一种用于调节晶圆位置的装置和方法

技术领域

本发明涉及半导体生产技术领域，尤其涉及一种用于调节晶圆位置的装置和方法。

背景技术

用于传送储存在晶圆盒中的晶圆的多手臂晶圆传送设备在现有技术中是已知的。晶圆盒通常具有多个以层叠的方式排列在晶圆盒内的槽位，每个槽位都适于放置单个晶圆，而多手臂晶圆传送设备具有多个夹取手臂，可以同时地或一次性地夹取与所述多个夹取手臂对应的槽位中的相应的多个晶圆，并且所述多个夹取手臂可以随该设备的机械手臂一起移动以将夹取的晶圆传送至目标位置。在晶圆生产过程中，为了对晶圆执行研磨/刻蚀/抛光/检测等操作，通常需要由机械手频繁将晶圆取出/放入片盒中，并需要经常对晶圆位置进行检测。

常见的晶圆位置检测方式是指使机械手在携带晶圆的状态下穿过特定检测装置，检测装置中特定的传感器将记录晶圆进入传感器的时刻和离开传感器的时刻，利用时间及速度来确定晶圆位置。

然而，目前的检测方式的精度受到传感器响应时间、通讯延时及机械手加减速速度等的影响较大，因此检测精度低，而且机械手携带晶圆经过特定检测装置的过程会影响生产进度，进而影响产能。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种通过非接触方式感测晶圆位置并将晶圆调节至目标位置的装置和方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种用于调节晶圆位置的装置，所述装置包括：

光源，所述光源用于向晶圆照射光束以在所述晶圆的表面上形成第一光斑和第二光斑，其中，所述第一光斑和所述第二光斑都呈直线状并且各自的两个端点位于所述晶圆的周缘处；

感测器，所述感测器用于根据所述第一光斑和所述第二光斑感测所述晶圆的实际中心位置；

处理器，所述处理器用于获得所述实际中心位置与所述晶圆的目标中心位置之间的偏差；

控制器，所述控制器用于根据所述偏差控制所述晶圆移动以使所述实际中心位置与所述目标中心位置重合。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于调节晶圆位置的方法，所述方法包括：

向晶圆照射光束以在所述晶圆的表面上形成第一光斑和第二光斑，其中，所述第一光斑和所述第二光斑都呈直线状并且各自的两个端点位于所述晶圆的周缘处；

根据所述第一光斑和所述第二光斑感测所述晶圆的实际中心位置；

获得所述实际中心位置与所述晶圆的目标中心位置之间的偏差；

根据所述偏差控制所述晶圆移动以使所述实际中心位置与所述目标中心位置重合。

本发明实施例提供了一种用于调节晶圆位置的装置和方法；该装置包括光源、感测器、处理器和控制器，感测器根据由光源投射在晶圆表面上的光束形成的光斑感测晶圆的实际中心位置，控制器根据由处理器获得的实际中心位置与目标中心位置之间的偏差控制晶圆移动，以使晶圆的实际中心位置与目标中心位置重合，由此，通过非接触的方式便可确定晶圆的实际中心位置，而且感测器、处理器和控制器形成闭环控制，控制器根据感测及计算结果执行调节晶圆位置的操作，实现了以简便并且精度高的方式调整晶圆的位置。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例的用于调节晶圆位置的装置的示意图；

图2示出了根据本发明实施例的用于调节晶圆位置的装置感测所述晶圆的实际中心位置的示意图；

图3示出了根据本发明的另一实施例的用于调节晶圆位置的装置感测所述晶圆的实际中心位置的示意图；

图4示出了根据本发明的另一实施例的用于调节晶圆位置的装置感测所述晶圆的实际中心位置的示意图；

图5示出了根据本发明的另一实施例的用于调节晶圆位置的装置感测所述晶圆的实际中心位置的示意图；

图6示出了根据本发明实施例的用于调节晶圆位置的方法的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，本发明实施例提供了一种用于调节晶圆位置的装置1，所述装置1包括：光源10，所述光源10用于向晶圆W照射光束以在所述晶圆W的表面上形成第一光斑B1和第二光斑B2，其中，所述第一光斑B1和所述第二光斑B2都呈直线状并且各自的两个端点位于所述晶圆W的周缘WP处；感测器11，所述感测器11用于根据所述第一光斑B1和所述第二光斑B2感测所述晶圆W的实际中心位置PA；处理器12，所述处理器12用于获得所述实际中心位置PA与所述晶圆W的目标中心位置PP之间的偏差DA；控制器13，所述控制器13用于根据所述偏差DA控制所述晶圆W移动以使所述实际中心位置PA与所述目标中心位置PP 重合。

本发明实施例提供了一种用于调节晶圆位置的装置；该装置1包括光源10、感测器11、处理器12和控制器13，感测器11根据由光源10投射在晶圆W表面上的光束形成的两个光斑感测晶圆W的实际中心位置PA，控制器13根据由处理器12获得的实际中心位置PA与目标中心位置PP之间的偏差DA控制晶圆W移动，以使晶圆W的实际中心位置PA与目标中心位置PP重合，由此，通过非接触的方式便可确定晶圆W的实际中心位置PA，而且感测器11、处理器12和控制器13形成闭环控制，控制器13根据感测及计算结果执行调节晶圆W位置的操作，实现了以简便并且精度高的方式调整晶圆W的位置。

下面将通过不同实施例说明感测器11感测晶圆的实际中心位置的方式。

根据本发明的一个优选实施例，参见图2，所述感测器11获取所述第一光斑B1的第一端点D1的第一位置P1、所述第一光斑B1的第二端点D2的第二位置P2、所述第二光斑B2的第一端点D3的第三位置P3和所述第二光斑B2的第二端点D4的第四位置P4中的至少三个位置，并且将连接所述至少三个位置的两条线段的中垂线的交点的位置作为所述晶圆W的所述实际中心位置PA。在图2中示出的实施例中，连接所述第一光斑B1的第一端点D1的第一位置P1和所述第一光斑B1的第二端点D2的第二位置P2形成第一线段N1，并且连接所述第一光斑B1的第一端点D1的第一位置P1和所述第二光斑B2的第二端点D4的第四位置P4形成第二线段N2，第一线段N1的中垂线为O1，第二线段N2的中垂线为O2，中垂线O1的一端在点M1处垂直相交于第一线段N1，中垂线O2的一端在点M2处垂直于相交第二线段N2，中垂线O1的另一端与中垂线O2的另一端相交，二者的交点即为晶圆W的实际中心位置PA。

为了使所感测到的晶圆的实际中心位置更精准，优选地，每条线段连接的两个位置不相邻，具体而言，如图3所示，连接所述第一光斑B1的第一端点D1的第一位置P1和所述第二光斑B2的第一端点D3的第三位置P3形成第一线段N1，连接所述第一光斑B1的第二端点D2的第二位置P2和所述第二光斑B2的第二端点D4的第四位置P4形成第二线段N2，根据图2可以看出，第一线段N1的两个端点沿晶圆的圆周方向彼此并不相邻，而是被第一光斑B1的第二端点D2间隔开，同样，第二线段N2的两个端点沿晶圆的圆周方向彼此也不相邻，而是被第二光斑B2的第一端点D3间隔开，由此可以将两个光斑的四个端点的位置同时作为获取的晶圆的实际中心位置的条件值。通过获得第一线段N1的中垂线与第二线段N2的中垂线的交点的位置即可以确定晶圆W的实际中心位置PA。

根据本发明的一个优选实施例，参见图4，所述第一光斑B1的第一端点D1与所述第二光斑B2的第二端点D4重合并且所述第一光斑B1与所述第二光斑B2彼此垂直，所述感测器11获取所述第一光斑B1的第二端点D2的第一位置P1和所述第二光斑B2的第一端点D3的第二位置P2，并且将连接所述第一位置P1和所述第二位置P2的线段的中点的位置作为所述晶圆W的所述实际中心位置PA。

具体地，参见图4，所述第一光斑B1的第一端点D1与所述第二光斑B2的第二端点D4重合，并且第一光斑B1与第二光斑B2彼此垂直，在这种情况下，连接所述第一光斑B1的第二端点D2的第一位置P1与第二光斑B2的第一端点D3的第二位置P2可以获得第一线段N1，第一线段N1的中点的位置即可作为晶圆W的实际中心位置PA。

根据本发明另一优选实施例，参见图5，所述第一光斑B1与所述第二光斑B2彼此垂直并且所述第二光斑B2通过所述第一光斑B1的中点，所述感测器11获取所述第二光斑B2的中点的位置，并且将所述第二光斑B2的中点的位置作为所述晶圆W的所述实际中心位置PA。

对于光源10，优选地，参见图1，光源10包括用于发射光束的发光本体101和用于将光束引导成直线状的引导部102。

在晶圆的加工过程中，晶圆在不同工位之间的转运通常由机械臂执行，对此，优选地，参见图1，所述光源10设置在用于取放晶圆W的机械臂R上。

进一步优选地，所述控制器13通过控制所述机械臂R移动以使被所述机械臂R抓持的所述晶圆W的所述实际中心位置PA与所述目标中心位置PP重合。

通过控制机械臂R的移动来控制晶圆的位置，可以在使晶圆与目标位置对准后一次性将晶圆放置在目标位置处，避免了反复拾取和放置晶圆的过程，由此也降低了机械手损伤晶圆的风险，而且提高了操作效率。

参见图6，本发明实施例还提供了一种用于调节晶圆位置的方法，所述方法包括：

S101：向晶圆照射光束以在所述晶圆的表面上形成第一光斑和第二光斑，其中，所述第一光斑和所述第二光斑都呈直线状并且各自的两个端点位于所述晶圆的周缘处；

S102：根据所述第一光斑和所述第二光斑感测所述晶圆的实际中心位置；

S103：获得所述实际中心位置与所述晶圆的目标中心位置之间的偏差；

S104：根据所述偏差控制所述晶圆移动以使所述实际中心位置与所述目标中心位置重合。

所述根据所述第一光斑和所述第二光斑感测所述晶圆的实际中心位置包括：

获取所述第一光斑的第一端点的第一位置、所述第一光斑的第二端点的第二位置、所述第二光斑的第一端点的第三位置和所述第二光斑的第二端点的第四位置中的至少三个位置；

将连接所述至少三个位置的两条线段的中垂线的交点的位置作为所述晶圆的所述实际中心位置。

根据本发明的优选实施例，每条线段连接的两个位置不相邻。

需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。