TWI834175B - 基板平整裝置及光刻設備 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種基板平整裝置及光刻設備，所述基板平整裝置包括: 驅動單元和壓邊單元，所述壓邊單元包括多個壓板，所述多個壓板用於與一基板的多個邊緣區域一一對應設置，所述驅動單元被配置為，在所述基板被吸盤吸附後，若所述基板的某一邊緣區域的真空吸附閾值不滿足設定條件時，則朝接近所述基板的方向驅動相應的所述壓板以至少對真空吸附閾值不滿足設定條件的所述邊緣區域進行按壓，如此便可解決翹曲基板吸附問題，提高工件台對不同基板的適應性及吸附能力。

Description

基板平整裝置及光刻設備

本發明係關於光刻技術領域，特別是關於一種基板平整裝置及光刻設備。

在承片台中，用於吸附固定矽片的裝置稱之為吸盤，吸盤又被定位且吸附在承片台的核心部件基座上表面，保證光刻過程中矽片能隨工件台分系統的移動，按照預定的路線和速度到達正確的位置。

矽片的吸附主要包括靜電吸附和真空吸附，靜電吸附流程複雜，成本高，而真空吸附利用真空進行接觸式吸附，實現容易，成本低，是目前半導體光刻設備中常用的矽片吸附方式。

隨著半導體產業不斷發展，加工過程對半導體加工設備的需求越來越繁多，基板的封裝就是對光刻機的其中一個需求，但需要封裝的基板尺寸大且硬度高，在整個製造工藝過程中很容易發生邊緣翹曲問題。當有些邊緣翹曲基板被交接到工件台上時，邊緣翹曲部分無法與吸盤面貼合，當工件台開啟真空吸附基板時，邊緣翹曲部分無法被正常吸附，此部分的真空閾值往往達不到工作設定值，所以常常造成工件台無法正常工作。

本發明的目的在於提供一種基板平整裝置及光刻設備，以解決翹曲基板吸附的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基板平整裝置，包括：驅動單元和壓邊單元，所述壓邊單元包括多個壓板，所述多個壓板用於與一基板的多個邊緣區域一一對應設置，所述驅動單元被配置為，在所述基板被吸盤吸附後，若所述基板的某一邊緣區域的真空吸附閾值不滿足設定條件時，則朝接近所述基板的方向驅動相應的所述壓板以至少對真空吸附閾值不滿足設定條件的所述邊緣區域進行按壓。

可選的，在所述的基板平整裝置中，所述驅動單元包括多個傳動機構，每個所述傳動機構用於驅動至少一個所述壓板。

可選的，在所述的基板平整裝置中，每個所述傳動機構用於驅動一個所述壓板，或者，用於驅動沿同一方向設置的兩個所述壓板，或者，用於驅動相鄰的兩個或兩個以上的所述壓板。

可選的，在所述的基板平整裝置中，所述驅動單元還包括多個連接件，所述多個連接件和所述多個傳動機構一一對應設置，每個所述壓板通過相應的所述連接件固定於相應的所述傳動機構，所述傳動機構在對所述壓板進行驅動時，所述多個連接件之間互不干涉。

可選的，在所述的基板平整裝置中，所述壓邊單元包括沿第一方向設置的兩個所述壓板和沿第二方向設置的兩個所述壓板，所述第二方向垂直於所述第一方向，所述驅動單元包括第一傳動機構和第二傳動機構，所述第一傳動機構用於驅動沿第一方向設置的兩個所述壓板，所述第二傳動機構用於驅動沿第二方向設置的兩個所述壓板。

可選的，在所述的基板平整裝置中，所述基板平整裝置還包括設置於所述壓板的彈性結構，所述壓板對所述基板的邊緣區域進行按壓時，通過所述彈性結構與所述邊緣區域相接觸。

可選的，在所述的基板平整裝置中，所述彈性結構的用於與所述基板相接觸的部分為橡膠體。

可選的，在所述的基板平整裝置中，所述彈性結構包括第一彈性體，所述第一彈性體設置於所述壓板朝向所述基板的一側。

可選的，在所述的基板平整裝置中，所述第一彈性體為O型橡膠圈。

可選的，在所述的基板平整裝置中，所述彈性結構包括壓帽、第二彈性體、傳動螺銷和壓條，所述彈性結構通過所述壓條與所述邊緣區域相接觸，所述壓帽固定於所述壓板背向所述基板的一側，所述傳動螺銷的一端通過所述第二彈性體與所述壓帽相接，另一端貫穿所述壓板，與所述壓條相接。

可選的，在所述的基板平整裝置中，所述第二彈性體為彈簧。

本發明還提供一種光刻設備，所述光刻設備包括：吸盤及如上所述的基板平整裝置；所述基板平整裝置用於對所述吸盤吸附的基板的邊緣區域進行平整處理。

可選的，在所述的光刻設備中，所述吸盤包括設於邊緣區域且突起的環形密封圈，所述環形密封圈為褶皺密封圈或所述環形密封圈具有均勻分布的多個吸嘴。

綜上所述，在本發明提供的基板平整裝置及光刻設備中，所述基板平整裝置包括：驅動單元和壓邊單元，所述壓邊單元包括多個壓板，所述多個壓板用於與一基板的多個邊緣區域一一對應設置，所述驅動單元被配置為，在所述基板被吸盤吸附後，若所述基板的某一邊緣區域的真空吸附閾值不滿足設定條件時，則朝接近所述基板的方向驅動相應所述壓板以至少對真空吸附閾值不滿足設定條件的所述邊緣區域進行按壓，如此便可解決翹曲基板吸附問題，提高工件台對不同基板的適應性及吸附能力。

進一步的，所述基板平整裝置還包括設置於所述壓板的彈性結構，所述壓板對所述基板的邊緣區域進行按壓時，通過所述彈性結構與所述邊緣區域相接觸，如此便可通過所述彈性結構的緩慢施壓避免所述壓板下壓影響工件台伺服狀態問題，提高機台可靠性。

為使本發明的目的、優點和特徵更加清楚，以下結合附圖和具體實施例對本發明作詳細說明。需說明的是，附圖均採用非常簡化的形式且未按比例繪製，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。此外，附圖所展示的結構往往是實際結構的一部分。特別的，各附圖需要展示的側重點不同，有時會採用不同的比例。還應當理解的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用於區分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用於表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關係或者順序關係等。

請參考圖1並結合圖4，本實施例提供一種基板平整裝置1，所述基板平整裝置1包括：驅動單元11和壓邊單元12，其中，所述壓邊單元12包括多個壓板，多個所述壓板用於與基板3的多個邊緣區域一一對應設置，所述驅動單元11被配置為，在吸盤2完成對所述基板3的吸附後，若所述基板3的某一邊緣區域的真空吸附閾值不滿足設定條件時，則朝接近所述基板3的方向驅動相應所述壓板以至少對真空吸附閾值不滿足設定條件的所述邊緣區域進行按壓。

即，當檢測到基板3的某一邊緣區域的真空吸附閾值不滿足設定條件時，本實施例提供的所述基板平整裝置1可對所有所述邊緣區域進行按壓，也可選擇僅對真空吸附閾值不滿足設定條件的所述邊緣區域進行按壓。利用本實施例提供的所述基板平整裝置1，可提高工件台對不同基板3的適應性及吸附能力，從而得以解決翹曲基板吸附問題。而且，根據不同邊緣區域的真空吸附閾值的判斷，可單獨進行壓邊處理，如此，便可盡可能減少與基板3的接觸面積，避免按壓帶來的基板3損傷風險，同時也可提高壓邊效率。

圖1所示，是以基板3和吸盤2為方形，相應的，所述壓邊單元12（多個所述壓板所構成的整體）的外輪廓也為方形作為示例。但應理解，所述壓邊單元12的外輪廓的形狀不構成對於本申請的限制，例如當所述基板3和所述吸盤2為圓形時，相應的，所述壓邊單元12的外輪廓也可為圓形。另外需要說明的是，雖然“邊緣區域”是非限制性的，但對於基板3而言，其邊緣區域通常是指發生翹曲或易發生翹曲的區域。

為了便於操作，多個所述壓板可以一定規律排布，例如，若基板3和吸盤2為方形或多邊形，則可基於基板3和吸盤2的邊的數量，對基板3的邊緣區域進行劃分，例如，若基板3為方形，則可將基板3 劃分為具有4個邊緣區域或8個邊緣區域等；而若基板3和吸盤2為圓形，則可將基板3劃分為具有2n（n為1以上的正整數）個邊緣區域，每個邊緣區域佔據所述基板整個邊緣區域的360°/2n。壓板的數量與所述基板的邊緣區域的數量一一對應且面積相匹配。

本實施例中，為了實現對多個所述壓板的驅動，所述驅動單元11包括多個傳動機構，每個所述傳動機構用於驅動至少一個所述壓板。具體的，所述傳動機構的數量可與所述壓板的數量相等，一個所述傳動機構驅動一個所述壓板；所述傳動機構的數量也可為所述壓板的1/2n（n為正整數），例如，當n=1，一個所述傳動機構驅動沿同方向設置的兩個所述壓板或者驅動相鄰的兩個所述壓板；當n大於1時，一個所述傳動機構驅動相鄰的2n個所述壓板。

本實施例中，所述驅動單元11還可包括連接件，多個所述連接件和多個所述傳動機構一一對應設置，所述壓板通過所述連接件固定於所述傳動機構，所述傳動機構在對所述壓板進行驅動時，所述連接件之間互不干涉。所述連接件的形狀可根據所述傳動機構驅動的所述壓板的數量及相互位置關係進行設置，以避免干涉。

在一較佳實施方式中，請繼續參見圖1，所述壓邊單元12包括沿第一方向（圖示x方向）設置的兩個壓板和沿第二方向（圖示y向）設置的兩個壓板，所述第二方向與所述第一方向垂直。具體的，請繼續參考圖1，所述壓邊單元12包括第一壓板12a、第二壓板12b、第三壓板12c和第四壓板12d，在第一方向上，即圖示x向，所述第一壓板12a和所述第二壓板12b的一條邊平行設置，在第二方向，即圖示y向，所述第三壓板12c和所述第四壓板12d的一條邊平行設置。所述第一壓板12a、所述第二壓板12b、所述第三壓板12c及第四壓板12d的形狀分別與所述基板3的各邊緣吸附區域的形狀相對應。

所述驅動單元11包括第一傳動機構11a和第二傳動機構11b，分別用於驅動其中兩個對邊設置的所述壓板。例如，所述第一傳動機構11a用於驅動沿第一方向的所述第一壓板12a和所述第二壓板12b，所述第二傳動機構11b用於驅動沿第二方向的所述第三壓板12c和第四壓板12d。所述第一壓板12a和所述第二壓板12b可通過第一連接件13a固定於所述第一傳動機構11a，所述第三壓板12c和所述第四壓板12d可通過第二連接件13b固定於所述第二傳動機構11b，以使所述第一壓板12a、所述第二壓板12b、所述第三壓板12c和所述第四壓板12d始終保持水平。其中，所述第一連接件13a和所述第二連接件13b交錯設置，且其中一者的高度高於另外一者，互不干涉，圖1所示，是以所述第二連接件13b的高度高於所述第一連接件13a的高度做出示例，在另外一些實施例中，所述第二連接件13b的高度也可低於所述第一連接件13a，本申請對此不作限制。

在另外一些實施方式中，在同樣所述壓邊單元12包括沿第一方向（圖示x方向）設置的兩個壓板和沿第二方向（圖示y向）設置的兩個壓板的情況下，第一傳動機構11a和第二傳動機構11b，還可分別用於驅動其中兩個相鄰的所述壓板，即第一傳動機構11a和第二傳動機構11b分別用於驅動呈L型布置的兩個所述壓板。具體的，所述第一壓板12a和所述第三壓板12c可通過第一連接件固定於所述第一傳動機構11a，所述第二壓板12b和所述第四壓板12d可通過第二連接件固定於所述第二傳動機構11b。此時，所述第一連接件和所述第二連接件並列設置即可（可位於同一高度），分別在所述第一傳動機構11a和所述第二傳動機構11b的驅動下運動時，互不干涉。

從上述描述可知，所述壓邊單元12的壓板的數量，以及所述驅動單元11的傳動機構的數量的具體設置不構成對於本申請的限制，只需滿足，對應於基板3的不同邊緣區域，分別設置有壓板，且不同的壓板，利用互不干涉的連接件固定於相應的傳動機構，利用相應的傳動機構進行驅動即可。

優選的，本實施例提供所述基板平整裝置1還包括設置於所述壓板的彈性結構14，所述壓板對所述基板3的邊緣區域進行按壓時，通過所述彈性結構14與所述基板3的邊緣區域相接觸。若所述壓板直接對基板3進行按壓，很可能破壞工件台伺服狀態，使工件台停止工作，通過所述彈性結構14，使得所述壓板在對基板3進行按壓時，呈現緩慢下壓狀態，從而可以避免所述壓板下壓影響工件台伺服狀態問題，提高機台可靠性。較佳的，所述彈性結構14至少用於與所述基板3相接觸的部分為橡膠體，例如，採用矽橡膠製成，以避免與基板3相接觸時，對基板3造成損傷。

本實施例中，請參見圖2，所述彈性結構14包括第一彈性體141，所述第一彈性體141設置於所述壓板朝向基板3的一側。即，所述壓板直接通過所述第一彈性體141與基板3相接觸，通過所述第一彈性體141的回彈性能使得所述壓板呈緩慢下壓狀態。所述第一彈性體141可為O型橡膠圈，當所述第一彈性體141採用O型橡膠圈時，回彈性能好。當然，所述第一彈性體141也可採用其它滿足回彈功能的結構，例如橡膠彈簧等等。所述第一彈性體141可利用卡槽卡接於所述壓板，或扣接於所述壓板等等，本申請對此不作限制。

在另外一些實施例中，請參見圖3，所述彈性結構14包括壓帽142、第二彈性體143、傳動螺銷144和壓條145，所述彈性結構14通過所述壓條145與基板相接觸，所述壓帽142固定於所述壓板背向基板3的一側，所述傳動螺銷144的一端通過所述第二彈性體143與所述壓帽142相接，另一端貫穿所述壓板，與所述壓條145相接。當所述壓板在所述驅動單元11的驅動下向下運動時，帶動所述壓帽142向下運動，從而所述壓帽142對所述第二彈性體143施力，使得所述傳動螺銷144在所述第二彈性體143的緩慢下壓時，帶動所述壓條145緩慢下壓，從而同樣可起到對基板3緩慢施壓的目的。所述第二彈性體143可為圖3所示的壓縮彈簧，當所述第二彈性體143採用彈簧時，可保證較佳的傳動性，當然所述第二彈性體143也可為O型橡膠圈等，本申請對此不作限制。所述壓條145與基板3相接觸，故所述壓條145可採用矽橡膠材料製成。

另外，請參考圖4，本實施例還提供一種光刻設備，所述光刻設備包括：吸盤2及如本實施例所述的基板平整裝置1。

可以理解的，對於光刻設備而言，還可包括：曝光台4、機械手等，在此不再一一列舉。

本實施例提供的所述光刻設備，請參見圖5，所述吸盤2包括設於邊緣區域且突起的環形密封圈21，以保證所述吸盤2的整體真空吸附效果。

在一具體實施方式中，請參見圖6，所述環形密封圈21可為褶皺密封圈，設置於所述吸盤2的邊緣區域的環形沉槽內。所述褶皺密封圈包括多個褶皺，例如可為3、5、6、7、9個等，且較佳的，距離所述環形沉槽底部最遠的所述褶皺突出所述吸盤2表面，且向遠離所述吸盤2本體11的中心的方向傾斜。如此設計，可使所述褶皺密封圈對基板3的支撐力的方向與基板3因吸附所產生的應力方向相反，使得所述密封圈和基板3所構成的真空吸附腔密封性好，另外，可增大所述褶皺密封圈與基板3的支撐面積，進一步增加密封性。

在另一具體實施方式中，請參見圖7，所述環形密封圈21具有均勻分布的多個吸嘴211。

所述吸嘴211突出吸盤2表面高度H=2mm為佳。請參見圖8，所述吸嘴211可由中空螺釘212固定，所述中空螺釘212的上表面與吸盤2上表面齊平，所述中空螺釘212內部通真空氣體，當所述基板平整裝置1開始工作時，翹曲的基板3邊緣逐漸與所述吸嘴211上表面接觸，當基板3邊緣完全覆蓋住所述吸嘴211時，所述吸嘴211與基板3形成封閉結構，在真空壓力的作用下，把基板3邊緣拉至吸盤2表面，完成吸附工作。

另外，為了實現真空檢測，對應於基板3的不同邊緣區域，可在所述吸盤2內設置與多個邊緣區域的位置一一對應的多個傳感器，通過各傳感器感知基板3在吸附於所述吸盤2後，所述基板3的各邊緣區域的真空吸附值。

如圖9所示，在利用本實施例提供的所述光刻設備，對基板3進行曝光時，其工作流程如下：

S11，支撐柱（E-pin）向上運動，伸出吸盤面；

S12，機械手將基板3放至E-pin；

S13，E-pin真空吸附打開，吸附基板3；

S14，機械手退回，E-pin吸附基板3下降；

S15，基板3向下運動與吸盤2接觸，吸盤2吸附真空打開，開始吸附基板3；

S16，傳感器檢測真空吸附閾值是否達到設定條件；若否，則執行S17，若是，則執行S19；

S17，曝光台運動至所述基板平整裝置1的下方工位；

S18，所述基板平整裝置1工作，例如所述基板平整裝置整體運行到距離基板一定距離之後，再驅動相應壓板進行壓邊，並再次檢測真空吸附閾值是否達到設定條件，若是，則執行S19；

S19，曝光流程開始。

綜上所述，本發明提供的基板平整裝置及光刻設備，所述基板平整裝置包括：驅動單元和壓邊單元，所述壓邊單元包括多個壓板，所述多個壓板用於與基板的多個邊緣區域一一對應設置，所述驅動單元被配置為，在所述基板被吸盤吸附後，若所述基板的某一邊緣區域的真空吸附閾值不滿足設定條件時，則朝接近所述基板的方向驅動相應的所述壓板以至少對真空吸附閾值不滿足設定條件的所述邊緣區域進行按壓，如此便可解決翹曲基板吸附問題，提高工件台對不同基板的適應性及吸附能力。

此外還應該認識到，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例並非用以限定本發明。對於任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案範圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬於本發明技術方案保護的範圍。

1:基板平整裝置 11:驅動單元 12:壓邊單元 11a:第一傳動機構 11b:第二傳動機構 12a:第一壓板 12b:第二壓板 12c:第三壓板 12d:第四壓板 13a:第一連接件 13b:第二連接件 14:彈性結構 141:第一彈性體 142:壓帽 143:第二彈性體 144:傳動螺銷 145:壓條 2:吸盤 3:基板 4:曝光台 21:環形密封圈 211:吸嘴 212:中空螺釘

圖1為本發明實施例提供的基板平整裝置的結構示意圖； 圖2為本發明實施例中一種彈性結構的示意圖； 圖3為本發明實施例中另一種彈性結構的示意圖； 圖4為本發明實施例中光刻設備的組成示意圖； 圖5為本發明實施例中一種吸盤的結構示意圖； 圖6為圖5所示吸盤的環形密封圈的示意圖； 圖7為本發明實施例中另一種吸盤的結構示意圖； 圖8為圖7所示吸盤的環形密封圈的示意圖； 圖9為本發明實施例中光刻設備的工作流程圖。

1:基板平整裝置

2:吸盤

3:基板

4:曝光台

Claims (12)

1. 一種基板平整裝置，其特徵在於包括：驅動單元和壓邊單元，所述壓邊單元包括多個壓板，所述多個壓板用於與一基板的多個邊緣區域一一對應設置，所述驅動單元被配置為，在所述基板被一吸盤吸附後，若所述基板的某一邊緣區域的真空吸附閾值不滿足設定條件時，則朝接近所述基板的方向驅動相應的所述壓板以至少對真空吸附閾值不滿足設定條件的所述邊緣區域進行按壓；所述驅動單元包括多個傳動機構，每個所述傳動機構用於驅動至少一個所述壓板。
2. 如請求項1所述的基板平整裝置，其中每個所述傳動機構用於驅動一個所述壓板，或者，用於驅動沿同一方向設置的兩個所述壓板，或者，用於驅動相鄰的兩個或兩個以上的所述壓板。
3. 如請求項1所述的基板平整裝置，其中所述驅動單元還包括多個連接件，所述多個連接件和所述多個傳動機構一一對應設置，每個所述壓板通過相應的所述連接件固定於相應的所述傳動機構，所述傳動機構在對所述壓板進行驅動時，所述多個連接件之間互不干涉。
4. 如請求項1所述的基板平整裝置，其中所述壓邊單元包括沿第一方向設置的兩個所述壓板和沿第二方向設置的兩個所述壓板，所述第二方向垂直於所述第一方向，所述驅動單元包括第一傳動機構和第二傳動機構，所述第一傳動機構用於驅動沿第一方向設置的兩個所述壓板，所述第二傳動機構用於驅動沿第二方向設置的兩個所述壓板。
5. 如請求項1所述的基板平整裝置，其中所述基板平整裝置還包括設置於所述壓板的彈性結構，所述壓板對所述基板的邊緣區域進行按壓時，通過所述彈性結構與所述邊緣區域相接觸。
6. 如請求項5所述的基板平整裝置，其中所述彈性結構的用於與所述基板相接觸的部分為橡膠體。
7. 如請求項5所述的基板平整裝置，其中所述彈性結構包括第一彈性體，所述第一彈性體設置於所述壓板朝向所述基板的一側。
8. 如請求項7所述的基板平整裝置，其中所述第一彈性體為O型橡膠圈。
9. 如請求項5所述的基板平整裝置，其中所述彈性結構包括壓帽、第二彈性體、傳動螺銷和壓條，所述彈性結構通過所述壓條與所述邊緣區域相接觸，所述壓帽固定於所述壓板背向所述基板的一側，所述傳動螺銷的一端通過所述第二彈性體與所述壓帽相接，另一端貫穿所述壓板，與所述壓條相接。
10. 如請求項9所述的基板平整裝置，其中所述第二彈性體為彈簧。
11. 一種光刻設備，其特徵在於所述光刻設備包括：吸盤及如請求項1至10中任一項所述的基板平整裝置；所述基板平整裝置用於對所述吸盤吸附的基板的邊緣區域進行平整處理。
12. 如請求項11所述的光刻設備，其中所述吸盤包括設於邊緣區域且突起的環形密封圈，所述環形密封圈為褶皺密封圈或所述環形密封圈具有均勻分布的多個吸嘴。