[发明专利]以处理级台耦接机构实施的样本检查级台

说明书

相关申请案

本发明为2007年2月20日提出申请的美国专利申请案第 11/676,937号的部分连续申请案，且主张2007年2月20日提出申请的 美国临时专利申请案第60/890,807号的利益。

技术领域

本发明内容关于一种样本处理系统，且特别是关于达成样本处理 与检查时的操作效率。

背景技术

建构成用于使用在半导体晶片等级的加工处理的晶片运送系统一 般包括一级台，此级台具有一个紧固晶片以便加工的夹头。有时候， 此级台是静止的，而有时候它是可移动的。一些应用情形需要使级台 在有旋转或没有旋转的情况下于笛卡儿座标系统的一维、二维或三维 座标中线性地移动。假如总加工时间的很大部分的时间是耗费在对准 及运送晶片的话，则级台运动的速度可能会支配整个晶片加工平台的 生产量。

一些系统具有挠性，以将处理与检查装置移动至晶片上及将晶片 移动至装置。如此可以消除晶片对齐步骤，由此节省时间。对于包括 光学加工处理的应用来说，可以将一个移动式光学组件安装于晶片表 面上方，由此将所需的晶片运送距离减小到最低程度。固持要被加工 的晶片或样本的夹头可以被安装至用于沿着主轴移动的主轴级台、用 于沿着短轴移动的短轴级台、或在主轴与短轴下方的静止位置之中。 主轴级台可以支撑短轴级台，或者它们可以彼此独立。

随着电子电路的尺寸变小，此种光学系统的级台设计变得更为关 键。一项级台设计的考量是由于晶片夹头与光学组件的振动与热稳定 性所引起的加工品质的冲击。在其中激光光束受到连续调整的情形中， 支撑激光组件的现有结构太过挠性，而无法维持所需的精密程度。而 且，随着电路尺寸的变小，微粒的污染也变得更加重要。

在半导体晶片制造中，许多晶片处理操作之后接着就是检查，以 便确保在将晶片继续移动至下一个处理步骤之前操作是成功的。可以 通过利用分开的一个装备而实施检查，此装备通常是强力的光学显微 镜或电子显微镜。或者，检查装备可以直接内建于处理系统的平台中， 消除与将晶片运送至另外工作站有关的高架式运送工具。不必要地运 送沉重的处理或检查装置也是不希望的，这是因为当质量很小时，移 动中的结构的精确性与稳定性是最佳的。此外，散热作用会随着马达 及有效负载质量(payload mass)而增加。

发明内容

本发明内容关于一种激光处理系统，其中，一个定位系统被设计 成能够支撑接受一项或多项处理操作的样本。例如，在一实例中，此 定位系统用于“刻划与切块”在半导体晶片上产生图案的完成电子装 置。晶片刻划必须使激光光束横贯介于在硅晶片上形成图案的积体电 路晶片之间的边界，且沿着边界切除掉上方的介电与金属层。晶片切 块必须使激光光束横贯介于在硅晶片上形成图案的积体电路晶片之间 的边界，且将相邻的晶片彼此分开。

此定位系统较佳实例的特点在于一种刚性的石板基板，其提供一 个无震动的平台，在此平台上安装处理装备与级台。此种稳定的平台 亦提供一个吸引基座，用于整合后处理的检查装备。

在较佳实例中实施一个“分轴式级台”结构，其支撑着激光光学 组件及工件，该工件具有供激光光束入射于其上来进行激光处理的表 面。此多级式定位系统能够在高速与高加速度下以振动与热稳定方式 运送材料。分轴的设计沿着位于分开、平行平面中的二个垂直轴线解 偶(decouple)驱动的级台运动。在较佳实例中，在水平平面中的运动在 相对彼此正交地移动的一个样本级台(主轴或下方级台)与一个扫描光 学组件级台(短轴或上方级台)之间被分开。

尺寸稳定的基板或板片被用来当作下方级台与上方级台的底座。 厚实且结构坚硬的基板隔离且稳定激光光学组件及样本的运动、吸收 振动且使得加速度与减速度更加平顺，这是因为此支撑结构本来就很 坚硬。基板也通过如同热沉般地作用而提供热稳定性。而且，因为系 统被设计成很小巧的结构，其是由较少的材料构成，且因此当受到加 热时较不容易膨胀。基板被精确地切割(“研光”)，使得其上级台 表面与下级台表面的一些部位是平坦的且彼此平行。较佳地，板材与 级台是由具有类似热膨胀系数的材料制成，由此使系统能够有利地以 协调方式对温度变化起反应。