专利名称：硅片台颗粒去除装置及其颗粒去除方法
技术领域：
本发明属于芯片制造技术领域，具体涉及芯片制造设备中的硅片台(WaferStage)，尤其涉及硅片台的颗粒去除 装置及其颗粒去除方法。
背景技术：
在半导体制造技术领域中，需要对硅片进行各种エ艺处理，例如薄膜沉积、光刻曝光、刻蚀等等。在很多情况下，硅片是被置于硅片台上进行エ艺处理。以光刻曝光过程为例，硅片是被置于光刻机的硅片台上并被硅片台精确转移至光刻机台的预定位置进行曝光。由于半导体制造过程是ー种精细エ艺，其对每一歩エ艺过程中的硅片定位要求相当精准。并且随着半导体制造技术的不断发展、特征尺寸越来越小，这个问题越来越显得突出。虽然随着半导体制造设备技术的发展，硅片所置硅片台的精准走位已经不成问题。但是，在制造エ艺过程中，放置硅片的硅片台上会由于各种偶然因素而出现各种颗粒，例如尺寸在微米级别的颗粒。如果硅片置于带有颗粒的硅片台上，硅片的空间位置必然收到影响(例如硅片的水平角度、硅片在垂直于硅片台方向的位置变化)。承载此硅片的硅片台在走位至原先预定的位置时，必然会由于颗粒的存在而导致位置误差的存在，这会进一步影响制造エ艺过程的良率。以光刻曝光机台为例，在其硅片台上存在微米级尺寸(甚至更大)的颗粒时，在曝光过程中会导致在对应颗粒所在位置产生曝光不合格现象，例如模糊曝光，也即通常所说的block(块)聚焦现象。对每ー个置于该颗粒上的硅片都会在对应位置出现这种块聚焦现象，因此严重影响エ艺的良率。因此，现有技术中会采用必要的装置和手段来移除硅片台上的颗粒。通常地，会采用真空吸气枪手动地在硅片台上吸取颗粒。这种方法会存在两个问题(一)颗粒是难以观察到的，颗粒位置基本不能准确确定，因此很可能是硅片台上用真空吸气枪盲目的吸取颗粒，容易导致颗粒遗漏；(ニ)操作人员手动吸取颗粒的步骤必须使机台停止作业以打开机台的门来吸取颗粒，因此操作麻烦并影响产能、并大大増加操作人员的工作负担。有鉴于此，有必要提出ー种新型的硅片台颗粒去除装置以方便、准确地移除硅片台上的颗粒。
发明内容
本发明的目的是，准确有效地自动移除硅片台上的颗粒以避免颗粒给芯片制造エ艺带来的负面影响。为解决以上技术问题，按照发明的ー个方面，提供一种硅片台颗粒去除装置，其包括硅片台，用于承载硅片；动态监控单元，用于动态采集并处理所述硅片的位置信息；颗粒去除単元；以及
走位控制单元,用于控制颗粒去除单元自动走位；其中，所述 动态监控单元发送所述位置信息至所述走位控制单元。较佳地，硅片台颗粒去除装置还可以包括用于控制所述硅片台自动走位的硅片台走位控制单元。较佳地，硅片台颗粒去除装置还可以包括用于获取所述硅片的位置信息的位置传感器，所述位置传感器与所述动态监控单元通信连接。按照本发明提供的硅片台颗粒去除装置的实施例，其中，所述颗粒去除装置用于光刻机上，所述动态监控单元为光刻机的动态性能执行单元。较佳地，所述位置信息包括所述硅片上表面的平均移动信息以及移动标准偏差信
ο较佳地，所述动态性能执行单元上设置预定值，以通过其与平均移动信息以及移动标准偏差信息的比较判断、得出所述硅片上发生块聚焦的位置。较佳地，所述平均移动信息是指硅片的上表面在垂直于硅片台的方向上的平均移动イ目息，所述移动标准偏差イ目息是指娃片的上表面在垂直于娃片台的方向上的移动标准偏
差ィ目息。具体的实例中，所述颗粒去除単元可以为真空吸气枪，所述走位控制单元可以为真空吸气枪走位控制单元。具体的实例中，所述真空吸气枪可以包括机械臂和气枪嘴。按照本发明的又ー个方面，提供一种去除硅片台上的颗粒的方法，该方法中，采集并处理所述硅片台上所承载硅片的位置信息，走位控制单元依据该位置信息控制颗粒去除単元自动去除所述硅片台上的颗粒。按照本发明提供的去除硅片台上的颗粒的方法的较佳实施例，该方法用于硅片的曝光エ艺过程中，具体包括以下步骤(I)动态采集所述硅片的位置信息；(2)动态监控单元根据所述位置信息判断所述硅片上发生块聚焦的位置；(3)所述块聚焦的位置信息被发送至颗粒去除単元的走位控制单元；以及(4)所述颗粒去除单元的走位控制单元控制所述颗粒去除单元的走位，自动去除所述块聚焦的位置所对应的硅片台上的颗粒。较佳地，所述动态监控单元为光刻机的动态性能执行单元。较佳地，所述位置信息包括所述硅片上表面的平均移动信息以及移动标准偏差信
ο较佳地，所述步骤(2)中，所述动态性能执行单元上设置预定值，以通过其与平均移动信息以及移动标准偏差信息的比较判断、得出所述硅片上发生所述块聚焦的位置。较佳地，所述平均移动信息或所述移动标准偏差信息分别是指硅片的上表面在垂直于硅片台的方向上的平均移动信息或移动标准偏差信息。本发明的技术效果是，该硅片台颗粒去除装置及方法可以准确有效地去除硅片台上的颗粒，有利于减少人工操作、缩短エ艺周期、提高芯片制造的产能及良率。
图I是按照本发明实施例提供的硅片台颗粒去除装置的基本结构示意图；图2是图I所示的硅片台颗粒去除装置吸取硅片台上的颗粒的示意图；图3是按照本发明实施例的颗粒去除方法的流程示意图。
具体实施例方式下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的ー些，g在提供对本发明的基本了解。并不g在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其它实现方式。因此，以下具体实施方式
以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。本发明中所提到的“颗粒”是指对应某ーエ艺过程中由于该颗粒的存在影响硅片的走位定位不准确、从而对该エ艺过程的结果造成负面影响的颗粒；当颗粒尺寸大于某一值时，该颗粒将会对该エ艺过程产生负面影响。因此，不同的エ艺过程，所能容忍的最小颗粒尺寸是不同的，并且随着工艺水平的不同提高，颗粒尺寸的最小尺寸将减小。在以下实施例中，具体结合光刻机、以光刻的曝光过程为例对硅片台颗粒去除装置进行说明，这是由于硅片台上的微小颗粒将对曝光过程的影响较大、从而曝光过程中对硅片台的颗粒要求比较严格，需要经常清除硅片台上的颗粒。但是，需要理解的是，硅片台颗粒去除装置并不限于应用于光刻机的曝光过程，其还可以应用于其它エ艺设备所执行的エ艺过程中，例如用于PECVD (等离子增强化学气相淀积)设备中以提高薄膜沉积的质量。图I所示为按照本发明实施例提供的硅片台颗粒去除装置的基本结构示意图。在该实施例中，硅片被水平地(或基本水平地)置于光刻机的硅片台上，该硅片台颗粒去除装置用于去除硅片台上的颗粒，例如，颗粒直径大于I微米的尘埃颗粒。但是颗粒的具体类型以及颗粒的尺寸不受本发明实施例限制，根据不同エ艺要求可以设定颗粒的下限尺寸。如图I所示，硅片台颗粒去除装置包括硅片台110、动态监控单元130、真空吸气枪走位控制单元140、真空吸气枪150。硅片台110上承载需要曝光的硅片，在该实施例中，假设硅片台110上存在颗粒(如图中所示的黒色圆圈点)，该颗粒会导致硅片局部被向上抬起(如图I所示)，因此在硅片台走位至预定位置后，局部硅片的位置其实相对于没有颗粒时的位置发生了变化，特别是在垂直于硅片台的方向。在该实施例中，硅片台颗粒去除装置还包括硅片台走位控制单元120,通过娃片台走位控制单元可以自动控制娃片台精确走位,其走位的具体精度与具体エ艺条件要求有夫。硅片台110通过走位以使硅片置于光刻机的机台上的预定位置，并开始曝光。在曝光过程中、或者曝光之后，与硅片台130数据通信连接的动态监控单元130可以采集硅片的相关位置信息，具体地，硅片台颗粒去除装置还可以包括用来获取硅片的位置信息的位置传感器131，位置传感器131可以位于硅片台的上方，其具体位置不受本发明实施例限制。位置传感器131传感器的精度选择根据所要去除的目标颗粒的最小尺寸有关，如果所要去除的颗粒的尺寸越小，硅片的位置受颗粒的影响可能越小，从而可以选择更高级别的位置传感器。另外，硅片台110也可以传输其相关的位置信息给动态监控单元130，可以为采集硅片的位置信息提供帮助。 具体的动态监控单元130可以为光刻机设备上的动态性能(DynamicPerformance)执行单元。光刻机设备上的动态性能执行单元可以动态地监控测量在曝光的娃片的(特别是娃片的上表面)平均移动(Move Average, MA)、以及移动标准偏差(MoveStandardDeviation,MSD)等位置參数,其中MA可以反映出娃片的走位是否准确，例如在娃片台所在平面(例如定义为XY平面)上的走位是否准确，更可以反映出硅片在垂直于硅片台方向(例如定义为Z方向)的走位是否准确。如果硅片台上存在颗粒，在硅片台走位准确的情况下，在对应于颗粒位置，硅片的上表面的Z方向的MA值将可能超过其预定值，其MSD也会超过预先定义的范围，因此，动态性能执行单元将记录下MA值和MSD值均超过其预定值的位置点，这个位置点就是很可能会发生block聚焦现象的地方。其中，MA值或MSD值分别对应的预定值可以事先设定，其大小可以根据所要去除的最小颗粒尺寸的大小得出。动态监控单元130可以将硅片的相关位置信息发送给真空吸气枪走位控制单元140，例如在以上实施例中，光刻机的动态性能执行单元可以将依据MA值和MSD值(其在Z方向超过预定值)所得出的所述位置点信息发送给真空吸气枪走位控制单元140。真空吸气枪走位控制单元140根据该硅片的相关位置信息可以基本确定颗粒的具体位置(在硅片台所在的空间坐标体系中确定其位置)。进ー步，真空吸气枪150受走位控制单元140控制单元控制，实现准确走位，通过真空吸气枪150的气枪嘴151来吸取娃片台110上的颗粒。 图2所示为图I所示的硅片台颗粒去除装置吸取硅片台上的颗粒的示意图。需要说明的是，图中仅示出了对ー个颗粒的位置定位及吸取示意，但这不是限制性的，动态监控単元130同理判断出多个颗粒的位置，从而自动控制真空吸气枪150的走位来依次吸取颗粒。在该实施例中，可以在一片硅片曝光完成以后以真空吸气枪150自动吸取颗粒，这样避免了硅片台上的后续硅片受到颗粒影响而出现block聚焦现象。同时可以大大減少人工操作，准确而有效地自动去除颗粒，有利于提高芯片制造的产能及良率。具体地，真空吸气枪150的走位可以通过其机械手臂等部件实现，真空吸气枪走位控制单元140可以控制真空气枪150的机械手臂即可实现真空吸气枪150走位控制。其中，真空吸气枪150的走位精度一般地相对低于硅片台110的走位精度，例如其可以在毫米数量级。这是由于气枪嘴151的直接一般远大于颗粒的直径尺寸，基本定位颗粒位置即可实现颗粒的移除。需要说明的是,在实施例中，真空气枪150是颗粒去除单元的ー个实例,相应地，真空吸气枪走位控制单元140也是颗粒去除単元的走位控制单元的ー个实例。本领域技术人员还可以使用类似于真空气枪的其它颗粒去除単元。由以上实施例可知，该硅片台颗粒去除装置在应用于曝光エ艺过程中时，其可以整合于光刻机的平台上，通过对光刻机平台另外增加真空吸气枪走位控制单元140以及真空气枪即可基本实现，其中光刻机平台上的动态性能执行单元与真空吸气枪走位控制单元数据通信以传输关于硅片的位置信息(例如MA、MSD)。以下进ー步依据图I所示实施例的硅片台颗粒去除装置来说明其颗粒去除方法。图3所示为按照本发明实施例的颗粒去除方法的流程示意图。在该实施例中，以在硅片曝光过程中应用为例进行说明。首先，在硅片置于硅片台上之后，硅片台走位至光刻机机台的预定位置开始准备曝光，然后进入步骤S10，对硅片进行曝光。进ー步，步骤S20，动态采集硅片的相关位置信息。该步骤可以在曝光时或曝光后执行。通过图I中所示的动态监控单元130可以以监控方式动态地采集该硅片的位置信息。具体地，可以以光刻机的动态性能执行单元实现该步骤，相关位置信息则包括硅片的MA和MSD值等。进ー步，步骤S30，动态监控单元根据所述位置信息判断硅片上发生块聚焦的位置。在该步骤中，图I中所示的动态监控单元130可以处理该硅片的位置信息以判断出硅片上发生块聚焦的位置。具体地，如以上所述，可以通过判断MA值和MSD值是否均超过其预定值，尤其是关于Z方向的预定值，来判断出硅片发生块聚焦的位置。在该实施例中，块聚焦的位置可以对应反映出硅片台上的颗粒的位置。进一歩，步骤S40，该块聚焦的位置信息被发送至真空气枪走位控制单元。进ー步,步骤S50,真空气枪走位控制单元控制所述真空气枪走位，自动去除块聚焦的位置所对应的硅片台上的颗粒。需要说明的是，该步骤是在硅片移开之后发生，例如，在一片硅片曝光完成后、准备进行第二片硅片的曝光之前的过程实现。至此，可以自动准确有效地去除硅片台上的颗粒。以上步骤S20、步骤S30即采集并处理所述硅片台上所承载硅片的位置信息的过程，该硅片的位置信息可以有效地反映硅片台上的颗粒位置信息。因此，依据该硅片的位置信息可以实施步骤S50，即走位控制单元依据该位置信息控制真空吸气枪去除所述硅片台上的颗粒。上文中所提及的上、下等方位用语是相对于附图中所示意的垂直于硅片台的位置来定义的，一般地，硅片台被水平地设置。但是，它们是相对的概念，其可以根据硅片台的放置方位不同而相应地变化。以上例子主要说明了本发明的硅片台颗粒去除装置及颗粒去除方法。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描 述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主g与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。
权利要求
1.一种硅片台颗粒去除装置，其特征在于，包括 硅片台，用于承载硅片； 动态监控单元，用于动态采集并处理所述硅片的位置信息； 颗粒去除单元；以及 走位控制单元，用于控制颗粒去除单元自动走位； 其中，所述动态监控单元发送所述位置信息至所述走位控制单元。
2.如权利要求I所述的硅片台颗粒去除装置，其特征在于，还包括用于控制所述硅片台自动走位的娃片台走位控制单元。
3.如权利要求I所述的硅片台颗粒去除装置，其特征在于，还包括用于获取所述硅片的位置信息的位置传感器，所述位置传感器与所述动态监控单元通信连接。
4.如权利要求I所述的硅片台颗粒去除装置，其特征在于，所述颗粒去除装置用于光刻机上，所述动态监控单元为光刻机的动态性能执行单元。
5.如权利要求4所述的硅片台颗粒去除装置，其特征在于，所述位置信息包括所述硅片上表面的平均移动"[目息以及移动标准偏差"[目息。
6.如权利要求5所述的硅片台颗粒去除装置，其特征在于，所述动态性能执行单元上设置预定值，以通过其与平均移动信息以及移动标准偏差信息的比较判断、得出所述硅片上发生块聚焦的位置。
7.如权利要求5所述的硅片台颗粒去除装置，其特征在于，所述平均移动信息或所述移动标准偏差/[目息分别是指娃片的上表面在垂直于娃片台的方向上的平均移动"[目息或移动标准偏差息。
8.如权利要求I所述的硅片台颗粒去除装置，其特征在于，所述颗粒去除单元为真空吸气枪，所述走位控制单元为真空吸气枪走位控制单元。
9.如权利要求8所述的硅片台颗粒去除装置，其特征在于，所述真空吸气枪包括机械臂和气枪嘴。
10.一种去除硅片台上的颗粒的方法，其特征在于，采集并处理所述硅片台上所承载硅片的位置信息，走位控制单元依据该位置信息控制颗粒去除单元自动去除所述硅片台上的颗粒。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法用于硅片的曝光工艺过程中，具体包括以下步骤 (1)动态采集所述硅片的位置信息； (2)动态监控单元根据所述位置信息判断所述硅片上发生块聚焦的位置； (3)所述块聚焦的位置信息被发送至颗粒去除单元的走位控制单元；以及 (4)所述颗粒去除单元的走位控制单元控制所述颗粒去除单元的走位，自动去除所述块聚焦的位置所对应的硅片台上的颗粒。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述动态监控单元为光刻机的动态性能执行单元。
13.如权利要求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动息以及移动标准偏差息。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述动态性能执行单元上设置预定值，以通过其与平均移动信息以及移动标准偏差信息的比较判断、得出所述硅片上发生所述块聚焦的位置。
15.如权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述平均移动信息是指硅片的上表面在垂直于娃片台的方向上的平均移动彳目息，所述移动标准偏差彳目息是指娃片的上表面在垂直于硅片台的方向上的移动标准偏差信息。
全文摘要
本发明提供一种硅片台颗粒去除装置及其颗粒去除方法，属于芯片制造技术领域。该装置包括用于承载硅片的硅片台、用于动态采集并处理所述硅片的位置信息的动态监控单元、颗粒去除单元、以及用于控制颗粒去除单元自动走位的走位控制单元，其中，所述动态监控单元发送所述位置信息至所述走位控制单元。本发明的方法中，采集并处理所述硅片台上所承载硅片的位置信息，走位控制单元依据该位置信息控制颗粒去除单元自动去除所述硅片台上的颗粒。该硅片台颗粒去除装置及方法可以准确有效地去除硅片台上的颗粒，有利于减少人工操作、缩短工艺周期、提高芯片制造的产能及良率。
文档编号H01L21/00GK102623301SQ20111003710
公开日2012年8月1日 申请日期2011年1月27日 优先权日2011年1月27日
发明者沈佳, 陈辉, 黄玮 申请人:无锡华润上华半导体有限公司, 无锡华润上华科技有限公司