CN106483771B - 一种可实现硅片边缘保护的工件台及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实现硅片边缘保护的工件台及方法，所述工件台包括工件台本体和硅片边缘保护装置，硅片边缘保护装置底部设有非接触真空吸盘和硅片边缘保护环，非接触真空吸盘与硅片边缘保护环同心设置，且非接触真空吸盘的直径小于硅片边缘保护环的内径，硅片边缘保护环的内径小于硅片的直径。与现有技术相比，本发明在硅片边缘保护装置底部增设了非接触真空吸盘，可以从机械手上非接触式的取放硅片，简化了硅片和硅片边缘保护环的上下工件台的步骤，可以很大程度的节约传输时间，进而增加光刻机整机的产率。此外，工件台本体上的E‑pin被去除，简化了工件台本体的结构和重量，使得工件台本体的运动控制更加精确。

Description

一种可实现硅片边缘保护的工件台及方法

技术领域

本发明涉及光刻机，特别涉及一种可实现硅片边缘保护的工件台及方法。

背景技术

在硅片曝光工艺中有正胶曝光和负胶曝光两种方法。为了消除硅片边缘光刻胶对后续工艺污染而产生的良率问题，往往选择在曝光工艺中去除硅片边缘的光刻胶。对于正胶，可以通过硅片边缘曝光WEE工艺后显影来实现，而负胶则需要曝光过程中通过对硅片边缘一圈进行遮挡保护，显影后才能去除。

如图1a至图2h所示，公开号为CN102012639B的中国专利公开了一种硅片边缘保护方法及装置，主要完成负胶曝光工艺中对于硅片边缘的遮挡保护工作。硅片边缘保护装置1用于操作硅片边缘保护环2，包括位置调整机构、Z向提升机构等机械模块、吹起机构、检测机构、速度控制模块及气动控制模块，其中所述硅片边缘保护环2中央为镂空部分，边缘为实体部分，所述硅片边缘保护环2保护硅片4边缘在曝光时不被曝光。如图1a-2h所示，现有技术中一种硅片边缘保护的工作过程为：机械手3从Foup(晶圆盒、Front Opening UnifiedPod)中取出硅片4，把硅片4放到工件台本体6的上下片位置上方，如图2a所示；工件台本体6中的E-pin 5升起，机械手3把硅片4放到E-pin 5上后移走，如图2b所示；E-pin 5下降，硅片4接触到工件台本体6后被真空吸附在工件台本体6上，这时位于工件台本体6上下片位置上方的硅片边缘保护装置1下降到接近硅片4后，放下被真空吸附在硅片边缘保护装置1上的硅片边缘保护环2，硅片边缘保护环2与硅片4对准后也被真空吸附在工件台本体6上，如图2c所示，硅片边缘保护环2可以对硅片4边缘一圈进行遮挡保护，免于光照射到硅片4边缘一圈；硅片边缘保护装置1上升移走，工件台本体6运动到曝光位置开始对位曝光，如图2d所示。曝光完成后，进行相反流程：工件台本体6运动到上下片位置，释放硅片边缘保护环2，硅片边缘保护装置1下降，真空吸附硅片边缘保护环2后上升，工件台本体6释放硅片4后，被E-pin 5顶起，如图2f所示；如图2g、2h所示，机械手3取走硅片4放入Foup中，同时放一个新的未曝光硅片4到E-pin 5上，一个周期完成。

由此可知，目前的硅片边缘保护装置1的工作过程中，无论是硅片4上工件台本体6过程还是下工件台本体6过程，硅片4和硅片边缘保护环2均需要分两步上下工件台本体6，延长了传输时间，影响整台光刻机的产率。而且硅片4上下片时都需要和E-pin5接触，但是随着IC封装技术趋势向3D封装发展，就要求硅片4厚度越薄越好，最薄硅片4已经发展到50um以下，然而工件台本体6上E-pin5的结构势必将引起减薄硅片4曝光时在E-pin5顶点位置产生缺陷，这个问题在减薄硅片4的生产工艺中是必须要解决的问题之一。

发明内容

本发明提供一种可实现硅片边缘保护的工件台及方法，以解决现有技术中硅片曝光过程中上下片周期长、E-pin顶点位置易使硅片产生缺陷的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种可实现硅片边缘保护的工件台，包括：工件台本体和硅片边缘保护装置，所述工件台本体与硅片边缘保护装置对应设置，其特征在于，所述硅片边缘保护装置底部设有非接触真空吸盘和硅片边缘保护环，所述非接触真空吸盘与所述硅片边缘保护环同心设置，且所述非接触真空吸盘的直径小于所述硅片边缘保护环的内径，所述硅片边缘保护环的内径小于所述硅片的直径。

作为优选，所述非接触真空吸盘采用伯努利式或气旋式非接触真空吸盘。

作为优选，所述硅片边缘保护装置包括：机械模块、气动模块、检测模块及速度控制模块，所述气动模块控制所述机械模块吸附或放开所述硅片边缘保护环，所述检测模块用于检测所述硅片边缘保护环的位置，所述速度控制模块控制所述气动模块中的气体流量及大小。

本发明还提供一种可实现硅片边缘保护的方法，包括：S1：上工件台时，机械手上片；S2：硅片边缘保护装置下降至硅片上方，硅片边缘保护装置上的非接触真空吸盘开启吸附硅片；S3：硅片边缘保护装置下降至工件台本体上方，非接触真空吸盘释放硅片，硅片被真空吸附到工件台上，硅片边缘保护装置释放硅片边缘保护环，硅片边缘保护环与硅片完成对准后也被真空吸附在工件台上，曝光时硅片边缘保护环对硅片边缘进行遮挡保护；S4：下工件台时，工件台本体释放硅片和硅片边缘保护环，硅片边缘保护装置下降至工件台本体上方吸附硅片边缘保护环，之后非接触真空吸盘吸附硅片；S5：机械手移动至硅片边缘保护装置下方，非接触真空吸盘关闭并释放硅片于机械手上；S6：机械手取走硅片。

作为优选，所述非接触真空吸盘采用伯努利式或气旋式非接触真空吸盘。

作为优选，所述非接触真空吸盘对硅片的吸力等于硅片重力。

作为优选，所述非接触真空吸盘吸附硅片时，硅片距离所述非接触真空吸盘的距离为0.05-0.5mm。

本发明在硅片边缘保护装置底部增设了非接触真空吸盘，可以从机械手上非接触式的取放硅片，使得硅片和硅片边缘保护环上下工件台本体都可以通过硅片边缘保护装置的控制同时实现，与现有技术相比，简化了硅片和硅片边缘保护环的上下工件台的步骤，可以很大程度地节约传输时间，进而增加光刻机整机的产率。此外，工件台本体上的E-pin被去除，简化了工件台本体的结构和重量，使得工件台本体的运动控制更加精确，从而提升光刻机的对准和最小线宽等关键性能。

附图说明

图1a为现有技术中一种硅片边缘保护装置的结构示意图；

图1b为图1a中硅片边缘保护环的立体结构示意图；

图2a-2h为现有技术中不同工作过程时硅片边缘保护装置和工件台的结构示意图；

图3为本发明一具体实施方式中可实现硅片边缘保护的工件台的结构示意图；

图4为本发明一具体实施方式中硅片边缘保护环与非接触真空吸盘的立体结构示意图；

图5为本发明一具体实施方式中硅片边缘保护方法的工作流程示意图；

图6a-6f为本发明一具体实施方式中不同工作状态下可实现硅片边缘保护的工件台的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图3和图4所示，本发明的可实现硅片边缘保护的工件台，包括：工件台本体60和硅片边缘保护装置10，所述工件台本体60与硅片边缘保护装置10对应设置，所述硅片边缘保护装置10底部设有非接触真空吸盘50和硅片边缘保护环20，所述非接触真空吸盘50与所述硅片边缘保护环20同心设置，且所述非接触真空吸盘50的直径小于所述硅片边缘保护环20的内径，所述硅片边缘保护环20的内径小于所述硅片40的直径。

所述硅片边缘保护装置10还包括：机械模块、气动模块、检测模块及速度控制模块，其中，机械模块中设置有气流通道，气动模块通过控制气流的通断以控制所述机械模块吸附或放开硅片边缘保护环20，检测模块用于检测所述硅片边缘保护环20的位置，所述速度控制模块控制所述气动模块中的气体流量。具体地，所述检测模块采用传感器，所述传感器用于检测硅片边缘保护环20是否正确到位。作为优选，所述气动模块包括电磁阀和消音器，电磁阀控制气体的开和关，消音器对电磁阀排出的气体消音。作为优选，所述速度控制模块包括速度调节阀，所述速度调节阀用于控制气体的流量及大小。

如图4所示，所述硅片边缘保护环20的中央为镂空部分，边缘为实体部分，且硅片边缘保护环20内径小于所述硅片40直径，可以对硅片40边缘一圈进行遮挡保护，免于曝光时光照射到硅片40边缘一圈。

请重点参照图4，作为优选，所述非接触真空吸盘50采用伯努利式或气旋式非接触真空吸盘，该非接触真空吸盘50通过压缩空气经吸盘特殊流道使吸盘中心产生负压，并通过吸盘与硅片40之间的间隙排出，对硅片40产生向上的吸浮力，进而吸附硅片40。作为优选，所述非接触真空吸盘50吸附硅片40时，硅片40与所述非接触真空吸盘50之间的距离为0.05-0.5mm。当然，非接触真空吸盘50对硅片40的吸力应确保硅片40可以被吸起，又避免硅片40受外力产生变形。

进一步的，非接触真空吸盘50的直径小于硅片边缘保护环20的内径，不会接触到硅片边缘保护环20，也不会影响到硅片边缘保护环20上下工件台本体60。总之，通过硅片边缘保护装置10增加的非接触真空吸盘50，可以从机械手30上非接触的取放硅片40，使得硅片40和硅片边缘保护环20上下工件台本体60都可以通过硅片边缘保护装置10的控制同时实现，而工件台本体60则可以去掉原有的E-pin单元，简化工件台本体60的结构，减少工件台本体60的重量，使工件台本体60的移动更快并对速度和加速度的控制更精准，同时适应减薄硅片的上下片，消除了E-pin造成的硅片缺陷。

请重点参照图5至图6f，本发明基于上述的可实现硅片边缘保护的工件台，提供一种硅片边缘保护方法，其具体包括以下步骤：

S1：上工件台时，机械手30上片，具体地，机械手30从Foup中取出硅片40，移动至如图6a所示的工件台本体60上下片位置处；

S2：如图6b所示，硅片边缘保护装置10下降到接近硅片40后，硅片边缘保护装置10上的非接触真空吸盘50开启，吸附硅片40，机械手30移走；

S3：如图6c所示，硅片边缘保护装置10机械下降，直至硅片40和硅片边缘保护环20接近工件台本体60，非接触真空吸盘50关闭释放硅片40，硅片40被真空吸附到工件台本体60上，硅片边缘保护装置10释放硅片边缘保护环20，硅片边缘保护环20与硅片40完成对准后也被真空吸附在工件台本体60上，曝光时硅片边缘保护环20对硅片40的边缘进行遮挡保护；

S4：曝光完成后下工件台时，如图6d所示，工件台本体60移动到上下片位置处，工件台本体60释放硅片40和硅片边缘保护环20，硅片边缘保护装置10下降到非接触真空吸盘50接近硅片40，硅片边缘保护装置10吸附硅片边缘保护环20，之后非接触真空吸盘50吸附硅片40；

S5：机械手30取走硅片40，具体地，如图6e所示，机械手30移动到硅片40下方，非接触真空吸盘50关闭释放硅片40于机械手30上；

S6：如图6f所示，机械手30把硅片40放回Foup中。

对比现有技术可知，本发明简化了硅片40和硅片边缘保护环20上下工件台本体60步骤，很大程度地节约了传输时间，进而增加光刻机整机的产率，同时由于硅片40上下片均可使用非接触真空吸盘实现，原有工件台本体60上的E-pin可以被去除，简化了工件台结构和重量，使得工件台本体60的运动控制更加精确，从而提升光刻机的对准和最小线宽等关键性能。

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 (7)

1.一种可实现硅片边缘保护的工件台，包括：工件台本体和硅片边缘保护装置，所述工件台本体与硅片边缘保护装置对应设置，其特征在于，所述硅片边缘保护装置底部设有非接触真空吸盘和硅片边缘保护环，所述非接触真空吸盘与所述硅片边缘保护环同心设置，且所述非接触真空吸盘的直径小于所述硅片边缘保护环的内径，所述硅片边缘保护环的内径小于所述硅片的直径。

2.如权利要求1所述的可实现硅片边缘保护的工件台，其特征在于，所述非接触真空吸盘采用伯努利式或气旋式非接触真空吸盘。

3.如权利要求1所述的可实现硅片边缘保护的工件台，其特征在于，所述硅片边缘保护装置包括：机械模块、气动模块、检测模块及速度控制模块，所述气动模块控制所述机械模块吸附或放开所述硅片边缘保护环，所述检测模块用于检测所述硅片边缘保护环的位置，所述速度控制模块控制所述气动模块中的气体流量及大小。

4.一种可实现硅片边缘保护的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：上工件台时，机械手上片；

S2：硅片边缘保护装置下降至硅片上方，硅片边缘保护装置上的非接触真空吸盘开启吸附硅片；

S3：硅片边缘保护装置下降至工件台本体上方，非接触真空吸盘释放硅片，硅片被真空吸附到工件台上，硅片边缘保护装置释放硅片边缘保护环，硅片边缘保护环与硅片完成对准后也被真空吸附在工件台上，曝光时硅片边缘保护环对硅片边缘进行遮挡保护；

S4：下工件台时，工件台本体释放硅片和硅片边缘保护环，硅片边缘保护装置下降至工件台本体上方吸附硅片边缘保护环，之后非接触真空吸盘吸附硅片；

S5：机械手移动至硅片边缘保护装置下方，非接触真空吸盘关闭并释放硅片于机械手上；

S6：机械手取走硅片；

其中，所述非接触真空吸盘的直径小于所述硅片边缘保护环的内径，所述硅片边缘保护环的内径小于所述硅片的直径。

5.如权利要求4所述的可实现硅片边缘保护的方法，其特征在于，所述非接触真空吸盘采用伯努利式或气旋式非接触真空吸盘。

6.如权利要求4所述的可实现硅片边缘保护的方法，其特征在于，所述非接触真空吸盘对硅片的吸力等于硅片重力。

7.如权利要求4所述的可实现硅片边缘保护的方法，其特征在于，所述非接触真空吸盘吸附硅片时，硅片距离所述非接触真空吸盘的距离为0.05-0.5mm。