[实用新型]一种晶圆定位系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体晶圆制造设备技术领域，尤其涉及用碳化硅晶圆生产中的一种晶圆定位系统。

背景技术

晶圆对准方式分为机械式对准和光学式对准。机械对准定位受机械结构精度的影响，测量精度较低。光学对准目前应用较为广泛，它利用光学测量元件检测晶圆的边缘，以一定的算法获得晶圆的圆心位置。光学测量元件有点阵型、线阵型，也可以是相机或摄像头。目前，较为成熟且已投入工业应用的对准方法采用线阵型光学传感器，它不接触晶圆，具有较高的测量精度。

本实用新型提供一种晶圆定位系统，采用光学测量方法检测晶圆中心和晶圆边缘小槽定位，避免机械对准精度较低。通过分析光强随晶圆旋转角度变化曲线，判断晶圆中心和晶圆边缘小槽位置，保证确保每片晶圆进入刻蚀腔后，晶圆中心与刻蚀腔内圆形静电吸盘的中心重合，小槽的方向始终一致，以便下一步晶圆刻蚀工艺的顺利进行。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种晶圆定位系统，寻找晶圆的中心和晶圆边缘小槽位置，确保晶圆中心与刻蚀腔内圆形静电吸盘的中心重合；确保每片晶圆进入刻蚀腔后，小槽的方向始终一致，以便下一步晶圆刻蚀工艺的顺利进行。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案是：一种晶圆定位系统，包括光源、透镜组合一、透镜组合二、光探测器、晶圆、定位腔旋转盘。所述的晶圆边缘有一小槽，晶圆被机械手臂放置在定位腔旋转盘上，在晶圆边缘上方有一个沿着晶圆径向的平行线光源；所述的光源通过透镜一转换为平行线光源，平行线光源的一半照射在晶圆边上，另一半光会无阻拦的透过透镜二，聚焦在光探测器上；所述的光探测器位于透镜组合二下方，用于探测经过透镜组合二的光强变化，并将光强变化数据传输给软件系统进行检测。

在晶圆定位过程中，如果定位腔旋转盘与晶圆中心位置重合，当定位腔旋转盘带动晶圆旋转一周，光探测器检测的光强保持恒定，只有当晶圆边缘的小槽经平行过线光源时，检测到的光强会突然增加。此时，在光强随旋转角度的曲线上形成一个小峰，通过软件对数据的处理，可以精确地得到晶圆边缘小槽相对于定位腔旋转盘的角度，确定小槽位置。

在晶圆定位过程中，如果定位腔旋转盘与晶圆中心位置不重合，当定位腔旋转盘带动晶圆旋转一周，光探测器检测的光强随旋转角度的曲线，会有一个缓慢变化的极大值和缓慢变化的极小值，此极大值和极小值的位相差应该为180度，极大值和极小值的光强差正比于定位腔旋转盘中心与晶圆中心的偏差距离。在上诉的光强随角度变化的曲线中，当晶圆旋转至小槽位置，曲线上仍会有一个突起的小峰，得以判断小槽位置。通过上诉过程可以完全确定晶圆中心位置和晶圆边缘小槽位置。

进一步地，通常情况下硅晶圆不透可见光，因此常用的光源是红光或绿光，而碳化硅晶圆对可见光是透明的。由于4H-碳化硅晶圆对400纳米以下的光不透明，因此需要把常用光源（红光或绿光）改成光波长小于400纳米的紫外光，需选用对紫外光灵敏的探测器。

相较于现有技术，本实用新型的有益效果是：对碳化硅晶圆采用紫外光作为光源，通常硅晶圆可采用红光或绿光作为光源，扩大晶圆定位系统应用范围；此晶圆定位系统达到二个目的：1）寻找晶圆的中心，使得晶圆传送到刻蚀腔时其中心与刻蚀腔内圆形静电吸盘的中心重合；2）每片晶圆的边上都有一道小槽，定位腔要寻找到小槽的位子，使得每片晶圆进入刻蚀腔后，小槽的方向始终一致。从而确定晶圆进入刻蚀腔预定位置，以便下一步晶圆刻蚀工艺的顺利进行。

附图说明

图1为本实用新型实施的结构图：

1.光源；2.透镜一；3透镜二；4.光探测器；5.晶圆；6. 定位腔旋转盘。

图2为晶圆的俯视图：

7. 晶圆边缘小槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

本实用新型较佳实施例为：参见附图1和附图2。本实例所述的一种晶圆定位系统，包括光源1、透镜组合一2、透镜组合二3、光探测器4、晶圆5、定位腔旋转盘6和晶圆边缘小槽7。所述的晶圆5边缘有一小槽，晶圆5被机械手臂放置在定位腔旋转盘6上，在晶圆5边缘上方有一个沿着晶圆5径向的平行线光源；所述的光源1通过透镜一2转换为平行线光源，平行线光源的一半照射在晶圆5边上，另一半光会无阻拦的透过透镜二3，聚焦在光探测器4上；所述的光探测器4位于透镜二3下方，用于探测经过透镜二3的光强变化，并将光强变化数据传输给软件系统进行检测。