CN105097636A - 晶片释放 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及晶片释放。本发明的实施例提供了一种用于操作包括第一和第二主表面的晶片的卡盘系统。所述卡盘系统包括：被配置为在面向所述卡盘的所述第二主表面处夹持所述晶片的卡盘和释放装置。所述卡盘系统还包括：被配置为将所述释放装置从所述卡盘抬离的致动器。所述释放装置被配置为使得所述释放装置当被抬升时在所述晶片的所述第二主表面的边缘部分处与所述晶片机械地啮合，由此从所述卡盘释放所述晶片。

Description

晶片释放
技术领域
本发明涉及将晶片放到卡盘或者从卡盘释放。
背景技术
晶片在处理期间可由卡盘夹持，并且在处理后可从卡盘释放。
发明内容
实施例提供了用于操作晶片的卡盘系统。所述卡盘系统包括：被配置为夹持晶片的卡盘，以及被配置为从所述卡盘释放所述晶片的整体释放装置。所述释放装置被配置为：在所述晶片的边缘部分处机械地接触所述晶片。
另外的实施例提供了一种晶片处理设备：其包括用于操作晶片的卡盘系统以及包围所述卡盘系统的处理室。所述卡盘系统包括：被配置为夹持晶片的卡盘，以及被配置为从所述卡盘释放所述晶片的整体释放装置。所述释放装置被配置为：在所述晶片的边缘部分处机械地连接到所述晶片。所述处理室被配置为：对所述处理室内部的环境压力进行调整，其中，所述环境压力小于大气压力。
另外的实施例提供了用于操作晶片的方法。所述方法包括：在具有释放装置的情况下使用在所述晶片的边缘部分处机械地接触所述晶片的卡盘来夹持所述晶片，以及使用释放装置通过整体致动所述释放装置从所述卡盘释放所述晶片。
附图说明
参考附图在本文中对本发明的实施例进行了描述。
图1根据实施例示出了用于操作晶片的卡盘系统的示意性框图；
图2根据实施例示出了与晶片接触的释放装置的示例性顶视图；
图3根据实施例示出了具有插入（即，附着到）卡盘系统的晶片的卡盘系统的示意性透视图；
图4a根据实施例示出了处于示例性第一状态（操作模式）的图3的卡盘系统的示意性透视图；
图4b示出了处于示例性第二状态（操作模式）的图4a的卡盘系统。在第二状态中，根据实施例，边缘保护装置被抬离晶片；
图4c示出了处于示例性第三状态（操作模式）的图4a中描绘的卡盘系统。在第三状态中，根据实施例，边缘保护装置和释放装置被抬升；
图5根据实施例示出了具有在边缘部分处由边缘保护装置覆盖的晶片的卡盘系统的分段的示意性横截面视图；
图6a根据实施例示出了边缘保护装置的第一侧面的示意性透视图；
图6b根据实施例示出了边缘保护装置的第二侧面的示意性透视图；
图7根据实施例示出了具有成型区的释放装置的示意性透视图；
图8根据实施例示出了抬升构件的示意性透视图；
图9根据实施例示出了抬升环的示意性透视图；
图10根据实施例示出了形成为静电卡盘的卡盘的示意性透视图；
图11a根据实施例示出了与卡盘的接触区相邻布置的介电层的示意性横截面视图；
图11b根据实施例示出了与晶片相邻布置的介电层的示意性顶视图；
图12根据实施例示出了屏蔽环的示意性透视图；
图13根据实施例示出了包括用于抬升构件中的一个抬升构件的引导的区的示意性透视横截面视图；
图14根据实施例示出了示例性卡盘系统的示意性分解透视图；
图15根据实施例示出了安装晶片的图14中描述的卡盘系统的示意性横截面视图；
图16根据实施例示出了可以是致动单元的一部分的波纹管（bellow）的示例性图像；
图17根据实施例示出了致动单元的波纹管的示例性横截面视图；
图18根据实施例示出了包括卡盘系统和处理室的晶片处理设备的示意性框图；
图19根据实施例示出了具有三个处理室的晶片处理设备的示意性框图；
图20根据实施例示出了用于操作晶片的方法的流程图；
图21根据实施例示出了用于操作晶片的另一种方法的流程图；
图22示出了根据现有技术的抬升系统的示例性图像；
图23示出了根据现有技术的另一种抬升系统的示例性图像；以及
图24示出了根据现有技术的使用三脚架的另一种抬升系统的示例性图像。
具体实施方式
在下面的描述中，具有相同或等效功能的相同或等效的元件或一些元件由相同或等效的附图标记表示，即使出现在不同的图中。
在下面的描述中，阐述了多个细节以便提供对本发明的实施例的更透彻的解释。然而，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下来实践本发明的实施例。在其它实例中，为了避免模糊本发明的实施例，以框图形式而非细节示出了公知的结构和装置。此外，除非特别另外指出，否则下文中描述的不同实施例的特征可以互相组合。
图1示出了用于操作晶片12的卡盘系统10的示意性框图。卡盘系统10包括：被配置为夹持晶片的卡盘14。例如，卡盘可以是静电卡盘，其被配置为向晶片12施加静电力并且通过该静电力夹持晶片12。卡盘系统10包括释放装置16，其被配置为：从卡盘14释放晶片12。卡盘系统10包括：被配置为致动（即，移动）释放装置16的致动单元17。因此，释放装置16可以从卡盘被抬升。释放装置16可以整体地形成和/或致动，即，由于释放装置16的致动引起的释放装置16在其任何点处的移动导致完整的释放装置16的移动和/或致动。释放装置16可由一个、两个或更多个部分形成。当释放装置16由两个或更多个部分形成时，这些部分可以彼此连接（例如，通过接头、螺钉夹持、焊缝、粘合剂等等）。释放装置16的一个部分被移动致动或者可以导致释放装置16的其它部分的移动。
释放装置16被配置为：当致动单元17移动释放装置16时，在晶片12的边缘部分18处机械地与晶片12接触。例如，当晶片包括圆形主表面时，边缘部分可由主表面的外环形成。例如，边缘部分可以包括宽度22。外环的宽度22可包括变化的或恒定的值。例如，宽度从晶片的外边缘或边界到朝晶片相应主表面中心的方向上可以是1mm、3mm、5mm或更大。宽度还可以是相对于晶片尺寸（例如直径）的相对值。例如，相对值可以是晶片尺寸的10%（即，1/10）、5%（即，1/20）或2%（即，1/50）。例如，当晶片形成为包括300mm的直径的圆盘，并且相对值为2%时，边缘部分可以包括为直径的2%的宽度，即值为6mm。
当释放装置16机械地与边缘部分18接触时，释放装置16在远离面向晶片12的卡盘的参考表面方向（抬升方向）上的的移动24可以导致晶片12相对于卡盘14的移动25。当晶片从卡盘释放时，移动可被定向为沿抬升方向。当释放装置并且通过这样晶片可朝参考表面移动时，该移动可定向为沿抬升方向的反方向。通过将晶片朝参考表面移动，可将晶片分别放置到参考表面、卡盘14。例如，参考表面可以是被配置为当夹持晶片12时与晶片12接触的卡盘14的表面。移动24和25的方向可以是平行的或包括相对于彼此的角度。换句话说，基于释放装置16的移动，晶片12从卡盘14释放。
晶片12可以包括诸如硅的半导体材料，并且可以是硅晶片。晶片12可以包括一个或多个层，例如，晶片12可以包括硅层和氧化层。可替换地，晶片12还可以包括另外的层，例如，包括金属或类似物和/或电路架构。
晶片12可由卡盘14夹持（例如，通过静电力）。卡盘14可以被配置为：在晶片12的处理期间夹持晶片12。例如，处理可以是将晶片12的主表面（与面向卡盘14的晶片12的主表面相对）暴露于等离子体。替换地或附加地，可以对晶片12进行处理从而使得材料沉积在晶片12的一个或多个表面上。
处理可以包括处理过程的一个或多个处理步骤，从而使得随后在处理过程期间晶片可由多个卡盘夹持。晶片可以从一个卡盘输送到另一个卡盘，或者从随后夹持晶片的多个卡盘中的最后一个卡盘释放。即，在处理之后，晶片12可能需要从卡盘14释放。
在处理步骤期间或在处理步骤之后，尽管静电场已经关闭（卡盘停用），但由静电卡盘夹持的晶片12可能包括静电场的残余电荷。尤其是当处理在压力水平低于大气压力或者甚至接近于0（真空室）的处理室中执行时，可能必须克服晶片12与卡盘14之间的引力（例如，由于残余电荷而导致的）。这可能导致当从卡盘14释放晶片时，释放装置16必须向晶片12施加的力。例如，当晶片12相对于重力的反方向布置在卡盘14上方时，由释放装置16向晶片12施加的力还可以包括抵抗重力的方向来移动晶片12所需的力。
替代被配置为使环境压力变化的处理室，例如，卡盘系统10可以是可以旨在保护晶片12的生产（处理）表面的系统的一部分。
具有被配置为在晶片的边缘部分处机械地接触晶片的释放装置的卡盘系统的优点在于：由释放装置引起或造成的损坏被限制到晶片的边缘部分。这允许防止晶片的内区（其余部分）在释放期间被损坏（例如，被三脚架或销损坏）。另外，释放装置16的所有部件（只要存在释放装置16的至少第二部件）是共同移动或激活的，从而使得可以避免相对于彼此来调整两个或更多个部件或者部件的控制（部件的个别控制）的调整。这允许更高的精度，因为相对于彼此来调整两个或更多个部件或者部件的控制的调整可能导致一个或多个部件的松动。松动可能导致晶片位置相对于主表面上的位置的不精确性。这种不精确性可能导致卡盘中或卡盘处的大凹口或凹槽，这可能导致处理期间的寄生效应。例如，寄生等离子体可通过凹槽行进并引起晶片在不希望的区处的处理。通过避免松动也可以避免这些效应。
换句话说，通过卡盘系统10的使用，可以取消用于抬升晶片12的三脚架的使用。还可以避免在晶片12的前侧面（面向卡盘14的主表面）处的保护漆的使用。这些附加的层可能涉及增加的成本和增加的设备容量的使用。
图2示出了与晶片12接触的释放装置16的示例性顶视图。晶片12被描绘为处于下述取向上：其中晶片12的与前侧面相对的第一主表面（后侧面）被取向为在朝向观察者的从观察平面向外的方向上。因此，分别在卡盘正夹持晶片12的时间期间，在处理期间布置为与卡盘相邻或朝向（即，面向）卡盘的第二主表面（前侧面）没有被示出。
晶片12包括圆形的第一和第二主表面。晶片12包括基本上是晶片12的外环的边缘部分18，其包括宽度22。释放装置16被配置为：在边缘部分18的三个区段26a、26b和26c处机械地接触晶片12。区段26a、26b和26c可沿晶片12的外圆周对称布置。相对于晶片12或释放装置16的中心28，区段26a、26b和26c由角度α间隔，例如在三个区段26a-c对称布置和呈现的情况下，角度α可以是120°。
在替换实施例中，释放装置被配置为：在边缘部分的不同数量（例如，1、2、4或更多）的离散区段处机械地接触晶片12。虽然区段26a-c被描绘为相对于中心28对称布置，但区段26a-c还可以相对于不同的参考点或不同的参考线或平面非对称或对称布置。区段26a-c还可以相对于中心28在容许范围内对称布置。例如，容许范围可以是0°到10°之间、0°到7°之间或者0°到5°之间的范围。例如，容许范围可以是制造不耐性的效应。因此，区段26a-c沿晶片12的外圆周布置。
释放装置16包括框架区32和三个成型区34a、34b和34c。成型区34a-c从框架区32向内延伸，即，它们在释放装置的中心方向上延伸。成型区34a-c还可以被表示为“手指”。例如，成型区34a-c可以是形成释放装置16的一个部件的区段。可替换地，成型区34a-c可以部分或作为整体附着到框架区32。可替换地，一个或多个成型区34a-c可以与框架区32的部件附着或形成为一件，框架区32的部件合并在一起。换句话说，虽然释放装置16被示为一个部件，但释放装置16还可以由两个或更多个部件形成。成型区34a-c中的每个成型区包括接触区。在图2中，接触区由晶片12隐藏。接触区适于与晶片12机械地接触。
释放装置16被配置为：沿圆周（即在周界处）包围晶片12，除了晶片12的外圆周的一部分。释放装置16被配置为：通过抬升晶片12导致晶片12与卡盘之间的间隙来从卡盘释放晶片12。晶片输送构件（即，机器人的叉）可以被配置为：通过将晶片12插入卡盘系统或将晶片12从卡盘系统移除来相对于卡盘系统插入或移除（即，输送）晶片。
释放装置16包括：形成释放装置16的内边界38的内凹槽36。内凹槽36被配置为：分别除了成型区34a-c、接触区之外，至少部分地作为主机运行（host）晶片12。当晶片12被形成为具有外圆周的圆盘时，释放装置16的内边界38可以具有以下的尺寸（例如直径）：其等于或大于一尺寸（例如晶片的直径）。换句话说，当晶片12的外边缘和释放装置16的内边界38被投影到投影平面（例如，观察平面）中时，内边界38至少部分包围晶片12的外边缘。
释放装置16的外边界42和内边界38彼此连接。当不考虑成型区34a-c时，释放装置16的形状还可以描述为环形结构的一部分或C形结构或类马蹄形结构。环形结构的内直径基于内边界38的通路。环形结构的开口允许晶片12向卡盘系统更简单的插入和/或晶片12从卡盘系统更简单的移除。
虽然释放装置16被描述为包括基于环形结构的形状，但释放装置还可以包括不同的形状，例如，椭圆形、多边形或它们的组合。
虽然释放装置16被描绘为包括三个成型区34a-c和三个接触区26a-c，但在替换实施例中，释放装置可以包括不同数量的成型区和/或不同数量的接触区。释放装置可以包括1个、2个或三个以上的接触区。如果释放装置包括一个接触区，那么这一个接触区可以包括例如与将要释放的晶片的外部形状相对应的连续形成的圆形。
图3示出了具有插入（即，附着到）卡盘系统30的晶片12的卡盘系统30的示意性透视图。卡盘系统30被示为处于可以在对晶片12进行处理之前和/或之后被调整的状态。晶片12从卡盘14释放。卡盘系统30包括卡盘14和释放装置16。卡盘系统30还包括：边缘保护装置44，其被配置为保护主表面（例如，晶片12的第二主表面和在第一与第二主表面之间的表面（侧表面））的边缘部分在一个或多个处理步骤期间不受处理。受保护的边缘部分可以是晶片周界处的表面，例如圆周边缘部分。例如，边缘保护装置44可以是晶片边缘保护（WEP）环。保护装置可以被配置为：保护第一主表面的边缘部分免受卡盘的环境，例如处理晶片的等离子体或在处理期间将布置在晶片处的沉积材料。
卡盘系统30包括抬升构件46，即所谓的抬升销和致动单元（波纹管）17a和17b（例如，两个）。致动单元17a和17b被配置为：相对于晶片12和相对于卡盘14来致动释放装置16。这可以包括：被配置为由于由致动单元17a和/或17b生成的致动力而被移动的抬升环47。抬升环47可以与抬升构件46接触，从而使得抬升环47的移动可以导致抬升构件46的移动。
卡盘系统30包括抬升环47和屏蔽环54。致动单元17a和17b被配置为：当被致动时，施加力并因此沿抬升方向56移动抬升环47。抬升销46被布置为与抬升环47相邻，与其机械地接触，并可以使得能够实现一方面致动单元17a和/或17b与另一方面释放装置16和边缘保护装置44之间的机械连接。因此，当被致动时，致动单元17a和/或17b可以提供晶片边缘保护装置44离开晶片12的移动。释放装置16可以形成与晶片12的机械接触，并增加晶片12与卡盘14之间的距离，从而使得当对致动单元17a和/或17b致动时晶片12从卡盘14释放。
卡盘系统30适于使晶片与边缘保护装置44在与晶片12的第二主表面相对的第一主表面的第一边缘部分处机械地接触，第二主表面被布置为面向卡盘14。卡盘系统30被配置为：将边缘保护装置44与晶片12隔开，以便使释放装置16在晶片12的第二主表面的边缘部分处机械地接触晶片12，并增加晶片12与卡盘14的参考表面之间的距离。可以增加该距离从而使得输送构件（例如，机器人的叉）使得能够接收、存放和/或输送晶片12。
换句话说，布置边缘保护装置44从而使得当卡盘14在到卡盘14的参考表面（即，被配置为发射静电场的表面）的第一距离处夹持晶片12（例如，边缘保护装置44与晶片12之间的机械接触）时，释放装置16被布置在边缘保护装置44与卡盘14之间。当边缘保护装置44位于与释放装置16相邻时（例如，在处理期间和/或当晶片12由卡盘14夹持时），释放装置16可以部分或完全浸入边缘保护装置44中，即，边缘保护装置44可以覆盖释放装置16。边缘保护装置44可以包括可以是释放装置的案台形式的壳体空腔，壳体空腔被配置为并入释放装置16。晶片12被布置在释放装置16与边缘保护装置44之间。通过从卡盘14释放晶片12，晶片12可以从卡盘14完全被抬升。
在替换实施例中，卡盘系统可以包括不同数量的致动单元。相应的卡盘系统可以包括一个致动单元或三个或更多个致动单元。在图3中，致动单元17a和/或17b被配置为：移动抬升环47，从而可以一致地引入其它组件（诸如抬升销46、边缘保护装置44和释放装置16）对于相应组件的移动。致动单元17a和17b可以被配置为：沿抬升方向56进行致动（即，生成移动）。例如，抬升方向56可以与晶片的法线（即，晶片的第一或第二主表面的法线）平行。这意味着：致动单元17a和17b可以被配置为沿抬升方向56线性地致动释放装置16。在替换实施例中，一个或多个致动单元17a和/或17b可以被配置为：沿一个或多个方向生成移动，其中，该一个或多个方向可以等同于或不同于抬升方向56。沿不同于抬升方向56的方向的移动可以部分或完全转换成释放装置16沿抬升方向56的移动。例如，转换可由杠杆或用于改变移动方向的其它装置来执行。
图4a示出了处于示例性第一状态（操作模式）的卡盘系统30的示意性透视图。在第一状态中，边缘保护装置44和晶片（未示出）被布置为与卡盘14相邻。换句话说，晶片可由卡盘14在第二主表面处夹持。在与卡盘14相对的晶片的第一主表面的边缘部分（区）处，晶片可由边缘保护装置44保护免于被处理。第一状态可以是用于处理晶片的操作模式，即，用于处理的目标状态或位置。
图4b示出了处于示例性第二状态（操作模式）的图4a的卡盘系统30。在第二状态中，边缘保护装置44被抬离晶片（未示出）和卡盘14。释放装置16可以在被配置为生成夹持卡盘的力的卡盘14的活动表面“下方”，其中“下方”被引用为沿抬升方向56被布置在晶片“之前”，并且不应该局限于一个或多个组件的取向方面。因此，晶片尚未从卡盘14释放。将边缘保护装置44从晶片以及从卡盘14释放可以允许晶片边缘保护装置44、晶片和/或被边缘保护装置44覆盖的晶片的边缘部分的清理。例如，清理可由用于处理（即，用于处理晶片）的等离子体来执行。
在清理过程期间，边缘保护装置44可以从卡盘14被抬升，例如，以便清理被布置为面向晶片（例如，底部）的边缘保护装置44的侧面（表面）和/或被配置为与晶片或释放装置16机械地接触的边缘保护装置44的接触区域或接触表面。
图4c示出了处于示例性第三状态（操作模式）的图4a中描绘的卡盘系统30。在第三状态中，边缘保护装置44和释放装置16被抬升。因此，当晶片被插入卡盘系统30时，晶片从卡盘14释放。换句话说，边缘保护装置44和晶片被从卡盘14抬升。第三状态可以是用于将晶片安装到卡盘系统30和/或安装到包括卡盘系统30的处理室以及将晶片从卡盘系统30和/或包括卡盘系统30的处理室卸除的卡盘系统30的组件的位置。可替换地，晶片边缘保护装置44可以保持与晶片12接触，并且与晶片一起被抬升。
换句话说，状态1、2和3使用卡盘系统30的开口的不同程度描绘了卡盘和卡盘系统30的组件的不同状态。替换地或附加地，卡盘系统30可以包括其它状态，从而使得卡盘系统不局限于图4a-c中描绘的状态。
图5示出了卡盘系统（例如，卡盘系统30）的分段的示意性横截面视图。晶片12由边缘保护装置44在晶片12的第一主表面的边缘部分58处覆盖。例如，图5可以是图4a中所示的卡盘系统30的第一状态。边缘保护装置44被布置为在晶片12的边缘部分58处靠近晶片12或形成与晶片12的机械接触。晶片12由卡盘14夹持，释放装置16被布置为与卡盘14相邻，并且被配置为：当释放装置16沿抬升方向56移动时，在边缘部分18处机械地接触晶片12。释放装置16沿抬升方向56的移动可以允许从卡盘14释放晶片12。
图6a示出了边缘保护装置44的第一主表面（第一侧面，例如，顶侧面或前侧面）的示意性透视图。边缘保护装置的第一主表面在晶片的（例如，等离子体）处理期间可以面向等离子体或另一种处理介质。例如，边缘保护装置44可以是晶片边缘保护（WEP）环。例如，边缘保护装置44可以包括陶瓷和/或石英玻璃材料。边缘保护装置44可以被配置为：在一个或多个处理步骤期间，屏蔽晶片的边缘部分和/或侧壁例如免受蚀刻等离子体或者免受与其它组件或部件的机械接触。例如，当晶片的边缘部分和晶片的侧壁没有用硬掩模覆盖或由漆保护时，这可能是需要的或期望的。
图6b示出了边缘保护装置44的第二主表面（第二侧面，例如，底侧面或后侧面）的示意性透视图。第二主表面可以被布置为朝向（即，面向）卡盘系统（例如卡盘系统30）中的卡盘。边缘保护装置44被配置为：在晶片12的边缘部分处覆盖晶片12。边缘保护装置44可以被配置为：将卡盘系统的释放装置（例如，释放装置16）部分或完全地容纳在壳体空腔45中。壳体空腔45可以是释放装置的相反形状。边缘保护装置44可以包括抬升空腔67a-c。抬升空腔可以是小的，即，它们可以包括多边形、椭圆形或圆形，例如，具有小于10mm、小于7mm或小于5mm的直径。边缘保护装置44可以被配置为：可与抬升空腔67a-c处的抬升销连接，即，抬升销可以在抬升空腔67a-c处啮合边缘保护装置44。通过这种方式，边缘保护装置44可以被配置为：使用小型抬升空腔67a、b、c保持其在抬升销上的精确位置。可替换地，释放装置可以包括不同数量的抬升空腔，例如，没有、一个、两个或者三个以上。
图7示出了具有成型区26c的释放装置16的示意性透视图。参考图2，图7还描绘了成型区26c的示意性横截面视图。成型区26c包括：被配置为允许在晶片的接触部分处与晶片的接触的接触区62。接触部分还可以被认为是由接触区62描述的接触部分的子集。例如，接触部分可以包括：小于或等于晶片的第二主表面的表面积的10%的、小于或等于晶片的第二主表面的表面积的5%、或者小于或等于晶片的第二主表面的表面积的1%的表面。
释放装置16和/或成型区26的厚度可以被认为是释放装置16和/或成型区26沿抬升方向56的长度。可替换地，厚度还可以被认为是相应组件沿任何其它方向的长度，但为了清楚起见，术语“厚度”应该表示组件沿抬升方向56的尺寸，晶片可沿抬升方向56从卡盘释放。成型区26可以包括在成型区26和框架区被配置为彼此附着的区域处与释放装置16的框架区相同的厚度。可替换地，成型区26可以包括与释放装置16的框架区不同（例如，较小）的厚度。
成型区26包括与释放装置16的框架区相邻的侧面处的第一厚度T1。例如，第一厚度T1可以是1mm至100mm之间、2mm至50mm之间、或者3mm至10mm之间的值，例如4.65mm。接触区62被布置为避开框架区，成型区26c包括小于第一厚度T1的第二厚度T2。例如，第二厚度T2可以是0.1mm至50mm之间、0.5mm至10mm之间、或者2mm至3mm之间的值，例如2.45mm。
接触区62处的较小厚度T2允许晶片处降低的温度应力，其中，使得接触区62、释放装置16分别与晶片相接触。例如，当释放装置16和晶片包括不同的温度时，释放装置16与晶片之间的机械接触可以引起对晶片的温度应力。当与第一厚度T1相比较时，降低的厚度T2，因此而减少的材料的量以及因此而减少的热容量可以导致热应力的降低。
被配置为对晶片的边缘部分进行操作的释放装置16可以包括：例如陶瓷和/或石英玻璃材料，并且可以被表示为卡盘系统的最大更新中的一个更新。成型区26可以包括延深64，其被配置为限制晶片12沿与抬升方向56垂直的方向的可能移动。即，当晶片12由接触区62内的释放装置16机械地接触时，晶片12沿与抬升方向56垂直的方向的移动可由延深64限制。例如，延深64可以包括0.01mm至10mm之间、0.1mm至1mm之间、或者0.2mm至0.5mm之间的值，例如0.3mm。换句话说，延深64允许晶片12的定中心。硅盘被布置在释放装置16（即，成型区）的延深中，从而防止硅盘滑动。
图8示出了抬升构件46的示意性透视图。抬升构件46包括第一接触区66和第二接触区68。第一接触区66和第二接触区68由距离72沿抬升方向56间隔开。例如，距离72可以处于1mm至1000mm之间、5mm至100mm之间或者10mm至30mm之间的范围，具体而言，距离72可以是20mm的距离。第一接触区66可以包括具有如抬升空腔（例如，抬升空腔67a-c）的相反形状的形状。
当卡盘系统包括边缘保护装置时，第一接触区66可以被配置为：机械地接触边缘保护装置（例如，边缘保护装置44）。第二接触区68可以被配置为：提供（例如，向释放装置）另一种机械接触。参考图4a、4b和4c，从图4a中描绘的第一状态开始，当抬升构件46沿抬升方向56移动时，第一接触区66可以机械地接触边缘保护装置44（例如，在空腔67处），从而使得边缘保护装置44被抬升。如果晶片被插入卡盘系统30，那么边缘保护装置44可以从晶片抬离，其中，晶片可以保持在其位置处。这可以被称为第一时间点（timeinstance）。
同时随着时间推移，抬升构件46进一步沿抬升方向56移动。在抬升构件46沿抬升方向56移动了距离72之后，抬升构件46被配置为在第二接触区68处与释放装置16机械地接触。该瞬间可以被表示为第二时刻。当抬升构件46沿抬升方向56进一步移动时，抬升构件46与释放装置16之间的机械接触可以导致释放装置16的抬升。这可以导致图4c中描绘的第三状态。当晶片插入卡盘系统30中时，这也可以导致晶片从卡盘的释放。
卡盘系统可以包括一个或多个（例如，三个）抬升构件46。抬升构件46还可以被表示为抬升销。第二接触区68可以被形成为螺栓，并且包括塑料或诸如托朗（Torlon）或聚醚醚酮（PEEK）的聚合物材料。螺栓可以附着到抬升构件46的主体。托郎可以允许低温膨胀系数，并且因此允许温度改变期间的形状的低改变。可替换地，第二接触区68可由诸如铝、钢等等的金属形成。第二接触区68可以被表示为锁闩（catch）。在致动单元（例如，致动单元17a和17b）移动期间，抬升构件46被配置为：在行进距离（例如，距离72）之后拾取释放装置，从而使得释放装置通过其接触区从卡盘释放晶片。可替换地，卡盘系统可以包括其它数量的抬升构件，例如，1个、2个、4个或更多。抬升构件可以共同移动（例如，当它们由被致动单元致动的抬升环互连时）。这可以允许一致的移动。可替换地，例如，第二接触区68可以被形成为梁、板或包括另一种形状。
换句话说，抬升销（例如三个）可由例如抬升环移动。通过这种方式，例如，立即抬升边缘保护装置（WEP-环），并且在20mm的行进距离之后晶片抬升环（即，释放装置）也可以被抬升。对于晶片抬升环的夹带来说，抬升销（抬升构件46）可以包括被压入抬升销的PEEK螺栓。PEEK螺栓可以钩到晶片抬升环（即，释放装置）处的相应案台形式中。由于三个抬升销，晶片抬升环可以一直处于独特的位置，即，防止晶片抬升环在抬升期间扭转或倾斜。对抬升销的引导由屏蔽环中的三个插入物执行。屏蔽环被配置为：将卡盘系统钉牢（stick）在一起并且密封卡盘系统。
图9示出了抬升环47的示意性透视图。抬升环47包括两个接触区74a和74b。接触区74a和74b允许与致动单元17a和17b的接触。在抬升构件47的框架区76处，抬升构件可以机械地接触，从而使得当致动单元移动抬升环47时，抬升构件（例如抬升构件46）共同移动。
换句话说，抬升环47可以互连两个致动单元和/或抬升构件。在由致动单元引起的沿移动方向（例如，抬升方向）的其移动期间，抬升环47被配置为承载抬升构件。
图10示出了形成为静电卡盘的卡盘14的示意性透视图。卡盘14包括接触区78。介电层可以被布置为与接触区78相邻。晶片可在介电层处由卡盘14夹持，分别附着到卡盘14、接触区78或被布置为与卡盘14、接触区78相邻。可替换地，介电层可以是卡盘14的一部分，从而介电层可以包括接触区78。
换句话说，卡盘14在处理期间可以基本上是晶片的支架。具体而言，卡盘14可以是所谓的“静电卡盘”（ESC）。
可替换地，不同类型的卡盘也可以被布置在卡盘系统内，例如，具有机械夹紧系统的卡盘、真空卡盘（晶片借助于比周围处理室中更低的压力被夹紧）或Gel-Pak卡盘。
ESC卡盘被配置为：提供静电场，晶片通过静电场被固定。在卡盘处或卡盘上布置了介电层，其可以包括陶瓷材料。介电层可以包括一个或多个（例如，两个）导电层。导电层可以包括金属和/或半导体材料（诸如金属、铜、铝或硅或者它们的组合），并且可以被并入介电层或被布置为与其相邻。两个导电层可以被布置为基本上彼此并排。例如，两个邻接的层或板可以与DC或AC高电压（例如，±2000V、±5000V或±10000Ⅴ）相接触。这可以允许布置在卡盘下方（例如，短暂地在上方）的静电场。
图11a示出了被布置为与卡盘14的接触区78相邻的介电层82的示意性横截面视图。介电层82包括第一导电层84a和第二导电层84b。导电层84a和84b均与电源86接触，电源86被配置为：向导电层84a施加第一电压和/或向导电层84b施加第二电压，从而可以向导电层84a和84b和/或在导电层84a和84b之间施加电位。例如，并且参考地电位，电源86可以被配置为：向导电层84a施加+5000V的电压并且向导电层84b施加-5000V的电压，从而使得电位包括±5000V（10000V）的值。这允许被配置为将晶片12夹持在卡盘处的静电场的接收。
图11b示出了与晶片12相邻布置的介电层82的示意性顶视图。接触区域和/或介电层82沿与抬升方向56垂直的方向的尺寸（例如，直径）可以不同于与抬升方向56垂直的晶片12的（相应）尺寸。例如，卡盘可以具有比晶片更小（过小）或更大（过大）的直径。例如，尺寸的差异可以被描绘为区域110。区域110（晶片12与卡盘14之间分别相对于两个直径的相应空间）可以被配置为（用于）并入抬升装置16的部件（例如，成型区34a的区段26a）。
与过小的卡盘相比较，过大的卡盘可以包括：可以被布置为超出晶片的边缘的增加的接触区（例如，增加的接触区78）。这可以在晶片的生产区的边缘处允许改进的晶片冷却、改进的RF耦合、并因此允许改进的蚀刻均匀性和/或工具性能。
例如，根据现有技术的卡盘（使用三脚架（TRIPOD）来释放晶片的卡盘）的卡盘直径可以包括144mm的直径。例如，由卡盘夹持的晶片可以包括150mm的直径。例如，如图11b中描绘的根据实施例的过大的卡盘可以包括为153mm的接触区和/或介电层82的直径。这可以导致为1.5mm的区域110（所产生的直径区域）的尺寸。过大的卡盘可以允许并入释放装置的部件并且改进处理性能。
图12示出了屏蔽环54的示意性透视图。屏蔽环54的目标可以是对完整的卡盘系统的组件进行互连并且将组件钉牢在一起。屏蔽环54可以包括对抬升构件的引导。屏蔽环54可以包括一个或多个区88中的引导。图13中描绘了区域88的详细视图。
图13示出了包括用于抬升构件中的一个抬升构件的引导的区88的示意性透视横截面视图。用于使得能够实现对抬升构件的引导的插入件可以包括两个部件，其中，第一部件可以是引导管92。例如，引导管92可以包括托郎或其它聚合物或塑料材料、金属（诸如钢或铝）和/或它们的组合。第二部件是位置板94。位置板94可以允许对引导管92和/或抬升构件的角位置进行调整。这可以允许对托郎螺栓的调整，并且因此允许对接触区68相对于彼此以及相对于抬升环的案台形式的位置的调整。
图14示出了示例性卡盘系统140的示意性分解透视图。
为了清楚起见，参考图14，术语“顶部”用于卡盘系统140的第一侧面/端。另外，术语“底部”用于卡盘系统140的第二端，其中，卡盘系统140的顶部和底部在图14内被引用为卡盘系统140相对于抬升方向56的两个相对端。术语“上方”用于意指“在顶部的方向上”，而术语“下方”用于意指“在底部的方向上”。很清楚的是：术语顶部、底部、上方和下方仅为了清楚起见用于组件相对于彼此的布置，并且不应该执行相对于任何参考组件的取向的任何限制。只要下面对组件的描述包括提及组件的尺寸（诸如厚度、直径等等）的值，该值应该被认为是示例性值。很清楚的是：实施例可以按比例缩放得更大和/或更小（用更大和/或更小的组件实现）。
在底部，布置凸缘管96。在凸缘管96上方，布置定心环98。在凸缘管96上方和定心环98外部，布置屏蔽环54，屏蔽环54可由O型环102a与凸缘管96间隔开。O型环102a可以包括240.89mm的直径。例如，O型环102a可以包括3.53mm的厚度。
在定心环98上方，布置卡盘14。在卡盘14上方，布置环形结构104。环形结构104可以包括例如托郎的塑料、PEEK、金属、陶瓷材料或它们的组合，即，环形结构104可以是陶瓷环。在环形结构104与卡盘14之间，可以布置具有209.14mm的直径和3.53mm的厚度的O型环102b。
在环形结构104上方，布置屏蔽环54。屏蔽环54可以被配置为：当被安装时，至少部分包围环形结构104、卡盘14和/或定心环98。在屏蔽环54与环形结构104之间，可以布置例如具有228.19mm的直径和3.53mm的厚度的O型环102c。屏蔽环54可以使用气缸螺钉（凸圆头螺钉）108附着到凸缘管96。如图13中所描述的，抬升构件46a-c可由引导管92引导。引导管92可由位置板94调整。在屏蔽环54上方，布置释放装置16和边缘保护装置44，它们被配置为由抬升构件46a-c移动。可替换地，卡盘系统140可以在没有或具有不同类型的晶片边缘保护装置44、屏蔽环54、环形结构104、定心环98、包括相应O型环102a-d和/或诸如螺栓和/或螺钉的相应互连的凸缘管96的情况下实现。
卡盘系统140可以被配置为对晶片的边缘部分进行操作，并且可以适于PETIMori200和Aviza-DSi处的操作。
图15示出了晶片12被安装到的卡盘系统140的示意性横截面视图。释放装置16包括抬升构件46a的接触区68（例如，托郎螺栓）可以钩到其中的案台形式109。卡盘14包括介电层。释放装置16被布置在由边缘保护装置44形成的空腔45内部。
当抬升构件46a沿抬升方向56移动时，首先，抬升构件46a的第一接触区66与晶片边缘保护装置44的抬升空腔67啮合，从而使得晶片边缘保护装置44从晶片间隔开（抬升）。然后，在接触区68已经钩到案台形式109中之后，释放装置可以从卡盘14释放晶片12。
图16示出了致动单元17的示例性图像。致动单元17可以被实现为包括一个或多个波纹管112a和/或112b的波纹管结构。波纹管112a和/或112b可以被配置为：允许线性移动（例如，沿抬升方向56的放大或收缩）。致动单元17（例如，波纹管）可以被认为是抬升设备的主要组件，因为其可以是处理室中的真空环境与可以布置为在大气压力下的致动单元之间之间的接口。
图17示出了波纹管102的示例性横截面视图。波纹管102包括焊接在一起的多个弹簧段。焊接允许对气密的弹簧段的配置，从而使得波纹管102可以被实现为真空密闭的。由此，波纹管102可以包括类弹簧的附加功能。通过此结构，波纹管102可以被配置用于线性移动。
图18示出了包括卡盘系统10和处理室114的晶片处理装置180的示意性框图。布置处理室114从而使得处理室114包围卡盘系统10。处理室114可以被配置为：对处理室内部诸如环境压力、环境温度和/或环境湿度的一个或多个处理参数进行调整。这一个或多个处理参数可以小于或高于处理室114外部的相应参数。例如，环境压力可以小于处理室外部的大气压力。例如，环境压力可以是大气压力的一半或四分之一。可替换地，环境压力可以是真空压力或接近于真空压力。在包括真空压力或接近于真空的压力水平的处理室114内部对晶片进行操作可以防止晶片被空气压力从卡盘释放。这意味着：例如卡盘可以被机械地释放。卡盘系统10允许晶片从卡盘的机械释放，并防止晶片在生产表面中或生产表面处被损坏。
替换地或附加地，处理室114可以包括至少第二卡盘系统和/或不同的卡盘系统（例如卡盘系统30）。
图19示出了晶片处理设备190的示意性框图。晶片处理设备190包括三个处理室114a、114b和114c，其均包括卡盘系统10a-c。处理室114a包括（作为主机运行）卡盘系统10a，处理室114b包括卡盘系统10b，并且处理室114c包括卡盘系统10c。
晶片处理设备190包括输送设备110（例如，机器人）。晶片处理设备190还包括输送构件118。输送构件118被配置为：从卡盘系统10a-c中的一个接收晶片，并且向卡盘系统10a-c中的一个移动晶片。输送设备110被配置为：移动输送构件118。
因此，晶片可以从一个处理室114a-c输送到另一个和/或从处理室114a-c输送到外部，或者从外部输送到处理室114a-c。处理室114b包括：被配置为生成等离子体的等离子体生成器122。等离子体可以被配置为：对由卡盘系统10b的卡盘夹持的晶片进行处理。
因此，卡盘系统10可以被配置为：释放并抬升晶片，从而使得输送构件118可以接收晶片。
可替换地，处理装置可以包括不同数量的处理室，例如，一个、两个、四个或更多。
图20示出了用于操作晶片的方法1000的流程图。在第一步骤1100中，用卡盘夹持晶片。在第二步骤1200中，抬升释放装置。在第三步骤1300中，晶片在晶片的第二主表面的边缘部分处与释放装置机械地啮合。在第四步骤1400中，使用释放装置将晶片从卡盘释放。
图21示出了用于操作晶片的方法2000的流程图。方法2000的第一步骤是步骤1100。方法2000的第二步骤是步骤1200。方法2000的第三步骤是步骤1300。方法2000的第四步骤是步骤1400。在第五步骤2500中，使用致动器来使抬升构件抬升，从而使得边缘保护装置由抬升构件在第一时间点与晶片间隔开，并使得晶片在第一时间点之后的第二时间点由被抬升构件致动的释放装置从卡盘释放。第五步骤2500可以在步骤1100执行之后，并且在步骤1200、1300和/或步骤1400执行之前的时间执行。
根据本发明的实施例中的一个实施例的卡盘系统允许在晶片的生产表面处的划痕或铸件/铸模（cast/mold）（例如，被损坏的膜）的减少。例如，当使用三脚架（三翼升降机）来释放晶片时，可能发生这样的缺陷。实施例的一个方面是用于对晶片的边缘部分进行操作的释放装置。新的卡盘系统允许晶片不在中间（如同使用三脚架那样）被抬升，而是由释放装置（例如，具有三个“手指”的抬升环）抬升。抬升环可能的特征在于：由于单个接触表面形成单元，因此不需要相对于单个接触表面的高度的附加的调整。
板（晶片）可以在晶片的未使用的边缘部分处抬升。晶片的未使用的边缘部分可以是没有结构和/或组件的部分。例如，边缘部分可以是3mm宽。抬升可以在可以针对彼此示出120°的角度的三个小表面（区）处执行。
可以调适根据实施例的新的卡盘系统从而使得卡盘的抬升系统可以接触晶片的非生产边缘部分（例如，其最大可以是3mm宽）。可替换地，边缘部分可以包括另一个预先定义的值。这允许防止晶片边缘和/或表面上或晶片边缘和/或表面处的不必要的划痕或应变（例如，在可以存在结构或计划处理结构的生产（使用）部分处）。
在可以相对于机械负载敏感或关键的结构化的表面被（例如，被输送系统和/或卡盘）接触的情况下，根据实施例的卡盘系统可以是令人感兴趣的（即，利用的）。例如，这样的处理可以是保护性氧化物在晶片背面处的沉积。释放装置可以用于诸如卡盘的半径或直径的外尺寸可与晶片的相应尺寸相比较的布置或处理中或处。可以针对真空室实现相应应用，但不被限制于此。
图22示出了根据现有技术的抬升系统220的示例性图像。抬升系统220使用四个销用于触及晶片的生产表面的晶片的释放。
图23示出了根据现有技术的另一个抬升系统230的示例性图像。抬升系统230使用四个销用于触及晶片的生产表面的晶片的释放。
图24示出了根据现有技术的另一个抬升系统240的示例性图像。抬升系统240使用三脚架用于触及晶片的生产表面的晶片的释放。
虽然本文中描述的实施例包括用于在第二主表面处夹持晶片的卡盘，但卡盘还可以被配置为：夹持第一主表面，其中，边缘保护装置可以覆盖第二主表面的边缘部分，并且释放装置可以被配置为：在第一主表面处机械地接触晶片。
虽然本文中描述的实施例包括用于在前侧面处夹持晶片的卡盘，但卡盘还可以被配置为：夹持后侧面，其中，边缘保护装置可以覆盖前侧面的边缘部分，并且释放装置可以被配置为：在后侧面处机械地接触晶片。
因此，术语后侧面和前侧面以及第一主表面和第二主表面可以被认为互相替换。
虽然上述实施例被描述为配置用于从卡盘释放晶片，但实施例还可以被配置用于将晶片放置到卡盘。例如，晶片可由释放装置在与抬升方向相反的方向（反抬升方向）上移动，从而使得晶片朝卡盘移动，并可由卡盘夹持。替换地或附加地，实施例可以被配置用于在一时间点（例如，在处理之前）将晶片放置到卡盘，以及用于在另一时间点（例如，在处理之后）将晶片从卡盘抬升（释放）。
虽然已经在设备的上下文中对一些方面进行了描述，但很清楚，这些方面也表示对相应方法的描述，在方法中，模块或装置与方法步骤或方法步骤的特征相对应。类似地，在方法步骤的上下文中描述的方面也表示对相应装置的相应模块或项或者特征的描述。
上述实施例仅对于本发明的原理是说明性的。应该理解的是：对本文中描述的布置和细节的修改和变化对本领域其它技术人员来说将是显而易见的。因此，意图仅由即将发生的专利权利要求书的范围限制，而不是由通过对本文中的实施例的描述和解释的方式呈现的具体细节限制。

Claims (17)

1.一种用于操作晶片的卡盘系统，所述晶片包括第一和第二主表面，所述卡盘系统包括：
卡盘，其被配置为在面向所述卡盘的所述第二主表面处夹持所述晶片；
释放装置；以及
致动器，其被配置为将所述释放装置从所述卡盘抬离；
其中，所述释放装置被配置为使得所述释放装置当被抬升时在所述晶片的所述第二主表面的边缘部分处与所述晶片机械地啮合，由此从所述卡盘释放所述晶片。
2.根据权利要求1所述的卡盘系统，其中，所述卡盘包括比所述晶片大的直径。
3.根据权利要求1所述的卡盘系统，其中，所述释放装置被配置为在所述晶片的所述第二主表面的所述边缘部分的多个离散区段处机械地啮合所述晶片，其中，所述边缘部分的所述离散区段被布置在从所述晶片的外圆周朝向所述晶片的中间延伸的小于所述晶片的大小的1/50的容许范围内。
4.根据权利要求1所述的卡盘系统，其中，所述释放装置被配置为在所述晶片的所述边缘部分的三个离散区段处机械地接触所述晶片。
5.根据权利要求1所述的卡盘系统，其中，所述释放装置被形成以便除了所述晶片的所述外圆周的一部分之外沿圆周包围所述晶片，从而使得被配置为相对于所述卡盘系统插入或移除所述晶片的晶片输送构件使得能够进入所述晶片与所述卡盘之间由所述晶片从所述卡盘的释放而导致的间隙，并将所述晶片驮背式运输到所述卡盘系统或者从所述卡盘系统驮背式运输所述晶片。
6.根据权利要求1所述的卡盘系统，其中，所述释放装置包括除了所述晶片的所述外圆周的一部分之外沿圆周包围所述晶片的框架区，所述释放装置还包括从所述框架区向内延伸的成型区，所述成型区被配置为当所述释放装置被抬升时，在接触区处提供与所述晶片的机械啮合，其中，所述成型区在所述接触区处的厚度小于所述框架区的厚度。
7.根据权利要求6所述的卡盘系统，其中，所述释放装置是C形的，并且被形成从而使得当所述释放装置与所述晶片啮合时，所述晶片由所述释放装置横向包围。
8.根据权利要求1所述的卡盘系统，其中，所述释放装置被配置为在所述晶片面向所述卡盘的第二主表面处机械地啮合所述晶片，其中，所接触的边缘部分覆盖小于或等于所述晶片的所述第二主表面的表面积的10%。
9.根据权利要求1所述的卡盘系统，包括在第一状态与第二状态之间可移动的边缘保护装置，在所述第一状态处，所述边缘保护装置覆盖在所述晶片的所述第一主表面的边缘部分处以保护所述第一主表面的所述边缘部分免受所述卡盘的环境，并且在所述第二状态处，所述边缘保护装置被从所述第一主表面的所述边缘部分抬离。
10.根据权利要求9所述的卡盘系统，其中，所述卡盘系统还包括：所述边缘保护装置通过其被承载的抬升构件，并且其包括锁闩，其中，所述致动器被配置为抬升所述抬升构件以便抬升所述边缘保护装置并将所述边缘保护装置从所述第一状态移动到所述第二状态，并且继续抬升所述抬升构件，从而使得所述锁闩与所述释放装置啮合，并且所述释放装置从所述卡盘释放。
11.根据权利要求1所述的卡盘系统，其中，所述致动单元被配置为沿与晶片法线平行的致动方向线性地移动所述释放装置。
12.根据权利要求1所述的卡盘系统，其中，所述卡盘是被配置为当电压被施加至卡盘时通过静电力夹持所述晶片的静电卡盘。
13.一种晶片处理设备，包括：
用于对包括第一和第二主表面的晶片进行操作的卡盘系统，所述卡盘系统包括：
　卡盘，其被配置为在面向所述卡盘的所述第二主表面处夹持所述晶片；
　释放装置；以及
　致动器，其被配置为抬升所述释放装置从而使得所述释放装置；
　其中，所述释放装置被配置为使得所述释放装置当被抬升并且当从所述卡盘释放所述晶片时，在所述晶片的所述第二主表面的边缘部分处与所述晶片机械地啮合；以及
包围所述卡盘系统的处理室，所述处理室被配置为对所述处理室内部的环境压力进行调整，其中，所述环境压力小于大气压力。
14.根据权利要求13所述的晶片处理设备，其中，所述处理室包括适于将所述晶片暴露于等离子体的等离子体系统。
15.根据权利要求14所述的晶片处理设备，其中，所述晶片处理设备包括均包围多个卡盘系统中的至少一个卡盘系统的多个处理室，并且其中，所述晶片处理设备包括被配置为从所述卡盘系统中的一个卡盘系统接收晶片以及向所述卡盘系统中的一个卡盘系统移动晶片的晶片输送构件。
16.一种用于对包括第一和第二主表面的晶片进行操作的方法，所述方法包括：
在面向所述卡盘的所述第二主表面处夹持所述晶片；
抬升释放装置；
在所述晶片的所述第二主表面的边缘部分处用所述释放装置机械地啮合所述晶片；以及
使用所述释放装置从所述卡盘释放所述晶片。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：使用所述致动器来移动抬升构件，从而使得边缘保护装置在第一时间点由所述抬升构件与所述晶片间隔开，并使得所述晶片在所述第一时间点之后的第二时间点由被所述抬升构件抬升的所述释放装置从所述卡盘释放。
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