一种晶圆视觉定位检测定位对中装置的制作方法

本技术属于半导体检测，具体涉及一种晶圆视觉定位检测定位对中装置。

背景技术：

1、晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之ic产品。

2、硅晶片制造需要经过长晶、切、磨、抛等工艺，每个工艺加工完成后还需要视觉定位检测；视觉定位检测主要涉及使用光学传感器和图像处理算法来精确定位和检测晶圆上的特征或缺陷，通常将晶圆放置在一个可以控制的旋转台上，使得晶圆能在旋转状态下进行检测，以确保检测系统尽可能捕获晶圆表面的所有区域，提高检测的精度。

3、在检测时，由于难以保证晶圆的圆心与检测系统的旋转中心重合，需要对晶圆的位置进行补偿校正，具体的如cn117855125a中公开的晶圆边缘检测装置所示，需要通过旋转组件绕c轴（旋转组件的转轴）旋转一周，得到各旋转角度对应的晶圆边缘的遮挡距离，采用三点法、矩阵拟合法、最小二乘圆拟合法等方法，计算出晶圆的圆心与晶圆方向；然后控制旋转组件继续旋转，使得晶圆绕c轴旋转至晶圆圆心处于y轴上，再控制吸盘释放真空吸附，升降组件的z轴马达下降，将晶圆放置到支撑柱上；平移组件的y轴马达带动旋转组件沿y轴方向移动，使得c轴与晶圆圆心同心，吸盘开启真空吸附，升降组件的z轴马达上升托起晶圆，完成晶圆圆心的定位对中。该技术方案中，由上至下依次是晶圆、旋转组件、补偿调整组件（包括平移组件和升降组件），完成对中所需要的机构调整动作较为复杂，调整时需要旋转和平移相结合，如果旋转没有到位，就会影响对中的效果。

4、且检测过程中，还需要对晶圆进行夹持固定，现有技术中通常是采用机械夹持的方式，与晶圆边缘直接接触，这样会造成晶圆边缘损伤，这也是晶圆视觉定位检测过程中需要解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种晶圆视觉定位检测定位对中装置，避免晶圆视觉定位检测时对中定位存在调整动作复杂、难以保证对中精度的问题，取得晶圆高精度对中调整的效果。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种晶圆视觉定位检测定位对中装置，包括从上至下依次连接的晶圆支撑机构、平移机构和旋转机构，平移机构与上方的晶圆支撑机构相固定连接，平移机构与下方的旋转机构同步转动连接；所述平移机构用于驱动晶圆支撑机构沿x轴方向和/或y轴方向移动，所述旋转机构用于驱动上方的晶圆支撑机构和平移机构一同绕旋转机构的旋转中心转动。

4、进一步完善上述技术方案，所述平移机构包括x轴移动组件和y轴移动组件，x轴移动组件用于实现x轴方向的运动，y轴移动组件用于实现y轴方向的运动；

5、所述x轴移动组件包括x轴动力滑台、x轴动力滑块和x轴电机，x轴动力滑块滑动连接于x轴动力滑台上以使x轴动力滑块沿x轴动力滑台的长度方向滑动；所述y轴移动组件包括y轴动力滑台、y轴动力滑块和y轴电机，y轴动力滑台与x轴动力滑块的上表面相固定连接，y轴动力滑块滑动连接于y轴动力滑台上以使y轴动力滑块沿y轴动力滑台的长度方向滑动；y轴动力滑块的滑动方向与x轴动力滑块的滑动方向相垂直；

6、x轴电机安装在x轴动力滑台上，x轴电机输出轴与x轴动力滑块连接，以驱动x轴动力滑块沿x轴动力滑台长度方向滑动；y轴电机安装在y轴动力滑台上，y轴电机输出轴与y轴动力滑块连接，以驱动y轴动力滑块沿y轴动力滑台长度方向滑动；

7、所述晶圆支撑机构固定连接于y轴动力滑块上。

8、进一步地，所述旋转机构包括安装板，所述安装板上设有底座，所述底座内设有旋转电机，旋转电机的输出轴向上竖向设置，所述x轴动力滑台固定安装在输出轴上端以与输出轴同步转动；该输出轴的轴线方向形成为旋转机构的旋转中心。

9、进一步地，所述安装板下方间隔设有支撑底板，安装板和支撑底板之间设有电滑环，x轴电机和y轴电机通过电滑环与外部电源连接。

10、进一步地，所述晶圆支撑机构包括圆形的转盘，所述转盘的边缘沿周向均匀间隔连接有若干支撑基座，所述支撑基座上连接有承载件，所述承载件用于配合承载晶圆；

11、所述承载件沿转盘的径向向外延伸，承载件的自由端的上表面设置有橡胶圈。

12、进一步地，所述晶圆支撑机构还包括旋转支撑柱，旋转支撑柱的下端与所述y轴动力滑块固定连接，旋转支撑柱的上端与所述转盘的下表面固定连接。

13、相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

14、1、本实用新型的一种晶圆视觉定位检测定位对中装置，将用于对晶圆位置进行调整补偿的平移机构设置于晶圆支撑机构和旋转机构之间，使得平移机构连同上方的晶圆支撑机构一同绕旋转机构的旋转中心转动；这样，在对晶圆进行视觉定位检测之前，驱动旋转机构从而带动放在晶圆支撑机构上的晶圆旋转，通过外接的激光传感器检测出晶圆旋转一周每个角度的偏移量，再通过算法计算出x轴方向和y轴方向的偏移量，驱动平移机构按照计算的偏移量进行x轴方向和/或y轴方向的移动调整，完成晶圆的定位对中；后续进行检测时，只需驱动旋转机构即可，无需同时驱动平移机构，整个定位对中过程操作简单，实现高精度对中，大大降低后续视觉定位检测的误差。

15、2、本实用新型的一种晶圆视觉定位检测定位对中装置，晶圆被放置在各承载件上，晶圆的下表面与各橡胶圈相接触以通过橡胶圈的摩擦力来固定晶圆，无需用其它机械夹持机构来对晶圆进行固定，避免了夹持晶圆边缘所造成的损伤。

技术特征：

1.一种晶圆视觉定位检测定位对中装置，其特征在于：包括从上至下依次连接的晶圆支撑机构、平移机构和旋转机构，平移机构与上方的晶圆支撑机构相固定连接，平移机构与下方的旋转机构同步转动连接；所述平移机构用于驱动晶圆支撑机构沿x轴方向和/或y轴方向移动，所述旋转机构用于驱动上方的晶圆支撑机构和平移机构一同绕旋转机构的旋转中心转动。

2.根据权利要求1所述一种晶圆视觉定位检测定位对中装置，其特征在于：所述平移机构包括x轴移动组件和y轴移动组件，x轴移动组件用于实现x轴方向的运动，y轴移动组件用于实现y轴方向的运动；

3.根据权利要求2所述一种晶圆视觉定位检测定位对中装置，其特征在于：所述旋转机构包括安装板，所述安装板上设有底座，所述底座内设有旋转电机，旋转电机的输出轴向上竖向设置，所述x轴动力滑台固定安装在输出轴上端以与输出轴同步转动；该输出轴的轴线方向形成为旋转机构的旋转中心。

4.根据权利要求3所述一种晶圆视觉定位检测定位对中装置，其特征在于：所述安装板下方间隔设有支撑底板，安装板和支撑底板之间设有电滑环，x轴电机和y轴电机通过电滑环与外部电源连接。

5.根据权利要求2-4任一项所述一种晶圆视觉定位检测定位对中装置，其特征在于：所述晶圆支撑机构包括圆形的转盘，所述转盘的边缘沿周向均匀间隔连接有若干支撑基座，所述支撑基座上连接有承载件，所述承载件用于配合承载晶圆；

6.根据权利要求5所述一种晶圆视觉定位检测定位对中装置，其特征在于：所述晶圆支撑机构还包括旋转支撑柱，旋转支撑柱的下端与所述y轴动力滑块固定连接，旋转支撑柱的上端与所述转盘的下表面固定连接。

技术总结
本技术涉及一种晶圆视觉定位检测定位对中装置，包括从上至下依次连接的晶圆支撑机构、平移机构和旋转机构，平移机构与上方的晶圆支撑机构相固定连接，平移机构与下方的旋转机构同步转动连接；所述平移机构用于驱动晶圆支撑机构沿X轴方向和/或Y轴方向移动，所述旋转机构用于驱动上方的晶圆支撑机构和平移机构一同绕旋转机构的旋转中心转动。本技术将用于平移机构设置于晶圆支撑机构和旋转机构之间；这样，在对晶圆进行视觉定位检测之前，驱动平移机构按照计算的偏移量进行调整，就能完成晶圆的定位对中；整个定位对中过程操作简单，实现高精度对中，大大降低后续视觉定位检测的误差。

技术研发人员：路宙山,王富龙
受保护的技术使用者：重庆原石智能装备有限公司
技术研发日：20240621
技术公布日：2025/3/24