一种针对大翘曲度样品的吸附系统及吸附方法与流程

1.本技术涉及半导体技术领域，尤其涉及一种针对大翘曲度样品的吸附系统以及基于该吸附系统的吸附方法。


背景技术：

2.在半导体制造过程中，一些样品在经历了多道工艺制程之后会发生局部或全部地翘曲变形，这可能会导致无法进行样品的固定、移动和量测。例如，在大规模集成电路的后段生产过程中，有些12寸晶圆的翘曲已经超过2毫米，而由于晶圆在自然状态下只有极小面积会与chuck(吸盘)接触，因此会导致无法进行晶圆的固定、移动和量测。
3.以晶圆样品为例，传统chuck固定晶圆主要有如下3种方式：
4.1)真空吸附式，该方式无法吸附、固定高翘曲晶圆；
5.2)esc(electro static chuck，静电吸盘)方式(也即电吸式)，该方式同样无法吸附、固定高翘曲晶圆；
6.3)夹持式，该方式可以固定晶圆，但无法使其表面平整，对后继的光学测量有极大的不良影响。


技术实现要素：

7.本技术的目的是提供一种针对大翘曲度样品(如大翘曲度晶圆)的吸附系统以及基于该吸附系统的吸附方法，以用于半导体制造工艺设备中大翘曲度样品的固定和量测，尤其适用于大翘曲度晶圆的固定和量测。
8.根据本技术的一个方面，提供一种针对大翘曲度样品的吸附系统，其中，该吸附系统包括吸盘以及柔性密封装置；所述柔性密封装置固定于所述吸盘上，用于在将样品放置在所述吸盘上之后与所述样品、所述吸盘构成密封腔；所述吸盘具有至少一个真空孔，所述至少一个真空孔用于在构成所述密封腔后通过抽真空使所述样品被自动拉平并吸附在所述吸盘上。
9.可选地，所述柔性密封装置的材料包括天然橡胶、人造橡胶、硅胶中的至少一种。
10.可选地，所述柔性密封装置的高度不小于2mm(毫米)。
11.可选地，所述柔性密封装置的高度为1mm。
12.可选地，基于所述样品的翘曲度来确定所述柔性密封装置的高度。
13.可选地，所述柔性密封装置的截面形状包括以下任一项：圆形；矩形；椭圆形。
14.可选地，所述柔性密封装置固定于所述吸盘侧面边缘处。
15.可选地，所述柔性密封装置固定于所述吸盘上表面边缘处。
16.可选地，所述柔性密封装置通过粘贴方式固定于所述吸盘上。
17.可选地，所述柔性密封装置通过定位单元固定于所述吸盘上。
18.可选地，所述样品为大翘曲度晶圆。
19.本技术还提出了一种基于所述吸附系统的吸附方法，其中，该吸附方法包括：
20.将样品放置在所述吸盘上，使得所述柔性密封装置与所述样品、所述吸盘构成密封腔；
21.开启所述真空孔并抽真空，使得所述样品被自动拉平并吸附在所述吸盘上。
22.与现有技术相比，本技术具有以下优点：本技术的方案利用了特制的柔性密封装置，针对上凸或下凹的大翘曲度样品，因该柔性密封装置材质柔软耐磨，因此可以轻易地与具有大翘曲度的样品贴合，由此使得该柔性密封装置能够在将样品放置在所述吸盘上之后与样品、所述吸盘构成密封腔，进而使得能够通过吸盘上的真空孔抽真空来使样品被自动拉平并吸附在所述吸盘上；相比现有技术中的真空吸附式，本技术的方案能够将极限吸附能力从数百微米提高到几毫米，相比现有技术中的电吸式，本技术的方案的结构更为简单，且不会有大量电荷聚集在芯片内部，相比现有技术中的夹持式，本技术的方案能将样品拉平，有利于后续加工或量测。
附图说明
23.图1示出了本技术一个示例的吸附系统的示意图。
24.附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
25.下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
26.这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本技术的示例性实施例的目的。但是本技术可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。
27.这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
28.下面结合附图对本技术作进一步详细描述。
29.本技术提出了一种针对大翘曲度样品的吸附系统，其中，该吸附系统包括吸盘以及柔性密封装置；所述柔性密封装置固定于所述吸盘上，用于在将样品放置在所述吸盘上之后与所述样品、所述吸盘构成密封腔；所述吸盘具有至少一个真空孔，所述至少一个真空孔用于在构成所述密封腔后通过抽真空使所述样品被自动拉平并吸附在所述吸盘上。
30.在一些实施例中，所述柔性密封装置固定于所述吸盘上表面边缘处，且所述柔性密封装置具有一定高度(有时也可称为厚度)。在一些实施例中，所述柔性密封装置固定于所述吸盘侧面边缘处，该情形下，所述柔性密封装置伸出所述吸盘的上表面一定高度，所述柔性密封装置的高度是指其伸出所述吸盘的上表面的高度；需要说明的是，所述柔性密封装置固定于所述吸盘侧面边缘处时，所述柔性密封装置受到样品重力的压迫后，仍会具有一定的高度，以与样品、吸盘形成密闭空间。在一些实施例中，所述柔性密封装置的高度不
小于2mm；优选地，所述柔性密封装置的高度为1mm。在一些实施例中，基于所述样品的翘曲度来确定所述柔性密封装置的高度或厚度，例如，不同的翘曲度对应不同的高度或厚度，可基于要测量的样品的实际翘曲度来选择具有相应高度或厚度的柔性密封装置。
31.在一些实施例中，所述柔性密封装置采用弹性材料。在一些实施例中，所述柔性密封装置的材料包括天然橡胶、人造橡胶、硅胶中的至少一种，例如所述柔性密封装置采用天然橡胶制成，又例如所述柔性密封装置采用天然橡胶和硅胶混合制成。在一些实施例中，所述柔性密封装置的截面形状包括但不限于：圆形、矩形、椭圆形。上述柔性密封装置的材料以及截面形状均为举例，而非对本技术的限制。
32.在一些实施例中，所述柔性密封装置通过粘贴方式固定于所述吸盘上，例如，柔性密封装置采用天然橡胶制成，可使用特定的粘接剂将该柔性密封装置粘贴到吸盘的上表面边缘处。在一些实施例中，所述柔性密封装置通过定位单元固定于所述吸盘上，其中，所述定位单元可能为所述吸盘所包含的部件，也可能为独立部件，例如，所述定位单元为在吸盘上开设的定位槽，可将柔性密封装置固定在该定位槽中。
33.在一些实施例中，所述柔性密封装置为针对吸盘所特制的且具备特定形状，也即，该柔性密封装置的形状取决于吸盘的形状。在一些实施例中，所述柔性密封装置不具备特定形状，由于其具备弹性，因此可在使用时环绕在所述吸盘侧面的边缘以形成与吸盘相符合的形状。
34.在一些实施例中，由于所述柔性密封装置的材质柔软耐磨，因此，当将具备大翘曲度的样品放置在所述吸盘上之后，所述柔性密封装置在样品自身重力的压迫下会产生形变，从而与样品背面紧密接触，也即所述柔性密封装置可以与所述样品贴合，又由于所述柔性密封装置具有一定高度或厚度(如所述柔性密封装置伸出所述吸盘上表面一定高度)，因此，所述柔性密封装置、所述样品、所述吸盘会自然地形成密闭空间(也即密封腔)。在一些实施例中，所述密封腔与所述至少一个真空孔连通，所述至少一个真空孔初始处于未开启状态。在一些实施例中，当所述柔性密封装置、所述样品、所述吸盘构成密封腔之后，开启真空孔，通过定速抽真空，可使得样品缓慢贴合在平整的吸盘上，从而为后续针对样品的加工及量测提供条件。
35.在一些实施例中，所述样品可能为任何大翘曲度的样品。在一些实施例中，所述样品为大翘曲度晶圆，基于本技术的吸附系统，能够将大翘曲度晶圆自动拉平并吸附在吸盘上。
36.本技术还提出了一种基于所述吸附系统的吸附方法，其中，该吸附方法包括：将样品放置在所述吸盘上，使得所述柔性密封装置与所述样品、所述吸盘构成密封腔；开启所述真空孔并抽真空，使得所述样品被自动拉平并吸附在所述吸盘上。
37.图1示出了本技术一个示例的吸附系统的示意图。其中，特制的柔性密封装置(special sealing structure)固定在吸盘(chuck)侧面(环绕侧面上方边缘一圈)，吸盘上具有一个真空孔(vacuum hole)，晶圆样品(warped sample)置于上方。由图1可见，晶圆样品为上凸的晶圆，其置于上方后，柔性密封装置在晶圆样品自身重力的压迫下发生变形(图1中柔性密封装置从中间到左右两侧明显高度下降)，柔性密封装置、晶圆样品、吸盘构成了密封腔。基于图1所示吸附系统，开启真空孔后，在吸真空的过程中，晶圆样品会被自动拉平并吸附在吸盘上。
38.本技术的方案利用了特制的柔性密封装置，针对上凸或下凹的大翘曲度样品，因该柔性密封装置材质柔软耐磨，因此可以轻易地与具有大翘曲度的样品贴合，由此使得该柔性密封装置能够在将样品放置在所述吸盘上之后与样品、所述吸盘构成密封腔，进而使得能够通过吸盘上的真空孔抽真空来使样品被自动拉平并吸附在所述吸盘上；相比现有技术中的真空吸附式，本技术的方案能够将极限吸附能力从数百微米提高到几毫米，相比现有技术中的电吸式，本技术的方案的结构更为简单，且不会有大量电荷聚集在芯片内部，相比现有技术中的夹持式，本技术的方案能将样品拉平，有利于后续加工或量测。
39.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。