[發(fā)明專利]精密傳輸預(yù)對準(zhǔn)裝置和預(yù)對準(zhǔn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211716129.3
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN115881603A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅先剛;閆劍;劉明剛;李成文利;王長濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所
• 主分類號: H01L21/68
• 分類號: H01L21/68;H01L21/677
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 肖慧

本公開提供一種精密傳輸預(yù)對準(zhǔn)裝置和預(yù)對準(zhǔn)方法，該裝置包括：溫度處理單元(2)，包括均流板(2.1)、帕爾貼元件(2.3)和散熱風(fēng)扇(2.4)，用于通過加熱或者制冷將氣浴氣體調(diào)控至目標(biāo)溫度；氣浴恒溫箱(1)，包括氣體過濾器(1.1)、氣浴柵欄(1.2)和溫度傳感器(1.3)，用于將氣浴氣體均勻傳遞至內(nèi)部腔室(1.6)及測量溫度；氣浴恒溫箱(1)與溫度處理單元(2)分別通過供風(fēng)管(1.4)和回風(fēng)管(1.5)連接，以使氣浴氣體進行流通；預(yù)對準(zhǔn)系統(tǒng)(3)，設(shè)于氣浴恒溫箱(1)的內(nèi)部腔室(1.6)中。本公開的預(yù)對準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)體積小、溫度分布均勻，能同時實現(xiàn)晶圓預(yù)對準(zhǔn)、面形翹曲檢測以及表面異物檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及光學(xué)對準(zhǔn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種精密傳輸預(yù)對準(zhǔn)裝置和預(yù)對準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

晶圓傳輸系統(tǒng)的傳輸結(jié)果將直接影響整機的精度和生產(chǎn)效率。機械手從晶圓片盒里直接取出晶圓，會存在毫米級別的隨機偏心及方向偏轉(zhuǎn)，如果直接發(fā)到工件曝光工位上，顯然無法實現(xiàn)精密的對準(zhǔn)曝光。

因此，根據(jù)當(dāng)前普遍的工藝技術(shù)，機械手將晶圓從片盒取出，會先放在預(yù)對準(zhǔn)裝置上進行位置校正，而預(yù)對準(zhǔn)裝置也已從過去的機械式預(yù)對準(zhǔn)發(fā)展到光學(xué)式預(yù)對準(zhǔn)，為了提高對準(zhǔn)精度的同時縮短對準(zhǔn)時間，也會采用機械預(yù)對準(zhǔn)和光學(xué)預(yù)對準(zhǔn)結(jié)合使用的情況，但是設(shè)備購置成本比較高。光學(xué)式預(yù)對準(zhǔn)普遍采用CCD相機掃描邊緣輪廓或缺口的方法，偏移量重復(fù)性精度可以達到微米級別，角度重復(fù)性精度可到達角分級別。如果想進一步提高旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)精度到角秒級別，現(xiàn)有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)起來比較困難。

對于面積大、厚度薄的晶圓來說，其面型容易受到溫度的影響，這就造成了晶圓上的標(biāo)記形狀和位置會發(fā)生變化，因此需要對光學(xué)對準(zhǔn)過程的溫度進行控制。

另外，目前的預(yù)對準(zhǔn)裝置功能單一，只能單一實現(xiàn)晶圓位置的預(yù)調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

針對上述問題，本公開提供了一種精密傳輸預(yù)對準(zhǔn)裝置和預(yù)對準(zhǔn)方法，用于解決傳統(tǒng)裝置檢測精度受限、容易受到溫度的影響、功能單一等技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

本公開一方面提供了一種精密傳輸預(yù)對準(zhǔn)裝置，包括：溫度處理單元，包括均流板、帕爾貼元件和散熱風(fēng)扇，用于通過加熱或者制冷將氣浴氣體調(diào)控至目標(biāo)溫度；氣浴恒溫箱，包括氣體過濾器、氣浴柵欄和溫度傳感器，用于將氣浴氣體均勻傳遞至內(nèi)部腔室及測量溫度；氣浴恒溫箱與溫度處理單元分別通過供風(fēng)管和回風(fēng)管連接，以使氣浴氣體進行流通；預(yù)對準(zhǔn)系統(tǒng)，設(shè)于氣浴恒溫箱的內(nèi)部腔室中。

進一步地，預(yù)對準(zhǔn)系統(tǒng)包括：粗對準(zhǔn)相機，用于檢測晶圓上的標(biāo)記對晶圓進行粗對準(zhǔn)；精對準(zhǔn)相機，用于檢測晶圓上的標(biāo)記對晶圓進行精對準(zhǔn)；相機調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于分別調(diào)節(jié)粗對準(zhǔn)相機、精對準(zhǔn)相機的姿態(tài)和位置；4自由度位移系統(tǒng)，包括xy運動平臺、z運動平臺和圍繞z軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)平臺，用于調(diào)節(jié)晶圓的姿態(tài)和位置。

進一步地，圍繞z軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)平臺包括：承片臺；真空管路，穿過安裝在圍繞z軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)平臺中心的通氣管道進行晶圓的吸附；通氣管道，其一端通過O形圈與底部端蓋之間形成靜密封結(jié)構(gòu)，其另一端通過泛塞密封圈與承片臺之間形成動密封結(jié)構(gòu)。

進一步地，精密傳輸預(yù)對準(zhǔn)裝置還包括：折轉(zhuǎn)鏡，用于將光路折轉(zhuǎn)90°對晶圓進行檢測；面形檢測系統(tǒng)，用于對晶圓進行面形檢測和表面潔凈程度檢測。

進一步地，溫度處理單元還包括：散熱器，設(shè)于帕爾貼元件非工作面的一端，用于將與帕爾貼元件工作面相反的冷量或者熱量進行交換。