[实用新型]一种晶圆扫描映射成像系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体集成电路制造技术领域，尤其涉及一种晶圆扫描映射成像系统。

背景技术

在集成电路前道制造工艺中，晶圆通常被摆放在标准大小的晶圆盒内以便于搬运，晶圆盒内的晶圆片数通常为25片。标准的集成电路前道工艺设备都具有标准机械接口(SMIF)用以接收晶圆盒。工艺开始时，晶圆盒摆放于标准机械接口上，利用自动装置将晶圆盒打开，将晶圆与晶圆盒分离，晶圆被载入设备进行工艺制程，而晶圆盒留在标准机械接口上，等待工艺制程完成后，需再重新将晶圆载入晶圆盒。

标准机械接口或者工艺设备本身通常安装一套晶圆扫描映射系统(wafer mapping system)，其作用为晶圆被载入标准机械接口或者工艺设备时，扫描晶圆的片数和在晶圆盒内的摆放位置，并将信息传送至工艺设备，以使设备内的机械手臂在正确的位置抓取晶圆。

如图1所示，图1为现有的晶圆扫描映射系统。若干枚水平层叠的晶圆1水平固定在承载工作台2上，扫描系统包括激光发射端3与激光接收端4，两者分别位于晶圆1的两侧且两者水平对齐，激光的发射角度与晶圆1的水平面平行。扫描开始前，通常将晶圆1中心线、激光发射端3、激光接收端4调整到处于同一直线。扫描过程中，可以是扫描系统保持不动通过晶圆1底部的承载工作台2上下匀速移动以带动晶圆1移动，或者晶圆1保持不动，而由扫描系统上下匀速移动从而产生相对运动。当运动至晶圆1、激光发射端3、激光接收端4处于同一直线时，激光发射端3发射出的激光被晶圆1遮挡而无法到达激光接收端4时，则可判定为该位置处有晶圆1存在，反之当运动至两枚晶圆1之间时，激光发射端3发射出的激光未被遮挡而直接到达激光接收端4时，则可判定为该位置处无晶圆1存在。通过设定匀速运动的起始位置、结束位置以及晶圆厚度、晶圆间间距等数值，可计算出在承载工作台2上晶圆1的数量及位于信息。

但现有的晶圆扫描映射系统存在以下缺陷：1.现有的晶圆扫描映射系统只能逐行扫描，通过相对运动的方式，逐一计算晶圆的位置，耗时长，随着晶圆尺寸不断扩大，间距的变化带来了扫描时间的进一步增加，对于设备的生产量造成一定影响。2.由于激光发射端与激光接收端的物理尺寸极小，激光的对准容易出现偏差，造成扫描结果的错误，需要经常校准，影响设备利用率并增加工程师的工作量。3.目前大部分扫描系统采用激光光源，在校准时需要工程师用肉眼观察对准情况，容易对工程师造成人身伤害。因此，提供一种新型晶圆扫描映射成像系统成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种晶圆扫描映射成像系统，节约扫描时间的同时提高扫描精度。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供一种晶圆扫描映射成像系统，包括承载工作台和若干枚晶圆；所述承载工作台上放置若干枚水平层叠的晶圆，且相邻的晶圆之间形成有既定间距，还包括：

在层叠晶圆一侧横向方向上依次设有光源以及凹透镜，在所述层叠晶圆另一侧横向方向上依次设有凸透镜、CCD图像传感器以及数据分析模块；所述光源、凹透镜、凸透镜、CCD图像传感器以及数据分析模块均位于所述层叠晶圆整体高度的水平中心线上；

其中，当所述光源发出光束，所述凹透镜收集并放大光束以覆盖所述层叠晶圆并形成晶圆阴影图像，所述凸透镜将晶圆阴影图像集中映射至所述CCD图像传感器并由所述CCD图像传感器转化为信号电荷，所述数据分析模块接收信号电荷并分析出晶圆的位置信息；其位置信息包括晶圆的有无、晶圆的直径、晶圆的数量或晶圆之间的间距。

优选的，所述数据分析模块包括模数转换模块、影像存储器以及图像处理模块；所述模数转换模块将所述信号电荷转化为数字信号，所述数字信号经过压缩后存储至所述影像存储器，经所述图像处理模块分析后获取晶圆的位置信息。

优选的，所述数据分析模块连接显示设备，所述显示设备用于显示晶圆的位置信息。

优选的，所述数据分析模块连接设备主系统，所述数据分析模块将晶圆的位置信息传输至所述设备主系统进行外部数据通讯。

优选的，所述数据分析模块连接机械手，所述机械手根据获取的晶圆的位置信息拾取或释放晶圆。

优选的，所述凸透镜的高度与所述层叠晶圆的高度相等。

优选的，所述光源为LED灯、红外灯、镭射灯其中的一种。

优选的，所述CCD图像传感器为面阵CCD图像传感器。

优选的，所述面阵CCD图像传感器的尺寸为0.25～1英寸。