气管道分别相连，抽气管道包括一个总管道105和多个分管道104，多个分管道104分别与总管道105连通。吸盘工作时，总管道105将每个分管道104里的气体抽出，使硅片102与吸盘103之间形成真空，从而将硅片102固定于吸盘103上。该方法中，各个分管道104的空气从总管道105中分流而出，因此在抽真空时，各个分管道104同时工作，从而使各个吸孔同时与硅片102之间形成真空。该硅片吸附方法在硅片未发生翘曲或发生较小翘曲时，可满足硅片固定要求。但在半导体实际工艺过程中，硅片会受到各个工艺流程的影响而变形，特别到了后封装阶段，硅片最大的翘曲度可达1mm。在硅片发生较大翘曲的情况下，如图3所示，会导致承片台吸盘与硅片之间产生真空泄露，导致硅片无法被吸附牢固，从而发生拒片的情况，大大影响了产率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于硅片发生较大翘曲时吸盘与硅片之间产生真空泄漏从而导致拒片。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种硅片吸附装置，包括：

吸盘，固定于工件台上，所述吸盘上分布有多个吸孔；

多个分管道，与所述吸孔分别对应且连接；

总管道，与所述多个分管道连通，将所述分管道和吸孔的气体抽出，使硅片和所述吸盘之间形成真空并相互紧贴；

其特征在于，还包括，与所述多个分管道分别对应的多个控制器，控制各个分管道对吸孔抽取真空的时刻和真空度。

优选的，还包括多个密封圈，所述密封圈位于吸盘上且不覆盖吸孔。

优选的，所述密封圈均匀分布在以吸盘中心为圆心的多个同心圆上。

优选的，所述吸孔分布在以吸盘中心为圆心的多个同心圆上。

优选的，所述吸孔均匀分布。

本发明还提供一种硅片吸附方法，包括：

根据硅片的翘曲方向规划各个所述吸孔抽取真空的时刻；

根据硅片的翘曲程度规划各个所述吸孔抽取真空的真空度；

根据规划的各个所述吸孔抽取真空的时刻和真空度，由所述控制器控制所述分管道对所述吸孔抽取真空。

优选的，所述吸孔均匀分布在以吸盘中心为圆心的多个同心圆上。

优选的，如果硅片的翘曲为从中心到边缘，所述吸孔抽取真空的时刻顺序为从吸盘中心吸孔至吸盘边缘吸孔，使硅片从中心至边缘依次被吸附；如果硅片的翘曲为从边缘到中心，所述吸孔抽取真空的时刻顺序为从吸盘边缘吸孔至吸盘中心吸孔，使硅片从边缘至中心依次被吸附。

优选的，如果硅片的翘曲为从中心到边缘，所述吸孔抽取真空的真空度为从吸盘中心吸孔至吸盘边缘吸孔依次增强；如果硅片的翘曲为从边缘到中心，所述吸孔抽取真空的真空度为从吸盘吸孔边缘至吸盘中心吸孔依次增强。

优选的，距离吸盘中心相同半径的吸孔抽取真空的时刻相同。

优选的，距离吸盘中心相同半径的吸孔抽取真空的真空度相同。

优选的，吸盘上还包括多个不覆盖吸孔的密封圈。

优选的，还包括以下步骤：在所述分管道对所述吸孔抽取真空时，所述密封圈根据所述吸孔抽取真空的时刻和真空度依次与硅片相互挤压而形成真空。

本发明一种硅片吸附装置及其吸附方法的优点在于通过分时控制吸孔的真空度，保证硅片安全固定，降低硅片被拒绝的机会，提高产率，并且使硅片产生与翘曲方向相反的形变，保证硅片曝光质量，提高硅片的良率。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1为现有技术中吸盘上吸孔的分布示意图；

图2为现有技术中吸盘结构示意图；

图3为现有技术中吸盘吸附硅片时产生真空泄漏的示意图；

图4为本发明第一实施例硅片吸附装置结构示意图；

图5为本发明硅片吸附方法的流程图；

图6为本发明第二实施例硅片吸附装置结构示意图；

图7为图6中硅片吸附过程效果示意图；

图8为图6中硅片吸附完成效果示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。

实施例1

本发明提供一种硅片吸附方法，硅片吸附系统结构如图4所示。该系统包括：用以承载硅片102的吸盘103，用以吸附硅片的吸孔101，用于真空抽取的分管道104以及总管道105，用以控制各个分管道104抽取真空的时刻以及真空度的多个控制器1，2，3，……，n，本实施例中，n=8。其中控制器可以位于各个分管道104和总管道105之间。硅片102的直径可以是200mm，也可以是300mm。

图5为本发明硅片吸附方法的流程图，步骤如下：

1、根据硅片102翘曲方向规划硅片102上吸孔101抽取真空的时刻，即抽取真空的顺序。从硅片中心的吸孔开始，如图4所示，若控制器1，2，3, …… ,n/2对应硅片从边缘到中心处的吸孔，其中n〉1，为偶数且为正整数。当n=8时，可采取先开始启动控制器4和控制器5，抽取真空，待其对应的吸孔与吸盘之间产生真空后，再通过控制器3、6抽取真空，依次类推，即从硅片中心到边缘依次开始抽取i，n-i+1真空，使硅片从中心到边缘依次被吸附。本实施例中，一种优选实施方式是距离吸盘中心相同半径的吸孔抽取真空的时刻均相同。

2、根据硅片102翘曲程度规划硅片102吸孔真空度的大小，并根据设定的真空度进行抽取真空。如图4所示，若控制器1，2，3,......, n/2对应硅片从边缘到中心处的吸孔，可采取先开始启动控制器4，5抽取真空，且控制器4，5抽取的真空度较小，产生较小的吸附力。而后控制器3，6控制对应分管道抽取真空，且其抽取的真空度大于前面所述4、5产生的真空度，产生较大的吸附力。依次类推，即从硅片中心到边缘依次开始抽真空，使吸盘从中心到边缘依次产生的吸附力逐步增大，使硅片产生与翘曲方向相反的形变，从而矫正硅片的翘曲。

3、根据规划的抽取真空的时刻及真空度，对硅片的各个吸孔抽取真空。本实施例中，一种优选实施方式是距离吸盘中心相同半径的吸孔抽取真空的真空度均相同。

实施例2

本实施例使用硅片吸附系统结构如图6所示，该系统包括：用以承载硅片102的吸盘103，用以吸附硅片102的吸孔101，位于吸盘103上的密封圈106，用于真空抽取的分管道104以及总管道105，用以控制分管道抽取真空的时刻以及真空度的多个控制器1，2，3，……，n，本实施例中n=8。在本实施例中，所述密封圈位于对应吸孔附近远离吸盘中心的一侧，也可以位于对应吸孔附近靠近吸盘中心的一侧，所述密封圈不覆盖所述吸孔，可以均匀分布在以吸盘中心为圆心的多个同心圆上。硅片102的直径可以是200mm，也可以是300mm。

1、根据硅片翘曲方向规划硅片上吸孔抽取真空的时刻。从硅片中心的吸孔开始，如图7所示，若控制器1，2，3,......,n/2对应硅片从边缘到中心半径处的吸孔，其中n〉1，为偶数且为正整数。当n=8时，可采取先开始启动控制器4，5对相应的分管道和吸孔抽取真空，由于硅片逐渐靠近吸盘，硅片与吸孔之间的间隙缩小并与对应的密封圈接触，并逐渐使密封圈内的气体被挤压，从而使密封圈内部形成真空，待控制器4，5对应的密封圈之内产生真空后，再启动控制器3、6抽取真空，使其对应的密封圈之内产生真空。依次类推，即从硅片中心到边缘依次开始启动控制器i，n-i+1抽取真空，使对应的密封圈之内产生真空，使硅片从中心到边缘依次被吸附。本实施例中，一种优选实施方式是距离吸盘中心相同半径的吸孔抽取真空的时刻均相同。

2、根据硅片翘曲程度规划硅片上吸孔真空度的大小，并根据设定真空度进行抽取真空。如图6所示，若控制器1，2，3,......, n/2对应硅片从边缘到中心半径处的吸孔控制器，可采取先开始启动控制器4，5对相应的分管道和吸孔抽取真空，由于硅片逐渐靠近吸盘，硅片与吸孔之间的间隙缩小并与对应的密封圈接触，并逐渐使密封圈内的气体被挤压，从而使密封圈内部形成真空，且对应的密封圈之内抽取的真空度较小，使产生较小的吸附力。而后控制器3，6控制抽取真空，且对应的密封圈之内抽取的真空度大于前面所述控制器4、5对应的密封圈中产生的真空度，产生较大的吸附力。依次类推，即从硅片中心到边缘依次开始真空，使硅片从中心到边缘依次产生的吸附力逐步增大，使硅片产生与翘曲方向相反的形变，从而矫正硅片的翘曲。本实施例中，一种优选实施方式是距离吸盘中心相同半径的吸孔抽取真空的真空度均相同。

3、根据规划的抽取真空的时刻及真空度，对硅片的各个吸孔抽取真空。

当图6中控制器4、5控制分管道对对应的吸孔抽取真空后，在对应吸孔和硅片之间形成真空，同时由于内外压力差，使硅片向吸盘方向弯曲，如图7所示。此时，硅片与控制器3，6对应的吸孔之间的间隙进一步缩小，使对应吸孔与硅片之间较容易产生真空状态。依次类推，当控制器3，6对应的吸孔抽取真空后，将使硅片进一步向吸盘方向弯曲，同时使控制器2、7对应的吸孔与硅片之间的间隙缩小。通过逐步抽取真空，使硅片逐步向吸盘方向弯曲，当控制器1、8抽取真空后，硅片将达到最大的吸附力，同时硅片将在翘曲方向的反方向产生最大的弯曲，从而纠正硅片翘曲，同时使硅片更容易被吸附，如图8所示。

以上实施例均是以硅片的翘曲由中心向边缘方向为例，如果翘曲方向相反，则抽取真空的顺序和真空度大小也作相应变化。也即如果硅片的翘曲为从边缘到中心，所述吸孔抽取真空的时刻顺序为从吸盘边缘吸孔至吸盘中心吸孔，使硅片从边缘至中心依次被吸附，所述吸孔抽取真空的真空度为从吸盘吸孔边缘至吸盘中心吸孔依次增强。以上实施例中，吸孔在吸盘上均匀分布，有利于抽取真空的均匀性。

本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims

1.一种硅片吸附装置，包括：

吸盘，固定于工件台上，所述吸盘上分布有多个吸孔；

多个分管道，与所述吸孔分别对应且连接；

2.根据权利要求1所述的硅片吸附装置，其特征在于，还包括多个密封圈，所述密封圈位于吸盘上且不覆盖吸孔。

3.根据权利要求2所述的硅片吸附装置，其特征在于，所述密封圈均匀分布在以吸盘中心为圆心的多个同心圆上。

4.根据权利要求1所述的硅片吸附装置，其特征在于，所述吸孔分布在以吸盘中心为圆心的多个同心圆上。

5.根据权利要求4所述的硅片吸附装置，其特征在于，所述吸孔均匀分布。

6.一种采用如权利要求1或2所述装置的硅片吸附方法，其特征在于，包括：

根据硅片的翘曲方向规划各个所述吸孔抽取真空的时刻；

根据硅片的翘曲程度规划各个所述吸孔抽取真空的真空度；

7.根据权利要求6所述的硅片吸附方法，其特征在于，所述吸孔均匀分布在以吸盘中心为圆心的多个同心圆上。

8.根据权利要求6所述的硅片吸附方法，其特征在于，如果硅片的翘曲为从中心到边缘，所述吸孔抽取真空的时刻顺序为从吸盘中心吸孔至吸盘边缘吸孔，使硅片从中心至边缘依次被吸附；如果硅片的翘曲为从边缘到中心，所述吸孔抽取真空的时刻顺序为从吸盘边缘吸孔至吸盘中心吸孔，使硅片从边缘至中心依次被吸附。

9.根据权利要求6所述的硅片吸附方法，其特征在于，如果硅片的翘曲为从中心到边缘，所述吸孔抽取真空的真空度为从吸盘中心吸孔至吸盘边缘吸孔依次增强；如果硅片的翘曲为从边缘到中心，所述吸孔抽取真空的真空度为从吸盘吸孔边缘至吸盘中心吸孔依次增强。

10.根据权利要求6所述的硅片吸附方法，其特征在于，距离吸盘中心相同半径的吸孔抽取真空的时刻相同。

11.根据权利要求6所述的硅片吸附方法，其特征在于，距离吸盘中心相同半径的吸孔抽取真空的真空度相同。

12.根据权利要求6所述的硅片吸附方法，其特征在于，吸盘上还包括多个不覆盖吸孔的密封圈。

13.根据权利要求12所述的硅片吸附方法，其特征在于，所述密封圈均匀分布在以吸盘中心为圆心的多个同心圆上。

14.根据权利要求12所述的硅片吸附方法，其特征在于还包括以下步骤：在所述分管道对所述吸孔抽取真空时，所述密封圈根据所述吸孔抽取真空的时刻和真空度依次与硅片相互挤压而形成真空。