[发明专利]一种正片系统以及使用该正片系统正片的方法

说明书

一种正片系统以及使用该系统正片的方法，包括正片机、机械手（7）和控制系统，正片机具有平台，可沿X轴平移及可绕Z轴旋转；平台固定吸盘（905）；载片台（813）被设置成大致的U型；吸盘（905）位于载片台（813）U型开口内，载片台（813）可相对吸盘（905）在高于吸盘上表面一定距离与低于吸盘上表面一定距离的位置间上下移动；机械手（7）具有负压吸口，可将外延片（6）固定，并将外延片（6）从初始位置运送到载片台（813）上，以及正片结束后将外延片（6）取走；控制系统上传感器可感测吸盘（905）上的外延片（6）的位置状态；通过控制机械手（7）在Y轴方向上的位移取代正片机的Y向平移运动，实现正片。

技术领域

本发明涉及一种外延片正片系统及使用该系统正片的方法。

背景技术

随着LED等半导体行业的飞速发展，其对自动化设备的需求不断提升，对测试的要求越来越高，对于外延片的定位精度要求也越来越高。一般，在外延片制备流程中，为便于后续切割及测试等工序对材料进行定位或同时标明晶体生长的晶向，在衬底材料锭制成后，会有一个叫“Flat/Notch Grinning”的步骤。它沿轴向在锭的圆柱面上，对直径200mm以下的锭，切割出一个小平面，叫做Flat；对直径200mm及以上的锭，为了减少浪费，只加工出一个小圆弧槽，叫做Notch。因此，一般外延片并不是规则的圆形，而是有一个小平边（也叫Flat）或小缺口（也叫Notch）。因为外延片在制程工序中需要频繁地在载台与晶圆盒之间进行周转，而从晶圆盒中取片时会存在外延片的位置发生偏移，导致外延片移到载台上时会发生定位不准确及平边或缺口方向不固定等问题，所以在一些制程中就需要对外延片进行位置及姿态的矫正，即调整外延片的圆心坐标以及平边或缺口的朝向。

现有技术中，外延片寻边正片机具有四个自由度，具体参见附图1。在公开号为CN104979258A的发明专利中提到的一种晶圆对准系统（即外延片的正片机），该系统包括：运动平台，其可绕X、Y、Z三轴平动并绕Z轴转动；晶圆载物吸盘，其被支撑在所述运动平台上，用于承载晶圆；至少四个相机，分别对准所述晶圆上限定定位缺口的两个相对的边角布置两个相机以使两个相机得到每个边角的目标特征图像，对准所述晶圆的其余边缘分别布置其他相机以使其他相机得到其余边缘的目标特征图像，其中所有相机的视场都足够大从而均能涵盖晶圆传输误差；多路图像采集卡，其耦接到每个相机，采集所述边角的目标特征图像和其余边缘的目标特征图像；以及处理器，其耦接到所述多路图像采集卡，将所述边角的目标特征图像和其余边缘的目标特征图像与预存的理想特征图像分别进行比较并计算晶圆传输误差。

该发明专利还涉及一种晶圆对准方法，其包括：在最大晶圆传输误差的范围内传输晶圆到被支撑在运动平台上的晶圆载物吸盘上并移动所述运动平台以将晶圆定位到所有相机的共同焦点位置，其中，相机的数目为至少四个，所有相机均被耦接到多路图像采集卡，其中，每个相机的视场都足够大从而均能涵盖所述最大晶圆传输误差；所有相机中的两个分别对准所述晶圆上限定定位缺口的两个相对的边角以使这两个相机采集两边角的实际特征图像，其余相机对准所述晶圆的其余边缘采集其余边缘的实际特征图像；与预存在处理器内的理想特征图像进行比较并将匹配度符合要求的每个边角的实际特征图像以及其余边缘的实际特征图像确定为目标特征图像；计算各个目标特征图像的物理位置；根据至少三个目标特征图像的物理位置计算所述晶圆的平动传输误差；根据两个边角的目标特征图像的物理位置计算所述晶圆的旋转传输误差；根据所述平动传输误差和所述旋转传输误差调节所述晶圆的位置。

在生产过程中，该外延片寻边正片机与市面上常规的机械手搭配使用，机械手仅用于取放片，不负责调整位置，外延片的正片完全靠寻边正片装置来进行沿X、Y平移和绕Z轴的转动来调整。该正片机具备四个自由度，至少四个相机，因此结构复杂，而正片机的精度要求又很高，导致整个设备成本高昂。

发明内容

本申请为了解决现有技术中存在的结构复杂、成本高昂的技术问题，提出一种改进的外延片的正片系统以及使用该系统对外延片进行正片的方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：