[發明專利]一種基于定向臺定向結果調節機械手速度的方法

在審

• 申請號: 202011106154.0
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112372636A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 方加曄;馬國宇;郭世卿;劉海財;何山
• 申請（專利權）人: 北京爍科中科信電子裝備有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J15/08;B25J13/08;H01L21/67;H01L21/683;H01J37/317;B65G47/90
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本發明大體而言是半導體離子注入工序中對對機械手運動速度進行調節的應用場景。更確切的說是，是對離子注入機中調節真空機械手在傳送晶圓過程中速度的場景。此方法能提高晶圓傳輸系統的穩定性和精確性，從而提高產能。屬于半導體領域。

技術領域

本方法大體而言是半導體離子注入工序中對對機械手運動速度進行調節的應用場景。更確切的說是，是對離子注入機中調節真空機械手在傳送晶圓過程中速度的場景。

背景技術

在離子注入領域，離子注入到晶圓時的注入角度、晶圓的晶格方向、以及晶圓傳送過程中的傳送精準度對于離子注入這道工序的工藝具有十分重要的意義。其中，晶圓傳送的精確性與穩定性對于設備的生產效率具有最直接的影響。提高晶圓傳送的精確性與穩定性將直接提升機臺的產出從而提高企業的生產效率。

在現有的離子注入機中，傳送晶圓的機械手和實現晶圓定向的定向臺是機臺不可缺少的兩部分。提高晶圓傳輸系統的穩定性和精確性很大程度上依賴于提高機械手傳輸、晶圓定向的穩定性和精確性。在此過程中最重要的是要保證機械手在運動過程中不發生晶圓偏移，否則定向臺將無法實現晶圓的定向，也無法保證在傳輸過程中的安全性，導致晶圓滑落破損。傳統的真空機械手速度調節是通過人工記性調節。效率低、精度差且需要在破壞真空腔體穩定狀態。而且多數情況下是通過人眼觀察進行調節的，精度差，無法精確確定晶圓在機械手手指上的偏移量。

因此，需要一個定向臺校準方法通過精確的反饋裝置的反饋值來判斷定向臺的校準是否準確、實現法簡單、方便地調節機械手速度的方法。因此，引入基于定向臺定向結果調節機械手手速的方法，該方法基于定向臺光感值反饋，根據晶圓在定向臺上旋轉一周時光感值的反饋值波動確定晶圓在機械手運動過程中是否發生偏移。并根據反饋值推導出晶圓在定向臺上的偏差值，通過運算得知機械手應當運動到是位置，然后以慢速取回。根據偏差值的大小對機械手的速度進行再設定。重復上述步驟，通過迭代最終達到一個良好的結果。

發明內容

本發明是針對現有的手動校準機械手手速的效率低、準確性差，且影響設備的穩定狀態，引入基于定向臺定向結果調節機械手手速的方法。

本發明通過以下技術方案實現：

1.一種基于定向臺定向結果調節機械手速度的方法，包括定向臺(1)、控制器(2)、工控機(3)、機械手(4)。

2.一種基于定向臺定向結果調節機械手速度的方法，其過程為：在定向臺與機械手進行慢速校準后，機械手以初始速度將晶圓放置到定向臺(1)上，定向臺(1)完成硅片相關信息的測量。具體操作為：控制定向臺旋轉360度，在旋轉的過程中根據編碼器的位置值等間隔地進行采集。將采集到的結果并給控制器(2)，控制器(2)再將此信息上傳給工控機(3)，工控機(3)計算出定向臺(1)上硅片位置偏移量，并將此偏移量轉換為機械手(4)坐標的位置補償量，并計算出機械手去取晶圓時的新的位置(此位置能夠保證能夠晶圓在機械手手指上對中放置)，并將此位置下發給機械手(4)。機械手(4)完成定向臺(1)上硅片的取放任務。然后回到校準好的工位，再以另一個速度放置到定向臺上。重復上述操作，直到達到提升機械手速度、加速度最大同時晶圓在傳輸過程中無偏移，保證晶圓傳輸的精確性和穩定性的效果。

3.一種基于定向臺定向結果調節機械手速度的方法，如圖2和圖3中所示：定向臺(1)和定向臺上的晶圓(5)的旋轉中心分別為A和B。當定向臺(1)旋轉時帶動晶圓(5)旋轉。晶圓(5)在旋轉過程中對感光傳感器(7)進行遮擋，使得感光傳感器(7)的反饋值變化。晶圓(5)和定向臺(1)的中心存在一定的數學矢量關系。通過推導可知定向臺編碼器位置-傳感器光感強度之間是正弦曲線關系。當間隙為零時定向臺編碼器位置-傳感器光感強度的曲線為一條直線，當偏差不為零時，是一個正弦曲線，如圖4所示。上位機PC通過定向臺(1)旋轉的角度和光感值的關系，就可以推算出偏差值，具體講是偏移量的大小和偏移量與基準線(6)的夾角θ。

本發明具有如下顯著優點：