CN105336654A - 一种适应多种工艺类型硅片的预对准装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适应多种工艺类型硅片的预对准装置，包括吸盘底座、陶瓷吸盘、半月吸盘、线阵CCD、镜片反射光机***及对射光机***，陶瓷吸盘与半月吸盘均安装于吸盘底座上，陶瓷吸盘能够沿Z向做升降运动，并能够沿中心轴旋转；半月吸盘能够相对于陶瓷吸盘在水平方向上运动；镜片对所述反射光机***、透射光机***发出的光束分别进行反射、透射，透过镜片，在反射光机***与透射光机***之间切换；反射光机***利用反射式预对准方式检测硅片边缘的信息，并经由线阵CCD收集镜片反射的硅片边缘的信息；对射光机***利用透射式预对准方式检测硅片边缘的信息，并经由线阵CCD收集镜片透射的硅片边缘的信息。本发明能够适应多种工艺类型硅片。
Description
技术领域
本发明涉及半导体设备领域，尤其涉及一种适应多种工艺类型硅片的预对准装置。
背景技术
硅片预对准装置应用于光刻机等众多半导体设备中，是对硅片进行定位的重要装置。随着科学技术的发展，实际工况中不仅需要对普通的标准硅片进行定位，针对翘曲片、TSV硅片(带有缺口的硅片)、超薄片、Taiko片等多种工艺片也同样有定位需求，但由于各种工艺片的定心定向过程中存在不同的难点，因此，如何提供一种能够同时适应翘曲片、TSV硅片、超薄片、Taiko片等多种工艺类型硅片的预对准装置是本领域的技术人员亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明提供一种适应多种类型工艺硅片的预对准装置，以解决现有技术中，多种类型工艺硅片无法在同一个预对准装置中兼容处理的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种适应多种工艺类型硅片的预对准装置，包括吸盘底座、陶瓷吸盘、半月吸盘、线阵CCD、镜片、反射光机***以及对射光机***，其中，
所述陶瓷吸盘与半月吸盘均安装于所述吸盘底座上，所述陶瓷吸盘能够沿Z向做升降运动，并能够沿中心轴旋转；所述半月吸盘能够相对于所述陶瓷吸盘在水平方向上运动；
所述镜片对所述反射光机***、所述透射光机***发出的光束分别进行反射、透射，透过所述镜片，在所述反射光机***与所述透射光机***之间切换，以适应不同工艺类型的硅片预对准检测；所述反射光机***利用反射式预对准方式检测硅片边缘的信息，并经由所述线阵CCD收集所述镜片反射的所述硅片边缘的信息；
所述对射光机***利用透射式预对准方式检测硅片边缘的信息，并经由所述线阵CCD收集所述镜片透射的所述硅片边缘的信息。
较佳地，所述反射光机***包括反射光源以及反射镜头，所述反射光源和线阵CCD位于所述硅片的同一侧，所述硅片放置于所述陶瓷吸盘上，所述反射光源发出的光束经过所述反射镜头入射至所述硅片表面，经所述镜片的反射后入射至所述线阵CCD。
较佳地，所述对射光机***包括对射光源和对射镜头，所述对射光源与所述线阵CCD分别位于所述硅片的两侧，所述对射光源发出的光束经所述对射镜头入射至所述硅片的表面，经所述镜片的透射后入射至所述线阵CCD。
较佳地，所述反射光机***发出的光束为红光，所述对射光机***发出的光束为绿光，所述镜片采用反红透绿镜片。
较佳地，所述陶瓷吸盘和半月吸盘的吸附区的外缘处设有柔性材料。
较佳地，所述柔性材料为橡胶。
较佳地，所述陶瓷吸盘与半月吸盘均包括若干吸附孔。
本发明提供的适应多种工艺类型硅片的预对准装置，包括吸盘底座、陶瓷吸盘、半月吸盘、线阵CCD、镜片、反射光机***以及对射光机***，陶瓷吸盘与半月吸盘均安装于吸盘底座上，陶瓷吸盘能够沿Z向做升降运动，并能够沿中心轴旋转；半月吸盘能够相对于陶瓷吸盘在水平方向上运动；所述镜片对所述凡射光机***、所述透射光机***发出的光束分别进行反射、透射，透过所述镜片，在所述反射光机***与所述透射光机***之间切换，以适应不同工艺类型的硅片预对准检测；所述反射光机***利用反射式预对准方式检测硅片边缘的信息，并经由所述线阵CCD收集所述镜片反射的所述硅片边缘的信息；所述对射光机***利用透射式预对准方式检测硅片边缘的信息，并经由所述线阵CCD收集所述镜片透射的所述硅片边缘的信息。本发明能够适应多种工艺类型硅片的预对准。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式的适应多种工艺类型硅片的预对准装置的结构示意图；
图2为本发明一具体实施方式的适应多种工艺类型硅片的预对准装置中陶瓷吸盘的结构示意图；
图3为本发明一具体实施方式的适应多种工艺类型硅片的预对准装置中半月吸盘的结构示意图；
图4为本发明一具体实施方式的适应多种工艺类型硅片的预对准装置中陶瓷底座的结构示意图；
图5为本发明一具体实施方式的适应多种工艺类型硅片的预对准装置中反射光机***的结构示意图。
图中：10-吸盘底座、20-陶瓷吸盘、21-柔性材料、22-吸附孔、30-半月吸盘、40-线阵CCD、50-反射光机***、51-反射光源、52-反射镜头、53-镜片、60-对射光机***、61-对射光源、62-对射镜头。
具体实施方式
为了更详尽的表述上述发明的技术方案，以下列举出具体的实施例来证明技术效果；需要强调的是，这些实施例用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。
本发明提供的多型工艺片适应性预对准装置，如图1至图5所示，包括吸盘底座10、陶瓷吸盘20、半月吸盘30、线阵CCD40、镜片53、反射光机***50以及对射光机***60，其中，
所述陶瓷吸盘20与半月吸盘30均安装于所述吸盘底座10上，所述陶瓷吸盘20能够沿Z向(垂直方向)做升降运动，并能够沿中心轴旋转，即绕Rz方向旋转；所述半月吸盘30能够相对于所述陶瓷吸盘20在水平方向上运动；
所述镜片53对所述反射光机***50、所述透射光机***60发出的光束分别进行反射、透射，透过所述镜片53，在所述反射光机***50与所述透射光机***60之间切换，以适应不同工艺类型的硅片预对准检测；
具体地，所述反射光机***50利用反射式预对准方式检测硅片边缘的信息，并经由所述线阵CCD40收集所述镜片53反射的所述硅片边缘的信息；
所述对射光机***60利用透射式预对准方式检测硅片边缘的信息，并经由所述线阵CCD40收集所述镜片53透射的所述硅片边缘的信息。以此来实现不同工艺类型的硅片的预对准。
较佳地，请重点参考图5，并结合图1，所述反射光机***50包括反射光源51以及反射镜头52，所述反射光源51和线阵CCD40位于所述硅片的同一侧，反射式预对准过程具体为：所述硅片放置于所述陶瓷吸盘20上，陶瓷吸盘20打开真空吸附住硅片，所述反射光源51发出的光束经过所述反射镜头52入射至所述硅片表面，找到硅片的边缘；陶瓷吸盘20旋转带动硅片旋转一周，光束经所述镜片53的反射后入射至所述线阵CCD40，线阵CCD40收集通过硅片反射回来的光线，获取其数据并计算出偏心值；陶瓷吸盘20下降，与半月吸盘30交接，半月吸盘30根据计算出的偏心值带着硅片移动，移动量为计算出来的偏心值，使硅片中心与陶瓷吸盘20的中心对齐，达到定心的效果；陶瓷吸盘20旋转至TSV硅片的硅片缺口处，实现定向的目的。
所述反射光机***50利用反射式预对准方式检测硅片(图中未示出)边缘的信息，并经由所述线阵CCD40收集所述硅片边缘的信息，本发明采用反射式预对准方式，用来解决由于TSV硅片下方玻璃基板(用于承载TSV硅片)没有缺口，对准检测用光束无法透过基板，导致TSV硅片的硅片缺口部分无法清晰呈现在线阵CCD40上，以及TSV硅片中的多层片之间不同心引起的采集得到的数据无法区分TSV硅片边缘还是玻璃基板边缘，从而无法精确对TSV硅片定心和定向的问题。而反射式预对准方式可以达到清晰采集硅片缺口边缘，由于TSV硅片缺口部分和TSV硅片其他部分的反射率不一致，CCD相机接收到的信息也就不一致，从而分辨出TSV硅片缺口，即使不同心也可以区分硅片边缘和玻璃基板边缘，最终实现对硅片的定心定向。
较佳地，请重点参考图1，虽然采用反射光机***50也可以处理普通片以及各种工艺片，但***处理数据量大，效率低，因此，本发明采用反射光机***50专门用于处理TSV硅片，另外增加对射光机***60，用于处理TSV以外的其他硅片。具体地，所述对射光机***60包括对射光源61和对射镜头62，所述对射光源61与所述线阵CCD40分别位于所述硅片的两侧，所述对射光源61发出的光束经所述对射镜头62入射至所述硅片的表面，经所述镜片53的透射后入射至所述线阵CCD40。较佳地，所述反射光源51发出的光束为红光，所述对射光源61发出的光束为绿光，所述镜片53采用反红透绿镜片。
其具体的工作过程为：当处理TSV硅片时，反射光源51(红光)打开，红光打在反红透绿镜片上，光路反射回来，实现反射式预对准；
当处理其他硅片时，对射光源61(绿光)打开，绿光打在反红透绿镜片上，光路透过，实现透射式预对准。
采用反红透绿镜片，以在线切换两种光机***，实现两种光机***的兼容，能够在处理各种工艺片的同时，最大限度的提高预对准效率。较佳地，请重点参考图2和图3，所述陶瓷吸盘20和半月吸盘30的吸附区的外缘处设有柔性材料21，较佳地，所述柔性材料21为橡胶，在陶瓷吸盘20和半月吸盘30的吸附区的边缘处设置橡胶，在吸附翘曲片时，可以利用橡胶的变形量来补偿翘曲硅片的翘曲变形量，以解决预对准装置中吸附翘曲片困难的问题；请结合图4，本发明可以通过增加陶瓷吸盘20的升降行程和吸盘底座10的高度H，以适应翘曲片翘曲变形所引起的硅片预对准过程中所需的硅片法向(垂向)尺寸增大的问题；
较佳地，请继续参考图2和图3，所述陶瓷吸盘20和半月吸盘30均为多孔吸附，也就是说，所述陶瓷吸盘20和半月吸盘30的吸附区内均设有多个吸附孔22，采用多孔吸附的方式代替单点吸附的方式，使硅片在吸附过程中所受的吸附力更加均匀，由吸附力引起的硅片表面变形小，以此来保护超薄片和Taiko片不受损伤。
本发明提供的适应多种工艺类型硅片的预对准装置不仅能对普通标准硅片进行对准，还能够实现翘曲片、TSV硅片、超薄片、Taiko片等多种工艺片的定位对准，无需更换预对准装置，降低了设备成本，增大了设备的应用范围。
综上所述，本发明提供的适应多种工艺类型硅片的预对准装置，通过在陶瓷吸盘20和半月吸盘30的吸附区的外缘处设置柔性材料21，来补偿翘曲片的翘曲变形量；利用反射式预对准方式检测硅片边缘的信息，解决TSV硅片上的缺口无法清晰呈现在线阵CCD40上，导致定心定向困难的问题；采用多孔吸附代替单点吸附，确保超薄片和Taiko片所受的吸附力均匀，避免损伤，从而实现多型工艺类型硅片在同一个预对准装置中的兼容处理。
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)
1.一种适应多种工艺类型硅片的预对准装置，其特征在于，包括吸盘底座、陶瓷吸盘、半月吸盘、线阵CCD、镜片、反射光机***以及对射光机***，其中，
所述陶瓷吸盘与半月吸盘均安装于所述吸盘底座上，所述陶瓷吸盘能够沿Z向做升降运动，并能够沿中心轴旋转；所述半月吸盘能够相对于所述陶瓷吸盘在水平方向上运动；
所述镜片对所述反射光机***、所述透射光机***发出的光束分别进行反射、透射，透过所述镜片，在所述反射光机***与所述透射光机***之间切换，以适应不同工艺类型的硅片预对准检测；
所述反射光机***利用反射式预对准方式检测硅片边缘的信息，并经由所述线阵CCD收集所述镜片反射的所述硅片边缘的信息；
所述对射光机***利用透射式预对准方式检测硅片边缘的信息，并经由所述线阵CCD收集所述镜片透射的所述硅片边缘的信息。
2.如权利要求1所述的适应多种工艺类型硅片的预对准装置，其特征在于，所述反射光机***包括反射光源以及反射镜头，所述反射光源和线阵CCD位于所述硅片的同一侧，所述硅片放置于所述陶瓷吸盘上，所述反射光源发出的光束经过所述反射镜头入射至所述硅片表面，经所述镜片的反射后入射至所述线阵CCD。
3.如权利要求1所述的适应多种工艺类型硅片的预对准装置，其特征在于，所述对射光机***包括对射光源和对射镜头，所述对射光源与所述线阵CCD分别位于所述硅片的两侧，所述对射光源发出的光束经所述对射镜头入射至所述硅片的表面，经所述镜片的透射后入射至所述线阵CCD。
4.如权利要求1所述的适应多种工艺类型硅片的预对准装置，其特征在于，所述反射光机***发出的光束为红光，所述对射光机***发出的光束为绿光，所述镜片采用反红透绿镜片。
5.如权利要求1所述的适应多种工艺类型硅片的预对准装置，其特征在于，所述陶瓷吸盘和半月吸盘的吸附区的外缘处设有柔性材料。
6.如权利要求5所述的适应多种工艺类型硅片的预对准装置，其特征在于，所述柔性材料为橡胶。
7.如权利要求1所述的适应多种工艺类型硅片的预对准装置，其特征在于，所述陶瓷吸盘与半月吸盘均包括若干吸附孔。
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