一种控制顶升机构运动速度的方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种控制顶升机构运动速度的方法和装置，涉及半导体技术领域，方法包括：在双作用气缸的各个高压气流分支管路分别设置有调压阀和针阀；双作用气缸用于托举设静电吸盘，静电吸盘上方用于放置晶圆；在双作用气缸的主管路通入高压气体，并通过测试机台检测和收集顶升机构的运动速度；根据收集的顶升机构的运动曲线和针阀的实时数据，控制双作用气缸的进气量和针阀旋钮，将顶升机构的运动速度调节至目标范围内。本申请通过在静电吸盘下方设置多组顶升机构和双作用气缸，并在各分支高压气流分支管路上设置调压阀和针阀，实现气压和气流量的自由调节，避免晶圆抬升和下降过程出现震荡和偏移，延长静电吸盘的使用寿命。延长静电吸盘的使用寿命。延长静电吸盘的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种控制顶升机构运动速度的方法和装置


[0001]本申请实施例涉及半导体
，特别涉及控制晶圆保持平稳的一种控制顶升机构运动速度的方法和装置。

技术介绍

[0002]在集成电路制造产业中，常用的LAM系列蚀刻机通过顶升机构Lift Pin下降接收晶圆落座静电吸盘和升起抬晶圆离开静电吸盘，从而与机器配合完成晶圆的抓取和进出操作。
[0003]相关技术中，静电吸盘在托举晶圆过程中会因为底部的顶升机构产生的位移震动会导致晶圆产生倾斜和偏移，进而可能会缩短静电吸盘的使用寿命和损坏晶圆。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种控制顶升机构运动速度的方法及装置。所述技术方案如下：
[0005]一方面，提供了一种控制顶升机构运动速度的方法，所述方法包括：
[0006]在双作用气缸的各个高压气流分支管路分别设置有调压阀和针阀；所述双作用气缸用于托举设静电吸盘，静电吸盘上方用于放置晶圆；
[0007]在所述双作用气缸的主管路通入高压气体，并通过测试机台检测和收集所述顶升机构的运动速度；
[0008]根据收集的所述顶升机构的运动曲线和针阀的实时数据，控制所述双作用气缸的进气量和针阀旋钮，将所述顶升机构的运动速度调节至目标范围内，以使静电吸盘抬升和下降过程中不会产生晶圆倾斜。
[0009]另一方面，提供了一种控制顶升机构运动速度的装置，所述装置包括至少三组双作用气缸、顶升机构及静电吸盘；静电吸盘上方承载晶圆；
[0010]所述双作用气缸的活塞杆连接所述顶升机构，所述静电吸盘上方开设有孔洞，所述顶升机构的连接杆穿过孔洞，并对准上方的承载晶圆，用于带动所述顶升机构抬升和下降；
[0011]所述双作用气缸分别连接对应的高压气流分支管，且各组所述高压气流分支管上分别设置有调压阀和针阀，分别用于调节输入气压和进气量；
[0012]所述高压气流分支管汇聚于主管路，主管路内部设置有CDA分流器，所述CDA分流器用于将作用于所述双作用气缸的高压气流均分至各个气室内。
[0013]上述技术方案带来的有益效果至少包括：
附图说明
[0014]图1是本申请实施例提供的控制顶升机构运动速度的装置；
[0015]图2是本申请实施例提供的是双作用气缸抬升和下降的示意图；
[0016]图3是本申请实施例提供的控制顶升机构运动速度的管路示意图；
[0017]图4是本申请实施例提供的控制顶升机构运动速度的方法的流程图；
[0018]图5是本申请实施例提供的静电吸盘吸附晶圆抬升和下降的示意图；
[0019]图6是本申请实施例提供的顶升机构运动速度曲线图。
具体实施方式
[0020]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
[0021]在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0022]在相关技术中，托举静电吸盘的顶升机构通过气缸的控制实现抬升和下降，由于托举的静电吸盘和晶圆之间根据库伦力实现吸附，若无法对气缸的气压和气流量进行精准调控，可能吸盘震动导致晶圆脱离静电吸盘，造成器件损坏等。
[0023]图1是本申请实施例提供的一种控制顶升机构运动速度的装置。静电吸盘12上方承载有晶圆11，二者通过库仑力实现吸附。静电吸盘12下方是三组顶升机构13和双作用气缸14。具体的第一顶升机构和第一气缸连接，第二顶升机构和第二气缸连接，第三顶升机构第三气缸连接。静电吸盘12上开设有三组孔洞，三组顶升机构13的连接杆131穿过静电吸盘12。在顶升机构13未抬升时，晶圆通过下方的静电吸盘12托举，当顶升机构13抬升时，将晶圆从静电吸盘12上方抬起。三组顶升机构和静电吸盘的连接位置根据静电吸盘的具体形状设置。
[0024]双作用气缸14的上方是端盖141，顶升机构13通过顶盖连接内部的活塞杆，具体如图2所示，是双作用气缸抬升和下降的示意图，活塞杆位于两个排气口之间，活塞口连接有高压气流分支管，用于进气或排气。
[0025]本方案在兼顾静电吸盘平稳性，采用三支路通道分别供给三组气缸和顶升机构。如图3所示，主管路用于通入高压气流，在主管路的分流口处分成三个高压气流分支管路，且分流口设置CDA分流器，CDA分流器可以将主管路通入的气体平均分入三个支路通道，进而进入到三个双作用气缸的气室内。此外，考虑到相关技术中存在一些在主管路上设置调压阀的方案，但主管路无法对每个顶升机构独立调节。本方案在各个高压气流分支管上设置调压阀的基础上，并且设置仪表显示的可调节针阀，调压阀可以对每个独立的支路气压进行调节，且通过针阀可以调节流量，实现对顶升机构的精准控制。
[0026]图4是本申请实施例提供的控制顶升机构运动速度的方法的流程图，包括如下步骤：
[0027]步骤401，在双作用气缸的各个高压气流分支管路分别设置有调压阀和针阀；双作用气缸用于托举设静电吸盘，静电吸盘上方用于放置晶圆。
[0028]当需要顶升机构托举晶圆抬升和下降时，需要通过控制双作用气缸的两个排气孔实现活塞杆的上下移动，但由于压强变化带动顶升机构上升和下降时会产生振动。如图5所示，顶升机构托举时可以确保晶圆平行上升，但在静电吸盘ESC life time的后期，dechucking能力减弱，残余电荷的库仑力吸附晶圆，使晶圆受力不均，产生轻微倾斜，从而
导致位置偏移的诱发因素，而顶升机构的上升速度快，顶起晶圆的速度就快，容易恶化这种因素，从而使晶圆的偏移加剧。因此需要对作用于双作用气缸的气压进行精准控制，将顶升机构的移动速度和位移控制在合理范围内，避免晶圆偏移和震动。
[0029]步骤402，设置第一输入气压，并向双作用气缸通入气体，通过测试机台检测顶升机构在预设时间内的第一运动曲线。
[0030]在工业化生产中，由于主管路上设置有多个高压气流分支管路，各个支路分别设置有双作用气缸和静电吸盘。当技术人员在进行调控时，分别基于各组气缸和静电吸盘和晶圆型号等设置第一输入气压进行预调控，第一输入气压通过调压阀进行控制，调压阀可以是根据分支管路的尺寸型号选定的特定型号的电磁阀等。第一输入气压通常为一个较高值，在此气压下的顶升机构的上升速度较快，通过测试机台检测并记录该第一输入气压下的第一运动曲线，如图5所示，第一输入气压设置为80Psi，对应第一运动曲线呈快速上升趋势。
[0031]步骤403，继续设置第二输入气压和第三输入气压，根据对应设置的气压大小向主管路内通入气体，并分别检测顶升机构在预设时间内的第二运动曲线和第三运动曲线。
[0032]在获取第一运动曲线的基础上，逐步降低并分别设置第二输入气压及第三输入气压，同时检测顶升机构在预设时间内的第二运动曲线和第三运动曲线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制顶升机构运动速度的方法，其特征在于，所述方法包括：在双作用气缸的各个高压气流分支管路分别设置有调压阀和针阀；所述双作用气缸用于托举设静电吸盘，静电吸盘上方用于放置晶圆；在所述双作用气缸的主管路通入高压气体，并通过测试机台检测和收集所述顶升机构的运动速度；根据收集的所述顶升机构的运动曲线和针阀的实时数据，控制所述双作用气缸的进气量和针阀旋钮，将所述顶升机构的运动速度调节至目标范围内，以使静电吸盘抬升和下降过程中不会产生晶圆倾斜。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双作用气缸包括三个气室，每个气室的所述高压气流分支管路汇聚于主管路，且在主管路上设置有CDA分流器，所述CDA分流器用于将作用于所述双作用气缸的高压气流均分至三个气室内。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述双作用气缸的主管路通入高压气体，并通过测试机台检测和收集所述顶升机构的运动速度，包括：设置第一输入气压，并向所述双作用气缸通入气体，通过测试机台检测顶升机构在预设时间内的第一运动曲线；继续设置第二输入气压和第三输入气压，根据对应设置的气压大小向主管路内通入气体，并分别检测所述顶升机构在所述预设时间内的第二运动曲线和第三运动曲线；其中，不同输入气压的大小根据双作用气缸和静电吸盘的型号决定。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过测试机台检测和收集所述顶升机构的运动速度后，所述方法还包括：根据静电吸盘上的晶圆在不同输入气压下抬起和下降情况，从多个运动速度曲线中选择目标运动曲线对应的目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠奇，毛永吉，傅海林，叶甜春，陈少民，李彬鸿，苏炳熏，
申请(专利权)人：广东省大湾区集成电路与系统应用研究院，
类型：发明
国别省市：