[實用新型]一種晶圓掃描映射成像系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420358194.8
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN203950789U
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 厲心宇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 上海天辰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種晶圓掃描映射成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在集成電路前道制造工藝中，晶圓通常被擺放在標準大小的晶圓盒內(nèi)以便于搬運，晶圓盒內(nèi)的晶圓片數(shù)通常為25片。標準的集成電路前道工藝設(shè)備都具有標準機械接口(SMIF)用以接收晶圓盒。工藝開始時，晶圓盒擺放于標準機械接口上，利用自動裝置將晶圓盒打開，將晶圓與晶圓盒分離，晶圓被載入設(shè)備進行工藝制程，而晶圓盒留在標準機械接口上，等待工藝制程完成后，需再重新將晶圓載入晶圓盒。

標準機械接口或者工藝設(shè)備本身通常安裝一套晶圓掃描映射系統(tǒng)(wafer?mapping?system)，其作用為晶圓被載入標準機械接口或者工藝設(shè)備時，掃描晶圓的片數(shù)和在晶圓盒內(nèi)的擺放位置，并將信息傳送至工藝設(shè)備，以使設(shè)備內(nèi)的機械手臂在正確的位置抓取晶圓。

如圖1所示，圖1為現(xiàn)有的晶圓掃描映射系統(tǒng)。若干枚水平層疊的晶圓1水平固定在承載工作臺2上，掃描系統(tǒng)包括激光發(fā)射端3與激光接收端4，兩者分別位于晶圓1的兩側(cè)且兩者水平對齊，激光的發(fā)射角度與晶圓1的水平面平行。掃描開始前，通常將晶圓1中心線、激光發(fā)射端3、激光接收端4調(diào)整到處于同一直線。掃描過程中，可以是掃描系統(tǒng)保持不動通過晶圓1底部的承載工作臺2上下勻速移動以帶動晶圓1移動，或者晶圓1保持不動，而由掃描系統(tǒng)上下勻速移動從而產(chǎn)生相對運動。當運動至晶圓1、激光發(fā)射端3、激光接收端4處于同一直線時，激光發(fā)射端3發(fā)射出的激光被晶圓1遮擋而無法到達激光接收端4時，則可判定為該位置處有晶圓1存在，反之當運動至兩枚晶圓1之間時，激光發(fā)射端3發(fā)射出的激光未被遮擋而直接到達激光接收端4時，則可判定為該位置處無晶圓1存在。通過設(shè)定勻速運動的起始位置、結(jié)束位置以及晶圓厚度、晶圓間間距等數(shù)值，可計算出在承載工作臺2上晶圓1的數(shù)量及位于信息。

但現(xiàn)有的晶圓掃描映射系統(tǒng)存在以下缺陷：1.現(xiàn)有的晶圓掃描映射系統(tǒng)只能逐行掃描，通過相對運動的方式，逐一計算晶圓的位置，耗時長，隨著晶圓尺寸不斷擴大，間距的變化帶來了掃描時間的進一步增加，對于設(shè)備的生產(chǎn)量造成一定影響。2.由于激光發(fā)射端與激光接收端的物理尺寸極小，激光的對準容易出現(xiàn)偏差，造成掃描結(jié)果的錯誤，需要經(jīng)常校準，影響設(shè)備利用率并增加工程師的工作量。3.目前大部分掃描系統(tǒng)采用激光光源，在校準時需要工程師用肉眼觀察對準情況，容易對工程師造成人身傷害。因此，提供一種新型晶圓掃描映射成像系統(tǒng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

實用新型內(nèi)容

針對上述問題，本實用新型的主要目的是提供一種晶圓掃描映射成像系統(tǒng)，節(jié)約掃描時間的同時提高掃描精度。

本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本實用新型提供一種晶圓掃描映射成像系統(tǒng)，包括承載工作臺和若干枚晶圓；所述承載工作臺上放置若干枚水平層疊的晶圓，且相鄰的晶圓之間形成有既定間距，還包括：

在層疊晶圓一側(cè)橫向方向上依次設(shè)有光源以及凹透鏡，在所述層疊晶圓另一側(cè)橫向方向上依次設(shè)有凸透鏡、CCD圖像傳感器以及數(shù)據(jù)分析模塊；所述光源、凹透鏡、凸透鏡、CCD圖像傳感器以及數(shù)據(jù)分析模塊均位于所述層疊晶圓整體高度的水平中心線上；

其中，當所述光源發(fā)出光束，所述凹透鏡收集并放大光束以覆蓋所述層疊晶圓并形成晶圓陰影圖像，所述凸透鏡將晶圓陰影圖像集中映射至所述CCD圖像傳感器并由所述CCD圖像傳感器轉(zhuǎn)化為信號電荷，所述數(shù)據(jù)分析模塊接收信號電荷并分析出晶圓的位置信息；其位置信息包括晶圓的有無、晶圓的直徑、晶圓的數(shù)量或晶圓之間的間距。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、影像存儲器以及圖像處理模塊；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所述信號電荷轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，所述數(shù)字信號經(jīng)過壓縮后存儲至所述影像存儲器，經(jīng)所述圖像處理模塊分析后獲取晶圓的位置信息。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析模塊連接顯示設(shè)備，所述顯示設(shè)備用于顯示晶圓的位置信息。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析模塊連接設(shè)備主系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)分析模塊將晶圓的位置信息傳輸至所述設(shè)備主系統(tǒng)進行外部數(shù)據(jù)通訊。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析模塊連接機械手，所述機械手根據(jù)獲取的晶圓的位置信息拾取或釋放晶圓。

優(yōu)選的，所述凸透鏡的高度與所述層疊晶圓的高度相等。

優(yōu)選的，所述光源為LED燈、紅外燈、鐳射燈其中的一種。

優(yōu)選的，所述CCD圖像傳感器為面陣CCD圖像傳感器。

優(yōu)選的，所述面陣CCD圖像傳感器的尺寸為0.25～1英寸。