[發(fā)明專利]晶圓預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)定位方法、定位裝置及定位電路系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711059609.6
• 申請(qǐng)日: 2017-11-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107768294A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪梅花
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都吱吖科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/68
• 分類號(hào): H01L21/68;H01L21/683;H01L21/687
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密儀器檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是晶圓預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)定位方法、定位裝置及定位電路系統(tǒng)。

背景技術(shù)

晶圓是指半導(dǎo)體集成電路制作用的硅片，由硅晶棒經(jīng)切段，滾磨，切片，倒角，拋光，激光刻等工藝加工而來(lái)。由于其形狀為圓形，故稱為晶圓。硅晶片可用于加工特定電性功能的IC產(chǎn)品，本文中用于檢測(cè)的晶圓片用來(lái)制作二極管的原材料。

目前，集成電路(IC)的發(fā)展成為一種趨勢(shì)，作為電子信息產(chǎn)業(yè)的核心，不斷推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化發(fā)展^[1]。IC產(chǎn)業(yè)的這種高速擴(kuò)張也為IC制造裝備帶來(lái)了廣闊的發(fā)展空間，本課題中的設(shè)備，公司稱為倒角機(jī)，由公司設(shè)計(jì)用來(lái)完成晶圓片的倒角工藝。

IC產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展有兩個(gè)重要因素，不斷更新的制造工藝和更高性能IC制造裝備的研制^[2]。IC產(chǎn)業(yè)若要獲得長(zhǎng)足的發(fā)展，必須要不斷改進(jìn)IC制造裝備，晶圓片硬而脆的特性也給IC制造工藝的精度帶來(lái)了更加嚴(yán)苛的要求。為提高制造過(guò)程的效率，必須要實(shí)現(xiàn)IC制造過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化^[3]。

生產(chǎn)線，晶圓在各設(shè)備間進(jìn)行傳送來(lái)完成各種工藝，過(guò)程中對(duì)晶圓片姿態(tài)的調(diào)整將由晶圓處理系統(tǒng)來(lái)完成。目前，半導(dǎo)體加工工藝已經(jīng)從微米級(jí)發(fā)展到亞微米級(jí)，IC制造設(shè)備對(duì)各個(gè)分系統(tǒng)在加工精度方面的要求變的更加嚴(yán)苛。晶圓處理系統(tǒng)涉及多個(gè)領(lǐng)域，包括機(jī)械、電子、光學(xué)、計(jì)算機(jī)控制等，繁瑣的加工工藝進(jìn)一步提高了晶圓處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度，其最后的執(zhí)行結(jié)果直接影響整條生產(chǎn)線的精度和生產(chǎn)效率。

目前，國(guó)外對(duì)于晶圓預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置的研究已經(jīng)有了豐碩的成果，像美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)家，很多高性能的裝置已經(jīng)廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)。不僅定位精度高，定位時(shí)間短，還能用于多種尺寸的檢測(cè)。

國(guó)內(nèi)對(duì)晶圓預(yù)對(duì)準(zhǔn)裝置也有研究，該裝置的研制已經(jīng)被納入了國(guó)家“863”計(jì)劃，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，西安交大，上海交大都有了一些研究成果，但都局限在裝置的單體研發(fā)，離產(chǎn)品化和用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)方面還有很大距離。

因此，對(duì)于上述問(wèn)題有必要提出晶圓預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)定位方法、定位裝置及定位電路系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種定位效果顯著，穩(wěn)定性良好的晶圓預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)定位方法、定位裝置及定位電路系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

晶圓預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)定位方法，其方法步驟為：機(jī)械手臂從儲(chǔ)物盒中吸附晶圓

片并放置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上；晶圓片旋轉(zhuǎn)一周，由光學(xué)線陣CCD檢測(cè)晶圓邊緣信息，即晶圓邊緣在固定坐標(biāo)系下的位置信息，旋轉(zhuǎn)臺(tái)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，原點(diǎn)即為旋轉(zhuǎn)中心，以看到切邊此時(shí)正對(duì)著x軸的正方向，也就是晶圓片角度校正后切邊所對(duì)的位置；計(jì)算晶圓在固定坐標(biāo)系下的切邊方向偏移量并旋轉(zhuǎn)至指定方向；計(jì)算切邊定位完成后晶圓圓心的坐標(biāo)，機(jī)械手臂吸附晶圓片旋轉(zhuǎn)90°，放置晶圓片到新的載物臺(tái)，定位晶圓圓心到載物臺(tái)中心位置，轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪研磨切邊；傳送晶圓片到同方向上的另一載物臺(tái)，定位圓心，旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)，轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪研磨弧邊。

晶圓預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)定位裝置，包括伺服電機(jī)和支架，所述伺服電機(jī)的上端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)臺(tái)，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)放置有晶圓片，所述伺服電機(jī)的下部連接有光電編碼器。

優(yōu)選地，所述支架的底上部設(shè)置有感光傳感器，所述支架的頂下部設(shè)置有激光發(fā)射器，所述感光傳感器接收激光發(fā)射器所發(fā)射出的平行光束。

優(yōu)選地，所述光電編碼器旋轉(zhuǎn)過(guò)程中能將被測(cè)軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度轉(zhuǎn)化成脈沖信號(hào)，伺服電機(jī)用來(lái)控制被測(cè)軸的旋轉(zhuǎn)速度，轉(zhuǎn)速不變，脈沖頻率不變，每個(gè)脈沖代表的角度就是確定的，通過(guò)計(jì)算脈沖個(gè)數(shù)即可求得邊緣點(diǎn)所在角度。伺服電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，產(chǎn)生的脈沖總數(shù)可調(diào)，可根據(jù)精度要求做調(diào)整。

晶圓預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)定位電路系統(tǒng)，包括單片機(jī)、PLC和FPGA，所述單片機(jī)通過(guò)485通訊連接PLC，所述單片機(jī)連接FPGA，所述FPGA分別連接有片外存儲(chǔ)器、4細(xì)分和高速AD。

優(yōu)選地，所述高速AD通過(guò)運(yùn)放連接模擬量信號(hào)，所述模擬量信號(hào)連接線陣CCD。

優(yōu)選地，所述4細(xì)分通過(guò)AB相正交編碼信號(hào)連接光電編碼器，所述光電編碼器通過(guò)開(kāi)關(guān)量信號(hào)連接FPGA。

優(yōu)選地，所述的定位裝置采集到每個(gè)邊緣點(diǎn)的極坐標(biāo)（，），轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)（，），即（，）。若要使目標(biāo)函數(shù)值最小，即使得

（3-8）

最小，其中為邊緣點(diǎn)（，）到晶圓幾何中心（X，Y）的距離；

對(duì)公式（3-8）做線性化處理，可轉(zhuǎn)換為

（3-9）