用于夹持弯曲晶片的方法及系统技术方案

本文中提出用于将弯曲薄衬底真空安装到平整吸盘上的方法及系统。一种真空吸盘包含三个或更多个可折叠波纹管，所述三个或更多个可折叠波纹管在所述吸盘上方移动且移动到与弯曲衬底接触。所述波纹管密封且真空夹置到所述衬底的背侧表面上。在一些实施例中，在夹置时所述波纹管折叠达至少500微米。可延伸密封元件安装于吸盘主体的表面上的凹陷环形通道中。在所述衬底朝向所述夹持表面移动时，所述可延伸密封元件在所述吸盘主体上方延伸至少5毫米且延伸到与所述衬底接触。在抽空所述吸盘与所述衬底之间的空间时，所述可延伸密封元件折叠到所述凹陷环形通道中，且所述衬底夹置到所述吸盘主体的所述平整夹持表面上。

Method and system for clamping bent wafers

In this paper, a method and system for vacuum installation of a curved thin substrate onto a flat sucker are presented. A vacuum chuck consists of three or more foldable bellows that move above the chuck and move to contact a bent substrate. The bellows are sealed and vacuum clamped on the back surface of the substrate. In some embodiments, the bellows fold up to at least 500 microns when clamped. The extensible sealing element is mounted in a concave annular passage on the surface of the main body of the suction cup. When the substrate moves towards the clamping surface, the extensible sealing element extends at least 5 mm above the sucker body and extends to contact with the substrate. When the space between the suction disc and the substrate is emptied, the extensible sealing element is folded into the depressed annular channel, and the substrate is clamped on the flat clamping surface of the suction disc body.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于夹持弯曲晶片的方法及系统相关申请案的交叉参考本专利申请案根据35U.S.C.§119规定主张来自2016年10月19日申请的第62/409,880号美国临时专利申请案的优先权，所述案的标的物的全文以引用方式并入本文中。
所描述实施例涉及用于样品处置的系统，且更特定来说涉及将弯曲晶片夹置到平整晶片吸盘。
技术介绍
通常通过应用于样品的一系列处理步骤而制造半导体装置(例如逻辑及存储器装置)。通过这些处理步骤形成半导体装置的各种特征及多个结构层级。例如，尤其光刻是涉及在半导体晶片上产生图案的一个半导体制造工艺。半导体制造工艺的额外实例包含但不限于化学机械抛光、蚀刻、沉积及离子植入。多个半导体装置可制造于单个半导体晶片上且接着分离成个别半导体装置。执行如上文所描述的光刻工艺以选择性地移除上覆晶片的表面的抗蚀剂材料的部分，由此暴露在其上形成抗蚀剂以用于选择性处理(例如蚀刻、材料沉积、植入及类似者)的样品的下方区域。因此，在许多例子中，光刻工艺的性能大体上确定形成于样品上的结构的特性(例如，尺寸)。因此，光刻的趋势是设计能够形成具有更小尺寸的图案的系统及组件(例如，抗蚀剂材料)。特定来说，光刻工具的解析能力是光刻研究及发展的一个主要驱动力。在半导体制造工艺期间的各种步骤使用基于光学度量的检验工艺以检测晶片上的缺陷以促进更高产量。光学度量技术提供高处理量的可能性而无样本损坏的风险。已描述用以特征化装置几何形状的数种基于光学度量的技术(包含散射测量实施方案及相关联的分析算法)。晶片通过将薄晶片夹置到平整晶片吸盘而将晶片定位于晶片处理工具(例如，光刻工具、蚀刻工具、检验工具、度量工具等)内。晶片吸盘是提供晶片与机器其余部分之间的接口的机器部件。通过精确地控制晶片所附接到的晶片吸盘的移动而将晶片精确地定位于工具内。在工具操作期间精确地制造及维持介接晶片的晶片吸盘的表面的尺寸。晶片自身是极薄的(例如，200微米到1.5毫米厚)且具有相对较大的尺寸(例如，200毫米到300毫米，或更大)。出于此原因，晶片的形状在其不受约束(即，非支撑)状态中并不特别稳定。晶片平整度尤为如此。在处理期间，在晶片的背侧表面区域的大部分上方，将晶片夹置到晶片吸盘。晶片吸盘通过迫使晶片符合晶片吸盘的形状来使晶片平整化，从而可成功地完成晶片处理及检验任务。在许多实例中，通过真空将晶片夹置到晶片吸盘。在晶片下降到晶片吸盘上时，背侧晶片表面接触吸盘且覆盖加工到晶片吸盘的表面中的真空通道。在晶片覆盖真空通道时，所述通道处供应的真空将晶片有效地下拉到晶片吸盘的表面上且只要在所述通道处维持真空，便将晶片维持于夹置位置中。不幸地，在晶片极度弯曲(即，非平整)时，用来将晶片夹置到晶片吸盘的表面的此方法是有问题的。在一些实例中，300毫米直径晶片展现从数百微米(例如，500微米)到若干毫米(例如，8毫米到10毫米)的平整度变动。在晶片极度弯曲(例如，超过1毫米的平整度变动)时，晶片未均匀地覆盖晶片吸盘的真空通道。此大真空泄漏，其导致减小由每一真空通道施加的夹置力。在许多案例中，减小的夹置力无法实现将晶片从其变形状态下拉到晶片吸盘上所要的适当力水平。因此，晶片吸盘无法充分地约束晶片且在无额外介入的情况下，晶片的进一步处理是不可能的。在一些案例中，增大的真空流能够补偿大泄漏且产生足够力以成功地夹置晶片。然而，从设计角度及操作角度两者来看，实现高真空流常常是非期望的(例如，增大的设计复杂度及成本)。在一些案例中，增大的真空流不足以克服由弯曲晶片产生的大泄漏。在这些案例中，可能必须舍弃或特殊地处理晶片以减少弯曲。期望用于将弯曲晶片夹持于半导体处理装备中的改进方法及系统。
技术实现思路
本文中提出用于将弯曲薄衬底(例如半导体晶片)真空安装到平整吸盘上的方法及系统。在一个方面中，一种真空吸盘包含安装到提升结构的三个或更多个可折叠波纹管(bellow)。所述提升结构经配置以使所述波纹管在夹持表面的表面上方移动且移动到与弯曲衬底接触。所述波纹管密封到所述衬底的背侧表面上且在所述波纹管内产生真空。在一些实施例中，所述波纹管折叠达至少500微米且将自身夹置到所述衬底。随后，所述提升结构使所述可折叠波纹管与所述所附接衬底一起朝向所述夹持表面移动。在另一方面中，所述吸盘还可相对于运动载台子系统沿正交于吸盘主体的平整夹持表面的方向移动。以此方式，由可延伸波纹管的移动及吸盘主体的移动两者确定所述可延伸波纹管相对于吸盘主体的移动。在另一方面中，可延伸密封元件安装到制造到所述吸盘主体的表面中的凹陷环形通道的底部表面。每一可延伸密封元件经配置以在所述吸盘主体的所述平整夹持表面上方延伸至少5毫米。所述可延伸密封元件沿所述凹陷环形通道的路径延伸且经塑形以在衬底完全夹置到吸盘主体的平整夹持表面上时折叠到所述凹陷环形通道中。在进一步方面中，容纳可延伸密封元件的凹陷环形通道耦合到真空泄放孔以调节维持于所述凹陷环形通道中的真空量。尤其在衬底经真空夹置到所述吸盘主体时，所述真空泄放孔减少维持于所述凹陷环形通道中的真空。在一些实施例中，阀与所述真空泄放孔并排连接以进一步控制维持于所述凹陷环形通道中的真空量。在一些另外实施例中，所述阀可通过与所述真空吸盘介接的计算系统控制。在另一方面中，一或多个真空通道跨所述吸盘主体的所述夹持表面分布。所述一或多个真空通道中的每一者耦合到真空源，使得经由所述一或多个真空通道抽取真空以将所述衬底真空夹置到所述吸盘主体的所述夹持表面。前述内容是
技术实现思路
且因此必然含有细节的简化、概括及省略。因此，所属领域的技术人员将明白，
技术实现思路
仅是说明性的且不以任何方式限制。本文中所述的装置及/或工艺的其它方面、专利技术特征及优点将在本文中所陈述的非限制性详细描述中变得显而易见。附图说明图1是可用来执行本文中所描述的衬底夹持方法的真空吸盘100的一个实施例的简化示意图。图2是说明图1中所说明的真空吸盘100的俯视图的图。图3是说明处于其中可延伸波纹管远离吸盘主体101完全延伸的状态；支撑弯曲衬底110的真空吸盘100的图。图4是说明处于其中衬底110向下真空夹置到吸盘主体101的平整夹持表面上的状态的真空吸盘100的图。图5是说明在衬底110未真空夹置到吸盘主体101时的凹陷环形通道112的图。图6是说明在衬底110真空夹置到吸盘主体101时的凹陷环形通道112的图。图7说明经定位以检验衬底110或执行形成于通过真空吸盘100夹置的衬底110上的结构的测量的光学度量或检验系统160的简化示意图。图8是说明在若干新颖方面中可用于将弯曲衬底真空夹置到真空吸盘上及解除夹置的实例方法200的流程图。具体实施方式现将详细参考本专利技术的背景实例及一些实施例，在所附图式中说明其实例。本文中提出用于将弯曲薄衬底(例如半导体晶片)真空安装到平整吸盘上的方法及系统。在一个方面中，一种真空吸盘包含安装到提升结构的三个或更多个可折叠波纹管，所述提升结构经配置以使所述波纹管在夹持表面的表面上方移动。所述可折叠波纹管是在夹持表面上方移动且移动到与弯曲衬底接触，其中所述波纹管密封到所述衬底的背侧表面上。当在所述波纹管内产生真空时，所述波纹管自身折叠达至少500微米。随后，所述提升结构经配置以使所述可折叠波纹管与所述所附接衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空吸盘设备，其包括：吸盘主体，其具有大体上平整夹持表面；三个或更多个可折叠波纹管，每一可折叠波纹管可沿正交于所述吸盘主体的所述平整夹持表面的方向折叠达至少500微米，其中每一可折叠波纹管具有经配置以符合衬底的非平坦背侧表面的顺应式形状；三个或更多个提升结构，每一提升结构耦合到所述三个或更多个可折叠波纹管中的一者；及一或多个致动器，所述一或多个致动器经配置以使所述三个或更多个提升结构及所述三个或更多个可折叠波纹管沿正交于所述吸盘主体的所述平整夹持表面的方向移动且移动到与所述衬底接触，以在所述三个或更多个可折叠波纹管与所述衬底之间形成真空夹置连接，所述一或多个致动器进一步经配置以使所述三个或更多个提升结构、所述三个或更多个可折叠波纹管及所述衬底朝向所述吸盘主体的所述平整夹持表面移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.19 US 62/409,880;2016.12.19 US 15/383,2071.一种真空吸盘设备，其包括：吸盘主体，其具有大体上平整夹持表面；三个或更多个可折叠波纹管，每一可折叠波纹管可沿正交于所述吸盘主体的所述平整夹持表面的方向折叠达至少500微米，其中每一可折叠波纹管具有经配置以符合衬底的非平坦背侧表面的顺应式形状；三个或更多个提升结构，每一提升结构耦合到所述三个或更多个可折叠波纹管中的一者；及一或多个致动器，所述一或多个致动器经配置以使所述三个或更多个提升结构及所述三个或更多个可折叠波纹管沿正交于所述吸盘主体的所述平整夹持表面的方向移动且移动到与所述衬底接触，以在所述三个或更多个可折叠波纹管与所述衬底之间形成真空夹置连接，所述一或多个致动器进一步经配置以使所述三个或更多个提升结构、所述三个或更多个可折叠波纹管及所述衬底朝向所述吸盘主体的所述平整夹持表面移动。2.根据权利要求1所述的真空吸盘设备，其中所述吸盘主体安装到运动载台子系统，使得所述吸盘主体可相对于所述运动载台子系统沿正交于所述吸盘主体的所述平整夹持表面的所述方向移动，且其中所述三个或更多个提升结构可相对于所述运动载台子系统沿正交于所述吸盘主体的所述平整夹持表面的所述方向移动。3.根据权利要求2所述的真空吸盘设备，其中所述三个或更多个提升结构可通过所述吸盘主体及所述三个或更多个提升结构相对于所述运动载台子系统的移动的组合，而相对于所述吸盘主体移动，使得所述三个或更多个可折叠波纹管在所述吸盘主体的所述平整夹持表面上方延伸至少10毫米。4.根据权利要求1所述的真空吸盘设备，其进一步包括：所述吸盘主体中的一或多个凹陷环形通道，其中所述一或多个凹陷环形通道中的每一者包含耦合到所述一或多个凹陷环形通道的底部表面的可延伸密封元件，其中每一可延伸密封元件经配置以在所述吸盘主体的所述平整夹持表面上方延伸至少5毫米。5.根据权利要求4所述的真空吸盘设备，其中所述一或多个凹陷环形通道耦合到一或多个真空泄放孔以在所述衬底经真空夹置到所述吸盘主体的所述平整夹持表面时，调节维持于所述一或多个凹陷环形通道中的真空量。6.根据权利要求1所述的真空吸盘设备，其进一步包括：一或多个真空通道，所述一或多个真空通道跨所述吸盘主体的所述平整夹持表面分布，其中所述一或多个真空通道中的每一者耦合到真空源，使得经由所述一或多个真空通道抽取真空以将所述衬底真空夹置到所述吸盘主体的所述平整夹持表面。7.根据权利要求6所述的真空吸盘设备，其中所述一或多个真空通道包含形成于所述吸盘主体的所述平整夹持表面中的所述吸盘主体的所述平整夹持表面的凸起区域之间的一或多个水平通道。8.根据权利要求1所述的真空吸盘设备，其进一步包括：一或多个真空通道，所述一或多个真空通道安置于所述吸盘主体的所述平整夹持表面中，环绕所述吸盘主体中与所述三个或更多个可折叠波纹管中的每一者相关联的每一开口。9.根据权利要求1所述的真空吸盘设备，其进一步包括：一或多个真空通道，所述一或多个真空通道沿所述一或多个凹陷环形通道中的每一者的一或两侧安置于所述吸盘主体的所述平整夹持表面中。10.一种真空吸盘设备，其包括：吸盘主体，其具有大体上平整夹持表面；一或多个凹陷环形通道，所述一或多个凹陷环形通道安置于所述吸盘主体的所述大体上平整夹持表面中，其中所述一或多个凹陷环形通道中的每一者包含耦合到所述一或多个凹陷环形...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·巴朗，黄鲁平，S·昌达恩，嘉驹·盖伦·陈，T·梅里亚姆，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US