晶圆寻边对中方法及装置与流程

本发明涉及晶圆修边设备，尤其涉及晶圆寻边对中方法及装置。

背景技术：

1、晶圆(wafer)指制造半导体集成电路的衬底，由于其形状为圆形，故称晶圆。晶圆是由硅锭切割出来的，在硅锭制造过程中，对于8英寸以下的硅锭，会切割出一个平边(flat)；对于8英寸(包含8英寸)、12英寸甚至更大尺寸硅锭，为减少浪费，会加工出一个v型小口，叫做v型槽(或notch槽)。半导体行业一般通过平边或v型槽来确定晶圆的位置，从而实现晶圆的寻边操作，寻边操作对后续芯片制造工艺(例如切割、减薄和测试)来说非常重要。

2、在晶圆进行镀膜、清洗、光刻、量测、减薄和修边等工艺时，需要将晶圆在对应半导体设备中通过机械手进行传输，若不知道晶圆准确位置，则晶圆传输时容易与其他装置碰撞造成损坏。因此，晶圆传输过程中通常需要先对晶圆进行对中。

3、芯片制造厂为减少设备采购数量，在加工8英寸以下同规格的晶圆时，通常需要一台设备做两种甚至更多种尺寸的晶圆加工(如图1和图2所示，第一晶圆910和第二晶圆920为目前市场上主要存在的两种规格尺寸的6英寸的晶圆，其区别在于第一晶圆910的第一平边911的宽度为47.5毫米，而第二晶圆920的第二平边921的宽度为57.5毫米)。为满足生产工艺的要求，在晶圆传输过程中，通常需要在寻边对中工序时确保不同尺寸的平边保持确定角度。因此，对于晶圆的对中及寻边操作，需要考虑对晶圆的平边尺寸的兼容问题。然而，现有的设备只能完成对一种平边尺寸的同规格晶圆的对中及寻边操作，在对平边尺寸不同的晶圆进行旋转寻边过程中，会出现角度上的偏差。

4、故而，亟需一种晶圆寻边对中装置，用以实现多种不同尺寸晶圆的对中及寻边操作。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供晶圆寻边对中方法及装置，以实现多种不同尺寸晶圆的对中及寻边操作。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、晶圆寻边对中方法，用于寻边对中待处理晶圆，包括以下步骤：

4、s10：获取所述待处理晶圆的半径，将所述待处理晶圆置于吸附转盘上；

5、s20：控制若干晶圆对中pin针靠近所述吸附转盘的轴线，直至所述晶圆对中pin针与所述吸附转盘的轴线的间距为所述待处理晶圆的半径；

6、s30：控制所有的所述晶圆对中pin针远离所述吸附转盘的轴线，所述吸附转盘吸附所述待处理晶圆；

7、s40：所述吸附转盘带动所述待处理晶圆绕所述吸附转盘的轴线旋转；

8、s50：当所述待处理晶圆的平边位于检查位置时，所述吸附转盘先停止转动，然后再旋转工作角度；

9、s60：判断所述待处理晶圆的平边是否位于调整位置，若是，则进行s70，若否，则返回s40；

10、s70：控制所有的所述晶圆对中pin针再次靠近所述吸附转盘的轴线，直至所述晶圆对中pin针与所述吸附转盘的轴线的间距为所述待处理晶圆的半径，然后控制定位夹具靠近所述吸附转盘的轴线，直至所述定位夹具与所述吸附转盘的轴线的间距为工作距离；

11、s80：再次控制所有的所述晶圆对中pin针远离所述吸附转盘的轴线，所述吸附转盘释放所述待处理晶圆。

12、晶圆寻边对中装置，适用于上述的晶圆寻边对中方法，包括晶圆吸附旋转平台、晶圆对中装置、和晶圆定位装置；所述晶圆吸附旋转平台包括吸附转盘，所述吸附转盘选择性吸附所述待处理晶圆，所述吸附转盘能带动所述待处理晶圆旋转；所述晶圆对中装置包括若干周向于均布于所述吸附转盘周围的晶圆对中pin针，所有的所述晶圆对中pin针能同步靠近或远离所述吸附转盘的轴线；所述晶圆定位装置包括定位夹具，所述定位夹具能靠近或远离所述吸附转盘的轴线，所述定位夹具用于抵压位于调整位置的所述待处理晶圆的平边。

13、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述晶圆吸附旋转平台还包括第一驱动单元、旋转接头和第一齿轮传动机构，所述旋转接头同轴固接于所述吸附转盘，所述第一齿轮传动机构固接于所述第一驱动单元的输出端，所述旋转接头与所述第一齿轮传动机构传动配合。

14、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述晶圆对中装置还包括第二驱动单元和第二齿轮传动机构，所述第二齿轮传动机构固接于所述第二驱动单元的输出端，所述第二齿轮传动机构与所述晶圆对中pin针传动配合。

15、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述晶圆寻边对中装置还包括平边检测传感器，所述平边检测传感器用于感应位于所述调整位置的所述待处理晶圆的平边。

16、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述定位夹具包括固定块和两个定位块，所述定位块用于抵靠所述待处理晶圆的平边，所述定位块通过若干弹性件弹性连接于所述固定块，所述弹性件沿定位方向延伸；所述定位方向平行于吸附转盘的轴线与所述定位夹具的连线。

17、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述弹性件包括伸缩弹簧；所述定位夹具还包括导向柱，所述导向柱的长度方向平行于所述定位方向，所述导向柱与所述伸缩弹簧的数量相同，每个所述伸缩弹簧均套设于一个所述导向柱上，所述导向柱固接于所述固定块上且穿设于一个所述定位块。

18、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述固定块具有相对的连接面和定位面；所述晶圆定位装置还包括定位驱动单元，所述定位驱动单元的输出端固接于所述连接面，所述定位驱动单元用于带动所述定位夹具沿所述定位方向往复运动，所述导向柱固接于所述定位面。

19、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述晶圆寻边对中装置还包括安装主板，所述吸附转盘转动连接于所述安装主板，所述晶圆对中pin针滑动安装于所述安装主板，所述定位夹具滑动安装于所述安装主板。

20、作为晶圆寻边对中装置的优选技术方案，所述吸附转盘具有吸附承载面，所述吸附转盘用于吸附位于所述吸附承载面的所述待处理晶圆，所述吸附承载面位于所述吸附转盘的上表面。

21、本发明的有益效果：

22、该晶圆寻边对中方法借助以上流程，简化了对待处理晶圆进行寻边对中操作的步骤，优化了寻边对中操作的流程。上述流程简单直接，且不存在复杂的动作变化，便于自动化控制，有助于提升寻边对中操作的自动化程度，以上方案使得晶圆的寻边对中操作可以完全脱离人工操作，实现晶圆的自动化初步对中动作、寻边动作和二次对中动作。以上设计减少操作人员的工作量，降低了人工与自动化设备配合的危险性，能够起到降本增效的作用，提升了寻边对中操作的运行效率和工作准确度。按照先初步对中动作、再寻边动作，最后二次对中动作的顺序操作，有助于减少待处理晶圆的动作幅度，提高对待处理晶圆进行寻边对中操作的效率和成功率，同时还能够兼容实现多种不同尺寸的同规格晶圆。

23、该晶圆寻边对中装置借助晶圆对中pin针的设置，达到了对待处理晶圆进行初步对中的目的，使待处理晶圆能够准确地处于吸附转盘的中部，以实现待处理晶圆的中心与吸附转盘的周线的重合，方便了后续寻边动作的完成；同时，晶圆对中pin针还能够在晶圆定位装置推动待处理晶圆时起到限位作用，降低了因意外而导致待处理晶圆位置偏移的风险，提高了寻边对中操作的成功率。吸附转盘选择性吸附待处理晶圆的设计，使得吸附转盘能够在初步对中后对待处理晶圆进行定位，从而确定了待处理晶圆轴心的位置，极大地降低了待处理晶圆因意外而位置偏移的风险。吸附转盘还实现了对待处理晶圆的准确定位，方便了后续寻边动作和二次定位动作的顺利完成。而借助定位夹具的设置，得以通过定位夹具推动待处理晶圆的平边的方式，驱动待处理晶圆绕自身的轴心旋转，从而完成二次定位动作。晶圆定位装置通过机械定位的方式，能够使多种不同规格的待处理晶圆的平边保持在同一个方向角度，有助于减少待处理晶圆的动作幅度，提高对待处理晶圆进行寻边对中操作的效率和成功率，通过还能够兼容实现多种不同尺寸的同规格晶圆。晶圆寻边对中装置利用机械定位工序，能够使不同尺寸的同规格晶圆的平边保持一致的角度，以此完成对晶圆的初步对中动作、寻边动作以及二次对中动作，进而得以完成对待处理晶圆进行寻边对中操作。