調(diào)節(jié)pin升降機(jī)構(gòu)水平度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)節(jié)PIN升降機(jī)構(gòu)水平度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]物理氣相沉積(PVD)技術(shù)或?yàn)R射(Sputtering)沉積技術(shù)是半導(dǎo)體工業(yè)中最廣為使用的一類薄膜制造技術(shù)，泛指采用物理方法制備薄膜的薄膜制備工藝。在Hardmask (硬質(zhì)掩膜)PVD設(shè)備中，Wafer (晶圓)經(jīng)過兩個(gè)工藝過程:去氣(Degas)、TiN沉積。去氣工藝中，主要是將Wafer加熱至350°C左右，以去除基片上的水蒸氣及其它易揮發(fā)雜質(zhì)。
[0003]圖1為去氣腔室結(jié)構(gòu)示意圖，包括去氣腔室101，平臺(tái)機(jī)械手102，加熱上蓋103，Waferl04, PIN (頂針)升降機(jī)構(gòu)105，加熱裝置106，腔室隔熱件107，門閥108，其中PIN升降機(jī)構(gòu)105包括三個(gè)頂針201，波紋管焊接裝配212和氣缸203等，圖1中氣缸203所示為上升位置。去氣腔室在真空環(huán)境下，門閥108開啟，PIN升降機(jī)構(gòu)105通過氣缸203上升到傳片位置，平臺(tái)機(jī)械手102將Waferl04傳遞至去氣腔室101中，平臺(tái)機(jī)械手102下降到傳片位置后縮回，Waferl04放置于PIN升降機(jī)構(gòu)105的三個(gè)頂針201上，氣缸203下降，Wafer被放置于加熱裝置106上表面上，同時(shí)門閥108關(guān)閉，進(jìn)行去氣工藝。Wafer 104完成去氣工藝后，門閥108開啟，氣缸203升起，平臺(tái)機(jī)械手102進(jìn)入去氣腔室101取片至平臺(tái)，進(jìn)行下一步工藝。
[0004]去氣工藝過程中，Waferl04溫度均勻性對(duì)Waferl04的去氣效果和后續(xù)工藝有一定影響。如圖2所示，由于加熱裝置106直徑與Waferl04不相同，相差2bmm (0〈b〈3)，當(dāng)Waferl04放置于三個(gè)頂針201上形成的平面的水平度較低，在Waferl04下降到加熱裝置106上表面時(shí)，Waferl04會(huì)發(fā)生較大偏移(Wafer與加熱裝置的中心線相差較大)，此時(shí)加熱裝置106對(duì)Waferl04加熱會(huì)不均勻。
[0005]因此需要提供一種提高晶圓放置水平度的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述的不足，本發(fā)明的目的是提供一種調(diào)節(jié)PIN升降機(jī)構(gòu)水平度的方法來提高晶圓放置水平度。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種調(diào)節(jié)PIN升降機(jī)構(gòu)水平度的方法，所述PIN升降機(jī)構(gòu)包括一個(gè)升降托架、三個(gè)頂針和支撐裝置，三個(gè)所述頂針均安裝在所述升降托架上，所述升降托架安裝在所述支撐裝置上，包括如下步驟:
[0009]將晶圓放置在所述PIN升降機(jī)構(gòu)的頂針上；
[0010]以其中一個(gè)所述頂針的高度為基準(zhǔn)高度，調(diào)節(jié)其余兩個(gè)所述頂針的高度等于所述基準(zhǔn)高度。
[0011]其中，所述以其中一個(gè)所述頂針的高度為基準(zhǔn)高度，調(diào)節(jié)其余兩個(gè)所述頂針的高度等于所述基準(zhǔn)高度是通過分別調(diào)節(jié)其余兩個(gè)所述頂針的高度實(shí)現(xiàn)的。
[0012]進(jìn)一步的，所述分別調(diào)節(jié)其余兩個(gè)所述頂針的高度包括如下步驟:
[0013]分別計(jì)算其余兩個(gè)所述頂針的調(diào)節(jié)高度Λ H1和Λ H2 ；
[0014]根據(jù)調(diào)節(jié)高度Λ H1和Λ H2分別調(diào)節(jié)其余兩個(gè)所述頂針的高度。
[0015]進(jìn)一步的，計(jì)算其余兩個(gè)所述頂針的調(diào)節(jié)高度Λ H1和Λ H2的計(jì)算公式為:
[0016]Λ H= ( (F0* (3L0-L) +F1 (3L「L)) *L2- (F0* (3L0-L 基準(zhǔn))+F1 (3L「L 基準(zhǔn)))*L 基準(zhǔn)2) / (6EI)；
[0017]其中Ftl為所述升降托架和所述頂針的重力，F(xiàn)1為所述晶圓的重力，Ltl為所述升降托架和所述頂針的共同重心與所述升降托架和所述支撐裝置的支撐點(diǎn)之間的距離，L1為所述晶圓的重心與所述升降托架和所述支撐裝置的支撐點(diǎn)之間的距離，Laa為作為基準(zhǔn)的頂針與所述升降托架和所述支撐裝置的支撐點(diǎn)之間的距離，L為需要調(diào)節(jié)高度的頂針與所述升降托架和所述支撐裝置的支撐點(diǎn)之間的距離，E和I為所述升降托架的剛度。
[0018]其中，所述以其中一個(gè)所述頂針的高度為基準(zhǔn)高度，調(diào)節(jié)其余兩個(gè)所述頂針的高度等于所述基準(zhǔn)高度是通過調(diào)節(jié)所述升降托架的傾斜度實(shí)現(xiàn)的。
[0019]進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)所述升降托架的傾斜度包括如下步驟:
[0020]計(jì)算所述升降托架的調(diào)節(jié)角度Θ ；
[0021]根據(jù)所述調(diào)節(jié)角度Θ調(diào)節(jié)所述升降托架的傾斜度使升降托架傾斜一定角度。
[0022]進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)角度Θ的計(jì)算公式為:
[0023]Θ =arctan [ΔΗ/ (L—L 基準(zhǔn))];
[0024]其中Λ H= ( (F0* (3L0-L) +F1 (3L「L)) *L2- (F0* (3L0_L基準(zhǔn))+F1 (3L「L基準(zhǔn)))*L基準(zhǔn)2) /(6EI)；
[0025]其中Ftl為所述升降托架和所述頂針的重力，F(xiàn)1為所述晶圓的重力，Ltl為所述升降托架和所述頂針的共同重心與所述升降托架和所述支撐裝置的支撐點(diǎn)之間的距離，L1為所述晶圓的重心與所述升降托架和所述支撐裝置的支撐點(diǎn)之間的距離，Laa為作為基準(zhǔn)的頂針與所述升降托架和所述支撐裝置的支撐點(diǎn)之間的距離，L為其余兩個(gè)頂針中的某一個(gè)頂針與所述升降托架和所述支撐裝置的支撐點(diǎn)之間的距離，E和I為所述托架的剛度。
[0026]進(jìn)一步的，作為基準(zhǔn)的所述頂針為最靠近所述升降托架和所述支撐裝置的支撐點(diǎn)的頂針山為距離所述升降托架和所述支撐裝置的支撐點(diǎn)最遠(yuǎn)的頂針與所述支撐點(diǎn)之間的距離。
[0027]進(jìn)一步的，所述根據(jù)所述調(diào)節(jié)角度Θ調(diào)節(jié)所述升降托架為將所述升降托架逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)I 0 I。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的調(diào)節(jié)PIN升降機(jī)構(gòu)水平度的方法通過調(diào)節(jié)頂針的高度來解決晶圓放置時(shí)水平度不高的問題，通過對(duì)PIN升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析，得出對(duì)頂針或托架的調(diào)節(jié)變量，并對(duì)PIN升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高了放置在PIN升降機(jī)構(gòu)上的晶圓的水平度，有利于后續(xù)工藝，并且縮短了水平度調(diào)節(jié)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0029]為了使本發(fā)明的調(diào)節(jié)PIN升降機(jī)構(gòu)水平度的方法的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0030]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中去氣腔室放置晶圓后的整體不意圖；
[0031 ] 圖2為圖1中的晶圓與加熱裝置接觸示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明的PIN升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為本發(fā)明的調(diào)節(jié)PIN升降機(jī)構(gòu)水平度的方法的一個(gè)實(shí)施例的受力分析示意圖；
[0034]圖5為本發(fā)明的調(diào)節(jié)PIN升降機(jī)構(gòu)水平度的方法的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0036]圖3是本發(fā)明的PIN升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，該P(yáng)IN升降機(jī)構(gòu)包括一個(gè)升降托架204、三個(gè)頂針201 (即頂針A、頂針B和頂針C)以及支撐裝置202，其中升降托架204包括環(huán)形主體和固定部，其中固定部通過螺釘208安裝在所述支撐裝置202上，支撐頂針A、頂針B和頂針C均安裝在所述升降托架204的環(huán)形主體上，晶圓104放置在三個(gè)頂針上。本實(shí)施例中的支撐裝置為波紋管焊接裝配。
[0037]由圖3可以看出，支撐裝置202對(duì)升降托架204的支撐點(diǎn)僅有一個(gè)，即升降托架204為懸臂梁。在升降托架204以及三個(gè)頂針201的重力作用下，升降托架204可能向下傾斜，尤其是當(dāng)在升降托架204上放置晶圓104后，在晶圓重力的作用下，升降托架的傾斜度更大。
[0038]當(dāng)晶圓放置在PIN升降機(jī)構(gòu)上時(shí)，升降托架204的受力分析可簡化為圖4。
[0039]其中O為升降托架和所述支撐裝置的支撐點(diǎn)，F(xiàn)0為所述升降托架204和所述頂針201的重力，F(xiàn)1為所述晶圓104的重力，F(xiàn)2為支撐裝置202對(duì)升降托架204的向上支撐力。
[0040]由圖4可知，由于升降托架204受Fc^F1和F2的共同作用，升降托架204的不同截面的切應(yīng)力不同，從而導(dǎo)致了沿截面高度各點(diǎn)的切應(yīng)變也不同；由剪切胡克定律可知，沿解密那高度切應(yīng)變按拋物線規(guī)律變化，因此升降托架204在匕、F1和F2的作用下產(chǎn)生彎曲變形，升降托架整體不水平，進(jìn)而導(dǎo)致晶圓104放置在頂針201上后，晶圓104的水平度較低。
[0041]為此，本發(fā)明提出了一種調(diào)節(jié)PIN升降機(jī)構(gòu)水平度的方法，包括如下步驟:
[0042]SlOO:將晶圓放置在升降機(jī)構(gòu)的頂針201上；
[0043]S200:以其中一個(gè)所述頂針201的高度為基準(zhǔn)高度，調(diào)節(jié)其余兩個(gè)所述頂針201的聞度等于所述基準(zhǔn)聞度。
[0044]本發(fā)明實(shí)施例是在升降托架204上放置晶圓104后對(duì)升降托架204的水平度進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方法是以其中一個(gè)頂針201為基準(zhǔn)，然后對(duì)其他兩個(gè)頂針201的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣可以抵消因升降托架受力而造成的高度不等，解決PIN升降機(jī)構(gòu)水平度不高的問題。其中調(diào)節(jié)其余兩個(gè)所述頂針的高度可以有兩種實(shí)施方式，第一種是直接調(diào)節(jié)兩個(gè)頂針的高度，另一種是調(diào)節(jié)升降托架的傾斜度，以下分別介紹。
[0045]實(shí)施例一
[0046]本實(shí)施例調(diào)節(jié)其余兩個(gè)頂針高度是通過根據(jù)受力分析圖，分別計(jì)算出其余兩個(gè)頂針與基準(zhǔn)頂針之間的高度差，然后根據(jù)高度差調(diào)節(jié)其余兩個(gè)頂針的高度來實(shí)現(xiàn)的。
[0047]步驟如下:
[0048]分別計(jì)算其余兩個(gè)所述頂針的調(diào)節(jié)高度Λ H1和Λ H2 ；
[0049]根據(jù)調(diào)節(jié)高度Λ H1和Λ H2分別調(diào)節(jié)其余兩個(gè)所述頂針的高度。
[0050]如圖4所示，A、B、C分別為三個(gè)頂針201在簡化的升降托架204上的位置，升降托架204彎曲變形方程見公式(I)、公式(2)和公式(3);
[0051]H=H0+H1 (I)
[0052]H0=-F0^X2*(3L0-X)/ (6EI) (2)
[0053]H1=-F1^X2*(3LrX)/ (6EI) (3)
[0054]根據(jù)升降托架204彎曲變形方程可以得到A、B、C的彎曲變形量分別為:
[0055]Ha=- (F0* (3L0-La) +F1 (3L「La) ) *LA2/ (6EI)
[0056]Hb=- (F0