晶片校准装置以及半导体加工设备的制造方法_2

文档序号:9377887阅读:来源:国知局
校准装置的剖视图。图4B为沿图4A中A-A线的剖视图。请一并参阅图4A和4B,晶片校准装置包括真空腔室20、承载件、旋转机构、光源23以及光线接收处理装置。其中,承载件包括旋转平台22和三个支撑柱21,其中,旋转平台22设置在真空腔室20内;三个支撑柱21固定在旋转平台22上,且沿其周向间隔分布;并且,三个支撑柱21的顶端形成用于承载晶片S的承载面211 ;旋转机构用于驱动旋转平台22旋转,从而带动三个支撑柱21及其顶端上的晶片S同步旋转。
[0032]在本实施例中,光源23设置在真空腔室20内,且位于三个支撑柱21的顶端上方,用以朝向承载面211的边缘处发射光线。光线接收处理装置包括光线接收组件24,其设置在真空腔室20内承载面211的下方,且位于紧靠承载面211的位置处。光线接收组件24用于接收光线,且将该光线转换为电信号并发送出去。
[0033]本实施例是通过使承载件旋转一周以上来实现对晶片S相对于承载面211的位置偏差进行检测。具体地,旋转机构包括旋转电机26和旋转轴25,其中,旋转电机26设置在真空腔室20的下方;旋转轴25的下端与旋转电机26的驱动轴连接;旋转轴25的上端沿竖直方向贯穿真空腔室20的底壁,并与旋转平台22连接,且位于与承载面211的中心相对应的位置处。在第二旋转电机26的驱动下,旋转轴25带动旋转平台22围绕其中心旋转,从而带动三个支撑柱21及其顶端上的晶片S同步旋转。
[0034]而且,在旋转轴25与真空腔室20的底壁之间设置有密封件27,用以对二者之间的间隙进行密封,从而可以保证真空腔室20处于真空状态。
[0035]在检测晶片S相对于承载面211的位置偏差时,上述旋转机构驱动支撑件旋转一周以上,同时开启光源23和光线接收处理装置。在此过程中,由于光源23的位置与晶片S的边缘处相对应,因而由光源23朝下发射的光线中的一部分(对应于晶片S边缘内侧的部分)会受到晶片S的遮挡,而另一部分(对应于晶片S边缘外侧的部分)则会越过晶片S边缘直接到达光线接收组件24。这使得在经光线接收处理装置处理后获得的投影图像中,对应于晶片S边缘内侧的部分形成暗区;对应于晶片S边缘外侧的部分形成明区;而明区和暗区的交界即对应于晶片S的边缘。因此,通过使支撑件旋转一周以上,可以通过上述方式采集到晶片整个边缘的位置信息,从而可以根据该位置信息计算出晶片相对于承载面的位置偏差(例如偏心距和偏心角)。
[0036]由于光线接收组件24设置在承载件的承载面211下方,且位于紧靠该承载面211的位置处,这使得光线接收组件24与承载面211之间的竖直间距D大大减小,从而可以最大程度地缩短过渡区的长度,增大晶片S边缘的对比度,进而可以减轻后续数据处理过程的负担。这与现有技术相比,无需提高软件的优化程度以及晶片校准装置的安装精度和校准精度,就能够实现缩短过渡区的长度,从而可以降低设备和生产成本。
[0037]优选的,上述竖直间距D的取值范围在2?10mm,进一步优选的,该竖直间距D为3mm。当然,在实际应用中,可以根据具体情况设置竖直间距D,事实上,可以在保证光线接收组件24不会干扰承载件的旋转的前提下,尽可能地减小竖直间距D。
[0038]优选的,由于光源23与承载面211之间的竖直间距对光线在光线接收组件24上的成像影响可以忽略不计,而且该竖直间距越小,则在光线接收组件24获得相同的光线强度的前提下,需要光源23输出的光线强度就越小。基于上述原因,可以将光源23设置在真空腔室内紧靠承载面211的位置处,以减小光源23与承载面211之间的竖直间距,从而不仅可以通过适当地减小光源23输出的光线强度,而延长光源23的使用寿命、减少功率损耗,而且还可以防止外部光线的干扰,进而可以提高检测精度。
[0039]需要说明的是,在装载晶片S时,需要借助机械手经由真空腔室20的接口 201将晶片S输送至真空腔室20内,且位于支撑柱21顶端上方的位置处,该位置作为晶片S的放片位置,其相对于承载面211的高度可称为放片高度。然后,机械手通过下降将晶片S传递至支撑柱21的顶端上。容易理解,光源23相对于承载面211的高度应高于上述放片高度,以保证光源23不会干扰机械手的传输运动,从而避免光源23与晶片S碰撞。优选的,光源23相对于承载面211的高度不小于上述放片高度的0.5倍。
[0040]在本实施例中,光线接收组件24包括透镜、光学组件和(XD传感器,其中,透镜用于将来自光源23的光线转换为朝向光线组件照射的平行光;光线组件用于滤除该平行光中的杂光;CCD传感器用于将滤除杂光后的光线转换为电信号,并将其发送出去,从而实现对晶片边缘处的光线强度信息的采集。当然,在实际应用中,可以根据具体情况设计光线接收组件的结构,例如,可以省去透镜和/或光学组件,而仅采用CCD传感器,只要能够完成晶片边缘处的光线强度信息的采集即可。
[0041]另外,光线接收处理装置还包括处理单元,该处理单元用于接收由光线接收组件24发送而来的电信号,并根据该电信号进行数据处理和计算,以获得晶片S相对于承载面211的位置偏差。处理单元可以为PLC、计算机等的微处理器。当然,在实际应用中,还可以采用其他方式对由光线接收组件发送而来的电信号进行处理,而无需进行限定。
[0042]优选的,上述处理单元可以设置在真空腔室20的外部,而仅光线接收组件24设置在真空腔室20的内部,也就是说,在真空腔室20内仅进行光线的采集工作,不进行光线的数据处理工作,这可以减少光线接收处理装置与真空腔室之外的设备之间的引线数量,例如,仅保留光线接收组件24的将电信号输出的引线即可,从而不仅可以减小真空腔室20的体积,而且便于真空腔室20的密封。当然,在实际应用中,光线接收处理装置可以根据具体情况选择将其所包含的各个元件设置在真空腔室的内部或者外部。
[0043]需要说明的是,在本实施例中,支撑柱21的数量为三个,但是本发明并不局限于此,在实际应用中,支撑柱的数量还可以为四个以四个以上。另外,承载件的结构也并不局限于本实施例提供的上述结构,凡是能够稳定地支撑晶片,并能够实现机械手的取片和放片的结构均可以采用。
[0044]还需要说明的是,在本实施例中,旋转机构包括旋转轴35和旋转电机36,但是本发明并不局限于此,在实际应用中,旋转机构可以采用任意结构,只要其能够驱动承载件旋转即可。
[0045]图5A为本发明第二实施例提供的晶片校准装置在检测晶片时的剖视图。图5B为本发明第二实施例提供的晶片校准装置的承载件和支撑爪的俯视图。图5C为本发明第二实施例提供的晶片校准装置在装卸晶片时的剖视图。请一并参阅图5A-5C,在本实施例中,晶片校准装置包括真空腔室30、承载件、四个支撑爪33、旋转机构、光源31以及光线接收处理装置。其中,承载件和支撑爪的结构如图5B所示,承载件包括支撑台,该支撑台由水平设置且对称分布的四个承载臂34组成,且四个承载臂34的上表面共同形成用于承载晶片S的承载面341 ;四个支撑爪33设置在真空腔室30内的底部,且环绕在四个承载臂34周围,用于在配合机械手装卸晶片S时支撑晶片S。
[0046]本实施例是通过使承载件旋转一周以上来实现对晶片S相对于承载面341的位置偏差进行检测,以及通过使承载件作直线升降运动来实现晶片S的装卸。
[0047]具体地,晶片校准装置还包括升降机构和升降平台37,其中,旋转机构和光线接收组件32均由升降平台37承载。旋转机构包括旋转轴35和旋转电机36,其中,在真空腔室30的底壁上,且与承载面341的中心相对应的位置处设置有贯穿其厚度的第一通孔302 ;旋转电机36设置在升降平台37上;旋转轴35的上端与承载件连接,且位于与承载面341的中心相对应的位置处;旋转轴35的下端沿竖直方向穿过第一通孔302,并与旋转电机36的驱动轴连接。在旋转电机36的驱动下,旋转轴35带动支撑件围绕其中心旋转。
[0048]而且,在真空腔室30的底壁上,且与光源31相对应的位置处设置有贯穿底壁厚度的第二通孔303 ;并且,光线接收处理装置还包括高度调节组件40,高度调节组件40的下端设置在升降平台37上,高度调节组件40的上端沿竖直方向穿过第二通孔303,并与光线接收组
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