[发明专利]一种晶圆对准方法及其预对准机构、搬运机械手臂

说明书

本发明的晶圆对准方法及其预对准机构和搬运机械手臂，涉及一种用于晶圆传输领域的工艺及装置。其目的是为了提供一种结构简单、成本低、操作简便的晶圆对准方法及其预对准机构、搬运机械手臂。本发明主要借助带有预对准功能的晶圆搬运机械手臂底部，设有一部直驱电机，带动整个对准机构做围绕竖直轴旋转的旋转运动，该机构主体是由电机通过同步带进而驱动末端执行器做伸缩运动的机械手臂机构，也可能是直线电机直接驱动末端执行器做伸缩运动。在机械手臂内部安装一晶圆预对准机构，其升降运动由气缸驱动，旋转运动由一直驱电机驱动。这样在机械手的末端执行器取到晶圆后可直接进行预对准行为，并在对准后直接取走晶圆运动到指定位置放置晶圆，大大节省了以往从晶圆拾取点移动到与对准机构的这段时间。

技术领域

本发明涉及IC制造领域，特别是涉及一种用于搬运晶圆的晶圆对准方法及其预对准机构、搬运机械手臂。

背景技术

随着社会的发展，信息化时代越走越远，集成电路行业正如火如荼的进行，对周边相关设备的需求也日益激增，作为晶圆对准设备的预对准设备Aligner及作为运输硅晶片的机械手也出现了多种多样的形式。

参见图1及2，由于晶圆的特殊性，在工艺中，一方面需要利用机械手对晶圆进行由A点搬运到B点的操作，多数情况下还需要在搬运前进行一系列的对准位置操作，保证搬运到B点的晶圆方向具有一致性。而目前市面上的预对准设备基本上都是独立存在的，因此通常晶圆的搬运和对准操作由两套独立的机构进行，搬运工作由晶圆搬运机械手完成，对准工作则由预对准机构Aligner完成。

并请参见图2，其是首先将晶圆由机械手搬运至预对准设备Aligner处，设备对晶圆进行与对准操作后，再由晶圆搬运机械手搬运至指定位置。也就是说，机械手从A点取出晶圆搬运到对准机构所在的C点进行对准，对准后机械手再将晶圆从C点搬运至B点，此时才算完成晶圆的全部搬运过程。

虽然这种结构形式可以实现对晶圆的对准以及搬运功能。但是由于功能需求，该独立的预对准设备一般会具有四个自由度，在平面上的两个平移自由度，升降的自由度以及围绕升降轴做转动的旋转自由度，如图1所示。

也就是说机械手将晶圆搬运至预对准机构Aligner所在位置，然后Aligner借助旋转机构以及其上自带的传感器系统，通过算法计算出晶圆的圆心，利用上升或下降晶圆托盘使晶圆脱离托盘，此时按照反馈的圆心坐标调整平面的两个自由度，使得晶圆圆心与托盘圆心同一，下降或上升晶圆托盘，再次旋转，找寻晶圆缺口。至此，方能完成晶圆的搬移及预对准工作。

但是这种形式需要机械手在A，C，B点之间进行往复的运动，增加了单个晶圆的搬运时间，对整机的产能产生了影响。

而且现有的预对准设备Aligner技术中，其设备因存在四个自由度，导致需要四个驱动装置，使得整体的成本上升，并且因为预对准设备独立于机械手存在，使得整机设备的轮廓尺寸变大，同时由于预对准设备Aligner与机械手独立存在，使得晶圆搬运的时间增加，不利于产线产能的提升。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便的一种晶圆预对准方法以及应用该对准方法的一种晶圆预对准机构和晶圆机械手。

以及借助依附于晶圆机械手存在的预对准机构，能利用本发明的对准方法，使得晶片搬运设备结构简单，以便能降低研发成本并能提高产能。

为实现上述目的，本发明提供了一种晶圆对准方法，其包括步骤：

步骤1，由机械手取出晶圆；

步骤2，将该晶圆运送至晶圆预对准机构的回转中心处；

步骤3，旋转该晶圆，找到晶圆的实际圆心；

步骤4，由该机械手调整该晶圆的位置，使得该晶圆的实际圆心与该晶圆预对准机构的回转中心重合；