WO2023208055A1 - 吸盘组件、硅片吸附装置、曝光设备及翘曲硅片吸附方法 - Google Patents

吸盘组件、硅片吸附装置、曝光设备及翘曲硅片吸附方法 Download PDF

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suction
silicon wafer
adsorption
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杨博光
蔡晨
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上海微电子装备（集团）股份有限公司
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Definitions

  • the suction cup assembly that is compatible with large warpage silicon wafers in photolithography products and inspection products consists of a base plate and multiple sealing rings. All sealing rings are distributed in a concentric ring on the suction cup assembly, and the outermost ring is sealed The ring is set on the edge of the upper surface of the base plate.
  • This suction cup assembly can absorb 8-inch and 12-inch normal silicon wafers and large warped silicon. It can be used to solve the adsorption problem of large warped and thick (hard) silicon wafers. .
  • large warpage and thin (soft) silicon wafers on the market. When adsorbing this type of silicon wafers, the surface shape of the silicon wafers is seriously out of tolerance and cannot meet the normal production needs of customers.
  • the sealing ring group includes at least two sealing rings.
  • the at least two sealing rings are distributed concentrically on the base plate.
  • the base plate is divided into a central adsorption area and a peripheral adsorption area.
  • the central adsorption area The soft suction cup group is respectively arranged in the area and the peripheral adsorption area.
  • the soft suction cup is a bowl-shaped suction cup or a pleated suction cup.
  • the base plate includes a first installation groove, each of the first installation grooves is provided with one of the soft suction cups, and each of the first installation grooves forms a The boss.
  • the vacuum system is connected to the central adsorption area, the peripheral adsorption area and each of the soft suction cup groups through different vacuum channels, respectively to the center adsorption area and the soft suction cup group.
  • the vacuum pressure of the adsorption area, the peripheral adsorption area and each of the soft suction cup groups is controlled.
  • the inventor's research found that the reason why the silicon wafer unloading timeout or failure occurs is because the air path for the normal silicon wafer adsorption and warped silicon wafer adsorption functions of the existing suction cup assembly is the same air path. If the surface of the suction cup assembly for silicon wafer adsorption is increased, the sealing ring will have better adsorption, which may cause the silicon wafer removal to time out or fail.
  • Figure 1 shows a perspective view of the suction cup assembly in an embodiment of the present invention
  • the sealing ring group 12 includes at least two sealing rings.
  • the at least two sealing rings are distributed concentrically on the base plate 11 and divide the base plate 11 into a central adsorption area and a peripheral adsorption area.
  • One of the soft suction cup groups 13 is respectively arranged in the central adsorption area and the peripheral adsorption area.
  • a plurality of the soft suction cups located in the central adsorption area are arranged along the base plate 11
  • the plurality of soft suction cups located in the peripheral adsorption area are evenly arranged in the circumferential direction of the base plate 11 in a combined form.
  • the suction cup assembly 1 provided in this embodiment is used in conjunction with a lifting mechanism. After the robot hands over the silicon wafer to the lifting mechanism, the silicon wafer is handed over to the suction cup assembly 1 through the lifting and lowering of the lifting mechanism.
  • the vacuum pressure of each adsorption area can be controlled through different vacuum channels.
  • the vacuum system 3 includes a first vacuum pressure detection sensor 31, a second vacuum pressure detection sensor 32, a third vacuum pressure detection sensor 33 and a fourth vacuum pressure detection sensor 34, respectively located at The end of each vacuum channel.
  • the first vacuum pressure detection sensor 31 is provided at the end of the vacuum channel connected to the first soft suction cup group 131
  • the second vacuum pressure detection sensor 32 is provided at the end of the vacuum channel connected to the central adsorption area
  • the third vacuum pressure detection sensor 31 is provided at the end of the vacuum channel connected to the first soft suction cup group 131.
  • the pressure detection sensor 33 is provided at the end of the vacuum channel connected to the second soft suction cup group 132, and the fourth vacuum pressure detection sensor 34 is provided at the end of the vacuum channel connected to the surrounding suction area.
  • the first vacuum pressure detection sensor 31 is used to detect the vacuum pressure of the first soft suction cup group 131
  • the second vacuum pressure detection sensor 32 is used to detect the vacuum pressure of the central suction area
  • the third vacuum pressure detection sensor The sensor 33 is used to detect the vacuum pressure of the second soft suction cup group 132
  • the fourth vacuum pressure detection sensor 34 is used to detect the vacuum pressure of the peripheral adsorption area, so that the thin (soft) warp silicon wafer can be determined according to the Features include segmented adsorption.
  • the present invention implements Examples also provide a warped silicon wafer adsorption method.
  • the warped silicon wafer adsorption method includes the following steps:
  • the number of suction nozzle groups may be equal to the number of sealing rings, so that each adsorption area can be provided with a set of suction nozzles.
  • the shape of the suction column 21 changes adaptively as the number of suction nozzle groups increases, or the number of the suction columns 21 increases with the number of suction nozzle groups. Adaptive changes are made as the number of suction columns 21 increases, for example, some of the suction columns 21 pass through the central suction area of the base plate 11 , and another part of the suction columns 21 pass through the base plate 11 In the peripheral adsorption area, the number of suction columns 21 and suction nozzles 22 is equal and arranged in one-to-one correspondence.

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Abstract

本发明提供一种吸盘、硅片吸附装置、曝光设备及翘曲硅片吸附方法，所述吸盘包括：吸盘本体、密封圈组和软吸盘组；所述密封圈组包括至少两个密封圈，至少两个所述密封圈在所述吸盘本体上呈同心环状分布，将所述吸盘本体划分为中心吸附区域和周边吸附区域，所述中心吸附区域和所述周边吸附区域内分别布置有一所述软吸盘组。从而，可以根据薄(软)翘曲硅片的特点对其分段或分区域吸附，先在吸附过程中位于不同吸附区域的软吸盘组的高度随着硅片的下降而发生变化，起到一定支撑缓冲作用，从而可以解决硅片面型超差严重的问题。

Description

吸盘组件、硅片吸附装置、曝光设备及翘曲硅片吸附方法 技术领域
本发明涉及光刻设备技术领域，特别涉及一种吸盘组件、硅片吸附装置、曝光设备及翘曲硅片吸附方法。
背景技术
目前，在光刻产品和检测品中兼容大翘曲硅片的吸盘组件由基盘和多个密封圈组成，所有密封圈在所述吸盘组件上呈同心环状分布，且最外圈的密封圈设置于基盘上表面的边缘，该吸盘组件能够吸附8寸、12寸正常硅片及大翘曲硅，目前应用下来可以很好的解决大翘曲且厚(硬)硅片的吸附问题。但是目前市场上又出现了大翘曲且薄(软)类型的硅片，在吸附该类型的硅片时，硅片面型超差严重，无法满足客户正常生产需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸盘组件、硅片吸附装置、曝光设备及翘曲硅片吸附方法，以解决现有硅片吸附装置在吸附薄(软)翘曲硅片面形不达标的问题，从而提高工作台对不同硅片的适应性及吸附能力。
为解决上述技术问题，本发明提供一种吸盘组件，所述吸盘组件包括：基盘、密封圈组和软吸盘组；
所述密封圈组包括至少两个密封圈，至少两个所述密封圈在所述基盘上呈同心环状分布，将所述基盘划分为中心吸附区域和周边吸附区域，所述中心吸附区域和所述周边吸附区域内分别布置有一所述软吸盘组。
可选的，在所述的吸盘组件中，每个所述软吸盘组包括多个软吸盘；所述多个软吸盘沿所述基盘的周向均匀排布，或所述多个软吸盘沿所述基盘的周向以组合形式均匀排布。
可选的，在所述的吸盘组件中，位于所述中心吸附区域的所述多个软吸盘沿所述基盘的周向均匀排布，位于所述周边吸附区域的所述多个软吸盘沿所述基盘的周向以组合形式均匀排布。
可选的，在所述的吸盘组件中，所述软吸盘为碗形吸盘或褶皱形吸盘。
可选的，在所述的吸盘组件中，所述吸盘组件还包括设于每个所述软吸盘内的凸台，所述凸台的上表面与所述基盘的上表面持平。
可选的，在所述的吸盘组件中，所述基盘包括第一安装槽，每个所述第一安装槽内均设有一个所述软吸盘，每个所述第一安装槽形成一个所述凸台。
可选的，所述中心吸附区域内的所述软吸盘组沿所述基盘的径向到位于所述中心吸附区域外侧的所述密封圈的距离小于所述中心吸附区域的径向尺寸的1/2；和/或
所述周边吸附区域内的所述软吸盘组沿所述基盘的径向到位于所述周边吸附区域外侧的所述密封圈的距离小于所述周边吸附区域的径向尺寸的1/2。
可选的，在所述的吸盘组件中，所述密封圈组和所述软吸盘组均具有压缩状态和自由状态，于所述压缩状态时容置于所述基盘内，于所述自由状态时自所述基盘内沿所述基盘的轴向延伸出所述基盘外。
可选的，在所述的吸盘组件中，所述中心吸附区域的面积与8寸硅片的面积相匹配，所述中心吸附区域和所述周边吸附区域的总面积与12寸硅片的面积相匹配。
本发明还提供一种硅片吸附装置，包括：
如前所述的吸盘组件，
升降机构，用于通过升降将硅片交接于所述吸盘组件；以及，
真空系统，所述真空系统用于对所述吸盘组件的真空压力进行控制。
可选的，在所述的硅片吸附装置中，所述真空系统通过不同的真空通道与所述中心吸附区域、所述周边吸附区域及每个所述软吸盘组连通，分别对所述中心吸附区域、所述周边吸附区域及每个所述软吸盘组的真空压力进行控制。
可选的，在所述的硅片吸附装置中，所述中心吸附区域和所述周边吸附区域分别划分为多个沿周向均匀分布的子吸附区域，所述真空系统通过不同的真空通道与各所述子吸附区域连通，分别对各所述子吸附区域的真空压力 进行控制；或者，
所述基盘划分为以中心为顶点的多个扇形吸附区域，所述真空系统通过不同的真空通道分别与各所述扇形吸附区域连通，分别对各所述扇形吸附区域的真空压力进行控制。
可选的，在所述的硅片吸附状置中，所述真空系统包括第一真空压力检测传感器、第二真空压力检测传感器、第三真空压力检测传感器和第四真空压力检测传感器，分别设于各所述真空通道的末端，用于对各所述真空通道的真空压力进行检测。
可选的，在所述的硅片吸附装置中，所述升降机构包括由多个吸嘴构成的第一吸嘴组，所述第一吸嘴组中的所述多个吸嘴在所述基盘上的投影位于所述中心区域，且沿所述基盘的周向均匀分布。
可选的，在所述的硅片吸附装置中，所述升降机构还包括由多个吸嘴构成的第二吸嘴组，所述第二吸嘴组中的所述多个吸嘴在所述基盘上的投影位于所述周边吸附区域，且沿所述基盘的周向均匀分布，所述第二吸嘴组中的所述吸嘴和所述第一吸嘴组中的所述吸嘴一一对应设置。
本发明还提供一种曝光设备，所述曝光设备包括如前所述的硅片吸附装置。
本发明还提供一种翘曲硅片吸附方法，利用如前所述的硅片吸附装装置，所述翘曲硅片吸附方法包括：
在所述升降结构交接硅片后，开启所述升降机构的真空，以及开启位于所述基盘的中心吸附区域的所述软吸盘组的真空；
控制所述升降机构带动所述硅片向下运动，当所述硅片接触到位于所述中心吸附区域的所述软吸盘组时，检测所述软吸盘组的真空压力是否达到第一阈值；若达到，则开启所述中心吸附区域的真空；
开启位于所述周边吸附区域的所述软吸盘组的真空，控制所述升降机构带动所述硅片向下运动，当所述硅片接触到位于所述周边吸附区域的所述软吸盘组时，检测所述软吸盘组的真空压力是否达到第二阈值；若达到，则开启所述周边吸附区域的真空，并关闭所述升降机构的真空。
发明人研究发现，吸附薄(软)类型的硅片时，之所以面型超差严重，是因为吸盘组件表面安装环形密封圈的槽宽且深，在吸附较薄硅片时，环形槽内无法给予硅片有效支撑作用，从而当真空压力进入到环形槽内时，会导致硅片面型超差严重。
本发明提供的吸盘组件、硅片吸附装置、曝光设备及翘曲硅片吸附方法，所述吸盘组件包括：基盘、密封圈组和软吸盘组；所述密封圈组包括至少两个密封圈，至少两个所述密封圈在所述基盘上呈同心环状分布，将所述基盘划分为中心吸附区域和周边吸附区域，所述中心吸附区域和所述周边吸附区域内分别布置有一所述软吸盘组。从而，在通过升降结构将薄(软)翘曲硅片运输到基盘上的时候，可以根据薄(软)翘曲硅片的特点对其分段吸附，先吸附其中心区域，待中心区域的吸附达标之后，再吸附其周边区域，在吸附过程中位于不同吸附区域的软吸盘组的高度随着硅片的下降而发生变化，起到一定支撑缓冲作用，从而可以解决硅片面型超差严重的问题。
另外，发明人研究发现，之所以会出现硅片下片超时或失败现象，是因为现有吸盘组件正常硅片吸附和翘曲硅片吸附功能的气路为同一气路，由于用于翘曲硅片吸附的吸盘组件表面增加密封圈吸附性较好，从而导致硅片下片超时或失败。
进一步的，本发明实施例提供的硅片吸附装置，所述真空系统对各所述吸附区域和各所述软吸盘组的真空环境分别进行控制，在硅片下片时，不同区域可以依次取消真空吸附，因此可以解决因为吸附性能好而带来的硅片下片超时或失败的问题。
附图说明
图1所示是本发明实施例中吸盘组件的立体图；
图2所示是本发明实施例一中吸盘组件的截面图；
图3所示是本发明实施例二中吸盘组件C区域的解剖图；
图4所示是本发明实施例中硅片吸附装置的结构示意图；
图5所示是本发明实施例一示例的一种升降机构的结构示意图；
图6所示是本发明实施例中翘曲硅片吸附方法的流程图；
图7所示是本发明实施例中12寸翘曲硅片吸附流程图；
图8所示是本发明实施例二中吸盘组件的截面图；
图9所示是本发明实施例二中褶皱软吸盘的结构示意图；
图10所示是本发明实施例四中吸附区域划分示意图；
其中，各附图标记说明如下：
1-吸盘组件；2-升降机构；3-真空系统；
11-基盘；12-密封圈组；13-软吸盘组；
121-第一密封圈；122-第二密封圈；
131-第一软吸盘组；132-第二软吸盘组；
111-第一安装槽；112-第二安装槽；113-凸台；
21-吸柱；22-吸嘴；23-电机；24-光栅尺
31-第一真空压力传感器；32-第二真空压力传感器；33-第三真空压力传
感器；34-第四压力传感器；
A1-中心吸附区域第一区域；A2-中心吸附区域第二区域；A3-中心吸附区
域第三区域；
B1-周边吸附区域第一区域；B2-周边吸附区域第二区域；B3-周边吸附区
域第三区域。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的吸盘组件作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常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。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。
【实施例一】
如图1所示，本发明实施例提供一种吸盘组件1，所述吸盘组件1包括：基盘11、密封圈组12和软吸盘组13；
所述密封圈组12包括至少两个密封圈，至少两个所述密封圈在所述基盘11上呈同心环状分布，将所述基盘11划分为中心吸附区域和周边吸附区域，所述中心吸附区域和所述周边吸附区域内分别布置有一所述软吸盘组13。
采用本发明实施例提供的所述吸盘组件1，在通过升降结构将薄(软)翘曲硅片运输到基盘11上的时候，可以根据薄(软)翘曲硅片的特点对其分段吸附，先吸附其中心区域，待中心区域的吸附达标之后，再吸附其周边区域，在吸附过程中位于不同吸附区域的软吸盘组13的高度随着硅片的下降而发生变化，起到一定支撑缓冲作用，从而可以解决硅片面型超差严重的问题。
本实施例中，所述密封圈组12和所述软吸盘组13具有压缩状态和自由状态，于所述压缩状态时容置于所述基盘11内，于所述自由状态时自所述基盘11内沿所述基盘11的轴向延伸出所述基盘11外，从而所述密封圈组12和所述软吸盘组13在硅片下降时能起到较佳的支撑作用，同时在硅片与吸盘接触后，不会因所述密封圈组12和所述软吸盘组13的凸起而导致吸附效果受到影响。
另外，本实施例中，所述基盘11表面有均布的环形气道，分布在相应硅片尺寸的区域内，各所述密封圈围绕各硅片尺寸相对应的区域，即各密封圈围绕形成的区域面积，与不同硅片面积大小相匹配。图1所示是以所述密封圈组12包括第一密封圈121和第二密封圈122进行示例，但应理解，所述密封圈组12还可包括第三密封圈等。图1中，所述第一密封圈121围绕形成中心吸附区域，所述中心吸附区域的面积例如可与8寸硅片的面积相匹配，所述第一密封圈121和第二密封圈122之间的区域为周边吸附区域，所述中心吸附区域和所述周边吸附区域的总面积(亦即所述第二密封圈122围绕的区域)例如可与12寸硅片的面积相匹配。这里所述相匹配，较佳的为吸附区域的面积略大于硅片的面积，但也可为吸附区域的面积等于或略小于硅片的面积。
优选的，在所述中心吸附区域和/或所述周边吸附区域内，沿所述基盘11的径向，所述软吸盘组13到对应吸附区域的径向外侧的所述密封圈的距离小于对应吸附区域的径向尺寸的1/2，即，所述软吸盘组13在相应所述吸附区域内更靠近所述吸附区域的外侧，如此可对更大面积的硅片起到支撑缓冲的作用，因此可提高支撑缓冲的效果。
进一步的，本发明实施例中，每个所述软吸盘组13可包括多个软吸盘，不同吸附区域的多个软吸盘可以有不同的布置方式，例如，每个吸附区域，多个所述软吸盘沿所述基盘11的周向均匀排布，或多个所述软吸盘沿所述基盘11的周向以组合形式均匀排布。
由于所述中心吸附区域的外径相对较小，所述周边吸附区域的外径相对较大，因此，较佳的，位于所述中心吸附区域的多个所述软吸盘沿所述基盘11的周向均匀排布，位于所述周边吸附区域的多个软吸盘沿所述基盘11的周向以组合形式均匀排布。
在一具体实施方式中，如图1所示，位于所述中心吸附区域的所述软吸盘组13包括8个软吸盘，8个软吸盘沿所述基盘11的周向均匀布置，所述周边吸附区域的所述软吸盘组13包括12个软吸盘，每4个为一组，共3组软吸盘沿所述基盘11的周向均匀布置。但每个吸附区域，软吸盘具体数量的选择不够成对于本申请的限制，软吸盘的数量也可根据吸附区域的大小及软吸盘本身的大小进行调整，例如，在另外一些实施方式中，位于所述中心吸附区域的所述软吸盘组包括6个软吸盘，6个软吸盘沿所述基盘11的周向均匀布置，所述周边吸附区域的所述软吸盘组13包括8个软吸盘，每2个一组，共4组软吸盘沿所述基盘11的周向均匀布置，等等。
本实施例中，如图2-3所示，所述软吸盘可为碗形吸盘1321。所述软吸盘的高度H可根据吸盘组件1的翘曲量而定。进一步优选的，如图3所示，所述吸盘组件1还包括位于每个所述软吸盘内的凸台113，所述凸台113的上表面与所述基盘11的上表面持平，所述凸台113保证硅片被吸附后起到支撑硅片的作用，保证硅片吸附后的面型精度。所述凸台113可为中空结构，用于与真空输送通道连通，以保证所述软吸盘的真空环境。
本实施例中，所述密封圈可为O型密封圈或为褶皱形密封圈，即，所述密封圈的横截面呈O型或褶皱形。
本实施例中，请参见图3并结合图1，所述基盘11包括第一安装槽111和第二安装槽112，所述第一安装槽111与所述软吸盘的数量及安装位置相匹配，每个所述第一安装槽111内均设有一所述软吸盘，所述第二安装槽112与所述密封圈的数量及安装位置相匹配，每个所述第二安装槽112内均设有一所述密封圈。所述第一安装槽111形成，特别是合围形成，所述软吸盘内的凸台113，凸台113与基盘11表面平齐，为匹配所述软吸盘的形状，所述第一安装槽111可为环形槽，特别是与所述基盘11不同心设置的环形槽。为匹配所述密封圈的形状，所述第二安装槽112为环形槽，特别是与所述基盘11同心设置的环形槽。
本实施例提供的所述吸盘组件1与升降机构配合使用，当机械手将硅片交接于所述升降机构后，通过所述升降机构的升降将硅片交接于所述吸盘组件1。另外，本实施例提供的所述吸盘组件1，各所述吸附区域可通过不同的真空通道控制其真空压力。
有鉴于此，如图4所示，本发明实施例还提供一种硅片吸附装置，所述硅片吸附装置包括：
一如本发明实施例提供的所述吸盘组件1；
升降机构2，用于通过升降将硅片交接于所述吸盘组件1；以及，
真空系统3，所述真空系统3用于所述吸盘组件1的真空压力进行控制。
所述真空系统3通过不同的真空通道与所述吸盘组件1的各吸附区域连通，每个真空通道分别通过一电磁阀控制其真空压力，且各真空通道的远离各吸附区域的末端(远离所述吸盘组件的一端)设置真空压力检测传感器，感测真空压力的变化。
本实施例中，所述真空系统通过不同的真空通道与所述中心吸附区域、所述周边吸附区域、每个所述吸盘组连通，分别对所述中心吸附区域、所述周边吸附区域、每个所述软吸盘组的真空压力进行控制。例如，当所述吸盘组件1具有中心吸附区域及一周边吸附区域，相应的，所述中心吸附区域设 有第一软吸盘组131，所述周边吸附区域设有第二软吸盘组132时，所述真空系统通过真空通道分别与所述中心吸附区域、所述周边吸附区域、所述第一吸盘组及所述第二吸盘组连通，所述真空系统3包括第一真空压力检测传感器31、第二真空压力检测传感器32、第三真空压力检测传感器33和第四真空压力检测传感器34，分别设于各所述真空通道的末端。可选地，第一真空压力检测传感器31设于与第一软吸盘组131连通的真空通道的末端，第二真空压力检测传感器32设于与中心吸附区域连通的真空通道的末端，第三真空压力检测传感器33设于与第二软吸盘组132连通的真空通道的末端，第四真空压力检测传感器34设于与周边吸附区域连通的真空通道的末端。所述第一真空压力检测传感器31用于检测所述第一软吸盘组131的真空压力，所述第二真空压力检测传感器32用于检测所述中心吸附区域的真空压力，第三真空压力检测传感器33用于检测所述第二软吸盘组132的真空压力，所述第四真空压力检测传感器34用于检测所述周边吸附区域的真空压力，从而可以根据薄(软)翘曲硅片的特点对其分段吸附。
所述升降机构2(E-pin)为较为成熟的机构，如图5所示，包括吸柱21、设置于吸柱21上的吸嘴22，电机23及光栅尺24等。可选的，所述基盘11具有沿轴向开设的通槽，所述升降机构2的所述吸柱21可活动地穿设于所述通槽，所述基盘11的所述通槽可开设于所述中心吸附区域，且相较于所述第一密封圈121更靠近所述基盘11的中心，从而每个所述吸柱21上的所述吸嘴22在所述基盘11上的投影位于所述中心吸附区域，且多个所述吸嘴22构成的第一吸嘴组沿所述基盘11的周向均匀分布。
在另外一些实施例中，所述基盘11供升降结构的吸柱21穿设的通槽还可设于所述周边吸附区域，或者所述基盘11不设置通槽，所述升降结构从所述基盘11的外周进行硅片的交接等，亦即，本申请对所述通槽的设置不做具体限制。
本发明实施例还提供一种曝光设备，所述曝光设备包括本发明实施例提供的所述硅片吸附装置。所述硅片吸附装置设置于曝光台安装座上。
基于本发明实施例提供的所述硅片吸附装置，如图6所示，本发明实施 例还提供一种翘曲硅片吸附方法，所述翘曲硅片吸附方法包括如下步骤：
S11，在所述升降机构2交接硅片后，开启所述升降机构2的真空，以及开启位于所述基盘11的中心吸附区域的所述软吸盘组13的真空，而后执行步骤S12；
S12，控制所述升降机构2带动所述硅片向下运动，当所述硅片接触到位于所述中心吸附区域的所述软吸盘组13时，检测所述软吸盘组13的真空压力是否达到第一阈值；若达到，则开启所述中心吸附区域的真空,而后执行步骤S13；若未达到，则继续重复步骤S12；
S13，开启位于所述周边吸附区域的所述软吸盘组13的真空，控制所述升降机构2带动所述硅片向下运动，当所述硅片接触到位于所述周边吸附区域的所述软吸盘组13时，检测所述软吸盘组13的真空压力是否达到第二阈值；若达到，则开启所述周边吸附区域的真空，并关闭所述升降机构2的真空，若未达到，则继续重复步骤S13。
下面以12寸翘曲片吸附为例，对吸附过程作进一步详细描述，其过程如图7所示。
当机械手把硅片交接到E-pin上时，先开启8寸区域软吸盘的真空，E-pin电机向下出力带动硅片向下运动，硅片与软吸盘接触并到吸盘组件1表面，8寸区域软吸盘对硅片进行吸附，通过软吸盘末端的真空压力检测传感器1阈值大小判断此时硅片是否被软吸盘吸牢，若未被吸牢则E-pin电机持续向下出力，电机持续向下出力的大小应小于硅片屈服强度a，硅片的屈服强度a由硅片本身不同而异，直至软吸盘处的真空压力检测传感器I判断硅片被吸牢后，通过电磁阀控制8寸区域内吸盘组件1环形气道真空开启，然后开启12寸区域软吸盘真空，12寸软吸盘真空吸附压力判断流程同8寸软吸盘一致，若未被吸牢则E-pin电机在开环状态下持续向下出力，当12寸软吸盘判断完全吸附后，电磁阀控制12寸区域内吸盘组件1环形气道真空开启，最后通过真空压力检测传感器II和III判断翘曲片是否完全被吸附，吸附成功后E-pin吸附真空释放，E-pin吸嘴22与硅片脱离，E-pin电机下降到低位后，开始下一步的流程。
从上述描述可知，本发明实施例提供的硅片吸附装置中，所述真空系统3对各所述吸附区域和各所述软吸盘组13的真空环境分别进行控制，在硅片下片时，不同区域可以依次取消真空吸附，因此可以解决因为吸附性能好而带来的硅片下片超时或失败的问题。
【实施例二】
与实施例一不同的是，本实施例中，如图8及图9所示，所述软吸盘为褶皱形吸盘1322，当褶皱形软吸盘1322被硅片压缩后会像弹簧一样起到一定的支撑作用，可以弥补硅片吸附后在软吸盘槽区域的面型精度。
【实施例三】
与实施例一及实施例二不同的是，本实施例在比较成熟的升降机构2的基础上，对吸柱21作出改进。每个所述吸柱21对应设置多组吸嘴22。即，吸柱21并非传统意义上的直形支柱，而是为多分支结构。从而，除了所述第一吸嘴组，所述升降机构2还可具有由多个吸嘴22构成的第二吸嘴组，所述第二吸嘴组中的吸嘴22在所述基盘11上的投影位于所述周边吸附区域，且沿基盘11的周向均匀分布，所述第二吸嘴组的吸嘴22和所述第一吸嘴组的吸嘴22一一对应设置，即，每个所述吸柱21上设置有两个吸嘴22，其中一个吸嘴22在所述基盘11上的投影位于所述中心吸附区域，另外一个吸嘴22在所述基盘11的投影位于所述周边吸附区域，且每个所述吸柱21上设置的两个吸嘴22位于所述基盘11的同一径向上。例如，所述升降机构2包括三个吸柱21，每个吸柱21具有水平向的两个分支，每个分支上设有一个所述吸嘴22，使得其中一个吸嘴22在所述基盘11上的投影位于所述中心吸附区域，另外一个吸嘴22在所述基盘11上的投影位于所述周边吸附区域；或者，所述升降机构2包括三个吸柱21，每个吸柱21具有垂向柱和在垂向柱上衍生出来的折形柱，所述垂向柱和所述折形柱上分别设有一个所述吸嘴22，使得其中一个吸嘴22在所述基盘11上的投影位于所述中心吸附区域，另外一个吸嘴22在所述基盘11上的投影位于所述周边吸附区域。通过改进，所述升降结构对硅片的吸附由中心区域三点吸附改为多区域多点吸附，在不同尺寸硅片的区域范围内都可以进行吸附可以增加吸盘组件1吸附翘曲硅片的成功率。
对于具有分支的所述吸柱21，同样的，对所述基盘11上设置的供所述吸柱21穿设的通槽的位置不作限制，只需保证吸柱21在穿所述基盘11后，满足所述第一吸嘴组和所述第二吸嘴组的相对位置关系。此外，上述描述中，虽然是以所述第一吸嘴组和所述第二吸嘴组对于所述升降机构2的改进进行说明，但应理解，除了所述第一吸嘴组、所述第二吸嘴组，所述升降机构2还可包括第三吸嘴组等，吸嘴组的数量可与密封圈的数量相等，从而每个吸附区域都能够设置一组吸嘴，相应的，对于所述升降机构2而言，只需所述吸柱21的形状随着吸嘴组的数量的增多而做出适应性变化即可，或者，所述吸柱21的数量随着吸嘴组的数量的增多而做出适应性变化，例如部分数量的所述吸柱21穿过所述基盘11的所述中心吸附区域，另一部分数量的所述吸柱21穿过所述基盘11的周边吸附区域，吸柱21和吸嘴22的数量相等，且一一对应设置。
【实施例四】
与前述实施例不同的是，本实施例中，将所述中心吸附区域和所述周边吸附区域再次进行划分，所述中心吸附区域和所述周边吸附区域分别划分为多个沿周向均匀分布的子吸附区域，所述真空系统通过不同的真空通道与各所述子吸附区域连通，分别对各所述子吸附区域的真空压力进行控制。
例如，如图10所示，所述中心吸附区域均分为：中心吸附区域第一区域A1、中心吸附区域第二区域A2及中心吸附区域第三区域A3，所述周边吸附区域均分为：周边吸附区域第一区域B1、周边吸附区域第二区域B2及周边吸附区域第三区域B3，不同区域分别利用电磁阀控制真空压力，且利用真空压力传感器感测真空压力。
其中，针对区域A1和B1可对应设置第一升降机构(Epin1)，针对区域A2和B2可对应设置第二升降机构(Epin2)，针对区域A3和B3可对应设置第三升降机构(Epin3)，在交接硅片时，三个电机同步控制进行上下运动，当硅片被基盘吸附后，通过基盘不同吸附区域内的真空压力判断硅片是否完全被吸附，若此区域硅片未被完全吸附则对应区域的升降机构的电机向下出力，直至该区域硅片被完全吸附。
在另一些实施方式中，所述基盘可以划分为以中心为顶点的多个扇形吸附区域，所述真空系统通过不同的真空通道分别与各所述扇形吸附区域连通，分别对各所述扇形吸附区域的真空压力进行控制。
综上所述，本发明提供的吸盘组件、硅片吸附装置、曝光设备及翘曲硅片吸附方法，所述吸盘组件包括：基盘、密封圈组和软吸盘组；所述密封圈组包括至少两个密封圈，至少两个所述密封圈在所述基盘上呈同心环状分布，将所述基盘划分为中心吸附区域和周边吸附区域，所述中心吸附区域和所述周边吸附区域内分别布置有一所述软吸盘组。从而，在通过升降结构将薄(软)翘曲硅片运输到吸盘组件上的时候，可以根据薄(软)翘曲硅片的特点对其分段吸附，先吸附其中心区域，待中心区域的吸附达标之后，再吸附其周边区域，在吸附过程中位于不同吸附区域的软吸盘组的高度随着硅片的下降而发生变化，起到一定支撑缓冲作用，从而可以解决硅片面型超差严重的问题。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，此外，各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用，本发明对此不作限定。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (17)

  1. 一种吸盘组件，其特征在于，所述吸盘组件包括：基盘、密封圈组和软吸盘组；
    所述密封圈组包括至少两个密封圈，至少两个所述密封圈在所述基盘上呈同心环状分布，将所述基盘划分为中心吸附区域和周边吸附区域，所述中心吸附区域和所述周边吸附区域内分别布置有一所述软吸盘组。
  2. 如权利要求1所述的吸盘组件，其特征在于，每个所述软吸盘组包括多个软吸盘；所述多个软吸盘沿所述基盘的周向均匀排布，或所述多个软吸盘沿所述基盘的周向以组合形式均匀排布。
  3. 如权利要求2所述的吸盘组件，其特征在于，位于所述中心吸附区域的所述多个软吸盘沿所述基盘的周向均匀排布，位于所述周边吸附区域的所述多个软吸盘沿所述基盘的周向以组合形式均匀排布。
  4. 如权利要求2所述的吸盘组件，其特征在于，所述软吸盘为碗形吸盘或褶皱形吸盘。
  5. 如权利要求2所述的吸盘组件，其特征在于，所述吸盘组件还包括位于每个所述软吸盘内的凸台，所述凸台的上表面与所述基盘的上表面持平。
  6. 如权利要求5所述的吸盘组件，其特征在于，所述基盘包括第一安装槽，每个所述第一安装槽内均设有一个所述软吸盘，每个所述第一安装槽形成一个所述凸台。
  7. 如权利要求1所述的吸盘组件，其特征在于，所述中心吸附区域内的所述软吸盘组沿所述基盘的径向到位于所述中心吸附区域外侧的所述密封圈的距离小于所述中心吸附区域的径向尺寸的1/2；和/或
    所述周边吸附区域内的所述软吸盘组沿所述基盘的径向到位于所述周边吸附区域外侧的所述密封圈的距离小于所述周边吸附区域的径向尺寸的1/2。
  8. 如权利要求1所述的吸盘组件，其特征在于，所述密封圈组和所述软吸盘组均具有压缩状态和自由状态，于所述压缩状态时容置于所述基盘内，于所述自由状态时自所述基盘内沿所述基盘的轴向延伸出所述基盘外。
  9. 如权利要求1所述的吸盘组件，其特征在于，所述中心吸附区域的面积与8寸硅片的面积相匹配，所述中心吸附区域和所述周边吸附区域的总面积与12寸硅片的面积相匹配。
  10. 一种硅片吸附装置，其特征在于，包括：
    如权利要求1～9任一项所述的吸盘组件，
    升降机构，用于通过升降将硅片交接于所述吸盘组件；以及，
    真空系统，所述真空系统用于对所述吸盘组件的真空压力进行控制。
  11. 如权利要求10所述的硅片吸附装置，其特征在于，所述真空系统通过不同的真空通道与所述中心吸附区域、所述周边吸附区域及每个所述软吸盘组连通，以分别对所述中心吸附区域、所述周边吸附区域及每个所述软吸盘组的真空压力进行控制。
  12. 如权利要求10所述的硅片吸附装置，其特征在于，所述中心吸附区域和所述周边吸附区域分别划分为多个沿周向均匀分布的子吸附区域，所述真空系统通过不同的真空通道与各所述子吸附区域连通，分别对各所述子吸附区域的真空压力进行控制；或者，
    所述基盘划分为以中心为顶点的多个扇形吸附区域，所述真空系统通过不同的真空通道分别与各所述扇形吸附区域连通，分别对各所述扇形吸附区域的真空压力进行控制。
  13. 如权利要求11或12所述的硅片吸附装置，其特征在于，所述真空系统包括第一真空压力检测传感器、第二真空压力检测传感器、第三真空压力检测传感器和第四真空压力检测传感器，分别设于各所述真空通道的末端，用于对各所述真空通道的真空压力进行检测。
  14. 如权利要求10所述的硅片吸附装置，其特征在于，所述升降机构包括：由多个吸嘴构成的第一吸嘴组，所述第一吸嘴组中的所述多个吸嘴在所述基盘上的投影位于所述中心区域，且沿所述基盘的周向均匀分布。
  15. 如权利要求14所述的硅片吸附装置，其特征在于，所述升降机构还包括：由多个吸嘴构成的第二吸嘴组，所述第二吸嘴组中的所述多个吸嘴在所述基盘上的投影位于所述周边吸附区域，且沿所述基盘的周向均匀分布， 所述第二吸嘴组中的所述吸嘴和所述第一吸嘴组中的所述吸嘴一一对应设置。
  16. 一种曝光设备，其特征在于，所述曝光设备包括如权利要求10～15任一项所述的硅片吸附装置。
  17. 一种翘曲硅片吸附方法，利用如权利要求10～15任一项所述的硅片吸附装装置，其特征在于，所述翘曲硅片吸附方法包括：
    在所述升降结构交接硅片后，开启所述升降机构的真空，以及开启位于所述基盘的中心吸附区域的所述软吸盘组的真空；
    控制所述升降机构带动所述硅片向下运动，当所述硅片接触到位于所述中心吸附区域的所述软吸盘组时，检测所述软吸盘组的真空压力是否达到第一阈值；若达到，则开启所述中心吸附区域的真空；
    开启位于所述周边吸附区域的所述软吸盘组的真空，控制所述升降机构带动所述硅片向下运动，当所述硅片接触到位于所述周边吸附区域的所述软吸盘组时，检测所述软吸盘组的真空压力是否达到第二阈值；若达到，则开启所述周边吸附区域的真空，并关闭所述升降机构的真空。
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