[發明專利]晶片位置偏差的檢測和調整方法以及半導體加工設備

有效

• 申請號: 201410792268.3
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN105762089B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 涂冶
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L21/68;H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

1.一種晶片位置偏差的檢測方法，所述晶片位置偏差是指在利用機械手將晶片置于托盤上的安放槽內之后，所述晶片的圓心相對于所述安放槽的圓心的中心偏差，其特征在于，在所述托盤上表面上建立二維坐標系，所述坐標系以所述安放槽的圓心為原點、所述安放槽的圓心與所述托盤的圓心之間的連線方向為X軸，以垂直于所述X軸的方向為Y軸；

所述晶片位置偏差的檢測方法包括以下步驟：

S1，在所述托盤上表面與所述安放槽的邊界處定義觀察區域；

S2，采集所述托盤在所述觀察區域內的實時圖像，并基于所述晶片和所述托盤的光反射率差異對所述實時圖像進行灰度處理，以獲得計算所述中心偏差所需的位置信息；

S3，基于所述位置信息進行計算，以獲得所述中心偏差；

在所述步驟S1中，所述觀察區域的形狀、尺寸和位置被設置為：所述觀察區域的邊界與所述安放槽的邊緣之間具有第一、第二交界點；并且，在所述觀察區域內定義一個圓弧，該圓弧以所述托盤的圓心為圓心，且通過所述觀察區域的圓心，并與所述安放槽的邊緣之間具有第三交界點；晶片邊緣與所述觀察區域的邊界之間具有第一、第二交叉點，晶片邊緣與所述圓弧之間具有第三交叉點；

在所述步驟S2中，所述晶片位置偏差所需的位置信息包括：所述第一～第三交界點對應地與第一～第三交叉點分別在所述X軸和Y軸上的距離；

在所述步驟S3中，根據所述距離計算得出所述第一～第三交叉點分別在所述坐標系上的坐標；根據該坐標計算得出所述第一～第三交叉點所在圓的圓心坐標，從而獲得所述晶片的圓心相對于所述安放槽的圓心分別在所述X軸和Y軸上的偏差量。

2.根據權利要求1所述的晶片位置偏差的檢測方法，其特征在于，所述觀察區域的圓心位于：平行于所述Y軸的直線與所述安放槽的邊界相交的交點處；

在所述步驟S2中，所述晶片位置偏差所需的位置信息包括：所述第一～第三交界點對應地與第一～第三交叉點在所述Y軸上的垂直距離；

基于所述垂直距離獲得所述晶片的圓心相對于所述安放槽的圓心分別在所述X軸和Y軸上的偏差量。

3.一種晶片位置偏差的調整方法，其特征在于：包括以下步驟：

S100，利用機械手將晶片置于托盤上的安放槽內；

S200，采用權利要求1-2任意一項所述的晶片位置偏差的檢測方法獲得所述晶片的圓心相對于所述安放槽的圓心的中心偏差；

S300，判斷所述晶片位置偏差是否在允許范圍內；若是，則結束當前晶片的位置偏差檢測；若否，則進入步驟S400；

S400，利用機械手自所述安放槽取出所述晶片；

S500，根據所述中心偏差對所述托盤的旋轉角度和/或所述機械手的位移量進行調整，直至消除所述中心偏差；然后重新進入步驟S100。

4.根據權利要求3所述的晶片位置偏差的調整方法，其特征在于，所述安放槽的數量為多個，且沿所述托盤的周向均勻排布；通過使所述托盤旋轉，而使各個安放槽逐一位于所述機械手的取放片位置；

在所述步驟S100中，首先通過使所述托盤旋轉，而使其中一個安放槽位于所述取放片位置；然后利用機械手將晶片置于該安放槽內；

在所述步驟S300中，若判斷所述晶片位置偏差在允許范圍內，則結束當前晶片的位置偏差檢測，同時通過使所述托盤旋轉，而使下一個安放槽位于所述取放片位置；然后重新進入步驟S100，利用機械手將下一個晶片置于該安放槽內。

5.一種半導體加工設備，包括工藝腔室、托盤和機械手，其中，所述托盤設置在所述工藝腔室內，且在所述托盤上設置有用于放置晶片的安放槽；所述機械手用于將晶片傳輸至所述安放槽內，或自所述安放槽取出晶片；其特征在于，所述半導體加工設備還包括：

可透視的觀察窗，其設置在所述工藝腔室的頂部，且位于對應于所述托盤上表面與所述安放槽的邊界處的位置處；并且，所述觀察窗在所述托盤上表面上的正投影被定義為觀察區域；

檢測裝置，設置在所述觀察窗上方，用以透過該觀察窗采集所述托盤在所述觀察區域內的實時圖像；

處理和計算單元，用于基于所述晶片和所述托盤的光反射率差異對所述實時圖像進行灰度處理，以獲得計算所述晶片位置偏差所需的位置信息；以及基于所述位置信息進行計算，以獲得所述晶片的圓心相對于所述安放槽的圓心的中心偏差。