[發明專利]自動取片方法、自動取片控制系統、計算機存儲介質

有效

• 申請號: 202210123154.4
• 申請日: 2022-02-10
• 公開（公告）號: CN114156216B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 王欣松
• 申請（專利權）人: 紹興中芯集成電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/677
• 分類號: H01L21/677;H01L21/67
• 代理公司: 紹興市知衡專利代理事務所(普通合伙) 33277
• 代理人: 鄧愛民

本發明涉及晶圓的自動取片方法、自動取片控制系統及計算機存儲介質，自動取片方法包括：選擇底部無晶圓的第X格槽為真空測試格槽，從真空測試格槽下方距離m_x位置插入機械臂；向上移動機械臂至真空測試格槽，開啟與機械臂上的吸附孔相連接的抽真空裝置；獲取吸附孔的真空值，若真空值≥真空閾值，則機械臂退出晶圓盒以進行取片，若真空值＜真空閾值，真空測試格槽上方的最鄰近格槽為新的真空測試格槽，重復上述步驟，直至取完待取晶圓。本發明尤其適用于較薄的晶圓以及翹曲變形明顯的晶圓，取片成功率高，無需事先確定晶圓位置，方案簡單、可行性高。

技術領域

本發明涉及半導體生產工藝，具體涉及自動取片方法、自動取片控制系統、計算機存儲介質。

背景技術

在半導體器件的制造過程中，晶圓通常被裝載在標準規格的晶圓盒內在各個工藝制程之間傳送，每個晶圓盒可以裝載多片晶圓。對于標準的集成電路前道工藝設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，使用機械臂將晶圓從晶圓盒中取出，機械臂將晶圓轉移至工藝腔內等待進一步加工，等工藝制程完成后，再重新將晶圓裝載回晶圓盒內。

用于取片的機械臂上通常形成叉形承載臂，承載臂上分布若干氣孔，機械臂內部形成氣路系統并與氣閥連接，通過氣閥的抽氣可以在氣孔上形成負壓。機械臂從晶圓盒中取片時，機械臂移動到晶圓的下方，然后向上移動接觸目標晶圓，打開抽氣裝置將晶圓吸附在承載臂上，繼續向上移動一段距離后機械臂后退將晶圓從晶圓盒中取出。

現有的取片方式首先要確定目標晶圓的位置，然后以目標晶圓所處高度下調高度Z1后對應的位置即為機械臂的進入位置，機械臂上行高度Z1后將晶圓吸附住，然后繼續向上抬升距離Z2令晶圓離開晶圓盒的插槽，最后機械臂將晶圓從晶圓盒中取出，這種取片方式并不適用于變形量較大的晶圓。在半導體器件制造過程中，為了獲得較好的機械性能、電性能，以及后續加工工藝的需要，一般需要將晶圓減薄，減薄后的晶圓厚度在200微米以下，對于減薄后的晶圓容易產生一定的翹曲變形。以減薄后厚度為125-180微米之間的晶圓為例，經過化學鍍之后，因金屬層表面張力的原因，晶圓會有2-12mm的翹曲變形量?；瘜W鍍之后的晶圓需正面貼耐酸膜，然后送入刻蝕機臺進行背面工藝，由于耐酸膜本身呈現卷曲狀態，貼膜后的晶圓變形量會加大至4-16mm。由于現有取片方式中機械臂的進入位置是低于目標晶圓高度的Z1處，該Z1高度值是固定預設值，若晶圓的翹曲變形量超過Z1，則會導致機械臂的取片失敗，增加取片的失敗率。

另外，現有取片方式需要事先確定目標晶圓在晶圓盒中的具體位置，然后才能驅動機械臂移動到指定位置處。確定目標晶圓的方式通常是利用激光掃描映射方法來實現，常用的激光掃描映射方法主要分為以下三種：第一種，將對射的激光掃描裝置安裝在晶圓的前端，對于翹曲的晶圓中部呈現弧形，晶圓的前端高度不固定，掃描定位失誤率較高；第二種，將激光掃描裝置分別安裝在晶圓盒卡槽兩側，兩邊各自接收反射信號并進行對比，對比信號差異來確定晶圓位置，這種方法不適用于薄片，因為薄片的邊緣更薄，存在發射率不足的情況，且會受到邊緣凹槽角的影響，使用率并不高；第三種，將對射的激光掃描裝置安裝在晶圓的中部，該方法常用于SMIF工藝，需要在晶圓背面配備一個同步上升的接收端，機臺上極少使用，且不適用于薄片。

現有取片方式中，無論是機械臂的進入位置還是晶圓位置的確定方式，對于翹曲形變量較大的薄片而言，都會造成較大的取片失敗率。因此，發明人對現有的取片方法進行了改進，降低了取片的失敗率，特別是對于翹曲嚴重的薄片，新取片方法仍然適用，本案由此而生。

發明內容

本發明首先公開一種自動取片方法，取片成功率高，特別適用于翹曲變形的薄片，具體采用如下技術方案來實現：

一種自動取片方法，包括以下步驟：

S1：選擇晶圓盒的第X格槽為真空測試格槽，所述第X格槽下方的格槽上均無晶圓，從所述真空測試格槽下方距離m_x位置插入機械臂；