專利名稱：硅片臺顆粒去除裝置及其顆粒去除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于芯片制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及芯片制造設(shè)備中的硅片臺(WaferStage)，尤其涉及硅片臺的顆粒去除 裝置及其顆粒去除方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域中，需要對硅片進行各種エ藝處理，例如薄膜沉積、光刻曝光、刻蝕等等。在很多情況下，硅片是被置于硅片臺上進行エ藝處理。以光刻曝光過程為例，硅片是被置于光刻機的硅片臺上并被硅片臺精確轉(zhuǎn)移至光刻機臺的預(yù)定位置進行曝光。由于半導(dǎo)體制造過程是ー種精細エ藝，其對每一歩エ藝過程中的硅片定位要求相當(dāng)精準(zhǔn)。并且隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的不斷發(fā)展、特征尺寸越來越小，這個問題越來越顯得突出。雖然隨著半導(dǎo)體制造設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，硅片所置硅片臺的精準(zhǔn)走位已經(jīng)不成問題。但是，在制造エ藝過程中，放置硅片的硅片臺上會由于各種偶然因素而出現(xiàn)各種顆粒，例如尺寸在微米級別的顆粒。如果硅片置于帶有顆粒的硅片臺上，硅片的空間位置必然收到影響(例如硅片的水平角度、硅片在垂直于硅片臺方向的位置變化)。承載此硅片的硅片臺在走位至原先預(yù)定的位置時，必然會由于顆粒的存在而導(dǎo)致位置誤差的存在，這會進一步影響制造エ藝過程的良率。以光刻曝光機臺為例，在其硅片臺上存在微米級尺寸(甚至更大)的顆粒時，在曝光過程中會導(dǎo)致在對應(yīng)顆粒所在位置產(chǎn)生曝光不合格現(xiàn)象，例如模糊曝光，也即通常所說的block(塊)聚焦現(xiàn)象。對每ー個置于該顆粒上的硅片都會在對應(yīng)位置出現(xiàn)這種塊聚焦現(xiàn)象，因此嚴重影響エ藝的良率。因此，現(xiàn)有技術(shù)中會采用必要的裝置和手段來移除硅片臺上的顆粒。通常地，會采用真空吸氣槍手動地在硅片臺上吸取顆粒。這種方法會存在兩個問題(一)顆粒是難以觀察到的，顆粒位置基本不能準(zhǔn)確確定，因此很可能是硅片臺上用真空吸氣槍盲目的吸取顆粒，容易導(dǎo)致顆粒遺漏；(ニ)操作人員手動吸取顆粒的步驟必須使機臺停止作業(yè)以打開機臺的門來吸取顆粒，因此操作麻煩并影響產(chǎn)能、并大大増加操作人員的工作負擔(dān)。有鑒于此，有必要提出ー種新型的硅片臺顆粒去除裝置以方便、準(zhǔn)確地移除硅片臺上的顆粒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，準(zhǔn)確有效地自動移除硅片臺上的顆粒以避免顆粒給芯片制造エ藝帶來的負面影響。為解決以上技術(shù)問題，按照發(fā)明的ー個方面，提供一種硅片臺顆粒去除裝置，其包括硅片臺，用于承載硅片；動態(tài)監(jiān)控單元，用于動態(tài)采集并處理所述硅片的位置信息；顆粒去除単元；以及
走位控制單元,用于控制顆粒去除單元自動走位；其中，所述 動態(tài)監(jiān)控單元發(fā)送所述位置信息至所述走位控制單元。較佳地，硅片臺顆粒去除裝置還可以包括用于控制所述硅片臺自動走位的硅片臺走位控制單元。較佳地，硅片臺顆粒去除裝置還可以包括用于獲取所述硅片的位置信息的位置傳感器，所述位置傳感器與所述動態(tài)監(jiān)控單元通信連接。按照本發(fā)明提供的硅片臺顆粒去除裝置的實施例，其中，所述顆粒去除裝置用于光刻機上，所述動態(tài)監(jiān)控單元為光刻機的動態(tài)性能執(zhí)行單元。較佳地，所述位置信息包括所述硅片上表面的平均移動信息以及移動標(biāo)準(zhǔn)偏差信
ο較佳地，所述動態(tài)性能執(zhí)行單元上設(shè)置預(yù)定值，以通過其與平均移動信息以及移動標(biāo)準(zhǔn)偏差信息的比較判斷、得出所述硅片上發(fā)生塊聚焦的位置。較佳地，所述平均移動信息是指硅片的上表面在垂直于硅片臺的方向上的平均移動イ目息，所述移動標(biāo)準(zhǔn)偏差イ目息是指娃片的上表面在垂直于娃片臺的方向上的移動標(biāo)準(zhǔn)偏
差ィ目息。具體的實例中，所述顆粒去除単元可以為真空吸氣槍，所述走位控制單元可以為真空吸氣槍走位控制單元。具體的實例中，所述真空吸氣槍可以包括機械臂和氣槍嘴。按照本發(fā)明的又ー個方面，提供一種去除硅片臺上的顆粒的方法，該方法中，采集并處理所述硅片臺上所承載硅片的位置信息，走位控制單元依據(jù)該位置信息控制顆粒去除単元自動去除所述硅片臺上的顆粒。按照本發(fā)明提供的去除硅片臺上的顆粒的方法的較佳實施例，該方法用于硅片的曝光エ藝過程中，具體包括以下步驟(I)動態(tài)采集所述硅片的位置信息；(2)動態(tài)監(jiān)控單元根據(jù)所述位置信息判斷所述硅片上發(fā)生塊聚焦的位置；(3)所述塊聚焦的位置信息被發(fā)送至顆粒去除単元的走位控制單元；以及(4)所述顆粒去除單元的走位控制單元控制所述顆粒去除單元的走位，自動去除所述塊聚焦的位置所對應(yīng)的硅片臺上的顆粒。較佳地，所述動態(tài)監(jiān)控單元為光刻機的動態(tài)性能執(zhí)行單元。較佳地，所述位置信息包括所述硅片上表面的平均移動信息以及移動標(biāo)準(zhǔn)偏差信
ο較佳地，所述步驟(2)中，所述動態(tài)性能執(zhí)行單元上設(shè)置預(yù)定值，以通過其與平均移動信息以及移動標(biāo)準(zhǔn)偏差信息的比較判斷、得出所述硅片上發(fā)生所述塊聚焦的位置。較佳地，所述平均移動信息或所述移動標(biāo)準(zhǔn)偏差信息分別是指硅片的上表面在垂直于硅片臺的方向上的平均移動信息或移動標(biāo)準(zhǔn)偏差信息。本發(fā)明的技術(shù)效果是，該硅片臺顆粒去除裝置及方法可以準(zhǔn)確有效地去除硅片臺上的顆粒，有利于減少人工操作、縮短エ藝周期、提高芯片制造的產(chǎn)能及良率。


圖I是按照本發(fā)明實施例提供的硅片臺顆粒去除裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I所示的硅片臺顆粒去除裝置吸取硅片臺上的顆粒的示意圖；圖3是按照本發(fā)明實施例的顆粒去除方法的流程示意圖。
具體實施例方式下面介紹的是本發(fā)明的多個可能實施例中的ー些，g在提供對本發(fā)明的基本了解。并不g在確認本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性的要素或限定所要保護的范圍。容易理解，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實質(zhì)精神下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以提出可相互替換的其它實現(xiàn)方式。因此，以下具體實施方式
以及附圖僅是對本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限定或限制。本發(fā)明中所提到的“顆?！笔侵笇?yīng)某ーエ藝過程中由于該顆粒的存在影響硅片的走位定位不準(zhǔn)確、從而對該エ藝過程的結(jié)果造成負面影響的顆粒；當(dāng)顆粒尺寸大于某一值時，該顆粒將會對該エ藝過程產(chǎn)生負面影響。因此，不同的エ藝過程，所能容忍的最小顆粒尺寸是不同的，并且隨著工藝水平的不同提高，顆粒尺寸的最小尺寸將減小。在以下實施例中，具體結(jié)合光刻機、以光刻的曝光過程為例對硅片臺顆粒去除裝置進行說明，這是由于硅片臺上的微小顆粒將對曝光過程的影響較大、從而曝光過程中對硅片臺的顆粒要求比較嚴格，需要經(jīng)常清除硅片臺上的顆粒。但是，需要理解的是，硅片臺顆粒去除裝置并不限于應(yīng)用于光刻機的曝光過程，其還可以應(yīng)用于其它エ藝設(shè)備所執(zhí)行的エ藝過程中，例如用于PECVD (等離子增強化學(xué)氣相淀積)設(shè)備中以提高薄膜沉積的質(zhì)量。圖I所示為按照本發(fā)明實施例提供的硅片臺顆粒去除裝置的基本結(jié)構(gòu)示意圖。在該實施例中，硅片被水平地(或基本水平地)置于光刻機的硅片臺上，該硅片臺顆粒去除裝置用于去除硅片臺上的顆粒，例如，顆粒直徑大于I微米的塵埃顆粒。但是顆粒的具體類型以及顆粒的尺寸不受本發(fā)明實施例限制，根據(jù)不同エ藝要求可以設(shè)定顆粒的下限尺寸。如圖I所示，硅片臺顆粒去除裝置包括硅片臺110、動態(tài)監(jiān)控單元130、真空吸氣槍走位控制單元140、真空吸氣槍150。硅片臺110上承載需要曝光的硅片，在該實施例中，假設(shè)硅片臺110上存在顆粒(如圖中所示的黒色圓圈點)，該顆粒會導(dǎo)致硅片局部被向上抬起(如圖I所示)，因此在硅片臺走位至預(yù)定位置后，局部硅片的位置其實相對于沒有顆粒時的位置發(fā)生了變化，特別是在垂直于硅片臺的方向。在該實施例中，硅片臺顆粒去除裝置還包括硅片臺走位控制單元120,通過娃片臺走位控制單元可以自動控制娃片臺精確走位,其走位的具體精度與具體エ藝條件要求有夫。硅片臺110通過走位以使硅片置于光刻機的機臺上的預(yù)定位置，并開始曝光。在曝光過程中、或者曝光之后，與硅片臺130數(shù)據(jù)通信連接的動態(tài)監(jiān)控單元130可以采集硅片的相關(guān)位置信息，具體地，硅片臺顆粒去除裝置還可以包括用來獲取硅片的位置信息的位置傳感器131，位置傳感器131可以位于硅片臺的上方，其具體位置不受本發(fā)明實施例限制。位置傳感器131傳感器的精度選擇根據(jù)所要去除的目標(biāo)顆粒的最小尺寸有關(guān)，如果所要去除的顆粒的尺寸越小，硅片的位置受顆粒的影響可能越小，從而可以選擇更高級別的位置傳感器。另外，硅片臺110也可以傳輸其相關(guān)的位置信息給動態(tài)監(jiān)控單元130，可以為采集硅片的位置信息提供幫助。 具體的動態(tài)監(jiān)控單元130可以為光刻機設(shè)備上的動態(tài)性能(DynamicPerformance)執(zhí)行單元。光刻機設(shè)備上的動態(tài)性能執(zhí)行單元可以動態(tài)地監(jiān)控測量在曝光的娃片的(特別是娃片的上表面)平均移動(Move Average, MA)、以及移動標(biāo)準(zhǔn)偏差(MoveStandardDeviation,MSD)等位置參數(shù),其中MA可以反映出娃片的走位是否準(zhǔn)確，例如在娃片臺所在平面(例如定義為XY平面)上的走位是否準(zhǔn)確，更可以反映出硅片在垂直于硅片臺方向(例如定義為Z方向)的走位是否準(zhǔn)確。如果硅片臺上存在顆粒，在硅片臺走位準(zhǔn)確的情況下，在對應(yīng)于顆粒位置，硅片的上表面的Z方向的MA值將可能超過其預(yù)定值，其MSD也會超過預(yù)先定義的范圍，因此，動態(tài)性能執(zhí)行單元將記錄下MA值和MSD值均超過其預(yù)定值的位置點，這個位置點就是很可能會發(fā)生block聚焦現(xiàn)象的地方。其中，MA值或MSD值分別對應(yīng)的預(yù)定值可以事先設(shè)定，其大小可以根據(jù)所要去除的最小顆粒尺寸的大小得出。動態(tài)監(jiān)控單元130可以將硅片的相關(guān)位置信息發(fā)送給真空吸氣槍走位控制單元140，例如在以上實施例中，光刻機的動態(tài)性能執(zhí)行單元可以將依據(jù)MA值和MSD值(其在Z方向超過預(yù)定值)所得出的所述位置點信息發(fā)送給真空吸氣槍走位控制單元140。真空吸氣槍走位控制單元140根據(jù)該硅片的相關(guān)位置信息可以基本確定顆粒的具體位置(在硅片臺所在的空間坐標(biāo)體系中確定其位置)。進ー步，真空吸氣槍150受走位控制單元140控制單元控制，實現(xiàn)準(zhǔn)確走位，通過真空吸氣槍150的氣槍嘴151來吸取娃片臺110上的顆粒。 圖2所示為圖I所示的硅片臺顆粒去除裝置吸取硅片臺上的顆粒的示意圖。需要說明的是，圖中僅示出了對ー個顆粒的位置定位及吸取示意，但這不是限制性的，動態(tài)監(jiān)控単元130同理判斷出多個顆粒的位置，從而自動控制真空吸氣槍150的走位來依次吸取顆粒。在該實施例中，可以在一片硅片曝光完成以后以真空吸氣槍150自動吸取顆粒，這樣避免了硅片臺上的后續(xù)硅片受到顆粒影響而出現(xiàn)block聚焦現(xiàn)象。同時可以大大減少人工操作，準(zhǔn)確而有效地自動去除顆粒，有利于提高芯片制造的產(chǎn)能及良率。具體地，真空吸氣槍150的走位可以通過其機械手臂等部件實現(xiàn)，真空吸氣槍走位控制單元140可以控制真空氣槍150的機械手臂即可實現(xiàn)真空吸氣槍150走位控制。其中，真空吸氣槍150的走位精度一般地相對低于硅片臺110的走位精度，例如其可以在毫米數(shù)量級。這是由于氣槍嘴151的直接一般遠大于顆粒的直徑尺寸，基本定位顆粒位置即可實現(xiàn)顆粒的移除。需要說明的是,在實施例中，真空氣槍150是顆粒去除單元的ー個實例,相應(yīng)地，真空吸氣槍走位控制單元140也是顆粒去除単元的走位控制單元的ー個實例。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以使用類似于真空氣槍的其它顆粒去除単元。由以上實施例可知，該硅片臺顆粒去除裝置在應(yīng)用于曝光エ藝過程中時，其可以整合于光刻機的平臺上，通過對光刻機平臺另外增加真空吸氣槍走位控制單元140以及真空氣槍即可基本實現(xiàn)，其中光刻機平臺上的動態(tài)性能執(zhí)行單元與真空吸氣槍走位控制單元數(shù)據(jù)通信以傳輸關(guān)于硅片的位置信息(例如MA、MSD)。以下進ー步依據(jù)圖I所示實施例的硅片臺顆粒去除裝置來說明其顆粒去除方法。圖3所示為按照本發(fā)明實施例的顆粒去除方法的流程示意圖。在該實施例中，以在硅片曝光過程中應(yīng)用為例進行說明。首先，在硅片置于硅片臺上之后，硅片臺走位至光刻機機臺的預(yù)定位置開始準(zhǔn)備曝光，然后進入步驟S10，對硅片進行曝光。進ー步，步驟S20，動態(tài)采集硅片的相關(guān)位置信息。該步驟可以在曝光時或曝光后執(zhí)行。通過圖I中所示的動態(tài)監(jiān)控單元130可以以監(jiān)控方式動態(tài)地采集該硅片的位置信息。具體地，可以以光刻機的動態(tài)性能執(zhí)行單元實現(xiàn)該步驟，相關(guān)位置信息則包括硅片的MA和MSD值等。進ー步，步驟S30，動態(tài)監(jiān)控單元根據(jù)所述位置信息判斷硅片上發(fā)生塊聚焦的位置。在該步驟中，圖I中所示的動態(tài)監(jiān)控單元130可以處理該硅片的位置信息以判斷出硅片上發(fā)生塊聚焦的位置。具體地，如以上所述，可以通過判斷MA值和MSD值是否均超過其預(yù)定值，尤其是關(guān)于Z方向的預(yù)定值，來判斷出硅片發(fā)生塊聚焦的位置。在該實施例中，塊聚焦的位置可以對應(yīng)反映出硅片臺上的顆粒的位置。進一歩，步驟S40，該塊聚焦的位置信息被發(fā)送至真空氣槍走位控制單元。進ー步,步驟S50,真空氣槍走位控制單元控制所述真空氣槍走位，自動去除塊聚焦的位置所對應(yīng)的硅片臺上的顆粒。需要說明的是，該步驟是在硅片移開之后發(fā)生，例如，在一片硅片曝光完成后、準(zhǔn)備進行第二片硅片的曝光之前的過程實現(xiàn)。至此，可以自動準(zhǔn)確有效地去除硅片臺上的顆粒。以上步驟S20、步驟S30即采集并處理所述硅片臺上所承載硅片的位置信息的過程，該硅片的位置信息可以有效地反映硅片臺上的顆粒位置信息。因此，依據(jù)該硅片的位置信息可以實施步驟S50，即走位控制單元依據(jù)該位置信息控制真空吸氣槍去除所述硅片臺上的顆粒。上文中所提及的上、下等方位用語是相對于附圖中所示意的垂直于硅片臺的位置來定義的，一般地，硅片臺被水平地設(shè)置。但是，它們是相對的概念，其可以根據(jù)硅片臺的放置方位不同而相應(yīng)地變化。以上例子主要說明了本發(fā)明的硅片臺顆粒去除裝置及顆粒去除方法。盡管只對其中一些本發(fā)明的實施方式進行了描 述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明可以在不偏離其主g與范圍內(nèi)以許多其他的形式實施。因此，所展示的例子與實施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神及范圍的情況下，本發(fā)明可能涵蓋各種的修改與替換。
權(quán)利要求
1.一種硅片臺顆粒去除裝置，其特征在于，包括 硅片臺，用于承載硅片； 動態(tài)監(jiān)控單元，用于動態(tài)采集并處理所述硅片的位置信息； 顆粒去除單元；以及 走位控制單元，用于控制顆粒去除單元自動走位； 其中，所述動態(tài)監(jiān)控單元發(fā)送所述位置信息至所述走位控制單元。
2.如權(quán)利要求I所述的硅片臺顆粒去除裝置，其特征在于，還包括用于控制所述硅片臺自動走位的娃片臺走位控制單元。
3.如權(quán)利要求I所述的硅片臺顆粒去除裝置，其特征在于，還包括用于獲取所述硅片的位置信息的位置傳感器，所述位置傳感器與所述動態(tài)監(jiān)控單元通信連接。
4.如權(quán)利要求I所述的硅片臺顆粒去除裝置，其特征在于，所述顆粒去除裝置用于光刻機上，所述動態(tài)監(jiān)控單元為光刻機的動態(tài)性能執(zhí)行單元。
5.如權(quán)利要求4所述的硅片臺顆粒去除裝置，其特征在于，所述位置信息包括所述硅片上表面的平均移動"[目息以及移動標(biāo)準(zhǔn)偏差"[目息。
6.如權(quán)利要求5所述的硅片臺顆粒去除裝置，其特征在于，所述動態(tài)性能執(zhí)行單元上設(shè)置預(yù)定值，以通過其與平均移動信息以及移動標(biāo)準(zhǔn)偏差信息的比較判斷、得出所述硅片上發(fā)生塊聚焦的位置。
7.如權(quán)利要求5所述的硅片臺顆粒去除裝置，其特征在于，所述平均移動信息或所述移動標(biāo)準(zhǔn)偏差/[目息分別是指娃片的上表面在垂直于娃片臺的方向上的平均移動"[目息或移動標(biāo)準(zhǔn)偏差息。
8.如權(quán)利要求I所述的硅片臺顆粒去除裝置，其特征在于，所述顆粒去除單元為真空吸氣槍，所述走位控制單元為真空吸氣槍走位控制單元。
9.如權(quán)利要求8所述的硅片臺顆粒去除裝置，其特征在于，所述真空吸氣槍包括機械臂和氣槍嘴。
10.一種去除硅片臺上的顆粒的方法，其特征在于，采集并處理所述硅片臺上所承載硅片的位置信息，走位控制單元依據(jù)該位置信息控制顆粒去除單元自動去除所述硅片臺上的顆粒。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法用于硅片的曝光工藝過程中，具體包括以下步驟 (1)動態(tài)采集所述硅片的位置信息； (2)動態(tài)監(jiān)控單元根據(jù)所述位置信息判斷所述硅片上發(fā)生塊聚焦的位置； (3)所述塊聚焦的位置信息被發(fā)送至顆粒去除單元的走位控制單元；以及 (4)所述顆粒去除單元的走位控制單元控制所述顆粒去除單元的走位，自動去除所述塊聚焦的位置所對應(yīng)的硅片臺上的顆粒。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述動態(tài)監(jiān)控單元為光刻機的動態(tài)性能執(zhí)行單元。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述位置信息包括所述硅片上表面的平均移動息以及移動標(biāo)準(zhǔn)偏差息。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述動態(tài)性能執(zhí)行單元上設(shè)置預(yù)定值，以通過其與平均移動信息以及移動標(biāo)準(zhǔn)偏差信息的比較判斷、得出所述硅片上發(fā)生所述塊聚焦的位置。
15.如權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述平均移動信息是指硅片的上表面在垂直于娃片臺的方向上的平均移動彳目息，所述移動標(biāo)準(zhǔn)偏差彳目息是指娃片的上表面在垂直于硅片臺的方向上的移動標(biāo)準(zhǔn)偏差信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種硅片臺顆粒去除裝置及其顆粒去除方法，屬于芯片制造技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括用于承載硅片的硅片臺、用于動態(tài)采集并處理所述硅片的位置信息的動態(tài)監(jiān)控單元、顆粒去除單元、以及用于控制顆粒去除單元自動走位的走位控制單元，其中，所述動態(tài)監(jiān)控單元發(fā)送所述位置信息至所述走位控制單元。本發(fā)明的方法中，采集并處理所述硅片臺上所承載硅片的位置信息，走位控制單元依據(jù)該位置信息控制顆粒去除單元自動去除所述硅片臺上的顆粒。該硅片臺顆粒去除裝置及方法可以準(zhǔn)確有效地去除硅片臺上的顆粒，有利于減少人工操作、縮短工藝周期、提高芯片制造的產(chǎn)能及良率。
文檔編號H01L21/00GK102623301SQ20111003710
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月27日
發(fā)明者沈佳, 陳輝, 黃瑋 申請人:無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司, 無錫華潤上華科技有限公司