本实用新型专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种精确抓取晶圆的装置。本申请设计的一种精确抓取晶圆的装置，主要通过机械手将晶圆盒中的待抽取晶圆托起旋转，以在此过程中利用激光透过式传感器构成的高精度透过式激光传感系统来侦测该待抽取晶圆的中心与机械手中心的偏移差，之后根据获取的偏移差对上述的待抽取晶圆进行偏移差补偿，进而使得放置在晶圆盒中的待抽取晶圆的中心与机械手的中心对齐，机械手能快速准确的抽取出晶圆，提高了精确度，且提高了生产效率。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种精确抓取晶圆的装置。
技术介绍
随着光刻技术的发展，对晶圆对准和曝光系统的精度提出更高要求。为缩短精确对准的随机搜索标记位置的时间和提高晶圆利用率，必须在精确对准之前的晶圆传输阶段增加预对准工序，才能保证在较短的时间内将晶圆精确对准。目前晶圆的预对准已从最初的机械预对准发展到光学预对准，精度也从200微米提高到I微米甚至亚微米，并且要求有很高的生产率。因此对预对准装置的检测、制造和安装精度提出了很高要求。光刻机中晶圆预对准装置的主要作用是，在调平、光刻工序前，对晶圆进行预对准(精对准在调平及预调焦分系统中)，尽量缩小晶圆从晶圆盒中由机械手取出再放到精对准工位的位置重复性误差。晶圆预对准需要调整的偏差主要有两个:一是水平面内形心的偏移(可定义为X、Y两个方向上的自由度)，二是晶圆凹槽(缺口)的角度误差。目前采用的预对准定位方法都采用线性CCD传感器检测晶圆边缘，而这种传感器采样频率较小，从而限制了晶圆一周的采样点数，并且其空间占用较大，在整个预对准装置空间尺寸限定的情况下，CCD传感器的空间尺寸往往无法满足要求。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本技术公开了一种精确抓取晶圆的装置，其具体的技术方案为:—种精确抓取晶圆的装置，其特征在于，应用于从晶圆盒抽取晶圆，所述装置包括:机械手，设置有旋转驱动装置，用于托起并驱动所述晶圆盒中的待抽取晶圆进行旋转；晶圆位置传感器，临近所述旋转驱动装置设置于所述机械手上，以用于侦测所述晶圆盒中待抽取晶圆的位移差；真空吸附装置，设置在所述机械手上，用于根据所述位移差吸附所述待抽取晶圆移动至预设位置处，以使所述待抽取晶圆的中心与所述机械手的中心对齐；机械臂，将与所述机械手的中心对齐的待抽取晶圆从所述晶圆盒中抽取出来。上述的装置，其特征在于，所述真空吸附装置为真空吸盘。上述的装置，其特征在于，所述机械手的材质为特氟龙。上述的装置，其特征在于，所述晶圆位置传感器包括激光透过式传感器。上述的装置，其特征在于，所述机械手托起并驱动所述晶圆盒中的待抽取晶圆旋转的角度为0-360° ο上述的装置，其特征在于，所述晶圆位置传感器的数量为3个，且每个所述晶圆位置传感器均位于以所述真空吸附装置为中心点的圆周上。上述技术方案具有如下优点或有益效果:本申请设计的一种精确抓取晶圆的装置，采用一种主要由激光透过式传感器构成的高精度透过性激光传感系统，它能镶嵌在整个机械手臂上，不占用实际空间尺寸，在同样情况下自由旋转待抽取晶圆，这样可以增加待抽取晶圆边缘一周采样点数，提高了精确度。【附图说明】通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本技术的主旨。图la-lc是本技术中晶圆定位示意图；图2本技术精确抓取晶圆装置的不意图。【具体实施方式】下面结合附图和具体的实施例对本技术作进一步的说明，但是不作为本技术的限定。目前半导体行业中取放晶圆的机械手臂主要是真空吸附和夹取，他们只能快速取得晶圆，然后需要通过放到切口仪上来定位晶圆的位置，并保证晶圆相对于机械臂的位置是固定的，从而保证在后续的传送过程中，能够精确定位晶圆放置的位置。常规的半导体机械手臂完成单一的取放动作，位置需要精确定位，调校过程非常复杂而且会出现传送位置偏移时，取不到晶圆而导致停机的情况；另外在采用夹紧夹取晶圆的机型中，可能出现由于夹紧导致晶圆边缘的颗粒弄到晶圆正面形成损伤。如图la、lb、lc和图2所示，本技术设计的一种精确抓取晶圆的装置，该装置包括有用特氟龙材质制成的机械手1，该机械手1用来抓取晶圆，在该机械手上还设置有真空吸附装置3，且以该真空吸附装置3为中心原点的圆周上设置有若干的晶圆位置传感器2，这些晶圆位置传感器2设置在机械手1上的。与机械手相连的机械臂将与机械手的中心对齐的待抽取晶圆从晶圆盒中抽取出来。用以晶圆传输的机械手将晶圆交接给晶圆预对准装置，晶圆位置传感器通过检测接收光强的变化率，判断晶圆是否已放置到真空吸附装置上，当检测到晶圆已放置时，真空吸附装置带动晶圆旋转，具体旋转的角度视具体情况而定，优选的为0-360°，晶圆位置传感器中的激光透过式传感器检测出晶圆的边缘位置，数据采集单元同步采集激光透过式传感器获得的晶圆边缘一周数据。机械手的运动控制单元利用从晶圆位置传感器获取的数据，通过构造的晶圆形心检测数学模型，计算出晶圆实际的形心坐标、半径、最大横向偏心量Λ X，最大径向偏心量Λ y，这样形成晶圆盒中待抽取晶圆的位移差，真空吸附装置根据位移差赐福待抽取晶圆移动至预设位置处，这个预设位置是可以调整的，其目的是为了保护晶圆在最大空间下放置晶圆的位置。运动控制单元发出指令使机械手完成横向和径向的偏移量，进而完成晶圆的形心定位，使得待抽取晶圆的中心与机械手的中心对齐；然后机械手完成对晶圆的找准吸取。当吸取到晶圆后，机械手运动控制单元复位，即将整个机械手复位到找准前的位置，然后机械臂带动机械手退出放置晶圆的晶圆盒，将需要抓取的晶圆准确的吸取出来。在本技术中，机械手上安装的真空吸附装置为真空吸盘，且还安装一旋转驱动装置与该真空吸盘连接，这样可以带动该真空吸盘旋转。而晶圆位置传感器为激光透过式传感器，这些激光透过式传感器在晶圆旋转的过程中计算晶圆边缘芯片的数量，这样可以在后续的计算中得出晶圆边缘与抓取装置的预定位置的偏移量，然后根据这个偏移量计算出整个机械手需要的偏移量，这样可以准确找准晶圆并抓取。在本技术中，晶圆位置传感器的数量为3个，这样当机械手上的真空吸盘按照顺时针旋转的时候，左下角的晶圆位置传感器感应到光强度发生变化，可以记住旋转的角度，然后进行计算，得出机械手的偏移量并准确找准吸取晶圆并取出。综上所述，本申请设计的一种精确抓取晶圆的装置，采用一种主要由激光透过式传感器构成的高精度透过性激光传感系统，它能镶嵌在整个机械手的框架内，不占用实际空间尺寸，在同样情况下可以增加晶圆边缘一周采样点数，提高了精确度，且采用一种基于形心算法的新型晶圆与对转方法，提高了定位精度。且相对于现有夹取晶圆的技术中动作进行了简化，提高了晶圆的抽片速度，生产率得到了提高。以上对本技术的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本技术并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本技术技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和
技术实现思路
对本技术技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本技术的实质内容。因此，凡是未脱离本技术技术方案的内容，依据本技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本技术技术方案保护的范围内。【主权项】1.一种精确抓取晶圆的装置，其特征在于，应用于从晶圆盒抽取晶圆，所述装置包括: 机械手，设置有旋转驱动装置，用于托起并驱动所述晶圆盒中的待抽取晶圆进行旋转； 晶圆位置传感器，临近所述旋转驱动装置设置于所述机械手上，以用于侦测所述晶圆本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种精确抓取晶圆的装置，其特征在于，应用于从晶圆盒抽取晶圆，所述装置包括：机械手，设置有旋转驱动装置，用于托起并驱动所述晶圆盒中的待抽取晶圆进行旋转；晶圆位置传感器，临近所述旋转驱动装置设置于所述机械手上，以用于侦测所述晶圆盒中待抽取晶圆的位移差；真空吸附装置，设置在所述机械手上，用于根据所述位移差吸附所述待抽取晶圆移动至预设位置处，以使所述待抽取晶圆的中心与所述机械手的中心对齐；机械臂，将与所述机械手的中心对齐的待抽取晶圆从所述晶圆盒中抽取出来。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陆飞，谢海华，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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