CN214896204U - 基板平整装置及光刻设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基板平整装置及光刻设备，所述基板平整装置包括:驱动单元和压边单元，所述压边单元包括多个压板，多个所述压板用于与基板的多个边缘区域一一对应设置，所述驱动单元被配置为，在吸盘完成对所述基板的吸附后，若所述基板的某一边缘区域的真空吸附阈值不满足设定条件时，则朝接近所述基板的方向驱动相应所述压板以至少对真空吸附阈值不满足设定条件的所述边缘区域进行按压，如此便可解决翘曲基板吸附问题，提高工件台对不同基板的适应性及吸附能力。

Description

基板平整装置及光刻设备

技术领域

本实用新型涉及光刻技术领域，特别涉及一种基板平整装置及光刻设备。

背景技术

在承片台中，用于吸附固定硅片的装置称之为吸盘，吸盘又被定位且吸附在承片台的核心部件基座上表面，保证光刻过程中硅片能随工件台分系统的移动，按照预定的路线和速度到达正确的位置。

硅片的吸附主要包括静电吸附和真空吸附，静电吸附流程复杂，成本高，而真空吸附利用真空进行接触式吸附，实现容易，成本低，是目前半导体光刻设备中常用的硅片吸附方式。

随着半导体产业不断发展，加工商对半导体加工设备的需求越来越繁多，基板的封装就是对光刻机其中的一个需求，但需要封装的基板尺寸大且硬度高，在整个制造工艺过程中很容易发生边缘翘曲问题。当有些边缘翘曲基板被交接到工件台上时，边缘翘曲部分无法与吸盘面贴合，当工件台开启真空吸附基板时，边缘翘曲部分无法被正常吸附，此部分的真空阈值往往达不到工作设定值，所以常常造成工件台无法正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基板平整装置及光刻设备，以解决翘曲基板吸附的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基板平整装置，包括：驱动单元和压边单元，所述压边单元包括多个压板，多个所述压板用于与基板的多个边缘区域一一对应设置，所述驱动单元被配置为，在吸盘完成对所述基板的吸附后，若所述基板的某一边缘区域的真空吸附阈值不满足设定条件时，则朝接近所述基板的方向驱动相应所述压板以至少对真空吸附阈值不满足设定条件的所述边缘区域进行按压。

可选的，在所述的基板平整装置中，所述驱动单元包括多个传动机构，各所述传动机构用于驱动至少一所述压板。

可选的，在所述的基板平整装置中，各所述传动机构分别用于驱动一所述压板，或者，用于驱动沿同一方向设置的两个所述压板，或者，用于驱动相邻的两个或两个以上的所述压板。

可选的，在所述的基板平整装置中，所述驱动单元还包括多个连接件，多个所述连接件和多个所述传动机构一一对应设置，所述压板通过所述连接件固定于所述传动机构，所述传动机构在对所述压板进行驱动时，所述连接件之间互不干涉。

可选的，在所述的基板平整装置中，所述压边单元包括沿第一方向设置的两个所述压板和沿第二方向设置的两个所述压板，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述驱动单元包括第一传动机构和第二传动机构，所述第一驱动结构用于驱动沿第一方向设置的两个所述压板，所述第二驱动结构用于驱动沿第二方向设置的两个所述压板。

可选的，在所述的基板平整装置中，所述基板平整装置还包括设置于所述压板的弹性结构，所述压板对所述基板的边缘区域进行按压时，通过所述弹性结构与所述边缘区域相接触。

可选的，在所述的基板平整装置中，所述弹性结构的用于与所述基板相接触的部分为橡胶体。

可选的，在所述的基板平整装置中，所述弹性结构包括第一弹性体，所述第一弹性体设置于所述压板朝向所述基板的一侧。

可选的，在所述的基板平整装置中，所述第一弹性体为O型橡胶圈。

可选的，在所述的基板平整装置中，所述弹性结构包括压帽、第二弹性体、传动螺销和压条，所述弹性结构通过所述压条与所述边缘区域相接触，所述压帽固定于所述压板背向所述基板的一侧，所述传动螺销的一端通过所述第二弹性体与所述压帽相接，另一端贯穿所述压板，与所述压条相接。

可选的，在所述的基板平整装置中，所述第二弹性体为弹簧。

本发明还提供一种光刻设备，所述光刻设备包括：吸盘及如上所述的基板平整装置；所述基板平整装置用于对所述吸盘吸附的基板的边缘区域进行平整处理。

可选的，在所述的光刻设备中，所述吸盘包括设于边缘区域且突起的环形密封圈，所述环形密封圈为褶皱密封圈或所述环形密封圈具有均匀分布的多个吸嘴。

综上所述，在本实用新型提供的基板平整装置及光刻设备中，所述基板平整装置包括：驱动单元和压边单元，所述压边单元包括多个压板，多个所述压板用于与基板的多个边缘区域一一对应设置，所述驱动单元被配置为，在吸盘完成对所述基板的吸附后，若所述基板的某一边缘区域的真空吸附阈值不满足设定条件时，则朝接近所述基板的方向驱动相应所述压板以至少对真空吸附阈值不满足设定条件的所述边缘区域进行按压，如此便可解决翘曲基板吸附问题，提高工件台对不同基板的适应性及吸附能力。

进一步的，所述基板平整装置还包括设置于所述压板的弹性结构，所述压板对所述基板的边缘区域进行按压时，通过所述弹性结构与所述边缘区域相接触，如此便可通过所述弹性结构的缓慢施压避免所述压板下压影响工作台伺服状态问题，提高机台可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的基板平整装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中一种弹性结构的示意图；

图3为本实用新型实施例中另一种弹性结构的示意图；

图4为本实用新型实施例中光刻设备的组成示意图；

图5为本实用新型实施例中一种吸盘的结构示意图；

图6为图5所示吸盘的环形密封圈的示意图；

图7为本实用新型实施例中另一种吸盘的结构示意图；

图8为图7所示吸盘的环形密封圈的示意图；

图9为本实用新型实施例中光刻设备的工作流程图；

其中，各附图标记说明如下：

1-基板平整装置；

11-驱动单元；12-压边单元；

11a-第一传动机构；11b-第二传动机构；

12a-第一压板；12b-第二压板；12c-第三压板；12d-第四压板；

13a-第一连接件；13b-第二连接件；

14-弹性结构；141-第一弹性体；142-压帽；143-第二弹性体；144-传动螺销；145-压条；

2-吸盘；3-基板；4-曝光台；

21-环形密封圈；211-吸嘴；212-中空螺钉。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

请参考图1并结合图4，本实施例提供一种基板平整装置1，所述基板平整装置1包括：驱动单元11和压边单元12，其中，所述压边单元12包括多个压板，多个所述压板用于与基板3的多个边缘区域一一对应设置，所述驱动单元11被配置为，在吸盘2完成对所述基板3的吸附后，若所述基板3的某一边缘区域的真空吸附阈值不满足设定条件时，则朝接近所述基板3的方向驱动相应所述压板以至少对真空吸附阈值不满足设定条件的所述边缘区域进行按压。

即，当检测到基板的某一边缘区域的真空吸附阈值不满足设定条件时，本实施例提供的所述基板平整装置1可对所有所述边缘区域进行按压，也可选择仅对真空吸附阈值不满足设定条件的所述边缘区域进行按压。利用本实施例提供的所述基板平整装置，可提高工作台对不同基板3的适应性及吸附能力，从而得以解决翘曲基板吸附问题。而且，根据不同边缘区域的真空吸附阈值的判断，可单独进行压边处理，如此，便可尽可能减少与基板3的接触面积，避免按压带来的基板3损伤风险，同时也可提高压边效率。

图1所示，是以基板3和吸盘2为方形，相应的，所述压边单元12(多个所述压板所构成的整体)的外轮廓也为方形作为示例。但应理解，所述压边单元12的外轮廓的形状不构成对于本申请的限制，例如当所述基板3和所述吸盘2为圆形时，相应的，所述压边单元12的外轮廓也可为圆形。另外需要说明的是，虽然“边缘区域”是非限制性的，但对于基板3而言，其边缘区域通常是指发生翘曲或易发生翘曲的区域。

为了便于操作，多个所述压板可以一定规律排布，例如，若基板3和吸盘2为方形或多边形，则可基于基板3和吸盘2的边的数量，对基板3的边缘区域进行划分，例如，若基板3为方形，则可将基板3划分为具有4个边缘区域或8个边缘区域等；而若基板3和吸盘2为圆形，则可将基板3划分为具有2n(n为1以上的正整数)个边缘区域，每个边缘区域占据所述基板整个边缘区域的360°/2n。压板的数量与所述基板的边缘区域的数量一一对应且面积相匹配。

本实施例中，为了实现对多个所述压板的驱动，所述驱动单元11包括多个传动机构，各所述传动机构用于驱动至少一所述压板。具体的，所述传动机构的数量与所述压板的数量相等，一个所述传动机构驱动一所述压板；所述传动机构的数量也可为所述压板的1/2n(n为正整数)，例如，当n＝1，各所述传动机构驱动沿同方向设置的两个所述压板或者驱动相邻的两个所述压板；当n大于1时，各所述传动机构驱动相邻的2n个所述压板。

本实施例中，所述驱动单元11还可包括连接件，多个所述连接件和多个所述传动机构一一对应设置，所述压板通过所述连接件固定于所述传动机构，所述传动机构在对所述压板进行驱动时，所述连接件之间互不干涉。所述连接件的形状可根据所述传动机构驱动的所述压板的数量及相互位置关系进行设置，以避免干涉。

在一较佳实施方式中，请继续参见图1，所述压边单元12包括沿第一方向(图示x方向)设置的两个压板和沿第二方向(图示y向)设置的两个压板，所述第二方向与所述第一方向垂直。具体的，请继续参考图1，所述压边单元12包括第一压板12a、第二压板12b、第三压板12c和第四压板12d，在第一方向上，即图示x向，所述第一压板12a和所述第二压板12b的一条边平行设置，在第二方向，即图示y向，所述第三压板12c和所述第四压板12d的一条边平行设置。所述第一压板12a、所述第二压板12b、所述第三压板12c及第四压板12d的形状分别与所述基板3的各边缘吸附区域的形状相对应。

所述驱动单元11包括第一传动机构11a和第二传动机构11b，分别用于驱动其中两个对边设置的所述压板。例如，所述第一传动机构11a用于驱动沿第一方向的所述第一压板12a和所述第二压板12b，所述第二传动机构11b用于驱动沿第二方向的所述第三压板12c和第四压板12d。所述第一压板12a和所述第二压板12b可通过第一连接件13a固定于所述第一传动机构11a，所述第三压板12c和所述第四压板12d可通过第二连接件13b固定于所述第二传动机构11b，以使所述第一压板12a、所述第二压板12b、所述第三压板12c和所述第四压板12d始终保持水平。其中，所述第一连接件13a和所述第二连接件13b交错设置，且其中一者的高度高于另外一者，互不干涉，图1所示，是以所述第一连接件13a的高度高于所述第二连接件13b的高度做出示例，在另外一些实施例中，所述第二连接件13b的高度也可高于所述第一连接件13a，本申请对此不作限制。

在另外一些实施方式中，在同样所述压边单元12包括沿第一方向(图示x方向)设置的两个压板和沿第二方向(图示y向)设置的两个压板的情况下，第一传动机构11a和第二传动机构11b，还可分别用于驱动其中两个相邻的所述压板，即第一传动机构11a和第二传动机构11b分别用于驱动呈L型布置的两个所述压板。具体的，所述第一压板12a和所述第三压板12c可通过第一连接件13a固定于所述第一传动机构11a，所述第二压板12b和所述第四压板12d可通过第二连接件13b固定于所述第二传动机构11b。此时，所述第一连接件13a和所述第二连接件并列设置即可，分别在所述第一传动机构11a和所述第二传动机构11b的驱动下运动时，互不干涉。

从上述描述可知，所述压边单元12的压板的数量，以及所述驱动单元11的传动机构的数量的具体设置不构成对于本申请的限制，只需满足，对应于基板3的不同边缘区域，分别设置有压板，且不同的压板，利用互不干涉的连接件固定于不同的传动机构，利用不同的传动机构进行驱动即可。

优选的，本实施例提供所述基板平整装置1还包括设置于所述压板的弹性结构14，所述压板对所述基板3的边缘区域进行按压时，通过所述弹性结构14与所述基板3的边缘区域相接触。若所述压板直接对基板3进行按压，很可能破坏工作台伺服状态，使工作台停止工作，通过所述弹性结构14，使得所述压板在对基板3进行按压时，呈现缓慢下压状态，从而可以避免所述压板下压影响工作台伺服状态问题，提高机台可靠性。较佳的，所述弹性结构14至少用于与所述基板3相接触的部分为橡胶体，例如，采用硅橡胶制成，以避免与基板3相接触时，对基板3造成损伤。

本实施例中，请参见图2，所述弹性结构14包括第一弹性体141，所述第一弹性体141设置于所述压板朝向基板3的一侧。即，所述压板直接通过所述第一弹性体141与基板3相接触，通过所述第一弹性体141的回弹性能使得所述压板呈缓慢下压状态。所述第一弹性体141可为O型橡胶圈，当所述第一弹性体141采用O型橡胶圈时，回弹性能好。当然，所述第一弹性体141也可采用其它满足回弹功能的结构，例如橡胶弹簧等等。所述第一弹性体141可利用卡槽卡接于所述压板，或扣接于所述压板等等，本申请对此不作限制。

在另外一些实施例中，请参见图3，所述弹性结构14包括压帽142、第二弹性体143、传动螺销144和压条145，所述弹性结构14通过所述压条145与基板相接触，所述压帽142固定于所述压板背向基板3的一侧，所述传动螺销144的一端通过所述第二弹性体143与所述压帽142相接，另一端贯穿所述压板，与所述压条145相接。当所述压板在所述驱动单元11的驱动下向下运动时，带动所述压帽142向下运动，从而所述压帽142对所述第二弹性体143施力，使得所述传动螺销144在所述第二弹性体143的缓慢下压时，带动所述压条145缓慢下压，从而同样可起到对基板3缓慢施压的目的。所述第二弹性体143可为图3所示的压缩弹簧，当所述第二弹性体143采用弹簧时，可保证较佳的传动性，当然所述第二弹性体143也可为O型橡胶圈等，本申请对此不作限制。所述压条145与基板3相接触，故所述压条145可采用硅橡胶材料制成。

另外，请参考图4，本实施例还提供一种光刻设备，所述光刻设备包括：吸盘22及如本实施例所述的基板平整装置1。

可以理解的，对于光刻设备而言，还可包括：曝光台4、机械手等，在此不再一一列举。

本实施例提供的所述光刻设备，请参见图5，所述吸盘2包括设于边缘区域且突起的环形密封圈21，以保证所述吸盘2的整体真空吸附效果。

在一具体实施方式中，请参见图6，所述环形密封圈21可为褶皱密封圈，设置于所述吸盘2的边缘区域的环形沉槽内。所述褶皱密封圈包括多个褶皱，例如可为3、5、6、7、9个等，且较佳的，距离所述环形沉槽底部最远的所述褶皱突出所述吸盘2表面，且向远离所述吸盘2本体11的中心的方向倾斜。如此设计，可使所述褶皱密封圈对基板3的支撑力的方向与基板3因吸附所产生的应力方向相反，使得所述密封圈和基板3所构成的真空吸附腔密封性好，另外，可增大所述褶皱密封圈与基板3的支撑面积，进一步增加密封性。

在另一具体实施方式中，请参见图7，所述环形密封圈21具有均匀分布的多个吸嘴211。

所述吸嘴211突出吸盘2表面高度H＝2mm为佳。请参见图8，所述吸嘴211可由中空螺钉212固定，所述中空螺钉212的上表面与吸盘2上表面齐平，所述中空螺钉212内部通真空气体，当所述基板平整装置1开始工作时，翘曲的基板3边缘逐渐与所述吸嘴211上表面接触，当基板3边缘完全覆盖住所述吸嘴211时，所述吸嘴211与基板3形成封闭结构，在真空压力的作用下，把基板3边缘拉至吸盘2表面，完成吸附工作。

另外，为了实现真空检测，对应于基板3的不同边缘区域，可在所述吸盘2内设置与多个边缘区域的位置一一对应的多个传感器，通过各传感器感知基板3在吸附于所述吸盘2后，所述基板3的各边缘区域的真空吸附阈值。

如图9所示，在利用本实施例提供的所述光刻设备，对基板3进行曝光时，其工作流程如下：

S11，支撑柱(E-pin)向上运动，伸出吸盘面；

S12，机械手将基板3放至E-pin；

S13，E-pin真空吸附打开，吸附基板3；

S14，机械手退回，E-pin吸附基板3下降；

S15，基板3向下运动与吸盘2接触，吸盘2吸附真空打开，开始吸附基板3；

S16，传感器检测真空吸附阈值是否达到设定要求；若否，则执行S17，若是，则执行S19；

S17，曝光台运动至所述基板平整装置1的下方工位；

S18，所述基板平整装置1工作，例如所述基板平整装置整体运行到距离基板一定距离之后，再驱动相应压板进行压边，并再次检测真空吸附阈值是否达到设定要求，若是，则执行S19；

S19，曝光流程开始。

综上所述，本实用新型提供的基板平整装置及光刻设备，所述基板平整装置包括：驱动单元和压边单元，所述压边单元包括多个压板，多个所述压板用于与基板的多个边缘区域一一对应设置，所述驱动单元被配置为，在吸盘完成对所述基板的吸附后，若所述基板的某一边缘区域的真空吸附阈值不满足设定条件时，则朝接近所述基板的方向驱动相应所述压板以至少对真空吸附阈值不满足设定条件的所述边缘区域进行按压，如此便可解决翘曲基板吸附问题，提高工件台对不同基板的适应性及吸附能力。

此外还应该认识到，虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。

Claims (13)

1.一种基板平整装置，其特征在于，包括：驱动单元和压边单元，所述压边单元包括多个压板，多个所述压板用于与基板的多个边缘区域一一对应设置，所述驱动单元被配置为，在吸盘完成对所述基板的吸附后，若所述基板的某一边缘区域的真空吸附阈值不满足设定条件时，则朝接近所述基板的方向驱动相应所述压板以至少对真空吸附阈值不满足设定条件的所述边缘区域进行按压。

2.如权利要求1所述的基板平整装置，其特征在于，所述驱动单元包括多个传动机构，各所述传动机构用于驱动至少一所述压板。

3.如权利要求2所述的基板平整装置，其特征在于，各所述传动机构分别用于驱动一所述压板，或者，用于驱动沿同一方向设置的两个所述压板，或者，用于驱动相邻的两个或两个以上的所述压板。

4.如权利要求2所述的基板平整装置，其特征在于，所述驱动单元还包括多个连接件，多个所述连接件和多个所述传动机构一一对应设置，所述压板通过所述连接件固定于所述传动机构，所述传动机构在对所述压板进行驱动时，所述连接件之间互不干涉。

5.如权利要求1所述的基板平整装置，其特征在于，所述压边单元包括沿第一方向设置的两个所述压板和沿第二方向设置的两个所述压板，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述驱动单元包括第一传动机构和第二传动机构，所述第一传动机构用于驱动沿第一方向设置的两个所述压板，所述第二传动机构用于驱动沿第二方向设置的两个所述压板。

6.如权利要求1所述的基板平整装置，其特征在于，所述基板平整装置还包括设置于所述压板的弹性结构，所述压板对所述基板的边缘区域进行按压时，通过所述弹性结构与所述边缘区域相接触。

7.如权利要求6所述的基板平整装置，其特征在于，所述弹性结构的用于与所述基板相接触的部分为橡胶体。

8.如权利要求6所述的基板平整装置，其特征在于，所述弹性结构包括第一弹性体，所述第一弹性体设置于所述压板朝向所述基板的一侧。

9.如权利要求8所述的基板平整装置，其特征在于，所述第一弹性体为O型橡胶圈。

10.如权利要求6所述的基板平整装置，其特征在于，所述弹性结构包括压帽、第二弹性体、传动螺销和压条，所述弹性结构通过所述压条与所述边缘区域相接触，所述压帽固定于所述压板背向所述基板的一侧，所述传动螺销的一端通过所述第二弹性体与所述压帽相接，另一端贯穿所述压板，与所述压条相接。

11.如权利要求10所述的基板平整装置，其特征在于，所述第二弹性体为弹簧。

12.一种光刻设备，其特征在于，所述光刻设备包括：吸盘及如权利要求1～11任一项所述的基板平整装置；所述基板平整装置用于对所述吸盘吸附的基板的边缘区域进行平整处理。

13.如权利要求12所述的光刻设备，其特征在于，所述吸盘包括设于边缘区域且突起的环形密封圈，所述环形密封圈为褶皱密封圈或所述环形密封圈具有均匀分布的多个吸嘴。

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