[发明专利]一种自动定位并校准晶圆中心的装置及方法

说明书

本发明涉及一种自动定位并校准晶圆中心的装置及方法，该装置包括基座、线性传感器、光纤、传感器固定座、晶圆吸盘装置、晶圆顶起机构、吸盘旋转机构、第一直线运动机构和第二直线运动机构，吸盘旋转机构安装于第一直线运动机构上，以在其驱动下前后移动，晶圆吸盘装置安装于吸盘旋转机构上，以在其驱动下旋转，晶圆吸盘装置上放置晶圆，以支撑并真空吸住晶圆，晶圆顶起机构安装于晶圆吸盘装置旁侧的基座上，以在校准误差时将晶圆从晶圆吸盘装置上顶起，线性传感器和光纤安装于传感器固定座上，传感器固定座位于晶圆旁侧并安装于第二直线运动机构上，以在其驱动下前后移动。该装置及方法有利于快速、精确地定位并校准晶圆中心。

技术领域

本发明属于晶圆生产技术领域，具体涉及一种自动定位并校准晶圆中心的装置及方法。

背景技术

晶圆是指制作硅半导体积体电路所用的硅晶片，外形为圆形，目前国内晶圆生产线以 8英寸和 12 英寸为主。现在众多晶圆厂商对于设备的自动化程度要求越来越高，对晶圆的上料速度和上料时的位置精度提出了很高的要求，晶圆倾斜矫正和定位工作仍然通过放大然后手动调节电机完成摆正工作，这种人工摆正工作存在诸多的缺陷，比如操作繁琐，精度不高易出错等。

在现有技术中，大多还是采用传统机械定位方式，在分析工件定位方案时，通常利用了定位支承点，即“六点定则”这一概念。当工件在夹具中实际定位时，并不是采用这种理论上的“点”与工件的定位基准面相接触，而是把定位支承“点”转化为具体的定位元件，即通过各种类型的定位元件来实现定位，也就是要根据工件的具体结构特点和工序加工精度要求去选取不同的定位形式，如平面、外圆柱面、圆孔、型面、组合面等。晶圆上有一个缺口，通过这个缺口来实现中心定位，这种传统的机械定位方式不仅定位精度低，效率低，速度慢，而且会在夹紧校准的过程中损伤晶圆，是非常落后的。现有技术中还有基于机器视觉定位的晶圆视觉检测定位系统，实现了对晶圆进行切割之前晶圆的定位摆正工作，这种方案设计了集图像采集、数据处理、机械运动以及信息显示于一体的晶圆在线定位摆正视觉检测系统，该方案虽然大大提高了运行速度和定位精度，但是对工作环境的要求也越高了，相机必须在稳定的工作环境中运行，且运行速度和定位精度还不够，设备的成本大大提高，算法较为复杂，实际运用困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动定位并校准晶圆中心的装置及方法，该装置及方法有利于快速、精确地定位并校准晶圆中心。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自动定位并校准晶圆中心的装置，包括基座、线性传感器、光纤、传感器固定座、晶圆吸盘装置、晶圆顶起机构、吸盘旋转机构、第一直线运动机构和第二直线运动机构，所述第一直线运动机构安装于基座内，所述吸盘旋转机构安装于第一直线运动机构上，以在其驱动下前后移动，所述晶圆吸盘装置安装于吸盘旋转机构上，以在其驱动下旋转，所述晶圆吸盘装置上放置晶圆，以支撑并真空吸住晶圆，所述晶圆顶起机构安装于晶圆吸盘装置旁侧的基座上，以在校准误差时将晶圆从晶圆吸盘装置上顶起，所述线性传感器和光纤安装于传感器固定座上，所述第二直线运动机构安装于基座内，所述传感器固定座位于晶圆旁侧并安装于第二直线运动机构上，以在其驱动下前后移动。

进一步地，所述传感器固定座为具有侧向凹口以让晶圆伸入其间的匚字形结构，所述线性传感器采用激光传感器，其主要由投光器和受光器组成，所述投光器安装在传感器固定座的上部，所述受光器对应安装在传感器固定座的下部，以在晶圆旋转过程中，通过线性传感器输出量的变化，计算晶圆中心偏差；所述光纤安装在传感器固定座的上部，其光束向下垂直照射在晶圆上，以在晶圆旋转过程中，找到晶圆缺口的位置。

进一步地，所述第一直线运动机构为由第一电机驱动的第一电缸机构，所述吸盘旋转机构安装于第一电缸机构的滑座上，以在其驱动下前后移动，进而调节吸盘旋转机构和晶圆吸盘装置中心的位置；所述第二直线运动机构为由第二电机驱动的第二电缸机构，所述传感器固定座安装于第二电缸机构的滑座上，以在其驱动下前后移动，进而调节传感器固定座与晶圆吸盘装置之间的距离，从而适配不同尺寸大小的晶圆。