[发明专利]硅片边缘保护装置及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种硅片边缘保护装置及其应用方法。

背景技术

光刻装置主要用于集成电路IC或其他微型器件的制造。通过光刻装置，可将掩膜图形成像于涂覆有光刻胶的晶片上，例如半导体或LCD板。光刻装置通过投影物镜曝光，将设计的掩模图形转移到光刻胶上，而作为光刻装置的核心元件，硅片边缘保护装置对实现负胶工艺曝光过程中硅片边缘的保护功能有重要的影响。

为了获得成像效果，将光刻胶涂敷于硅片上，曝光后能产生腐蚀图形的一种光敏材料，也称光致抗蚀剂(简称抗蚀剂)或光敏胶，也有地区称光阻或光阻剂，可分为正光刻胶(正胶)和负光刻胶(负胶)两类，曝光部分被显影剂溶解的光刻胶称为正光刻胶，非曝光部分被显影液溶解的光刻胶称为负光刻胶。硅片边缘保护装置就是为负胶光刻工艺而产生的一种装置。

已知的负胶光刻方法是在光刻生产线上的单独一套产品，而不是集成到光刻机上。这样做就会增加产品的生产制造时间，同时提高了设备的采购成本及制造厂的费用。单独的边缘保护机器会使硅片边缘保护装置的精度大大降低，这样会产生很高的废片率。效率比较低下。因此，如何提供一种更为经济和高效率的硅片边缘保护装置已成为业界研究的一大问题。

发明内容

本发明提供的一种硅片边缘保护装置及其应用方法，通过一个动力源来完成多个径向同步力，使一种直线位移转化为多个等分径向位移，从而实现保护环的交换，精度高，可靠性好，重复精度高，结构简单，需要动力源少，同步性高。

为了达到上述目的，本发明提供一种硅片边缘保护装置，包含：

固定盘；

三偏心凸轮盘，其安装在固定盘上，该三偏心凸轮盘上具有若干分布均匀的偏心槽；所述三偏心凸轮盘是一个圆环，所述偏心槽为通槽或非通槽，其中心轨迹曲线由D1D2，D2D3，D3D4三部分组成，每一个中心轨迹曲线中的一段与三偏心凸轮盘中心有一定的偏置量，中心轨迹曲线方程为：

其中，r1表示为以O(0，0)为圆心，半径为r1的D1D2圆弧；

r2表示为以O(0，0)为圆心，半径为r1的D3D4圆弧；

r表示为以o2(a2，b2)为圆心，半径为r的圆弧；

θ_o为∠XOO2；

θ为∠XOD3；

每条轨迹曲线与其他的轨迹曲线都与偏心凸轮盘的中心均匀分布；

气缸机构，其一头安装在固定盘上，另一头安装在三偏心凸轮盘上；所述的气缸机构采用气压缸作为原动力或液压缸作为原动力；

凸轮随动器，其对应设置在三偏心凸轮盘的偏心槽内；

保护爪，其安装在凸轮随动器上，并且嵌在固定盘中，该保护爪对保护环具有过载保护功能，且保护爪对固定盘起固定作用；

保护环，其安装在固定盘的正下方；

轴承套，其安装在固定盘上，三偏心凸轮盘以轴承套的圆柱面为滑动轴作圆周运动；

钢球，其设置在轴承套上，在轴承套和三偏心凸轮盘之间形成一个滑动副，起减振和减小摩擦作用，使三偏心凸轮盘能从固定盘上浮起，摩擦力减小，高效运转；

所述的硅片边缘保护装置还包含：

定位销，其安装在固定盘上；

弹簧保护销穿过弹簧安装在定位销上，对保护爪起过缓冲和载保护作用；

球头螺钉安装在保护爪端头上，该球头螺钉分别随保护爪一起作径向运动，对保护环起自定心作用，随着球头螺钉同时向保护环中心移动，使的原本偏心的保护环回归到中心位置；

所述的硅片边缘保护装置还包含：

内六角平端紧定螺钉，吹气机构，接近传感器，硅片边缘保护盖板部件，十字槽沉头螺钉，开槽螺钉，X向调节座，四方螺母，第一钢珠，盖板，压板，第二钢珠，螺塞，压块，压盖；螺钉；

内六角平端紧定螺钉安装在X向调节座上，调节X向的位移量；接近传感器均安装在固定盘上，用来测量保护环是否完全与硅片边缘保护接触；十字槽沉头螺钉穿过X向调节座安装在固定盘上，用来固定X向调节座；开槽螺钉穿过轴承套与固定盘连接；四方螺母安装在球头螺钉上；螺塞安装在固定盘上来固定轴承套；硅片边缘保护盖板部件安装在固定盘上，吹气机构安装在固定盘上，第一钢珠放入盖板中，盖板放入压板中用螺钉拧紧，第二钢珠放入压块中，压块放入压盖中后用螺钉拧紧。

气缸机构通气后，气缸机构带动三偏心凸轮盘做圆周运动，三偏心凸轮盘带动凸轮随动器作径向运动，凸轮随动器带动保护爪一起做径向运动，将保护环抓起或放下，实现保护环的交换。

本发明还提供一种硅片边缘装置应用方法，包含以下步骤：