[發明專利]半導體晶圓對準裝置、對準方法以及對準系統

在審

• 申請號: 202210058549.0
• 申請日: 2022-01-19
• 公開（公告）號: CN116504698A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 李軒;夏世偉;杰夫·貝克;楊立軍;孟慶棟
• 申請（專利權）人: 上海凱世通半導體股份有限公司;北京凱世通半導體有限公司
• 主分類號: H01L21/68
• 分類號: H01L21/68;H01L23/544
• 代理公司: 上海知錦知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31327
• 代理人: 吳凡

一種半導體晶圓對準裝置、對準方法以及對準系統，半導體晶圓對準裝置包括腔室，腔室中設置有對準標記，對準方法包括：在腔室中放置晶圓，對準標記設置在晶圓邊緣以外；從晶圓和對準標記的背面發射照明光，從而第一待測圖像中的晶圓圖像的中心和邊緣的明亮對比度較高，晶圓的圖像的邊緣和對準標記的清晰度較高；從而第一待測圖像中的晶圓的圖像和對準標記的圖像的形成質量好，易于精準獲取晶圓中心位置與基準坐標系的基準點的第一位置偏差；晶圓的邊緣設置有缺口，第一待測圖像中具有清晰的缺口圖像，依據清晰的缺口圖像，精準的獲得缺口的位置與晶圓中心位置的連線，獲取缺口的位置和晶圓中心位置的連線與基準方向的夾角，提高了晶圓的檢測精度。

技術領域

本發明涉及半導體檢測領域，尤其涉及一種半導體晶圓對準裝置、對準方法以及對準系統。

背景技術

晶圓(Wafer)通常用作集成電路的載體以制作芯片，集成電路包括大量的晶體管，芯片制作的過程中，如果不同工序步驟中晶圓的位置和角度存在偏差，會導致不良的工藝結果。另外，當晶圓在工藝設備中被處理時，需要進行傳送，傳送位置的偏差可能帶來晶圓傳送失敗、晶圓掉落、晶圓破碎等嚴重問題。例如，芯片的制作過程中，在采用離子注入工藝進行摻雜前，均需要對晶圓進行缺口識別，通過識別晶圓缺口確定晶圓的角度及位置。傳統識別方法采用傳感器檢測，檢測精度低，耗時較長。

現有的半導體晶圓對準裝置的對準方法對真空腔體內的晶圓進行檢測的過程中，通常需要配置合適的照明，確定晶圓固定的位置和轉角，從而能夠提高相機拍到的晶圓圖片的清晰度，進而提高晶圓對準的準確率和檢測精度，提高制作的半導體芯片的良率。

然而，現有的半導體晶圓對準裝置的對準方法仍有待改進。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種半導體晶圓對準裝置、對準方法以及對準系統，獲取高質量的晶圓和對準標記的圖像以提升晶圓的對準精度。

為解決上述問題，本發明提供了半導體晶圓對準裝置，包括：真空的腔室，所述腔室的頂部具有腔室開口；透明窗口，設置在所述腔室開口處，與所述腔室開口形成密封連接；承片臺，位于所述真空的腔室內，用于承載晶圓；晶圓，被放置在所述承片臺上；照明裝置，位于所述承片臺的底部，用于提供背光源，所述照明裝置包括：殼體；環形的凹槽結構，位于所述殼體的頂部；發光元件，位于所述凹槽結構中，用于提供照射向所述晶圓的照明光；透明蓋體，位于所述殼體的頂部，且覆蓋所述凹槽結構；對準標記，位于所述腔室中，并位于晶圓外部；圖像獲取裝置，位于所述腔室外部，用于透過所述腔室開口對晶圓正面進行拍攝獲取圖片。

本發明提供了半導體晶圓對準裝置的對準方法，包括：所述半導體晶圓對準裝置包括腔室，所述腔室中設置有對準標記，所述對準方法包括：在所述腔室中放置晶圓，對準標記設置在晶圓邊緣以外；從所述晶圓和對準標記的背面，向所述晶圓和所述對準標記發射照明光；向所述晶圓和所述對準標記發射照明光之后，獲得第一待測圖像，所述第一待測圖像中具有所述晶圓的圖像和對準標記的圖像；基于所述對準標記的圖像，獲取所述腔室的基準坐標系；基于所述晶圓的圖像，獲取所述晶圓的中心位置；根據所述晶圓的中心位置以及所述基準坐標系的基準點，獲取所述晶圓的中心位置相對于所述基準點的第一位置偏差；根據所述晶圓的第一位置偏差，調整所述晶圓的位置，使所述晶圓的中心位置與所述基準點重合。