Блок центрирования полупроводниковых пластин на вакуумном столике в кластерной линии фотолитографии перед проведением технологических операций

Полезная модель относится к устройствам, специально предназначенным для позиционирования, ориентирования и центрирования полупроводниковых пластин, и может быть использована в полупроводниковом производстве при изготовлении ИС, БИС и СБИС в кластерной линии фотолитографии перед проведением технологических операций, в частности, перед центрифугированием.
Известен блок центрирования подложки в устройстве для обработки полупроводниковых пластин, включающий два центрирующих толкателя, перемещающих пластину по горизонтальной поверхности вакуумного столика в позицию, при которой ее центр совпадает с осью вращения (описание к патенту US 2018350632 (А1), МПК H01L 21/67; H01L 21/683; H01L 21/687, Substrate processing apparatus and substrate processing method, опубликовано 2018-12-06).
В известном устройстве вакуумный столик имеет диаметр, меньший, чем у пластины, что снижает устойчивость пластины относительно столика в процессе ее перемещения. Толкатели взаимодействуют с торцевой поверхностью пластины по касательной и для повышения точности позиционирования двух недостаточно. Увеличение толкателей усложняет конструкцию.
Задача полезной модели - точность позиционирования пластин на вакуумном столике, за счет увеличения диаметра последнего до диаметра не менее диаметра пластин и повышение производительности линии фотолитографии с достижением технического результата, выражающегося в сокращении простоя оборудования для замены в центрифуге вакуумного столика при изменении диаметра обрабатываемых пластин.
Технический результат достигается тем, что в блоке центрирования полупроводниковых пластин на вакуумном столике в кластерной линии фотолитографии перед проведением технологических операций, включающем два центрирующих толкателя с механизмами горизонтального перемещения, размещенные диаметрально противоположно на общей платформе с приводом вертикального перемещения, толкатели выполнены в виде планок со ступенчатой сегментно-кольцевой проточкой, обращенной к вакуумному столику, при этом углубления проточки выполнены, по меньшей мере, по двум окружностям, диаметры которых соответствуют диаметрам обрабатываемых пластин, а оси проточек совпадают с центром вакуумного столика при осуществлении процесса центрирования пластин.
На фиг. 1 изображен вид сверху на блок центрирования пластин в устройстве для обработки пластин; на фиг. 2 - центрирующие планки, виде А фиг. 1; на фиг. 3 - вид Г-Г фиг. 2; на фиг. 4а - блок центрирования пластин - центрирующие планки в исходном положении и в положении центрирования пластины малого диаметра; на фиг. 4б - центрирующие планки в исходном положении и в положении центрирования пластины большего диаметра; на фиг. 5а - блок технологической обработки в момент центрирования пластины малого диаметра; на фиг. 5б - блок технологической обработки в момент центрирования пластины большого диаметра.
Устройство для обработки пластин включает робот-манипулятор с захватом 1, плита базовая 2, на которой размещены блок центрирования пластин 3, центрирующие планки 4, 5, блок технологической обработки 6, блок возвратно-поступательного перемещения 7 и форсунка 8.
Левая центрирующая планка 4, установлена на штоке 9 пневмоцилиндра 10, правая центрирующая планка 5, установлена на штоке 11 пневмоцилиндра 12.
Планки 4 и 5 расположены на одном уровне от плоскости плиты базовой 2.
Пневмоцилиндры 10 и 12 размещаются на платформе 13, которая закреплена на штоке 14 привода вертикального перемещения 15, установленного на плите базовой 2.
Левая центрирующая планка 4 имеет сегментно-кольцевые проточки 16, 17, (количество проточек определяется диаметрами обрабатываемых пластин на устройстве) центр O1 которых, обращен к центру вакуумного столика 25. Причем радиус проточки 16 равен радиусу малой пластины М, а радиус проточки 17 равен радиусу большой пластины Б. Сегментно-кольцевые проточки 16 и 17 образуют ступеньку, у которой вертикальные стенки 18 и 19 на разных уровнях в вертикальной плоскости. Расстояние между осями вертикальных стенок 18 и 19 равно Н.
Правый 5 центрирующая планка также имеет круговые проточки 20, 21 центр O2 которых обращен к центру вакуумного столика 25. Причем радиус проточки 20 равен радиусу малой пластины М, а радиус проточки 21 равен радиусу большой пластины Б. Круговые проточки 20 и 21 образуют вертикальные стенки 22 и 23 на разных уровнях в вертикальной плоскости. А расстояние между осями вертикальных стенок 22 и 23 также равно Н.
Круговые проточки 16 и 17 на кронштейне 4 и круговые проточки 20, 21 на кронштейне 5 располагаются диаметрально противоположно и симметрично оси столика 25. При центрировании пластин оси O1 и O2 совпадают с вертикальной осью, проходящей через центр столика 25.
Блок технологической обработки 6, содержит центрифугу 24, на валу которой установлен столик вакуумный 25, на котором размещается обрабатываемая пластина 26. Центрифуга 24 имеет возможность вертикального перемещения с помощью пневмоцилиндра 27, установленного на кронштейне 28, закрепленного на плите базовой 2. Центрифуга 24 размещается в ванне 29, имеющая сливной коллектор 30.
Блок возвратно-поступательного перемещения 7 содержит механизм вертикального перемещения 31, на кронштейне 32 которого размещается мегазвуковая форсунка 8.
Работа устройства происходит следующим образом.
Захват робота 1 перемещает пластину 26 в зону блока технологической обработки 6 устройства и останавливается над столиком вакуумным 25 центрифуги 24, размещенной в ванне 29. Пневмоциллиндр 27 поднимает центрифугу 24 вверх вместе со столиком вакуумным 25 и верхняя плоскость столика вакуумного снимает пластину 26 с захвата робота 1, поднимая пластину 26 в зону действия центрирующих кронштейнов 4 и 5 блока центрирования 3. Захват робота 1 отходит на исходное положение.
Возможны разные варианты работы устройства:
- если пластина 26 малого диаметра (М) центрирующие планки 4 и 5 просто перемещаются к центру вакуумного столика 25 с помощью соответствующих штоков 9 и 11 и пневмоцилиндров 10 и 12. и своими вертикальными стенками 18 и 22 круговых проточек 16 и 20 центрируют пластину на столике 25. На столик 25 подается вакуум, и положение пластины 26 фиксируется на плоскости столика 25.
Если пластина большего диаметра, срабатывает привод 15 и с помощью штока 14 поднимает платформу 13 вместе с пневмоцилиндрами 10 и 12 на высоту Н. А так как центрирующие планки 4 и 5 установлены на штоках 9 и 11 пневмоцилиндров 10 и 12, то и они поднимаются на высоту Н. Затем центрирующие планки 4 и 5 перемещаются к центру вакуумного столика 21 с помощью соответствующих штоков 9 и 11 и пневмоцилиндров 10 и 12. и своими вертикальными стенками 19. и 23 круговых проточек 17 и 21 центрируют пластину на столике 21
На столик 25 подается вакуум, и положение пластины 26 фиксируется на плоскости столика 25. Благодаря описанной выше системе центрирования пластин удается обрабатывать на предлагаемом устройстве пластины разного диаметра без ручной перестройки путем изменения программного управления работы устройства.
После осуществления операций центрирования пластин, центрифуга 24 вместе со столиком 25 и зафиксированной пластиной 26 с помощью пневмоцилиндра 27 опускается в ванну 29 и начинается процесс мегазвуковой очистки поверхности пластины 26.