CN108206144A - 翘曲晶圆的吸附方法及使用该吸附方法的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种翘曲晶圆的吸附方法及使用该吸附方法的装置，属于半导体技术领域，为解决现有翘曲晶圆无法进行吸附的问题而设计。本发明翘曲晶圆的吸附方法是使用正常晶圆在吸盘上形成吸附正常的状态，再使用翘曲晶圆替换正常晶圆，水平调整和/或旋转调整翘曲晶圆在吸盘上的位置直至翘曲晶圆被吸附在吸盘上。本发明装置包括连接至真空***的吸盘，吸盘上设置有多个吸孔；真空***上设置有控制开关。本发明翘曲晶圆的吸附方法尽可能地不因翘曲而废弃晶圆，让尽可能多的晶圆能成功地切割成芯片，提高成品率，降低成本。本发明装置能使用上述吸附方法来光刻翘曲晶圆，避免这些晶圆被废弃掉，光刻效果良好。

Description

翘曲晶圆的吸附方法及使用该吸附方法的装置

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种翘曲晶圆的吸附方法以及使用该吸附方法的装置。

背景技术

在半导体制造过程中，在经历了多道工艺制程之后晶圆上不可避免地会积累大量的应力，导致晶圆局部或全部地翘曲变形，当应力超过晶圆所能承受的限度时甚至会导致晶圆碎裂。

曝光工艺需要将晶圆放置于吸盘上、通过吸盘上的真空吸孔进行吸附固定，然后对晶圆进行光刻。吸盘上通常设置有多个吸孔以便于更好地固定晶圆，当晶圆平整或只有轻微的翘曲变形时，吸盘能吸附晶圆且能降低晶圆的翘曲度；但当晶圆变形严重时吸盘与晶圆之间会产生真空泄露，导致晶圆无法被吸附，从而发生拒片，大大影响了产率。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种提高成品率、降低成本的翘曲晶圆的吸附方法。

本发明的另一个目的在于提出一种尽可能避免晶圆因翘曲而被废弃的装置。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种翘曲晶圆的吸附方法，所述吸附方法是使用正常晶圆在吸盘上形成吸附正常的状态，再使用翘曲晶圆替换所述正常晶圆，水平调整和/或旋转调整所述翘曲晶圆在所述吸盘上的位置直至所述翘曲晶圆被吸附在所述吸盘上。

特别是，所述吸附方法包括下述步骤：

步骤1、将一片所述正常晶圆送至所述吸盘上，开启真空***，所述真空***判定所述吸盘的吸附状态正常；

步骤2、在得到所述真空***发出的吸附状态正常信号后关闭所述真空***，取下所述正常晶圆；

步骤3、将所述翘曲晶圆放置在所述吸盘上；

步骤4、开启真空***，水平调整和/或旋转调整所述翘曲晶圆在所述吸盘上的位置直至所述翘曲晶圆被吸附在所述吸盘上。

进一步，在步骤1之前还包括下述步骤：

步骤A、对全部晶圆进行正常操作，将其中放置在所述吸盘上被真空***判定为吸附异常的晶圆归类为翘曲晶圆；

步骤B、将全部所述翘曲晶圆单独放置，等待第二次操作。

特别是，使用手动或机械方式实现所述翘曲晶圆的水平调整和/或旋转调整。

特别是，在水平调整和/或旋转调整所述翘曲晶圆达到一定程度或一定时间后仍然不能实现所述翘曲晶圆被吸附在所述吸盘上时，将所述翘曲晶圆恢复至最初位置，然后按压所述翘曲晶圆的边缘使其被吸附在所述吸盘上。

进一步，按压所述翘曲晶圆包括下述步骤：

步骤61、按压所述翘曲晶圆的任一侧边缘，令其吸附在所述吸盘上；

步骤62、按压所述翘曲晶圆上关于圆心对称的另一侧边缘，令其吸附在所述吸盘上；

步骤63、检查所述翘曲晶圆是否全部被吸附在所述吸盘上，是则转至步骤65；否则转至步骤64；

步骤64、依次按压所述翘曲晶圆上仍然翘曲的部分，直至所述翘曲晶圆全部被吸附在所述吸盘上；

步骤65、结束。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种使用上述翘曲晶圆的吸附方法的装置，所述装置包括连接至真空***的吸盘，所述吸盘上设置有多个吸孔；所述真空***上设置有控制开关。

特别是，所述吸盘上从中心向边缘形成多个同心环状的凸起，每两个相邻的所述凸起之间形成同心环状的凹槽，所述吸孔有规律分布在某一条或某几条所述凸起上。

特别是，所述吸盘为平面结构，多个所述吸孔有规律分布在所述吸盘上。

本发明翘曲晶圆的吸附方法在真空***判断吸附正常后使用翘曲晶圆替换正常晶圆以保证真空***持续释放真空、翘曲晶圆在此情况下调整位置或角度以便于吸附在吸盘上，尽可能地不因翘曲而废弃晶圆，让尽可能多的晶圆能成功地切割成芯片，提高成品率，降低成本。

本发明装置的真空***上设置有控制开关，能使用上述吸附方法来光刻翘曲晶圆，避免这些晶圆被废弃掉，光刻效果良好。

附图说明

图1是本发明优选实施例提供的翘曲晶圆的吸附方法的流程图；

图2是本发明优选实施例提供的吸盘吸附翘起晶圆的状态示意图；

图3是本发明优选实施例提供的吸盘的结构示意图。

图中：

1、吸盘；2、翘曲晶圆；3、真空***；11、吸孔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

优选实施例：

本优选实施例公开一种翘曲晶圆的吸附方法。该吸附方法是使用正常晶圆在吸盘1上形成吸附正常的状态，再使用翘曲晶圆2替换正常晶圆，水平调整和/或旋转调整翘曲晶圆2在吸盘1上的位置直至翘曲晶圆2被吸附在吸盘1上。

半导体晶圆生产加工需要一段比较长的时间，尤其是那些加工工序比较复杂的晶圆，待到整个加工的最后阶段(例如刻金属布线或压点)发现有部分产品因翘曲变形而不能进行加工(主要是光刻加工)时再补投一定数量的产品则很可能会超出客户的预定期限。如果为了保证能有足够数量的产品及时产出而在最初就多投片的话，有可能最终产出量超过客户预定量而成为废品，增加了成本，降低了效益。

鉴于翘曲晶圆2被送上吸盘1后真空***3会发现有真空泄露进而报异常并自行关闭真空***3，此时无法通过调整翘曲晶圆2的水平位置或放置角度令其被吸盘1吸附。所以本发明吸附方法的重点是“欺骗”真空***3令其不报异常，即，在吸盘1上放置一个正常晶圆，此时真空***3吸附正常、不再进行后续检测，再用翘曲晶圆2替换正常晶圆则真空***3将不会发现异常，而是会持续地释放真空以图吸附该翘曲晶圆2，此时可以通过调整翘曲晶圆2的水平位置或放置角度令其被吸盘1吸附。

使用本发明吸附方法后能将一些翘曲情况还算可以接受的晶圆、甚至是一些出现裂纹裂缝的晶圆顺利光刻，完全不影响晶圆切割成芯片，保证了成品率，提高了效率和效益。

吸附方法的具体步骤不限，只要能令真空***3以为吸盘1上的翘曲晶圆2仍然是先前的那片正常晶圆、进而不报异常而只是持续释放真空即可。优选的，如图1所示，吸附方法包括下述步骤：

步骤1、将一片正常晶圆送至吸盘1上，开启真空***3，真空***3判定吸盘1的吸附状态正常。该正常晶圆可以是同批次中一片翘曲度合格的真正晶圆，也可以是一片专门用于本发明吸附方法的废片、假片。

步骤2、在得到真空***3发出的吸附状态正常信号后关闭真空***3，取下正常晶圆。在进行过这步判断后真空***3将不再检测吸盘1与晶圆之间是否有真空泄露，即使关闭后再开启，真空***3仍然认为此次工作流程尚未结束，经持续释放真空以图吸附吸盘1上的晶圆。

步骤3、将翘曲晶圆2放置在吸盘1上，替换正常晶圆。

步骤4、开启真空***3，水平调整和/或旋转调整翘曲晶圆2在吸盘1上的位置直至翘曲晶圆2被吸附在吸盘1上。

鉴于操作人员难以人工判断一盒框架中哪些晶圆属于正常晶圆、哪些晶圆属于翘曲晶圆2，即使能做这样的人工判断也比较浪费时间，优选的，在步骤1之前还包括下述步骤：

步骤A、对全部晶圆(例如一盒框架中的全部晶圆)进行正常操作，将其中放置在吸盘1上被真空***3判定为吸附异常的晶圆归类为翘曲晶圆2。让吸盘1和真空***3自行将那些翘曲晶圆2自行筛选出来，且不影响正常晶圆的正常光刻。

步骤B、将全部翘曲晶圆2单独放置，等待第二次操作。即，转至步骤1。

在步骤4中，水平调整和/或旋转调整翘曲晶圆2时可以是操作人员手动调整，也可以是使用机器人、机械手臂等进行机械化调整，还可以是其它方式，能方便、快捷地调整翘曲晶圆2的水平位置和/或放置角度即可。

在水平调整和/或旋转调整翘曲晶圆2达到一定程度(例如晶圆上的光刻标记偏离光刻板上的标志一定距离，或旋转角度过大导致晶圆上的光刻标记与光刻板上的标记无法重合)或一定时间(例如一分钟)后仍然不能实现翘曲晶圆2被吸附在吸盘上时，将翘曲晶圆2恢复至最初位置，然后按压翘曲晶圆2的边缘使其被吸附在吸盘1上。即，单纯的位置调整或摆放角度调整已无法满足要求时则需要施加外力来减小翘曲晶圆2的翘曲度。

按压翘曲晶圆2的具体步骤不限，能辅助真空***3将翘曲晶圆2吸附在吸盘1上即可。优选的，按压翘曲晶圆2包括下述步骤：

步骤61、按压翘曲晶圆2的任一侧边缘，令其吸附在吸盘1上。即，第一个按压点可以根据操作人员的习惯随意选择，无论所选择的按压点位于翘曲晶圆2上的什么位置都不会影响按压效果。

步骤62、按压翘曲晶圆2上关于圆心对称的另一侧边缘，令其吸附在吸盘1上。即，第二个按压点与第一个按压点关于晶圆的圆心对称，这样的按压、吸附效果更好。

步骤63、检查翘曲晶圆2是否全部被吸附在吸盘1上，是则转至步骤65；否则转至步骤64。如果翘曲晶圆2上的翘曲比较规则的话此时应该已经被全部吸附在吸盘1上了，翘曲晶圆2不再移动；如果翘曲晶圆2上的翘曲不规则的话此时则在翘曲晶圆2上还是会有部分位置翘起，翘曲晶圆2仍然会被推动。

步骤64、依次按压翘曲晶圆2上仍然翘曲的部分，直至翘曲晶圆2全部被吸附在吸盘1上。

步骤65、结束。

如图2和图3所示，使用上所述翘曲晶圆吸附方法的装置包括连接至真空***3的吸盘1，吸盘1上设置有多个吸孔11。真空***3上设置有控制开关，通过控制开关来关闭-开启真空***3以便于用翘曲晶圆2替换正常晶圆，实现上述吸附方法。

为了更牢固地吸附晶圆、一定程度地克服晶圆的变形情况，在吸盘1上从中心向边缘形成多个同心环状的凸起，每两个相邻凸起之间形成同心环状的凹槽，吸孔11有规律分布在某一条或某几条凸起上；或者，如图3所示，吸盘1为平面结构，多个吸孔11有规律分布在吸盘1上。其中，吸孔11的有规律分布可以是但不限于是等间距分布、间距逐渐减小的分布方式、间距逐渐增大的分布方式、呈阵列式分布、呈几何形状式分布、呈辐射状分布等；当多个吸孔11有规律分布在平面结构的吸盘1上时，在与吸盘1的中心位置间隔设定距离值处设置多个吸孔11，这些吸孔11围绕吸盘1的中心位置形成一个圆环结构，当设定距离值为多个数值时形成多个同心圆环结构。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种翘曲晶圆的吸附方法，其特征在于，所述吸附方法是使用正常晶圆在吸盘(1)上形成吸附正常的状态，再使用翘曲晶圆(2)替换所述正常晶圆，水平调整和/或旋转调整所述翘曲晶圆(2)在所述吸盘(1)上的位置直至所述翘曲晶圆(2)被吸附在所述吸盘(1)上。

2.根据权利要求1所述的翘曲晶圆的吸附方法，其特征在于，所述吸附方法包括下述步骤：

步骤1、将一片所述正常晶圆送至所述吸盘(1)上，开启真空***(3)，所述真空***(3)判定所述吸盘(1)的吸附状态正常；

步骤2、在得到所述真空***(3)发出的吸附状态正常信号后关闭所述真空***(3)，取下所述正常晶圆；

步骤3、将所述翘曲晶圆(2)放置在所述吸盘(1)上；

步骤4、开启真空***(3)，水平调整和/或旋转调整所述翘曲晶圆(2)在所述吸盘(1)上的位置直至所述翘曲晶圆(2)被吸附在所述吸盘(1)上。

3.根据权利要求2所述的翘曲晶圆的吸附方法，其特征在于，在步骤1之前还包括下述步骤：

步骤A、对全部晶圆进行正常操作，将其中放置在所述吸盘(1)上被真空***(3)判定为吸附异常的晶圆归类为翘曲晶圆(2)；

步骤B、将全部所述翘曲晶圆(2)单独放置，等待第二次操作。

4.根据权利要求1至3任一所述的翘曲晶圆的吸附方法，其特征在于，使用手动或机械方式实现所述翘曲晶圆(2)的水平调整和/或旋转调整。

5.根据权利要求1至3任一所述的翘曲晶圆的吸附方法，其特征在于，在水平调整和/或旋转调整所述翘曲晶圆(2)达到一定程度或一定时间后仍然不能实现所述翘曲晶圆(2)被吸附在所述吸盘上时，将所述翘曲晶圆(2)恢复至最初位置，然后按压所述翘曲晶圆(2)的边缘使其被吸附在所述吸盘(1)上。

6.根据权利要求5所述的翘曲晶圆的吸附方法，其特征在于，按压所述翘曲晶圆(2)包括下述步骤：

步骤61、按压所述翘曲晶圆(2)的任一侧边缘，令其吸附在所述吸盘(1)上；

步骤62、按压所述翘曲晶圆(2)上关于圆心对称的另一侧边缘，令其吸附在所述吸盘(1)上；

步骤63、检查所述翘曲晶圆(2)是否全部被吸附在所述吸盘(1)上，是则转至步骤65；否则转至步骤64；

步骤64、依次按压所述翘曲晶圆(2)上仍然翘曲的部分，直至所述翘曲晶圆(2)全部被吸附在所述吸盘(1)上；

步骤65、结束。

7.一种使用如权利要求1至6任一所述翘曲晶圆的吸附方法的装置，其特征在于，所述装置包括连接至真空***(3)的吸盘(1)，所述吸盘(1)上设置有多个吸孔(11)；所述真空***(3)上设置有控制开关。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述吸盘(1)上从中心向边缘形成多个同心环状的凸起，每两个相邻的所述凸起之间形成同心环状的凹槽，所述吸孔(11)有规律分布在某一条或某几条所述凸起上。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述吸盘(1)为平面结构，多个所述吸孔(11)有规律分布在所述吸盘(1)上。