[發明專利]一種晶圓檢測高精度氣浮運動平臺及方法

在審

• 申請號: 202111374217.5
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN114111691A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 劉浩;須穎;賈靜
• 申請（專利權）人: 三英精控（天津）儀器設備有限公司
• 主分類號: G01B21/24
• 分類號: G01B21/24;G01R31/26;G01R1/02;H01L21/66
• 代理公司: 深圳市爾遜專利代理事務所(普通合伙) 44505
• 代理人: 周盈如

本發明涉及一種晶圓檢測高精度氣浮運動平臺及方法，包括：基座；橫梁，安裝在基座上；滑臺，可用于承載晶圓；直線電機，用于驅動滑臺沿橫梁滑動；傳感器，具有至少三個，可用于檢測晶圓的垂直直線度；氣浮軸承，包括第一氣浮軸承、第二氣浮軸承以及第三氣浮軸承，用于滑臺的懸浮；補償裝置，基于傳感器檢測的實時數據，對晶圓的垂直直線度進行補償。本發明可以消除基座因機械加工精度固有因素導致的運動平臺垂直直線度不高、無法對平臺運動過程中的垂直直線度進行檢測和補償的技術問題，極大地提高了晶圓運動過程中的垂直直線度。

技術領域

本發明屬于芯片的加工檢測技術領域，涉及氣浮精密運動平臺，具體是涉及一種晶圓檢測高精度氣浮運動平臺及方法。

背景技術

芯片是半導體元件產品的統稱，是集成電路的載體，芯片由晶圓分割而成，是計算機或其它電子設備的重要組成部分。簡單來說，將電阻電容等電子元件以及由它們所組成的電路集成封裝到一個很小的顆粒里，這個顆粒就是常說的芯片。

芯片的制造過程包括拉晶、形成硅片、感光材料涂層、光刻、刻蝕/摻雜/剝離、抗腐蝕、金屬填充、形成晶圓、晶圓檢測、晶圓切割、晶圓封裝、形成芯片，這個過程極其復雜和精密，其中光刻、晶圓檢測、晶圓切割、晶圓封裝環節對運動平臺精度、速度、位移分辨率有較高要求，而氣浮運動平臺具有無摩擦的運動特性，能夠應用于上述四個環節。

已知的氣浮運動平臺大致可以分為三類：a)兩軸堆疊型；b)兩軸共面型；c)單軸型。例如中國專利申請號CN201710832517.0公開了一種基于H型氣浮導軌的運動平臺，屬于兩軸共面型的氣浮運動平臺，兩軸共面型氣浮臺的運動平面度誤差主要取決于大理石基座及導軌的精度，以目前大理石的加工水平，1平方米的大理石表面平面度可達2微米，其他面的平行度和垂直度也能達到微米量級。因此，兩軸共面型氣浮運動平臺的平面度可達200nm/500mm，受制于目前的機械加工水平，這種架構平臺的垂直直線度很難進一步提升。

兩軸堆疊型的缺點在于兩軸誤差相互傳遞，精度很難保證，且上軸質量較大，很難實現高速運動；單軸氣浮運動平臺的平面度主要取決于定軌氣浮面的加工精度，即氣浮面之間的平行度、垂直度，這種單軸結構氣浮運動平臺的平面度也能做到200nm/500mm左右，但制約垂直直線度進一步提升的原因仍然是精加工能力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種晶圓檢測高精度氣浮運動平臺及方法，以解決現有技術中因基座機械加工精度固有因素導致的運動平臺精度不高、無法對平臺運動過程中的垂直直線度進行檢測和補償的技術問題。本發明解決其技術問題所使用的技術方案是：

一種晶圓檢測高精度氣浮運動平臺，包括：

基座，用于晶圓檢測過程中的底座；

橫梁，安裝在所述基座上；

滑臺，能夠沿所述橫梁的表面滑動，所述滑臺的頂部可用于承載晶圓；

直線電機，所述直線電機用于驅動滑臺沿橫梁滑動；

傳感器，具有至少三個，所述傳感器分布在滑臺的側面，所述至少三個傳感器被配置為檢測晶圓的垂直直線度；

氣浮軸承，包括第一氣浮軸承、第二氣浮軸承以及第三氣浮軸承，所述第一氣浮軸承和第二氣浮軸承用于滑臺的側面限位懸浮，所述第三氣浮軸承用于滑臺的底面限位懸浮；

補償裝置，位于所述滑臺的上方，所述補償裝置基于傳感器檢測的實時數據，對晶圓的垂直直線度進行補償。

進一步地，還包括高精度平面，所述高精度平面作為檢測晶圓垂直直線度的參考面，所述傳感器通過傳感器探測面相對于該高精度平面的位置變化，以實現晶圓垂直直線度的檢測。