一种基于转盘的晶圆预对准方法和系统与流程

    专利查询2026-03-06  8


    本发明涉及晶圆预对准,特别是涉及一种基于转盘的晶圆预对准方法和系统。


    背景技术:

    1、随着科技的发展,工业生产规模越来越大,因此人力成本会增加,且效率要求也越来越高,渐渐的在工厂中大量引入自动化或半自动化工具,如ic制造中很多工艺都需要预先获得晶圆准确的定位和姿态。当半导体工艺从微米级发展到深亚微米级、纳米级别,ic制造设备对各个分系统的要求达到了非常苛刻的地步。作为ic制造设备关键部件之一的晶圆预对准装置,其工作性能直接影响整个ic制造工艺的精度和效率。晶圆缺口定位是晶圆预对准的主要任务之一,而如何实现对晶圆缺口的预对准是本领域技术人员需要解决的技术问题。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明提供一种基于转盘的晶圆预对准方法和系统,主要所要解决的技术问题是:如何实现对晶圆缺口的预对准。

    2、为达到上述目的,本发明主要提供如下技术方案:

    3、本发明的实施例提供一种基于转盘的晶圆预对准方法,所述转盘用于支撑晶圆,并带动所述晶圆绕所述转盘的旋转中心线转动;其中,所述晶圆预对准方法包括:

    4、控制转盘带动所述晶圆绕所述旋转中心线转动,使所述晶圆的边缘依次经过位置传感器,让所述位置传感器对所述晶圆边缘上不同位置距所述旋转中心线之间的距离进行检测;其中,所述位置传感器对所述晶圆边缘上的n个不同的位置进行检测;所述晶圆边缘上的第i检测位置所对应的转盘的旋转角度为θi,且第i检测位置距所述旋转中心线之间的距离为ri,n为大于等于2的正整数,i为小于等于n的正整数;

    5、根据各所述θi和ri,拟合所述晶圆的圆心位置和晶圆半径r;

    6、根据所述晶圆边缘上的各所述检测位置以及所述晶圆的圆心位置,分割筛选晶圆缺口数据;

    7、根据所述晶圆缺口数据,找到晶圆缺口的最低点;

    8、根据晶圆缺口的最低点,识别晶圆缺口对应的旋转中心角度α;

    9、根据所述晶圆缺口对应的旋转中心角度α,控制所述转盘旋转,以将所述晶圆调节至指定位置。

    10、在一些实施方式中,在垂直于所述旋转中心线的平面内建立xoy直角坐标系,直角坐标系的o点与所述转盘的旋转中心重合;在所述直角坐标系内,所述晶圆的圆心位置坐标为(x0,y0),第i检测位置的坐标为(xi,yi);

    11、

    12、在一些实施方式中,所述根据各所述θi和ri,拟合所述晶圆的圆心位置和晶圆半径r,具体为:

    13、

    14、其中,

    15、

    16、d=n∑xiyi-∑xi∑yi;

    17、

    18、f=n∑xiyi-∑xi∑yi;

    19、

    20、在一些实施方式中,所述根据所述晶圆边缘上的各所述检测位置以及所述晶圆的圆心位置,分割筛选晶圆缺口数据,其中,

    21、分割筛选出的晶圆缺口数据为notch,

    22、

    23、在一些实施方式中,所述根据所述晶圆缺口数据,找到晶圆缺口的最低点,具体为:

    24、根据所述晶圆缺口数据,进行多项式拟合平滑缺口数据曲线,

    25、根据所述缺口数据曲线找到晶圆缺口的最低点。

    26、在一些实施方式中,所述根据晶圆缺口的最低点,识别晶圆缺口对应的旋转中心角度α,具体为:

    27、所述晶圆缺口的最低点与所述转盘的旋转中心的连线为l1,l1与x轴的夹角即为所述晶圆缺口对应的旋转中心角度α。

    28、在一些实施方式中,所述根据所述晶圆缺口对应的旋转中心角度α,控制所述转盘旋转,以对所述晶圆的位置进行调节,具体为:

    29、根据所述晶圆缺口对应的旋转中心角度α,对所述旋转中心角度α进行角度补偿,补偿角度为η;

    30、所述位置传感器完成对所述晶圆边缘上不同位置距所述旋转中心线之间距离的检测时,所述转盘相对初始位置沿第一方向旋转了角度θ;其中,根据所述角度θ、所述旋转中心角度α以及补偿角度η,控制所述转盘沿第一方向旋转角度γ,以对所述晶圆的位置进行调节;其中,

    31、γ=θ+α-η。

    32、在一些实施方式中,在垂直于所述旋转中心线的截面内建立xoy直角坐标系,直角坐标系的o点与所述旋转中心线重合;

    33、

    34、其中,β为晶圆初始位置的圆心o0与o点的连线o0o和x轴的夹角,α为晶圆初始位置缺口的最低点与o点的连线和x轴的夹角;o2为晶圆在预设对准位置处的圆心,n2为晶圆在预设对准位置处的缺口最低点,oo2为点o2与o点的连线长度,o2n2为点o2与点n2的连线长度。

    35、本发明还提供一种晶圆预对准系统,其采用了上述中任一项所述的晶圆预对准方法。

    36、借由上述技术方案,本发明基于转盘的晶圆预对准方法和系统至少具有以下有益效果:

    37、本发明提出了提出基于原始数据进行圆心数据和缺口数据的分割模型。对于晶圆边缘数据进行精确的圆心识别,基于缺口的曲线拟合识别进行准确的缺口位置的准确定位,以及偏心晶圆在晶圆上料过程中的误差补偿模型,进行圆心位置补偿和缺口角度补偿,实现低成本、快速、高精度的晶圆预对准识别系统。

    38、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。



    技术特征:

    1.一种基于转盘的晶圆预对准方法,所述转盘(2)用于支撑晶圆(1),并带动所述晶圆(1)绕所述转盘(2)的旋转中心线转动;其特征在于,所述晶圆预对准方法包括:

    2.如权利要求1所述的晶圆预对准方法,其特征在于,在垂直于所述旋转中心线的平面内建立xoy直角坐标系,直角坐标系的o点与所述转盘的旋转中心重合;在所述直角坐标系内,所述晶圆的圆心位置坐标为(x0,y0),第i检测位置的坐标为(xi,yi);

    3.如权利要求2所述的晶圆预对准方法,其特征在于,所述根据各所述θi和ri,拟合所述晶圆的圆心位置和晶圆半径r,具体为:

    4.如权利要求2或3所述的晶圆预对准方法,其特征在于,所述根据所述晶圆边缘上的各所述检测位置以及所述晶圆的圆心位置,分割筛选晶圆缺口数据,其中,

    5.如权利要求4所述的晶圆预对准方法,其特征在于,所述根据所述晶圆缺口数据,找到晶圆缺口的最低点,具体为:

    6.如权利要求2、3或5所述的晶圆预对准方法,其特征在于,所述根据晶圆缺口的最低点,识别晶圆缺口对应的旋转中心角度α,具体为:

    7.如权利要求1至3、5中任一项所述的晶圆预对准方法,其特征在于,所述根据所述晶圆缺口对应的旋转中心角度α,控制所述转盘(2)旋转,以对所述晶圆(1)的位置进行调节,具体为:

    8.如权利要求7所述的晶圆预对准方法,其特征在于,在垂直于所述旋转中心线的截面内建立xoy直角坐标系,直角坐标系的o点与所述旋转中心线重合;

    9.一种晶圆预对准系统,其特征在于,采用了权利要求1至8中任一项所述的晶圆预对准方法。


    技术总结
    本发明涉及一种基于转盘的晶圆预对准方法和系统,其包括:控制转盘带动晶圆绕旋转中心线转动,使晶圆的边缘依次经过位置传感器,让位置传感器对晶圆边缘上不同位置距旋转中心线之间的距离进行检测;其中,位置传感器对晶圆边缘上的N个不同的位置进行检测;晶圆边缘上的第i检测位置所对应的转盘的旋转角度为θ<subgt;i</subgt;,且第i检测位置距旋转中心线之间的距离为R<subgt;i</subgt;;根据各θ<subgt;i</subgt;和R<subgt;i</subgt;,拟合晶圆的圆心位置和晶圆半径r,然后分割筛选晶圆缺口数据,找到晶圆缺口的最低点,然后识别晶圆缺口对应的旋转中心角度α,然后控制转盘旋转,以将晶圆调节至指定位置。根据本发明的技术方案,可以实现低成本、快速、高精度的晶圆预对准。

    技术研发人员:刘雨成,梁经伦,郭龙龙,张文涛,朱本亮,陈金宇,罗南生,胡晓增
    受保护的技术使用者:广东华矽半导体设备有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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