JP2020518011A - シリコンウェーハ処理装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、シリコンウェーハ処理装置及び方法を提供し、プリアライメント光学アセンブリ及びエッジ露光アセンブリを同期双方向運動モジュールに設置することにより、装置の占有空間を減少し、設置費用を節約し、さらに、制御アセンブリによって底板上の同期双方向運動モジュール、回転ユニット、及び位置補償ユニットを制御することにより操作の複雑さを減小し、さらに、同期双方向運動モジュールを制御してプリアライメント光学アセンブリとエッジ露光アセンブリが同時に運動するように駆動して、サイズの異なるシリコンウェーハに対してプリアライメント及びエッジ露光操作を行うことができることにより、切り替え時間を節約し、作業効率を向上させた。

Description

本発明は、マイクロエレクトロニクス技術におけるシリコンウェーハ処理装置及び方法に関し、特に、シリコンウェーハプリアライメント及びエッジ露光装置及び方法に関する。
マイクロエレクトロニクス技術の発展はコンピューター技術、通信技術及びその他電子情報技術の世代交代を促進し、情報産業革命において重要な先駆け及び基礎作用を果たしている。リソグラフィー装置はマイクロエレクトロニクス装置の製造に不可欠な手段である。シリコンウェーハプリアライメントシステム及びシリコンウェーハエッジ露光システムは、ハイテクパッケージリソグラフィー装置において重要組成のサブシステムである。
今日、市場においてプリアライメント及びエッジ露出の自動化に対する要求が日々に高くなっているが、コストに対する要求はますます厳しくなっている。コストを削減するために、業界ではシリコンウェーハのプリアライメント及びエッジ露光機能を単一装置に集積している。現在、業界で使用しているプリアライメント及びエッジ露光の一体化装置の一般的なレイアウトは次の通りである：
プリアライメント光学装置及びエッジ露光レンズはそれぞれベースに固定されており、水平移動モジュールは回転リフトモジュールを水平に移動させ、回転リフトモジュールはシリコンウェーハを吸着する。
上記の装置では、シリコンウェーハが水平運動をし、装置はシリコンウェーハの水平運動経路を避ける必要があるため、装置は比較的に大きな空間を必要とする。業界には独立したプリアライメント装置と独立したエッジ露光装置があり、プリアライメント装置とエッジ露光装置はシリコンウェーハが動かずに固定されており、プリアライメント光学装置とエッジ露光レンズが切り替え運動する方式を採用している。相対的にいえば、装置の空間サイズは基本的に一枚のシリコンのサイズと同じであり、この方式で占用する空間は比較的小さい。しかしながら、２つの独立した装置が存在するため、装置の空間は最小化されず、運動モジュールの数が多いため、装置のコストが比較的高い。
本発明の目的は、シリコンウェーハ処理装置及び方法を提供することにあり、特に、先行技術で用いられるプリアライメント及びエッジ露光一体化装置が占有する空間が大きく、費用が比較的高いという欠点を改善して、空間及び時間を節約し、作業効率を向上させるシリコンウェーハプリアライメント並びにエッジ露光装置及び方法を提供することにある。
前記目的を達するために、本発明の一面によれば、シリコンウェーハに対してプリアライメント及びエッジ露光処理を行うシリコンウェーハ処理装置において、前記シリコンウェーハ処理装置は、底板、制御アセンブリ、プリアライメント光学アセンブリ、エッジ露光アセンブリ、載置ユニット及び同期双方向運動モジュールを含み、前記同期双方向運動モジュールは前記底板に固定され、前記プリアライメント光学アセンブリ及びエッジ露光アセンブリはそれぞれ前記同期双方向運動モジュールに固定され、前記プリアライメント光学アセンブリとエッジ露光アセンブリは載置ユニットの中心に対して対称的に分布され、前記制御アセンブリはプリアライメント光学アセンブリ、エッジ露光アセンブリ、及び同期双方向運動モジュールのそれぞれに電気的に連結され、前記制御アセンブリは、前記シリコンウェーハのサイズとシリコンウェーハエッジ露光作業位置の要件に応じて前記同期双方向運動モジュールを制御して前記プリアライメント光学アセンブリ及びエッジ露光アセンブリが前記シリコンウェーハに対して同期的に対向する方向または逆方向に運動するように駆動するとともに、前記載置ユニットを制御して前記シリコンウェーハを運動させるシリコンウェーハ処理装置を提供する。
好ましくは、前記シリコンウェーハ処理装置において、前記載置ユニットは回転テーブル、位置決めテーブル、運動モジュールを含み、前記運動モジュールは回転ユニット、昇降ユニット及び位置補償ユニットを含み、前記回転テーブルは前記回転ユニットに固定され、前記回転テーブルは前記シリコンウェーハが前記回転ユニットの駆動により回転するように載置することができ、前記回転ユニットは前記昇降ユニットに固定され、前記昇降ユニットは前記回転ユニットを前記底板に垂直する方向に運動させることができ、前記位置決めテーブルは前記回転テーブルの外周に設けられ、且つ前記位置補償ユニットに固定され、前記位置決めテーブルは前記シリコンウェーハが前記位置補償ユニットの駆動により前記回転テーブルに対して水平方向に運動するように載置することができる。
好ましくは、前記シリコンウェーハ処理装置において、前記同期双方向運動モジュールは、リニアガイドアセンブリ、ドライバー、左右回転ねじ、左スライダー、及び右スライダーを含み、前記左右回転ねじは前記左スライダーと右スライダーを貫通して前記ドライバーに連結され、前記左スライダー及び右スライダーは前記リニアガイドアセンブリに設けられ、前記アライメント光学アセンブリは前記左スライダーに固定され、前記エッジ露光アセンブリは前記右スライダーに固定され、前記左右回転ねじに左回転雄ねじ山と右回転雄ねじ山が対称的に設けられており、前記左スライダーの内部には前記左回転雄ねじ山とマッチングする左回転雌ねじ山が設けられ、前記右スライダーの内部には前記右回転雄ねじ山とマッチングする右回転雌ねじ山が設けられ、前記ドライバーは前記左右回転ねじを回転させることにより、前記左スライダーと右スライダーを何れも前記リニアガイドアセンブリに沿って同期的に対向する方向または逆方向に運動させる。
好ましくは、前記シリコンウェーハ処理装置において、前記リニアガイドアセンブリは平行に設けられた第１レール及び第２レールを含み、前記左スライダー及び前記右スライダーは前記第１レール及び第２レールにかけ亘っている。
好ましくは、前記シリコンウェーハ処理装置において、前記同期双方向運動モジュールは、リニアガイドアセンブリ、ドライバー、回転ギア、第１ラック、及び第２ラックを含み、前記第１ラック及び第２ラックは前記回転ギアの両側に平行に分布され、且つ前記回転ギアと噛み合い、前記回転ギアは前記ドライバーに連結され、前記第1ラックと第２ラックの歯の方向は相反し、前記プリアライメント光学アセンブリは前記第１ラックに固定され、前記エッジ露光アセンブリは前記第２ラックに固定され、前記ドライバーは前記回転ギアを駆動して回転させて、前記第１ラックと第２ラックが前記リニアガイドアセンブリに沿って同期的に対向する方向または逆方向に運動するようにする。
好ましくは、前記シリコンウェーハ処理装置において、前記リニアガイドアセンブリは平行に設置された第１ガイドレール及び第２ガイドレールを含み、前記第１ラックは前記第１ガイドレールにスライド可能に設けられ、前記第２ラックは前記第２レールにスライド可能に設けられる。
好ましくは、前記シリコンウェーハ処理装置において、前記プリアライメント光学アセンブリは、点光源、プリアライメントレンズ、及び画像収集部材を含み、前記点光源は照射光線を発して前記シリコンウェーハのエッジを照射し、前記シリコンウェーハのエッジを通過した照射光線は前記プリアライメントレンズに到達して前記画像収集部材によって前記シリコンウェーハの情報を収集する。
好ましくは、前記シリコンウェーハ処理装置において、前記エッジ露光アセンブリは、露光レンズと絞り切替部材とを含み、前記露光レンズは前記シリコンウェーハに対してエッジ露光を行い、前記絞り切替部材は露光スポットのサイズを調整するために用いられる。
前記目的を達するために、本発明の他の一面によれば、シリコンウェーハを載置ユニットに載置し、制御アセンブリが前記シリコンウェーハのサイズによって同期双方向運動モジュールを制御して、プリアライメント光学アセンブリとエッジ露光アセンブリが前記シリコンウェーハに対して同期的に対向する方向または逆方向に運動するように駆動して前記プリアライメント光学アセンブリをシリコンウェーハプリアライメント作業位置に移動させるステップ１と、
制御アセンブリは前記載置ユニットと前記プリアライメント光学アセンブリを制御して前記シリコンウェーハに対してプリアライメントするステップ２と、
制御アセンブリは前記シリコンウェーハのサイズとシリコンウェーハのエッジ露光作業位置の要件に応じて同期双方向運動モジュールを制御してプリアライメント光学アセンブリとエッジ露光アセンブリが前記シリコンウェーハに対して同期的に対向する方向または逆方向に運動するように駆動して、前記エッジ露光アセンブリを前記シリコンウェーハのエッジ露光作業位置まで移動させるステップ３と、
制御アセンブリは、前記載置ユニットと前記エッジ露光アセンブリを制御して前記シリコンウェーハに対してエッジ露光処理を行うステップ４と、を含む前記何れのシリコンウェーハ処理装置を用いてシリコンウェーハに対してプリアライメント及びエッジ露光処理を行う方法を提供する。
好ましくは、シリコンウェーハに対してプリアライメント及びエッジ露光処理を行う方法において、 前記載置ユニットは回転テーブル、位置決めテーブル、及び運動モジュールを含み、前記運動モジュールは、回転ユニット、昇降ユニット、及び位置補償ユニットを含み、
前記ステップ２は、具体的には、
前記回転テーブルが前記シリコンウェーハを吸着し、前記回転ユニットは前記回転テーブルとシリコンウェーハを回転させ、前記プリアライメント光学アセンブリはシリコンウェーハのエッジ情報を収集し、前記制御アセンブリは前記シリコンウェーハのエッジ情報によって前記回転テーブルの中心に対する前記シリコンウェーハの中心の偏心量を計算して、前記偏心量がシリコンウェーハと回転テーブルのセンタリング精度を充足しているか否かを判断し、充足すれば、ステップ２６を実行し、充足しなければ、ステップ２２を実行するステップ２１と、
前記回転テーブルは前記シリコンウェーハを回転させ、前記偏心の最大値が位置する方向を位置補償ユニットの運動方向まで回転させるステップ２２と、
前記昇降ユニットは前記回転テーブルと前記シリコンウェーハを下方へ運動させて前記位置決めテーブルとの接触位置に到達するようにし、前記回転テーブルはシリコンウェーハを解放し、前記位置決めテーブルはシリコンウェーハを吸着し、前記昇降ユニットが下降し続けて前記回転テーブルを接触低い位置まで運動させるステップ２３と、
前記制御アセンブリは回転テーブルの中心に対する前記シリコンウェーハの偏心量によって前記位置補償ユニットが前記位置決めテーブルを水平方向に移動させるように制御して前記シリコンウェーハの中心を回転テーブルの中心と重なり合うようにするステップ２４と、
前記昇降ユニットは回転テーブルを上方へ接触位置まで運動させ、前記位置決めテーブルはシリコンウェーハを解放し、前記回転テーブルはシリコンウェーハを吸着してステップ２１に戻るステップ２５と、
前記回転ユニットは前記回転テーブルとシリコンウェーハを回転させ、前記プリアライメント光学アセンブリはシリコンウェーハエッジ情報を収集し、前記制御アセンブリは前記シリコンウェーハのエッジ情報によって前記シリコンウェーハのノッチ位置を計算し、また、前記シリコンウェーハのノッチ位置によって前記回転ユニットの回転を制御して前記シリコンウェーハの配向を実現するステップ２６と、
シリコンウェーハの配向精度を充足するか否かを判断し、充足しなければステップ２６を実行するステップ２７と、を含む。
前述したように、本発明で提供するシリコンウェーハ処理装置及び方法は、プリアライメント光学アセンブリ及びエッジ露光アセンブリを同期双方向運動モジュール上に設けることにより、装置の占有空間を減少し、設置費用を節約した。制御アセンブリを通じて底板上の同期双方向運動モジュール、回転ユニット及び位置補償ユニットを制御することにより、操作の複雑さを低減し、同期双方向運動モジュールを制御してプリアライメント光学アセンブリ及びエッジ露光アセンブリが同時に運動するように駆動してサイズの異なるシリコンウェーハに対してプリアライメント及びエッジ露光操作を行うことにより、切り替え時間を節約し、作業効率を向上させた。
本発明の一実施例におけるシリコンウェーハ処理装置の構造を示す正面図である。 図１の左側面図である。 本発明の一実施例によるシリコンウェーハ処理装置を用いてシリコンウェーハに対してプリアライメント及びエッジ露光を行う作業フローチャートである。 本発明の他の実施例における同期双方向運動モジュールの構造を示す図である。
以下、図面を通じて本発明の具体的な実施形態についてさらに詳しく説明する。本発明の長所及び特徴は以下の説明及び特許請求範囲によって明らかになれる。なお、本発明の図面は、簡易化した形式を採用し、且つ正確ではない比率を使用しており、本発明の実施例を容易かつ明確に説明することを補助するために用いられることに留意すべきである。
図１及び図２によれば、図１は本発明の一実施例によるシリコンウェーハ処理装置の構造を示す正面図であり、図２は図１の左側面図である。 本発明は、底板１、制御アセンブリ２、プリアライメント光学アセンブリ３、エッジ露光アセンブリ５、載置ユニット及び同期双方向運動モジュール４を含み、ここで、前記載置ユニットは回転テーブル７１、位置決めテーブル８１及び運動モジュールを含み、運動モジュールは回転ユニット７、昇降ユニット６及び位置補償ユニット８を含む、シリコンウェーハ９に対してプリアライメント及びエッジ露光処理を行うためのシリコンウェーハ処理装置を提供する。プリアライメント光学アセンブリ３及びエッジ露出アセンブリ５の動作原理は、従来技術において広く発展されているので、本発明の実施形態ではこれに対する説明は省略する。
具体的には、制御アセンブリ２は、まず、シリコンウェーハ９の大きさによって同期双方向運動モジュール４を制御してプリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５がシリコンウェーハ９に対して同期的に対向する方向または逆方向に運動するように駆動して（ここで、前記制御アセンブリ２は同期双方向運動モジュール４を制御してプリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５がシリコンウェーハ９に対して同時に対向する方向または逆方向に運動するように駆動する）、プリアライメント光学アセンブリ３をシリコンウェーハ９のプリアライメント作業位置に移動させる。
次に、制御アセンブリ２は、プリアライメント光学アセンブリ３で生成された情報を収集し、例えば、この情報はプリアライメント光学アセンブリ３によって収集されたシリコンウェーハのエッジの位置情報であってもよく、それにより、前記載置ユニット上での前記シリコンウェーハ９の相対位置を得ることができ、さらに、昇降ユニット６、回転ユニット７及び位置補償ユニット８を制御してシリコンウェーハ９に対してプリアライメントすることができる。
つまり、前記載置ユニット上での前記シリコンウェーハ９の相対位置を調整して、前記載置ユニット上での前記シリコンウェーハ９の相対位置が要件を満たすようにする。
その後、制御アセンブリ２は、シリコンウェーハ９のサイズとシリコンウェーハ９のエッジ露光作業位置の要件に応じて同期双方向運動モジュール４を制御してプリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５がシリコンウェーハ９に対して同期的に対向する方向または逆方向に運動するように駆動して、エッジ露光アセンブリ５をシリコンウェーハ９のエッジ露光作業位置に移動させる。
最後に、昇降ユニット６、回転ユニット７、位置補償ユニット８及びエッジ露光アセンブリ５を制御してシリコンウェーハ９に対してエッジ露光処理を行って、シリコンウェーハ９のエッジの所定位置に対する露光を実現することができる。
さらに、図１及び図２によれば、同期双方向運動モジュール４は底板１に固定され、プリアライメント光学アセンブリ３及びエッジ露光アセンブリ５はそれぞれ同期双方向運動モジュール４に固定され、プリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５の軸線は回転テーブル７１の中心に対して対称的に分布される。
制御アセンブリ２はプリアライメント光学アセンブリ３、エッジ露光アセンブリ５及び同期双方向運動モジュール４のそれぞれと電気的に連結され、制御アセンブリ２は、シリコンウェーハ９のサイズとシリコンウェーハエッジ露光作業位置の要件に応じて同期双方向運動モジュール４を制御してプリアライメント光学アセンブリ３及びエッジ露光アセンブリ５がシリコンウェーハ９に対して同期的に対向する方向または逆方向に運動するように駆動する。
具体的には、プリアライメント光学アセンブリ３は、点光源３２、プリアライメントレンズ３１及び画像収集部材を含み、ここで、前記点光源は照射光線を発して前記シリコンウェーハのエッジを照射し、前記シリコンウェーハのエッジを通過する照明光線が前記プリアライメントレンズに到達して前記画像収集部材によって前記シリコンウェーハの情報を収集する。エッジ露光アセンブリ５は、露光レンズ５１と絞り切替部材５２を含み、前記露光レンズは前記シリコンウェーハに対してエッジ露光を行い、前記絞り切替部材は露光スポットのサイズを調整するのに用いられる。
具体的には、本発明の好ましい一実施例において、同期双方向運動モジュール４は、リニアガイドアセンブリ、ドライバー、左右回転ねじ４３、左スライダー４１、及び右スライダー４２を含む。左右回転ねじ４３は左スライダー４１と右スライダー４２を貫通してドライバーと連結され、リニアガイドアセンブリは平行に設置された第１レール４３１及び第２レール４３２を含み、左スライダー４１及び右スライダー４２は両方とも第１レール４３１及び第２レール４３２にかけ亘っており、プリアライメント光学アセンブリ３は左スライダー４１に固定され、エッジ露光アセンブリ５は右スライダー４２に固定される。
具体的には、左右回転ねじ４３には、左回転ねじ山と右回転ねじ山が対称的に設けられ、左スライダー４１の内部には左回転雄ねじ山とマッチングする左回転雌ねじ山が設けられており、右スライダー４２の内部には右回転雄ねじ山とマッチングする右回転雌ねじ山が設けられている。ドライバーが左右回転ねじ４３を回転させると、左スライダー４１と右スライダー４２は何れも第１レール４３１と第２レール４３２に沿って同期的に対向する方向または逆方向に運動し、それにより、プリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５がシリコンウェーハ９に対して対向する方向または逆方向運動するようにしてプリアライメント光学アセンブリ３のプリアライメント作業位置及びエッジ露光アセンブリ５の露光作業位置を調整する。
本発明において、同期双方向運動モジュール４がプリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５を同時に運動させることにより、作業が簡単であり、切り替え時間が節約され、構造が単純で、且つ装置全体の占有空間及びコストが削減される。
載置ユニットは回転テーブル７１、位置決めテーブル８１、運動モジュールを含み、運動モジュールは回転ユニット７、昇降ユニット６及び位置補償ユニット８を含む。昇降ユニット６と位置補償ユニット８は何れも底板１に連結され、前記位置補償ユニット８は前記底板１に直接連結されてもよく、他の部材を介して間接的に底板１に連結されてもよい。回転ユニット７は昇降ユニット６に設けられ、回転テーブル７１は回転ユニット７に固定されてシリコンウエハ９を載置する。昇降ユニット６は回転ユニット７を底板１に垂直する方向に運動させ、位置決めテーブル８１は回転テーブル７１の外周に設けられ、且つ位置補償ユニット８に固定されてシリコンウェーハ９を載置して位置補償ユニット８の駆動により水平方向に運動するようにすることができ、回転テーブル７１に対するシリコンウェーハ９の水平位置が調整され、これにより、プリアライメントが完成される。
具体的には、プリアライメント光学アセンブリ３内の画像収集部材はシリコンウェーハ９の情報を収集し、制御アセンブリ２は収集されたシリコンウェーハ９の情報によって昇降ユニット６、回転ユニット７、及び位置補償ユニット８を制御して回転テーブル７１に対するシリコンウェーハ９の偏移量を調整して、シリコンウェーハ９のプリアライメント操作を完成する。
より具体的には、回転テーブル７１はシリコンウェーハ９を吸着し、回転ユニット７は回転テーブル７１とシリコンウェーハ９を回転させ、プリアライメント光学アセンブリ３はシリコンウェーハエッジ情報を収集し、制御アセンブリ２はシリコンウェーハ９のエッジ情報によってシリコンウェーハ９の中心が回転テーブル７１の中心に対する偏心量を計算して、偏芯量がシリコンウェーハ９と回転テーブル７１のセンタリング精度を充足しているか否かを判断する。
偏心量がシリコンウェーハ９と回転テーブル７１のセンタリング精度を充足しない場合、回転テーブル７１はシリコンウェーハ９を回転させて、偏心量の最大値が存在する方向を位置補償ユニット８の運動方向、即ち水平上のある方向まで回転させる。昇降ユニット６は、回転テーブル７１及びシリコンウェーハ９を底板１に垂直する方向に移動させて、位置決めテーブル８１との接触位置に到達するようにし、回転テーブル７１はシリコンウェーハ９を解放し、位置決めテーブル８１はシリコンウェーハ９を吸着し、昇降ユニット６は下降し続けて回転テーブル７１を接触位置の低い位置（接触位置よりも低い位置）に運動させる。制御アセンブリ２は、回転テーブル７１の中心に対するシリコンウェーハ９の中心の偏心量によって位置補償ユニット８を制御して位置決めテーブル８２を水平方向に移動させて、シリコンウェーハ９の中心が回転テーブル７１の中心と重なり合うようにする。昇降ユニット６は回転テーブル７１を上方向へ接触位置まで運動させ、位置決めテーブル８２はシリコンウェーハ９を解放し、回転テーブル７１はシリコンウェーハ９を吸着してプリアライメント操作を完成する。
プリアライメント操作が完成されると、回転ユニット７は回転テーブル７１及びシリコンウェーハ９を回転させ、プリアライメント光学アセンブリ３はシリコンウェーハ９のエッジ情報を収集し、制御アセンブリ２はシリコンウェーハ９のエッジ情報によってノッチ位置を計算し、ノッチ位置によって回転ユニット７の回転を制御して、シリコンウェーハ９の配向を実現する。
制御アセンブリ２は、シリコンウェーハ９のサイズ及びシリコンウェーハ９のエッジ露光作業位置の要件に応じて同期双方向運動モジュール４を制御してプリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５を駆動した第１レール４３１及び第２レール４３２に沿ってシリコンウェーハ９に対して同期的に対向する方向または逆方向に運動するように駆動して、エッジ露光アセンブリ５をリコンウェーハ９のエッジ露光作業位置に位置合わせする。制御アセンブリ２はエッジ露光要件に応じて同期双方向運動モジュール４上のエッジ露光アセンブリ５を制御してエッジ露光処理を行うようにする。
本発明の好ましい一実施例において、シリコンウェーハ９のエッジ露光、環状露光、及びセグメント露光を実現することができ、露光スポットのサイズを調整することができる。具体的に、露光レンズ５１によってシリコンウェーハ９のエッジ露光、環状露光、及びセグメント露光を実現し、絞り切替アセンブリ５２によって露光スポットのサイズを自動に切り替える。
さらに、前記シリコンウェーハ処理装置は、サイズの異なるシリコンウェーハ９に対してプリアライメント及びエッジ露光処理を行うことができ、シリコンウェーハ９のサイズには６インチ、８インチ、及び１２インチが含まれるが、これらに限定されない。具体的には、図３に示すように、図３は本発明の一実施例によるシリコンウェーハ処理装置を用いてシリコンウェーハに対してプリアライメント及びエッジ露光を行う作業フローチャートである。具体的には、前記シリコンウェーハ処理装置を用いてサイズの異なるシリコンウェーハ９に対してプリアライメント及びエッジ露光処理を行うステップは以下の通りである。
ステップＳ１：制御アセンブリ２はシリコンウェーハ９のサイズによって、同期双方向運動モジュール４を制御してプリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５がシリコンウェーハ９に対して同期的に対向する方向または逆方向に運動するように駆動して、プリアライメント光学アセンブリ３をシリコンウェーハのプリアライメント作業位置に移動させ；
ステップＳ２：制御アセンブリ２は、プリアライメント光学アセンブリ３で生成された情報を収集し、昇降ユニット６、回転ユニット７及び位置補償ユニット８を制御してシリコンウェーハ９に対してプリアライメントし；
ステップＳ３：制御アセンブリ２はシリコンウェーハ９のサイズ及びシリコンウェーハ９のエッジ露光作業位置の要件に応じて、同期双方向運動モジュール４を制御してプリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５がシリコンウェーハ９に対して同期的に対向する方向または逆方向に運動するように駆動して、エッジ露光アセンブリ５をシリコンウェーハのエッジ露光作業位置に移動させ；
ステップＳ４：制御アセンブリ２は、昇降ユニット６、回転ユニット７、位置補償ユニット８及びエッジ露光アセンブリ５を制御してシリコンウエハ９対してエッジ露光処理を行う。
好ましくは、前記ステップにおいて、シリコンウェーハ９のサイズが６インチである場合、エッジ露光処理を行う時、プリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５は基本的に６インチ離れる；シリコンウェーハ９のサイズが８インチである場合 エッジ露光処理を行う時、プリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５は基本的に８インチ離れる。
ステップＳ５：露光処理を完成した後、交換したシリコンウェーハ９のサイズが変化すると、ステップＳ１〜Ｓ４を繰り返す。具体的に、例えば、シリコンウェーハ９のサイズが６インチから８インチに変化する場合、左スライダー４１及び右スライダー４２はそれぞれ第１レール４３１及び第２レール４３２に沿って同期的に反対方向に少なくとも２５ｍｍ移動し、それにより、プリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５とが８インチ以上離れるようにすることができ、再び左スライダー４１と右スライダー４２の運動によってプリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５がシリコンウェーハ９に対して同期的に対向する方向または逆方向に運動するように駆動し、また載置ユニットの運動を制御することにより、プリアライメントと露光を実現する。
具体的に、上述したように、ステップＳ２は、
回転テーブル７１はシリコンウェーハ９を吸着し、回転ユニット７は回転テーブル７１とシリコンウェーハ９を回転させ、プリアライメント光学アセンブリ３はシリコンウェーハのエッジ情報を収集し、制御アセンブリ２はシリコンウェーハ９のエッジ情報によって回転テーブル７１の中心に対するシリコンウェーハ９の中心の偏心量を計算して偏心量がシリコンウェーハ９と回転テーブル７１のセンタリング精度を充足しているか否かを判定するステップを含む。
偏心量がシリコンウェーハ９と回転テーブル７１のセンタリング精度を充足しない場合、回転テーブル７１はシリコンウェーハ９を回転させて、偏心量の最大値が位置する方向を位置補償ユニット８の運動方向、即ち水平上のある方向まで回転させる。昇降ユニット６は、回転テーブル７１及びシリコンウェーハ９を垂直方向に沿って運動させて、位置決めテーブル８１との接触位置に到達するようにし、回転テーブル７１はシリコンウェーハ９を解放し、位置決めテーブル８１はシリコンウェーハ９を吸着し、昇降ユニット６は下降し続けて回転テーブル７１を接触位置の低い位置に運動させる。制御アセンブリ２は、回転テーブル７１の中心に対するシリコンウェーハ９の中心の偏心量によって位置補償ユニット８を制御して位置決めテーブル８２を水平方向に移動させて、シリコンウェーハ９の中心が回転テーブル７１の中心と重なり合うようにする。昇降ユニット６は回転テーブル７１を上方向へ接触位置まで運動させ、位置決めテーブル８２はシリコンウェーハ９を解放し、回転テーブル７１はシリコンウェーハ９を吸着してプリアライメント操作を完成する。
本発明のその他の実施例は、図４に示すようなものであり、図４は本発明のその他の実施例による同期双方向運動モジュールの構造を示す図である。本実施例において、同期双方向運動モジュール４は、リニアガイドアセンブリ、ドライバ、回転ギア、第１ラック及び第２ラックを含み、第１ラック及び第２ラックは、回転ギアの両側に平行に分布されて、且つ回転ギアと噛み合う。回転ギアは前記ドライバーに連結され、前記第１ラックと前記第２ラックの歯の方向は相反し、プリアライメント光学アセンブリ３は第１ラックに固定され、エッジ露光アセンブリ５は第２ラックに固定され、ドライバーは回転ギアが回転するように駆動して第１ラックと第２ラックをそれぞれ第１レール４３１及び第２レール４３２に沿って同期的に対向する方向または逆方向に運動させて、プリアライメント光学アセンブリ３のプリアライメント作業位置及びエッジ露光アセンブリ４の露光作業位置を調整する。
シリコンウェーハ９の露光が完成された後、交換したシリコンウェーハ９のサイズが前のものと異なる場合、プリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５の作業位置を調整し直す必要がある。具体的には、シリコンウェーハ９のサイズが６インチから８インチに変化した場合、回転ギアが反時計回りに少なくとも円周長２５ｍｍ回動すると、第１ラックと第２ラックがそれぞれ反対方向に少なくとも２５ｍｍ移動するので、プリアライメント光学アセンブリ３はエッジ露光アセンブリ５と８インチ以上離れるようにすることができ、引き続き作業位置の調整を完成する。シリコンウェーハ９のサイズを８インチから６インチに変更する必要がある場合、回転ギアは時計回りに回転し、回動円周長は２５ｍｍであってもよく、第１ラック及び第２ラックはそれぞれ対向して２５ｍｍ運動すれば、プリアライメント光学アセンブリ３とエッジ露光アセンブリ５が６インチ離れるようにすることができる。
本発明は本実施例におけるギア及びラックの材料及びサイズにいかなる制限も課さない。
上述したように、本発明で提案するシリコンウェーハ処理装置及び方法は、プリアライメント光学アセンブリ及びエッジ露光アセンブリを同期双方向運動モジュール上に設けることにより、装置の占有空間を減少し、設置費用を節約した。制御アセンブリによって底板上の同期双方向運動モジュール、回転ユニット、及び位置補償ユニットを制御することにより、操作の複雑さを低減し、同期双方向運動モジュールを制御してプリアライメント光学アセンブリとエッジ露光アセンブリが同時に運動するように駆動して、サイズの異なるシリコンウェーハに対してプリアライメント及びエッジ露光操作を行うことによって、切り替え時間を節約し、作業効率を向上した。
以上は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明に如何なる制限もしない。本技術分野において通常の知識を有する者が本発明の技術的方案の範囲内で本発明で開示された技術方案及び技術的内容についてなされた同等な置換または修正などの変更は本発明の技術的方案の内容に属し、依然として本発明の保護範囲内に属する。
１−底板、２−制御アセンブリ、３−プリアライメント光学アセンブリ、３１−プリアライメントレンズ、３２−点光源、４−同期双方向運動モジュール、４１−左スライダー、４２−右スライダー、４３−左右回転ねじ、４３１−第１レール、４３２−第２レール、５−エッジ露光アセンブリ、５１−露光レンズ、５２−絞り切替部材、６−昇降ユニット、７−回転ユニット、７１−回転テーブル、８−位置補償ユニット、８１−位置決めテーブル、９−シリコンウェーハ。

Claims (10)

  1. シリコンウェーハに対してプリアライメント及びエッジ露光処理を行うシリコンウェーハ処理装置において、
    前記シリコンウェーハ処理装置は、
    底板、制御アセンブリ、プリアライメント光学アセンブリ、エッジ露光アセンブリ、載置ユニット及び同期双方向運動モジュールを含み、
    前記同期双方向運動モジュールは前記底板に固定され、
    前記プリアライメント光学アセンブリ及びエッジ露光アセンブリはそれぞれ前記同期双方向運動モジュールに固定され、
    前記プリアライメント光学アセンブリとエッジ露光アセンブリは載置ユニットの中心に対して対称的に分布され、
    前記制御アセンブリはプリアライメント光学アセンブリ、エッジ露光アセンブリ、及び同期双方向運動モジュールのそれぞれに電気的に連結され、
    前記制御アセンブリは、
    前記シリコンウェーハのサイズとシリコンウェーハエッジ露光作業位置の要件に応じて前記同期双方向運動モジュールを制御して前記プリアライメント光学アセンブリ及びエッジ露光アセンブリが前記シリコンウェーハに対して同期的に対向する方向または逆方向に運動するように駆動するとともに、
    前記載置ユニットを制御して前記シリコンウェーハを運動させる、
    ことを特徴とするシリコンウェーハ処理装置。
  2. 前記載置ユニットは回転テーブル、位置決めテーブル、運動モジュールを含み、前記運動モジュールは回転ユニット、昇降ユニット及び位置補償ユニットを含み、前記回転テーブルは前記回転ユニットに固定され、前記回転テーブルは前記シリコンウェーハが前記回転ユニットの駆動により回転するように載置することができ、前記回転ユニットは前記昇降ユニットに固定され、前記昇降ユニットは前記回転ユニットを前記底板に垂直する方向に運動させることができ、前記位置決めテーブルは前記回転テーブルの外周に設けられ、且つ前記位置補償ユニットに固定され、前記位置決めテーブルは前記シリコンウェーハが前記位置補償ユニットの駆動により前記回転テーブルに対して水平方向に運動するように載置することができることを特徴とする請求項１に記載のシリコンウェーハ処理装置。
  3. 前記同期双方向運動モジュールは、リニアガイドアセンブリ、ドライバー、左右回転ねじ、左スライダー、及び右スライダーを含み、前記左右回転ねじは前記左スライダーと右スライダーを貫通して前記ドライバーに連結され、前記左スライダー及び右スライダーは前記リニアガイドアセンブリに設けられ、前記アライメント光学アセンブリは前記左スライダーに固定され、前記エッジ露光アセンブリは前記右スライダーに固定され、前記左右回転ねじに左回転雄ねじ山と右回転雄ねじ山が対称的に設けられており、前記左スライダーの内部には前記左回転雄ねじ山とマッチングする左回転雌ねじ山が設けられ、前記右スライダーの内部には前記右回転雄ねじ山とマッチングする右回転雌ねじ山が設けられ、前記ドライバーは前記左右回転ねじを回転させることにより、前記左スライダーと右スライダーを何れも前記リニアガイドアセンブリに沿って同期的に対向する方向または逆方向に運動させることを特徴とする請求項１に記載のシリコンウェーハ処理装置。
  4. 前記リニアガイドアセンブリは平行に設けられた第１レール及び第２レールを含み、前記左スライダー及び前記右スライダーは前記第１レール及び第２レールにかけ亘っていることを特徴とする請求項３に記載のシリコンウェーハ処理装置。
  5. 前記同期双方向運動モジュールは、リニアガイドアセンブリ、ドライバー、回転ギア、第１ラック、及び第２ラックを含み、前記第１ラック及び第２ラックは前記回転ギアの両側に平行に分布され、且つ前記回転ギアと噛み合い、前記回転ギアは前記ドライバーに連結され、前記第1ラックと第２ラックの歯の方向は相反し、前記プリアライメント光学アセンブリは前記第１ラックに固定され、前記エッジ露光アセンブリは前記第２ラックに固定され、前記ドライバーは前記回転ギアを駆動して回転させて、前記第１ラックと第２ラックが前記リニアガイドアセンブリに沿って同期的に対向する方向または逆方向に運動するようにすることを特徴とする請求項１に記載のシリコンウェーハ処理装置。
  6. 前記リニアガイドアセンブリは平行に設置された第１ガイドレール及び第２ガイドレールを含み、前記第１ラックは前記第１ガイドレールにスライド可能に設けられ、前記第２ラックは前記第２レールにスライド可能に設けられることを特徴とする請求項５に記載のシリコンウェーハ処理装置。
  7. 前記プリアライメント光学アセンブリは、点光源、プリアライメントレンズ、及び画像収集部材を含み、前記点光源は照射光線を発して前記シリコンウェーハのエッジを照射し、前記シリコンウェーハのエッジを通過した照射光線は前記プリアライメントレンズに到達して前記画像収集部材によって前記シリコンウェーハの情報を収集することを特徴とする請求項１に記載のシリコンウェーハ処理装置。
  8. 前記エッジ露光アセンブリは、露光レンズと絞り切替部材とを含み、前記露光レンズは前記シリコンウェーハに対してエッジ露光を行い、前記絞り切替部材は露光スポットのサイズを調整するために用いられることを特徴とする請求項１に記載のシリコンウェーハ処理装置。
  9. シリコンウェーハを載置ユニットに載置し、制御アセンブリが前記シリコンウェーハのサイズによって同期双方向運動モジュールを制御して、プリアライメント光学アセンブリとエッジ露光アセンブリが前記シリコンウェーハに対して同期的に対向する方向または逆方向に運動するように駆動して前記プリアライメント光学アセンブリをシリコンウェーハプリアライメント作業位置に移動させるステップ１と、
    制御アセンブリは前記載置ユニットと前記プリアライメント光学アセンブリを制御して前記シリコンウェーハに対してプリアライメントするステップ２と、
    制御アセンブリは前記シリコンウェーハのサイズとシリコンウェーハのエッジ露光作業位置の要件に応じて同期双方向運動モジュールを制御してプリアライメント光学アセンブリとエッジ露光アセンブリが前記シリコンウェーハに対して同期的に対向する方向または逆方向に運動するように駆動して、前記エッジ露光アセンブリを前記シリコンウェーハのエッジ露光作業位置まで移動させるステップ３と、
    制御アセンブリは、前記載置ユニットと前記エッジ露光アセンブリを制御して前記シリコンウェーハに対してエッジ露光処理を行うステップ４と、を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のシリコンウェーハ処理装置を用いたシリコンウェーハ処理方法。
  10. 前記載置ユニットは回転テーブル、位置決めテーブル、及び運動モジュールを含み、前記運動モジュールは、回転ユニット、昇降ユニット、及び位置補償ユニットを含み、前記ステップ２は、具体的に、
    前記回転テーブルが前記シリコンウェーハを吸着し、前記回転ユニットは前記回転テーブルとシリコンウェーハを回転させ、前記プリアライメント光学アセンブリはシリコンウェーハのエッジ情報を収集し、前記制御アセンブリは前記シリコンウェーハのエッジ情報によって前記回転テーブルの中心に対する前記シリコンウェーハの中心の偏心量を計算して、前記偏心量がシリコンウェーハと回転テーブルのセンタリング精度を充足しているか否かを判断し、充足すれば、ステップ２６を実行し、充足しなければ、ステップ２２を実行するステップ２１と、
    前記回転テーブルは前記シリコンウェーハを回転させ、前記偏心の最大値が位置する方向を位置補償ユニットの運動方向まで回転させるステップ２２と、
    前記昇降ユニットは前記回転テーブルと前記シリコンウェーハを下方へ運動させて前記位置決めテーブルとの接触位置に到達するようにし、前記回転テーブルはシリコンウェーハを解放し、前記位置決めテーブルはシリコンウェーハを吸着し、前記昇降ユニットが下降し続けて前記回転テーブルを接触低い位置まで運動させるステップ２３と、
    前記制御アセンブリは回転テーブルの中心に対する前記シリコンウェーハの偏心量によって前記位置補償ユニットが前記位置決めテーブルを水平方向に移動させるように制御して前記シリコンウェーハの中心を回転テーブルの中心と重なり合うようにするステップ２４と、
    前記昇降ユニットは回転テーブルを上方へ接触位置まで運動させ、前記位置決めテーブルはシリコンウェーハを解放し、前記回転テーブルはシリコンウェーハを吸着してステップ２１に戻るステップ２５と、
    前記回転ユニットは前記回転テーブルとシリコンウェーハを回転させ、前記プリアライメント光学アセンブリはシリコンウェーハエッジ情報を収集し、前記制御アセンブリは前記シリコンウェーハのエッジ情報によって前記シリコンウェーハのノッチ位置を計算し、また、前記シリコンウェーハのノッチ位置によって前記回転ユニットの回転を制御して前記シリコンウェーハの配向を実現するステップ２６と、
    シリコンウェーハの配向精度を充足するか否かを判断し、充足しなければステップ２６を実行するステップ２７と、を含むことを特徴とする請求項９に記載のシリコンウェーハ処理方法。
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