硅片定位方法及装置与流程

1.本发明涉及半导体技术领域，特别是指一种硅片定位方法及装置。


背景技术：

2.在半导体领域，硅片一般是集成电路的原料。通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成各种半导体器件。因此硅片的平坦度以及缺陷水平，对于后续的加工以及器件的性能有着极其重要的影响。缺陷分为表面缺陷和边缘缺陷，表面缺陷的来源有很多，包括有在晶棒提拉过程中形成的如晶体原生缺陷、氧化诱生堆垛层错等，以及在线切割、抛光或清洗等硅片加工过程中引入的划伤，颗粒等，这些表面缺陷都会影响到硅片的良率。边缘缺陷的产生主要集中于对硅片边缘加工的工艺，例如边缘倒角，边缘抛光导致的chip，broken等。目前，集成电路特征线宽的不断减小要求硅片平坦度更好，缺陷尺寸更小，数目更低，硅片的平坦度及缺陷成为衡量产品质量的一个关键因素。
3.目前，控制硅片平坦度和表面缺陷的方法主要是通过研磨和抛光，在对硅片不断减薄的过程中同时实现平坦度及表面缺陷控制。为满足减薄工艺对来料的要求及确保产出硅片的品质，在硅片进行减薄作业之前首先对硅片进行定位，然后投入到减薄工作区域进行作业。受限于减薄工艺工作原理，硅片表面及边缘存在的缺陷越多，硅片定位偏差越大，产出产品的品质水平越差。
4.而且各批次产品以及各个硅片间的尺寸规格存在差异，这往往导致硅片的定位装置并不能精确确定其位置信息，由此导致多次定位甚至硅片边缘存在损伤，在加工过程中导致设备宕机。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种硅片定位方法及装置，能够精确地对硅片进行定位。
6.为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
7.一方面，本发明实施例提供一种硅片定位装置，包括：
8.硅片承载台，用于对硅片进行承载，所述硅片承载台上设置有可升降传送带，用于调整所述硅片在所述硅片承载台上的位置；
9.设置在所述硅片承载台周边、按周向120
°
布置的三个夹持治具，所述夹持治具具有压力传感器，在所述夹持治具与硅片接触时，所述压力传感器能够示出所述夹持治具与所述硅片之间的压力值；
10.控制器，用于根据所述压力传感器的示数调整所述硅片以及所述夹持治具的位置。
11.一些实施例中，所述硅片承载台上还设置有真空吸附单元，用于真空吸附硅片。
12.一些实施例中，还包括缺口检测单元，所述缺口检测单元包括：
13.位于所述硅片承载台上方的激光发射器，用于朝向所述硅片承载台发射激光；
14.位于所述硅片承载台下方的激光接收器，用于根据接收到的激光对所述硅片的缺口进行检测。
15.一些实施例中，所述装置还包括：
16.位于所述硅片承载台周边的边缘检测单元，用于在所述硅片承载台承载所述硅片不断旋转的过程中，向所述硅片边缘发射激光，通过接收所述硅片边缘反射的激光，对所述硅片的边缘缺陷进行检测。
17.一些实施例中，所述硅片承载台上设置有按周向120
°
布置的三组可升降传送带。
18.本发明的实施例提供一种硅片定位方法，应用于如上所述的硅片定位装置，包括：
19.将硅片放置在所述硅片承载台后，控制所述三个夹持治具同时向所述硅片承载台的中心移动，使得所述夹持治具与所述硅片接触，根据所述压力传感器的示数调整所述硅片以及所述夹持治具的位置。
20.一些实施例中，所述根据所述压力传感器的示数调整所述硅片以及所述夹持治具的位置包括以下至少一项:
21.若压力传感器的示数为0，控制所述硅片向该压力感应器对应的夹持治具移动，直至该压力传感器出现示数；根据所述硅片移动的距离，调整夹持治具的位置；
22.若压力传感器的示数大于预设值，控制所述硅片向远离该压力感应器对应的夹持治具的方向移动，直至该压力传感器的示数处于预设区间。
23.一些实施例中，根据所述压力传感器的示数调整所述硅片以及所述夹持治具的位置之后，所述方法还包括：
24.利用真空吸附单元对所述硅片进行吸附固定。
25.一些实施例中，利用真空吸附单元对所述硅片进行吸附固定之后，所述方法还包括：
26.控制所述激光发射器朝向所述硅片承载台发射激光；
27.控制所述激光发射器根据接收到的激光对所述硅片的缺口进行检测。
28.一些实施例中，利用真空吸附单元对所述硅片进行吸附固定之后，所述方法还包括：
29.在所述硅片承载台承载所述硅片不断旋转的过程中，控制所述边缘检测单元向所述硅片边缘发射激光，通过接收所述硅片边缘反射的激光，对所述硅片的边缘缺陷进行检测。
30.本发明的实施例具有以下有益效果：
31.上述方案中，夹持治具具有压力传感器，在夹持治具与硅片接触时，压力传感器能够示出夹持治具与硅片之间的压力值，根据压力传感器的示数调整硅片以及夹持治具的位置，可以对硅片进行精准定位，并且定位过程不会受到硅片直径、缺口大小等因素影响。
附图说明
32.图1为本发明实施例硅片定位装置的示意图；
33.图2-图5为本发明实施例对硅片进行定位的示意图；
34.图6为本发明实施例对硅片进行边缘缺陷检测的示意图；
35.图7为本发明实施例对硅片进行缺口检测的示意图。
36.附图标记
37.01 硅片承载台
38.02 可升降传送带
39.031 第一夹持治具
40.032 第二夹持治具
41.033 第三夹持治具
42.04 真空吸附单元
43.05 缺口检测单元
44.06 边缘检测单元
45.07 硅片
具体实施方式
46.为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
47.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.本发明要解决的技术问题是提供一种硅片定位方法及装置，能够精确地对硅片进行定位。
49.本发明实施例提供一种硅片定位装置，如图1所示，包括：
50.硅片承载台01，用于对硅片进行承载，所述硅片承载台01上设置有可升降传送带02，用于调整所述硅片在所述硅片承载台01上的位置，可升降传送带02能够带动硅片在水平方向上移动以及在竖直方向上升降；
51.设置在所述硅片承载台01周边、按周向120
°
布置的三个夹持治具，包括第一夹持治具031、第二夹持治具032和第三夹持治具033，所述夹持治具具有压力传感器，在所述夹持治具与硅片接触时，所述压力传感器能够示出所述夹持治具与所述硅片之间的压力值；
52.控制器，用于根据所述压力传感器的示数调整所述硅片以及所述夹持治具的位置。
53.本实施例中，夹持治具具有压力传感器，在夹持治具与硅片接触时，压力传感器能够示出夹持治具与硅片之间的压力值，根据压力传感器的示数调整硅片以及夹持治具的位置，可以对硅片进行精准定位，并且定位过程不会受到硅片直径、缺口大小等因素影响。
54.本实施例中，如图1所示，所述硅片承载台01上设置有按周向120
°
布置的三组可升降传送带02，用以微调硅片在硅片承载台01上的位置，以达到硅片与硅片承载台01同心的效果。
55.一些实施例中，如图1所示，所述硅片承载台上还设置有真空吸附单元04，用于真空吸附硅片。
56.一些实施例中，如图1所示，所述装置还包括缺口检测单元05，所述缺口检测单元05包括：
57.位于所述硅片承载台上方的激光发射器，用于朝向所述硅片承载台发射激光；
58.位于所述硅片承载台下方的激光接收器，用于根据接收到的激光对所述硅片的缺口进行检测。
59.一些实施例中，如图1所示，所述装置还包括：
60.位于所述硅片承载台01周边的边缘检测单元06，用于在所述硅片承载台承载所述硅片不断旋转的过程中，向所述硅片边缘发射激光，通过接收所述硅片边缘反射的激光，对所述硅片的边缘缺陷进行检测。
61.本实施例中，当硅片放置在硅片承载台上时通过夹持治具的移动及硅片的转动来初步确定硅片的位置，再经由设置于硅片承载台的可升降传送带02调整后，最终确定硅片位置；其中，边缘检测单元06用于在对硅片进行同心定位的过程中，同时检测硅片是否存在边缘损伤。缺口检测单元05用于在对硅片进行同心定位的过程中，同时检测硅片的缺口。其中，可升降传送带02可以驱动被承载的硅片从实际方位运动至目标方位。
62.对于每个硅片而言，都可以通过该装置进行定位和边缘损伤检测，并且在定位过程中不会受到硅片直径、缺口大小等因素的影响。并且在定位同时对硅片边缘损伤进行检测，规避因边缘来料不良导致后续加工过程中导致设备宕机问题。
63.本发明的实施例提供一种硅片定位方法，应用于如上所述的硅片定位装置，包括：
64.将硅片放置在所述硅片承载台后，控制所述三个夹持治具同时向所述硅片承载台的中心移动，使得所述夹持治具与所述硅片接触，根据所述压力传感器的示数调整所述硅片以及所述夹持治具的位置。
65.本实施例中，夹持治具具有压力传感器，在夹持治具与硅片接触时，压力传感器能够示出夹持治具与硅片之间的压力值，根据压力传感器的示数调整硅片以及夹持治具的位置，可以对硅片进行精准定位，并且定位过程不会受到硅片直径、缺口大小等因素影响。
66.一些实施例中，所述根据所述压力传感器的示数调整所述硅片以及所述夹持治具的位置包括以下至少一项:
67.若压力传感器的示数为0，控制所述硅片向该压力感应器对应的夹持治具移动，直至该压力传感器出现示数；根据所述硅片移动的距离，调整夹持治具的位置；
68.若压力传感器的示数大于预设值，控制所述硅片向远离该压力感应器对应的夹持治具的方向移动，直至该压力传感器的示数处于预设区间。
69.一些实施例中，根据所述压力传感器的示数调整所述硅片以及所述夹持治具的位置之后，所述方法还包括：
70.利用真空吸附单元对所述硅片进行吸附固定。
71.一些实施例中，利用真空吸附单元对所述硅片进行吸附固定之后，所述方法还包括：
72.控制所述激光发射器朝向所述硅片承载台发射激光；
73.控制所述激光发射器根据接收到的激光对所述硅片的缺口进行检测。
74.一些实施例中，利用真空吸附单元对所述硅片进行吸附固定之后，所述方法还包括：
75.在所述硅片承载台承载所述硅片不断旋转的过程中，控制所述边缘检测单元向所述硅片边缘发射激光，通过接收所述硅片边缘反射的激光，对所述硅片的边缘缺陷进行检
测。
76.一具体示例中，硅片的定位方法包括以下步骤：输入来料硅片的直径参数，换算出三个夹持治具距离硅片承载台01中心点的直线距离m；当硅片07放置于硅片承载台01后，三个夹持治具同时向硅片承载台01中心移动，使得压力感应器距离硅片承载台01中心点距离为m，若硅片直径与所设定来料直径无明显偏差，则三夹持治具上压力感应器的示数基本相等(如图2所示)；若硅片直径小于所设定直径，则压力感应器示数将会出现明显偏差，压力感应器无示数的情况出现，此时可升降传送带02上升开始工作，进行微调。将硅片向无示数的压力感应器方向移动，直至硅片边缘与压力感应器所接触，压力感应器出现示数。然后根据在可升降传送带02方向上硅片移动的距离，得出夹持治具所需补正的移动距离，然后进行补正(如图3所示)；若硅片直径大于所设定来料直径，则三压力感应器示数明显偏大，此时三夹持治具同时以相同的速度向远离硅片承载台01中心的方向移动，当压力感应器示数在正常区间内，停止移动，完成定位(如图4所述)。
77.一具体示例中，如图5所示，夹持治具初始位置与硅片承载台01中心之间的距离为a，硅片的半径为r，则夹持治具的移动距离为a-r-0.5(毫米)，其中，0.5为夹紧补偿量，还可以为其他值。在进行补正时，如果可升降传送带02的前进量为b，则夹持治具所需补正的移动距离为b+0.5(毫米)，其中，0.5为夹紧补偿量，还可以为其他值。本实施例中，可以通过调整夹紧补偿量的大小来调整硅片被夹持治具夹持的程度，在压力传感器正常示数范围内进行调整即可。
78.在完成定位后，可升降传送带02下降，真空吸附单元04开启将硅片07吸附固定，夹持治具后退，硅片承载台01开始旋转。与此同时，缺口检测单元05及边缘检测单元06向硅片承载台01中心移动，对硅片缺口及边缘进行检测定位(如图5所示)。缺口检测单元上方激光发射器发射的激光，通过硅片缺口，被下方激光接收器所接收以后，则表明缺口对位完成。在硅片不断旋转确定缺口位置的过程中，边缘检测单元06以固定角度向硅片边缘发射激光，通过接收硅片边缘对激光的反射情况，对硅片边缘缺陷进行检测判定。
79.图6为图5中边缘检测单元06的放大示意图，因为激光照射到凹坑、凸起以及正常光滑平面，所产生的光反射情况不同，所以边缘检测单元通过向硅片边缘发射激光然后接收由硅片边缘反射回的激光，可以判断硅片的边缘是凹坑、凸起或正常光滑平面，进行缺陷判定。图7为图5中缺口检测单元05的放大示意图，缺口检测单元05上方设置有激光发射器，下方设置激光接收器，由上而下垂直发射的激光，照射在硅片边缘上，若遇到缺口，则激光可照射至下方激光接收器，从而实现缺口定位，其他情况则被硅片边缘反射。
80.需要说明，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于实施例而言，由于其基本相似于产品实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。
81.以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。