專利名稱：邊緣曝光裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅片處理裝置，且特別涉及一種硅片邊緣曝光裝置，該硅 片邊緣曝光裝置的控制方法也一并涉及。
背景技術(shù)：
電鍍是IC電路后封裝非常重要的工藝之一，其利用硅片的邊緣做陽極，硅
片中間的電鍍畝口做陰極，然后在陰陽兩極之間加一定的直流工作電壓，通過 控制電流大小及電鍍槽中電鍍液的濃度來控制金屬凸塊的高度。
由于光刻膠不導電，因此在電鍍工藝之前需將硅片邊緣的光刻膠去掉，而
去邊寬度大小取決于前道WEE(Wafer Edge Exclusion)工藝的去邊寬度。
傳統(tǒng)的硅片去邊方法很多，但總的歸納起來有兩大類化學去邊法和邊緣 曝光法?；瘜W去邊法是利用硅片在涂膠過程中，通過向硅片邊緣噴灑溶劑以消 除硅片邊緣光刻膠，該方法的缺點是去邊時間長、溶劑耗材成本高且溶劑易噴 灑到硅片中間圖形區(qū)域，嚴重影響圖形質(zhì)量。邊緣曝光法是將硅片通過真空吸 附在旋轉(zhuǎn)平臺上，在硅片邊緣上方固定一套紫外曝光鏡頭以產(chǎn)生一定大小尺寸 的均勻照明光斑，然后利用旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)硅片邊緣曝光。相比化學去邊 法，邊緣曝光法有生產(chǎn)效率高、裝置成本^氐和過程易于控制等優(yōu)點。
同時，在邊緣曝光過程中，硅片被傳輸?shù)焦杵D(zhuǎn)臺上后，要通過硅片預 對準來完成硅片的定心，以達到均勻的去邊效果。
現(xiàn)有技術(shù)中，通常硅片預對準和硅片邊緣曝光由兩套裝置實施完成，需要 兩套控制系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計復雜，成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出 一種邊^(qū)彖曝光裝置及其控制方法，能夠解決上述問題。 為了達到上述目的，本發(fā)明提出一種邊緣曝光裝置，用于將承栽于硅片旋
4轉(zhuǎn)臺上的硅片進行預對準和邊緣曝光。邊緣曝光裝置包括預對準系統(tǒng)、邊緣曝 光系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。預對準系統(tǒng)用于對硅片進行預對準，包括預對準光源用于 發(fā)出預對準光線。邊緣曝光系統(tǒng)用于對硅片進行邊緣曝光，包括邊緣曝光光源 用于發(fā)出邊緣曝光光線?？刂葡到y(tǒng)包括光電傳感器和控制單元。預對準光線和 邊緣曝光光線經(jīng)過硅片的反射進入光電傳感器?？刂茊卧娦赃B接至光電傳感 器、預對準光源和邊緣曝光光源，控制單元根據(jù)光電傳感器釆集的預對準光線 和邊緣曝光光線信號完成硅片的預對準和邊緣曝光。
可選的，其中預對準光源發(fā)出的預對準光線為可見光波^險光線。 可選的，其中預對準系統(tǒng)沿預對準光路還依次包括預對準光路快門、預對 準照明鏡組和預對準視場光闌。預對準光路快門用于開啟或關(guān)閉預對準系統(tǒng)的
光路；預對準照明鏡組用于對預對準光線進行均勻化處理；預對準視場光闌用 于對預對準光線進行處理，以獲得指定大小和形狀的預對準光斑。
可選的，其中控制單元還電性連接至預對準光路快門，用以在不需要預對 準時關(guān)閉預對準光^各。
可選的，其中邊緣曝光光源發(fā)出的邊緣曝光光線為紫外波段光線。
可選的，其中邊緣曝光系統(tǒng)沿邊緣曝光光路還依次包括邊緣曝光光路快門、 邊緣曝光照明鏡組和邊緣曝光可變視場光闌。邊緣曝光光路快門用于對邊緣曝 光光路的通斷進行控制；邊緣曝光照明鏡組用于對邊緣曝光光線進行均勻化處 理；邊緣曝光可變視場光闌用于對邊緣曝光光線進行處理，以獲得指定大小、 形狀和位置的曝光光斑。
可選的，其中控制單元還電性連接至邊緣曝光光路快門，用以在不需要邊 緣曝光時關(guān)閉邊緣曝光光路。
可選的，其中控制單元儲存有硅片預對準信號處理算法和去邊寬度測量算法。
為了達到上述目的，本發(fā)明還提出一種邊緣曝光裝置的控制方法，包括以 下步驟
開啟預對準光源；
判斷是否需要進行邊緣曝光，如果需要，則開啟邊緣曝光光源； 開啟預對準光路快門，進行硅片預對準；
5關(guān)閉預對準光路快門，開啟邊緣曝光光路快門，進行硅片邊緣曝光。
可選的，其中在所有步驟之前，還包括關(guān)閉預對準光路快門、邊緣曝光 光路快門和成^^快門。
可選的，其中硅片預對準步驟中，是由光電傳感器采集預對準光源發(fā)出的 可見光信號來進行預對準的。
可選的，其中還包括判斷是否需要測量硅片的去邊寬度，如果需要，則開 啟成像快門，由光電傳感器采集邊緣曝光光源發(fā)出的紫外光信號，測量硅片的 去邊寬度。
本發(fā)明的有益效果在于
一、 將硅片邊緣曝光及預對準功能集成在一套裝置中，硅片邊緣曝光及預 對準使用同一套光路、傳感器及硅片旋轉(zhuǎn)臺，不僅降低了整套系統(tǒng)的成本，而 且也提高了整套系統(tǒng)的緊湊性。
二、 用于檢測邊緣去邊寬度的光電傳感器可用于檢測硅片邊緣缺口，以實 現(xiàn)預對準功能。
三、 在進行硅片邊緣去邊的過程中，通過自動測量硅片去邊寬度及調(diào)節(jié)設(shè) 置在邊緣曝光光路中的可變視場光闌，可以對硅片邊緣去邊寬度進行自動調(diào)整。


圖l所示為本發(fā)明第一實施例中邊緣曝光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2所示為本發(fā)明第二實施例中邊緣曝光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3所示為本發(fā)明第三實施例中邊緣曝光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4所示為本發(fā)明的邊緣曝光裝置的控制方法流程圖。
具體實施例方式
為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。 本發(fā)明提出的邊緣曝光裝置用于使用硅片旋轉(zhuǎn)臺來將涂有光刻膠的硅片進 行邊緣曝光，為后續(xù)工藝提供準備。該裝置不僅可以實現(xiàn)硅片邊緣曝光功能， 而且還可以實現(xiàn)硅片預對準功能。硅片被傳輸?shù)焦杵D(zhuǎn)臺上后，進行硅片預 對準，進而通過旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)硅片邊緣曝光的功能。請參看圖1，圖1所示為本發(fā)明第一實施例中邊緣曝光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
邊緣曝光裝置100包括預對準系統(tǒng)、邊緣曝光系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和硅片旋轉(zhuǎn)
硅片旋轉(zhuǎn)臺15實現(xiàn)對承載硅片17的吸附，進而通過旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)硅片17邊 緣曝光。硅片旋轉(zhuǎn)臺15包括電機14以控制硅片旋轉(zhuǎn)臺15旋轉(zhuǎn)或停止。
預對準系統(tǒng)包括預對準視場光闌10、預對準照明鏡組ll、預對準光路快門 12和預對準光源13。
預對準光源13用于發(fā)出用于硅片預對準的預對準光線，預對準光線為可見 光波段光線。預對準光路快門12用于開啟或關(guān)閉預對準系統(tǒng)的光路。預對準照 明鏡組11用于對預對準光源13發(fā)出的光線進行均勻化處理。預對準視場光闌 10用于對預對準光源13發(fā)出的光線進行處理，以獲得指定大小和形狀的預對準 光斑。
邊緣曝光系統(tǒng)包括邊緣曝光可變視場光闌6,邊緣曝光照明鏡組7，邊緣曝 光光路快門8和邊緣曝光光源9。
邊緣曝光光源9發(fā)出用于硅片邊緣曝光的邊緣曝光光線，邊緣啄光光線為 紫外波段光線。邊緣曝光光路快門8用于對邊緣曝光光路的通斷進行控制。邊 緣爆光照明鏡組7用于對邊緣曝光光線進行均勻化處理。邊緣曝光可變視場光 闌6用于對邊緣曝光光線進行處理，以獲得指定大小、形狀和位置的曝光光斑。
控制系統(tǒng)包括光電傳感器1、成像快門101、成像物鏡組2、分束棱鏡3、 分束棱鏡4、成像物鏡組5和控制單元16。
成像物鏡組2和5用于將預對準光線和邊緣曝光光線成像到光電傳感器1 上。光電傳感器1用于對預對準及邊緣曝光的相關(guān)信號進行采集，并傳送到控 制單元16進行處理。成像快門101用于控制通向光電傳感器1的光路的通斷， 以防止無用光對光電傳感器1的損耗。
本實施例中分束棱鏡3和分束棱鏡4均位于硅片17的上方，相應的，預對 準系統(tǒng)和邊緣曝光系統(tǒng)也位于>5圭片17的上方，預對準系統(tǒng)中的預對準光源13 發(fā)出的可見光先通過分束棱鏡3，邊緣曝光系統(tǒng)中的邊緣曝光光源9發(fā)出的紫外 光先通過分束棱鏡4。
控制單元16電性連接至光電傳感器1、成像快門101、預對準光路快門12、
7邊緣曝光照明快門8、電機14和邊緣曝光可變視場光闌6，以用于控制邊緣曝 光的流程?？刂茊卧?6內(nèi)儲存有硅片預對準信號處理算法，還儲存有去邊寬度 測量算法?？刂茊卧?6對以上裝置的控制流程會在后續(xù)說明中詳細揭露。
出于節(jié)省能源的考慮，控制單元16還可以電性連接至預對準光源13和邊 緣曝光光源9，在不需要使用上述光源之一時，關(guān)閉之。例如在進行邊緣曝光時， 關(guān)閉預對準光源13。
在進行硅片預對準時，預對準光源13發(fā)出的可見光，按照圖1中箭頭方向 依次經(jīng)過預對準光路快門12,預對準照明鏡組11，預對準視場光闌10后，再 通過分束棱鏡3，分束棱鏡4和成像物鏡組5后，到達珪片17表面，光線被反 射后再依次經(jīng)過成像物鏡組5，分束棱鏡4和3，成像物鏡組2后，被光電傳感 器1獲取。光電傳感器1將采集的信號傳送到控制單元16進行處理，控制單元 16依據(jù)信號處理結(jié)果和硅片旋轉(zhuǎn)臺15完成硅片預對準。
進行邊緣曝光時，邊緣曝光光源9發(fā)出的紫外光，依次經(jīng)過邊緣曝光光路 快門8，邊緣曝光照明鏡組7，邊緣曝光可變視場光闌6后，再通過分束棱鏡4 和成像物鏡組5后，到達硅片17表面，此時即可以完成邊緣曝光功能。
在進行邊緣曝光的過程中，成像快門101處于關(guān)閉狀態(tài)，以防止紫外光對 光電傳感器1的長期照射影響光電傳感器1的使用壽命。
當需要對去邊寬度進行測量時，則開啟成像快門101，此時，曝光光線被硅 片17反射后再依次經(jīng)過成像物鏡組5,分束棱鏡4和3，成像物鏡組2后，被 光電傳感器1獲取。光電傳感器1將采集的信號傳送到控制單元16進行處理， 據(jù)此即可以獲取硅片當前的去邊寬度。
當去邊寬度和實際要求的去邊寬度之間存在差距時，控制單元16通過調(diào)整 邊緣曝光可變視場光闌6的大小來調(diào)整邊緣去邊的寬度，達到對去邊寬度的自 動調(diào)節(jié)。
在本邊緣曝光裝置100中，由于預對準單元和硅片邊緣曝光單元共用成像 物鏡組2和5，分束棱鏡3和4，所以對成像物鏡組2和5，分束棱鏡3和4要 進行鍍膜處理。
另外，由于光電傳感器1不僅能接收硅片預對準信號，而且能接收去邊寬 度信號，要求光電傳感器1在紫外波段和可見光波段要有較好的響應。預對準視場光闌10和邊緣曝光可變視場光闌6可以與電機(圖未示)相連 接，控制單元16通過驅(qū)動電機來控制光闌的大小。
圖2所示為本發(fā)明第二實施例中邊緣曝光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
第二實施例與第一實施例的區(qū)別在于，硅片預對準照明光路置于硅片旋轉(zhuǎn) 臺15的下方，光電傳感器1通過感測預對準光源13發(fā)出的可見光是否被硅片 17的邊緣遮擋來實現(xiàn)硅片預對準。此種設(shè)置可以省去第一實施例中的分束棱鏡 3。其它測量原理和信號處理算法和實施例一相同。
圖3所示為本發(fā)明第三實施例中邊緣曝光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
第三實施例與第一實施例的區(qū)別在于，成像快門101及光電傳感器1置于 硅片旋轉(zhuǎn)臺15的下方，因此，可以省去分束棱鏡3及簡化成像物鏡組的設(shè)計。 其它測量原理和信號處理算法和實施例一相同。
圖4所示為本發(fā)明的邊緣曝光裝置的控制方法流程圖。
請結(jié)合參考圖1-圖4。
本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對硅片的預對準、邊緣曝光和測量去邊寬度的功能，其具 體實施步驟如下
首先關(guān)閉預對準光路快門12、邊緣曝光光路快門8和成像快門101，并開 啟預對準光源13。
判斷是否需要進行邊緣曝光，如果需要，則開啟邊緣曝光光源9; 開啟預對準光路快門12，進行硅片預對準。
判斷是否需要對經(jīng)過預對準的硅片進行邊緣曝光，如果需要進行硅片邊緣 曝光，則首先關(guān)閉預對準光路快門12,然后開啟邊緣曝光光路快門8,即可對 硅片邊緣進行曝光；
判斷經(jīng)過邊緣曝光的硅片是否需要測量去邊寬度，若需要測量去邊寬度， 則開啟成像快門101,由光電傳感器1采集邊緣曝光光源9發(fā)出的紫外光信號， 測量硅片的去邊寬度，再關(guān)閉成像快門101和邊緣曝光光路快門8。
若判斷無需對經(jīng)過預對準的硅片進行邊緣曝光，則判斷是否還有硅片要進 行處理，如杲有，則再次進行硅片預對準；如果沒有，則關(guān)閉預對準光路快門 和預對準光源，結(jié)束整個流程。
雖然本發(fā)明已以4交佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明
9所屬技術(shù)領(lǐng)域申具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各 種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍當視權(quán)利要求書所界定者為準。
權(quán)利要求
1. 一種邊緣曝光裝置，用于將承載于硅片旋轉(zhuǎn)臺上的硅片進行預對準和邊緣曝光，其特征是，包括預對準系統(tǒng)，用于對該硅片進行預對準，包括預對準光源，用于發(fā)出預對準光線；邊緣曝光系統(tǒng)，用于對該硅片進行邊緣曝光，包括邊緣曝光光源，用于發(fā)出邊緣曝光光線；以及控制系統(tǒng)，包括光電傳感器，該預對準光線和該邊緣曝光光線經(jīng)過該硅片的反射進入該光電傳感器；以及控制單元，該控制單元電性連接至該光電傳感器、該預對準光源和該邊緣曝光光源，該控制單元根據(jù)該光電傳感器采集的預對準光線和邊緣曝光光線信號完成硅片的預對準和硅片邊緣曝光。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的邊緣曝光裝置，其特征是，其中該預對準光源發(fā) 出的預對準光線為可見光波段光線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的邊緣曝光裝置，其特征是，其中該預對準系統(tǒng)沿 預對準光路還依次包括預對準光路快門，用于開啟或關(guān)閉預對準系統(tǒng)的光路； 預對準照明鏡組，用于對預對準光線進行均勻化處理；以及 預對準:f見場光闌，用于對預對準光線進^f亍處理，以獲得指定大小和形狀的 預對準光斑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的邊緣曝光裝置，其特征是，其中該控制單元還電 性連接至該預對準光路快門，用以在不需要預對準時關(guān)閉預對準光路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的邊緣曝光裝置，其特征是，其中該邊緣曝光光源 發(fā)出的邊緣曝光光線為紫外波段光線。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的邊緣曝光裝置，其特征是，其中該邊緣曝光系統(tǒng) 沿邊緣曝光光路還依次包括邊緣曝光光路快門，用于對邊緣曝光光路的通斷進行控制；邊緣曝光照明鏡組，用于對邊緣曝光光線進行均勻化處理；以及 邊緣曝光可變視場光闌，用于對邊緣曝光光線進行處理，以獲得指定大小、 形狀和位置的曝光光斑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的邊緣曝光裝置，其特征是，其中該控制單元還電 性連接至該邊緣曝光光路快門，用以在不需要邊緣曝光時關(guān)閉邊緣曝光光路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的邊緣曝光裝置，其特征是，其中該控制單元儲存 有硅片預對準信號處理算法和去邊寬度測量算法。
9. 一種邊緣曝光裝置的控制方法，其特征是，包括以下步驟 開啟預對準光源；判斷是否需要進行邊緣曝光，如果需要，則開啟邊緣曝光光源； 開啟預對準光路快門，進行石圭片預對準；關(guān)閉預對準光路快門，開啟邊緣曝光光路快門，進行硅片邊緣曝光。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的邊緣曝光裝置的控制方法，其特征是，其中在所 有步驟之前，還包括關(guān)閉預對準光路快門、邊緣曝光光路快門和成像快門。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的邊緣曝光裝置的控制方法，其特征是，其中硅片 預對準步驟中，是由光電傳感器采集預對準光源發(fā)出的可見光信號來進行預對 準的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的邊緣曝光裝置的控制方法，其特征是，其中還包 括判斷是否需要測量硅片的去邊寬度，如果需要，則開啟成像快門，由光電傳 感器采集邊緣曝光光源發(fā)出的紫外光信號，測量硅片的去邊寬度。
全文摘要
本發(fā)明提出一種邊緣曝光裝置，用于將承載于硅片旋轉(zhuǎn)臺上的硅片進行預對準和邊緣曝光。邊緣曝光裝置包括預對準系統(tǒng)、邊緣曝光系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。預對準系統(tǒng)發(fā)出預對準光線用于對硅片進行預對準。邊緣曝光系統(tǒng)發(fā)出邊緣曝光光線用于對硅片進行邊緣曝光?？刂葡到y(tǒng)包括光電傳感器和控制單元。預對準光線和邊緣曝光光線經(jīng)過硅片的反射進入光電傳感器?？刂茊卧娦赃B接至光電傳感器、預對準系統(tǒng)和邊緣曝光系統(tǒng)，控制單元根據(jù)光電傳感器采集的預對準光線和邊緣曝光光線信號完成硅片的預對準和邊緣曝光。本發(fā)明將硅片邊緣曝光及預對準功能集成在一套裝置中，降低成本，提高系統(tǒng)的緊湊性。
文檔編號G03F7/20GK101498897SQ20081020477
公開日2009年8月5日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者呂曉薇, 兵 徐, 李中秋, 巍 蔡 申請人:上海微電子裝備有限公司