一种硅片处理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路制造领域，具体涉及一种硅片处理装置及方法。
【背景技术】
[0002]电镀是IC电路后封装非常重要的工艺之一，其利用硅片的边缘做阳极，硅片中间的电镀窗口做阴极，然后在阴阳两极之间加一定的直流工作电压，通过控制电流大小及电镀槽中电镀液的浓度来控制金属凸块的高度。
[0003]由于光刻胶不导电，因此在电镀工艺之前需将硅片边缘的光刻胶去掉，去边宽度大小取决于前道硅片边缘曝光(Wafer Edge Exclus1n, WEE)工艺的去边宽度。传统的硅片去边方法很多，但总的归纳起来有两大类:化学去边法和边缘曝光法。化学去边法是在硅片涂胶过程中，通过向硅片边缘喷洒溶剂以消除硅片边缘光刻胶，该方法的缺点是去边时间长、溶剂耗材成本高且溶剂易喷洒到硅片中间图形区域，严重影响图形质量。边缘曝光法是将硅片通过真空吸附在旋转平台上，在硅片边缘上方固定一套紫外曝光镜头以产生一定大小尺寸的均匀照明光斑，然后利用旋转台的旋转来实现硅片边缘曝光。相比化学去边法，边缘曝光法具有生产效率高、装置成本低和过程易于控制等优点。
[0004]在边缘曝光过程中，硅片被传输到硅片旋转台上后，首先要对硅片进行预对准处理，这是因为硅片被传输到预对准系统的位置是随机的，存在位置误差，预对准的目的就是要调整这些偏差，完成硅片的定心及缺口的定向。定心就是要把硅片的型心移动到旋转台的型心上，使二者重合，定向就是把硅片的缺口转动到指定位置上，这样就保证硅片能以一个固定的姿态被传输到曝光台上进行曝光。预对准是硅片边缘曝光前的一次精确定位，其定位精度直接影响到整个硅片处理装置的工作效率。
[0005]目前市场上对预对准和边缘曝光的要求越来越高，自动化程度越来越高。针对预对准功能，不仅要求可以完成多种类型工艺片的预对准，如通孔片，翘曲片，超薄片等，还要求同时实现对6/8/12英寸硅片的处理。针对边缘曝光功能，不仅要求实现边缘曝光，环形曝光、分段曝光等多种曝光方式，还要求实现曝光视场可调和曝光能量监控功能。同时，要求硅片处理装置的成本越来越低。
[0006]目前已有的技术中，硅片预对准和硅片边缘曝光通常由两套装置来完成，需要两套独立的控制系统，占用空间大，而且控制的对象较多，需要同时实现对切换轴、旋转轴、升降轴、定心轴等运动轴的控制，预对准方法繁琐、系统设计复杂、能源消耗大，成本也较高。
【发明内容】
[0007]本发明为了克服以上不足，提供了一种既能同时实现硅片的预对准和边缘曝光功能，又能减少控制对象，降低系统复杂度的硅片处理装置。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种硅片处理装置，用以对硅片进行预对准和边缘曝光，包括预对准模块、边缘曝光模块、运动模块、控制模块、固定模块、旋转台和定位台；所述预对准模块、边缘曝光模块、运动模块、控制模块和定位台均与所述固定模块相连；所述控制模块与预对准模块、边缘曝光模块和运动模块之间电联接；所述运动模块包括由上到下依次连接的旋转模组、升降模组和直线模组；所述旋转模组顶端与所述旋转台相连，所述旋转台用于承载和固定所述硅片，旋转模组带动所述旋转台和硅片进行旋转；所述定位台位于旋转台下方，所述定位台用于在硅片靠近所述定位台时吸附硅片；所述升降模组带动所述旋转模组沿竖直方向移动；所述直线模组底面滑动的设置在所述固定模块，带动所述升降模组和旋转模组沿固定模块在水平方向移动；所述预对准模块和边缘曝光模块分别与所述硅片在水平方向两侧的缘边相对应；
[0009]所述预对准模块首先采集和处理硅片的位置信息，并将所述位置信息传送至控制模块，接着控制模块根据硅片的位置信息控制运动模块对旋转台的位置进行调整，实现硅片预对准，最后控制模块通过控制运动模块和边缘曝光模块对硅片进行边缘曝光。
[0010]进一步的，所述预对准模块包括预对准光源和预对准镜头；所述预对准光源位于硅片在水平方向其中一侧边缘的下方，所述预对准镜头位于所述预对准光源的上方，所述硅片位于所述预对准镜头和预对准光源之间；所述预对准光源发出照射光线照射所述硅片的边缘，并到达所述预对准镜头后由图像传感器采集硅片边缘的位置信息数据或缺口信息数据，并将采集到的数据传送给所述控制模组内的数据处理元件计算硅片中心相对于旋转台中心的偏移量或硅片缺口顶点位置。
[0011 ] 进一步的，所述预对准光源为可见光波段光源。
[0012]进一步的，所述边缘曝光模块包括一个边缘曝光镜头，所述边缘曝光镜头位于所述硅片边缘的上方，与所述预对准模块所在位置的连线经过所述硅片的圆心，边缘曝光镜头包括曝光光源和可变视场光阑，所述曝光光源位于可变视场光阑上方，曝光光源发出的光线经过可变视场光阑之后照射到硅片上进行曝光。
[0013]进一步的，所述曝光光源为紫外波段光源。
[0014]进一步的，所述旋转模组、升降模组和直线模组三者的中心轴重合。
[0015]进一步的，所述定位台是一侧开口的U型结构,所述U型结构中空处的径向大小大于所述旋转模组和所述旋转台的径向大小，且小于所述硅片的半径，所述定位台吸附硅片采用两点吸附的方式。
[0016]进一步的，所述开口位置与所述预对准模块相对应，所述定位台开口两边分别对应设有一个用于吸附硅片的真空吸附孔和若干个用于辅助支撑的凸起。
[0017]进一步的，所述真空吸附孔周围设有柔性吸盘。
[0018]进一步的，所述硅片的半径为6英寸、8英寸或12英寸。
[0019]本发明还提供一种硅片处理装置对硅片进行预对准和边缘曝光的方法，包括如下步骤:
[0020](I)将对预对准模块、边缘曝光模块、运动模块、控制模块和固定模块、旋转台和定位台按照指定的初始位置进行装配；
[0021](2)将硅片放置到旋转台上，使硅片与旋转台的位置相对固定，并判断硅片的尺寸；
[0022](3)根据硅片的半径，使运动模块带动旋转台向预对准模块一侧移动；
[0023](4)控制模块控制旋转模组带动旋转台和硅片进行旋转，同时图像传感器采集硅片的位置信息，并将硅片的位置信息传送至控制模块的数据处理元件；
[0024](5)控制模块根据数据处理元件处理得到的硅片的位置信息控制运动模块对旋转台的位置进行调整，完成硅片的预对准工作；
[0025](6)根据硅片的尺寸使运动模块带动旋转台向边缘曝光模块一侧移动；
[0026](7)控制模块控制边缘曝光模块对硅片进行边缘曝光处理。
[0027]进一步的，所述步骤(5)还包括以下步骤:
[0028](5a)控制模块根据数据处理元件处理得到的硅片中心相对于旋转台中心的位置偏移量，驱动升降模组带动旋转台和娃片向下运动，到达与定位台的交接位，此时定位台吸附硅片；
[0029](5b)升降模组带动旋转台继续向下运动,到达定位台下方的调整位,调整位位于定位台和升降模组之间；
[0030](5c)控制模块控制直线模组带动旋转台根据偏移量在X方向上进行移动，使旋转台的中心与硅片的中心重合；
[0031](5d)控制模块，控制升降模组带动旋转台向上运动至交接位，使硅片脱离定位台回到旋转台上；
[0032](5e)重复步骤(4)至步骤(5d)，直至满足硅片与旋转台的定心精度；
[0033](5f)旋转模组带动旋转台转动将硅片的缺口位置旋转至预对准镜头一侧；
[0034](5g)图像传感器采集缺口的位置信息并传送至控制模组的数据处理元件，数据处理元件对缺口的位置信息进行处理得到硅片缺口的顶点位置；
[0035](5h)控制模组下发命令至旋转模组，旋转模组根据命令旋转，使硅片缺口处于预对准镜头的下方；
[0036](5a)重复步骤(5g)?(5h)，直至满足硅片定向精度。
[0037]进一步的，通过控制模块调节直线模组和旋转模组对硅片进行指定位置曝光或分段曝光。
[0038]本发明提供的硅片处理装置和方法，通