【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及芯片技术应用领域，尤其涉及一种晶圆校准装置和方法。
技术介绍
1、晶圆预对准装置是晶圆处理系统的重要子系统，用于在晶圆被传送到加工工位之前，对晶圆进行定位处理，计算晶圆与标准位置的偏差，然后驱动运动平台使晶圆的圆心及缺口(或者切边)定位于特定的范围之内。晶圆预对准的目的有两个，目的一：确定晶圆圆心位置，目的二：确定晶圆缺口方向。由于操作前晶圆圆心在预对准系统上的位置是未知的，缺口方向也是随机的，因此预对准对于晶圆后续工艺十分重要。
2、在相关技术中，晶圆预对准包括两种方式：
3、方式一：机械式预对准装置是用复杂的机构直接接触晶圆，使其被动定位；主要应用于传输精度要求较低的微米级设备，机械式预对准装置通过定心爪的收缩将晶圆移到旋转中心；但是机械部件和晶圆的边缘接触，极易对晶圆造成污染，同时定位精度完全受机械结构精度的影响。
4、方式二：光学式预对准装置则采用光学测量元件对晶圆的边缘进行检测，通过一定的算法来实现硅晶圆的定心。但是根据所采用的探测器类型、个数以及安装位置的不同，圆心定位和缺口检测的算法也不尽相同。所以在光学式预对准装置中的摄像头若使用面阵ccd相机，则精度较低；若使用点阵ccd相机，则只能用于具有切边的晶圆检测。
5、目前针对相关技术中由于机械式预对准装置和光学式预对准装置无法满足晶圆预对准工艺要求，导致的晶圆预对准精度低的技术问题，尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术中
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
3、本专利技术提供一种晶圆校准装置，包括：台面、线扫工业相机、真空吸附载台、三轴向控制模块组、安装支架和数据处理模块，其中，真空吸附载台与三轴向控制模块组同轴固定，且位于三轴向控制模块组的水平上方，用于固定晶圆；线扫工业相机通过安装支架与三轴向控制模块组固定于台面上，用于通过线扫工业相机采集固定于真空吸附载台的晶圆的图像；数据处理模块的输入端与线扫工业相机的输出端连接，数据处理模块的输出端与三轴向控制模块组的输入端连接，用于依据晶圆的图像获取晶圆的轮廓坐标，并依据轮廓坐标建立坐标系，依据晶圆的轮廓坐标和坐标系获取圆心和切边，依据圆心和切边生成晶圆的位置调整参数；三轴向控制模块组的输入端与数据处理模块的输出端连接，其中，三轴向控制模块组包括：x轴向控制模块、y轴向控制模块和角度控制模块，用于依据位置调整参数通过x轴向控制模块、y轴向控制模块和角度控制模块调节晶圆的位置至目标位置。
4、可选的，晶圆校准装置还包括：高分辨远心镜头，其中，高分辨远心镜头与线扫工业相机同轴对准，高分辨远心镜头与真空吸附载台之间设置预设距离，用于获取满足校准工艺的的晶圆的图像。
5、进一步地，可选的，高分辨远心镜头包括：蓝光光源，用于提供满足校准工艺的分辨率和对比度。
6、可选的，x轴向控制模块包括：x轴移动模组、x轴集成式伺服电机、同步轮和同步带，其中，x轴移动模组通过同步轮和同步带与x轴集成式伺服电机连接。
7、可选的，y轴向控制模块包括：y轴移动模组、y轴集成式伺服电机、同步轮和同步带，其中，y轴移动模组通过同步轮和同步带与y轴集成式伺服电机连接，用于通过y轴集成式伺服电机驱动y轴移动模组和沿y轴向移动。
8、可选的，晶圆校准装置还包括：转接板，其中，x轴向控制模块通过转接板与y轴向控制模块连接，x轴向控制模块中的x轴移动模组与y轴向控制模块中的y轴移动模组垂直连接，对应中心线与真空吸附载台中心位置的轴线重合并固定于台面上，形成二维平面放线直线运动。
9、可选的，角度控制模块包括：转台连接板和集成式伺服电机，其中，转台连接板和集成式伺服电机同轴连接，角度控制模块通过转台连接板与y轴向控制模块中的y轴移动模组连接。
10、可选的，真空吸附载台设置真空气道，用于吸附晶圆；其中，真空吸附载台的表面为陶瓷材料。
11、本专利技术提供一种晶圆校准方法，应用于上述晶圆校准装置，包括：对线扫工业相机进行校准，得到校准后的线扫工业相机；根据获取到的晶圆的尺寸和类型参数驱动三轴向控制模块组控制真空吸附载台上的晶圆旋转，并通过校准后的线扫工业相机对旋转的晶圆进行图像采集，得到晶圆的轮廓坐标；依据晶圆的轮廓坐标，从旋转的晶圆的图像中选取第一点集，依据第一点集的角度变化率确定第二点集；依据第二点集计算第二点集对应的圆心；依据第二点集的坐标确定定位所需的夹角；在三轴向控制模块组包括：x轴向控制模块、y轴向控制模块和角度控制模块的情况下，依据夹角和圆心生成位置调整参数，并依据位置调整参数通过x轴向控制模块、y轴向控制模块和角度控制模块调节晶圆的位置至目标位置进行定位。
12、可选的，对线扫工业相机进行校准，得到校准后的线扫工业相机包括：通过控制x轴向控制模块沿x轴方向移动真空吸附载台，以使得真空吸附载台上的晶圆在线扫工业相机中成像；通过控制角度控制模块将晶圆调整至x轴向；通过控制y轴向控制模块将晶圆从第一指定点移动固定距离，并通过旋转预设角度至第二指定点；判断固定距离与移动距离是否相等；在判断结果为否的情况下，计算x轴向与线扫工业相机之间的夹角；通过收尾图像融合计算，依据夹角校准线扫工业相机，得到校准后的线扫工业相机。
13、可选的，通过校准后的线扫工业相机对旋转的晶圆进行图像采集，得到晶圆的轮廓坐标包括：通过校准后的线扫工业相机对旋转的晶圆进行图像采集，得到多个晶圆的图像；对每个晶圆的图像进行旋转，通过对旋转后的图像进行图像处理，提取每个晶圆的图像中轮廓上各个像素点的坐标；依据每个晶圆的图像中轮廓上各个像素点的坐标，得到晶圆的轮廓坐标。
14、可选的，依据第一点集的角度变化率确定第二点集包括：依据每个晶圆的图像中第一点集中点的坐标计算各点之间的夹角；当第一点集中的点位于圆周时，夹角接近预设角度；当第一点集中的点位于切边时，夹角为预设角度；当第一点集中的点位于切边，且点位于切边与圆周的交点时，夹角最小；计算晶圆的轮廓上所有第一点集中各点之间的夹角的角度变化率；将角度变化率最大的点确定为切边和圆周的第一点和第二点；依据第一点和第二点确定第二点集。
15、可选的，依据第二点集计算第二点集对应的圆心包括：依据第二点集中所有点的坐标，通过最小二乘法进行计算，得到误差和；当误差和最小时，得到圆心的坐标。
16、可选的，依据第二点集的坐标确定定位所需的夹角包括：依据第二点集中的第一点的坐标和第二点的坐标进行计算，得到第一点和第二点所在直线的方程，其中，第一点和第二点所在直线记作第一直线，第一点和第二点所在直线的方程记作第一直线方程；获取由旋转中心垂直于直线的直线方程，其中，将由旋转中心垂直于直线的直线记作第二直线，由旋转中心垂直于直线的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种晶圆校准装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述晶圆校准装置还包括：高分辨远心镜头(3)，其中，所述高分辨远心镜头(3)与所述线扫工业相机(2)同轴对准，所述高分辨远心镜头(3)与所述真空吸附载台(4)之间设置预设距离，用于获取满足校准工艺的的所述晶圆的图像。
3.根据权利要求2所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述高分辨远心镜头(3)包括：蓝光光源，用于提供满足所述校准工艺的分辨率和对比度。
4.根据权利要求1所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述X轴向控制模块(6)包括：X轴移动模组、X轴集成式伺服电机、同步轮和同步带，其中，所述X轴移动模组通过所述同步轮和所述同步带与所述X轴集成式伺服电机连接。
5.根据权利要求1所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述Y轴向控制模块(7)包括：Y轴移动模组、Y轴集成式伺服电机、同步轮和同步带，其中，所述Y轴移动模组通过所述同步轮和所述同步带与所述Y轴集成式伺服电机连接，用于通过所述Y轴集成式伺服电机驱动所述Y轴移动模组和沿Y轴向移动。
6.
7.根据权利要求1所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述角度控制模块(5)包括：转台连接板和集成式伺服电机，其中，所述转台连接板和所述集成式伺服电机同轴连接，所述角度控制模块(5)通过所述转台连接板与所述Y轴向控制模块(7)中的Y轴移动模组连接。
8.根据权利要求1所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述真空吸附载台(4)设置真空气道，用于吸附所述晶圆；其中，所述真空吸附载台(4)的表面为陶瓷材料。
9.一种晶圆校准方法，其特征在于，应用于权利要求1至8中任意一项所述的晶圆校准装置，包括：
10.根据权利要求9所述的晶圆校准方法，其特征在于，所述对线扫工业相机进行校准，得到校准后的所述线扫工业相机包括：
11.根据权利要求9所述的晶圆校准方法，其特征在于，所述通过校准后的所述线扫工业相机对旋转的所述晶圆进行图像采集，得到所述晶圆的轮廓坐标包括：
12.根据权利要求9或11所述的晶圆校准方法，其特征在于，所述依据所述第一点集的角度变化率确定第二点集包括：
13.根据权利要求12所述的晶圆校准方法，其特征在于，所述依据所述第二点集计算所述第二点集对应的圆心包括：
14.根据权利要求13所述的晶圆校准方法，其特征在于，所述依据所述第二点集的坐标确定定位所需的夹角包括：
15.根据权利要求14所述的晶圆校准方法，其特征在于，所述依据所述夹角和所述圆心生成位置调整参数包括:
...【技术特征摘要】
1.一种晶圆校准装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述晶圆校准装置还包括：高分辨远心镜头(3)，其中，所述高分辨远心镜头(3)与所述线扫工业相机(2)同轴对准，所述高分辨远心镜头(3)与所述真空吸附载台(4)之间设置预设距离，用于获取满足校准工艺的的所述晶圆的图像。
3.根据权利要求2所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述高分辨远心镜头(3)包括：蓝光光源，用于提供满足所述校准工艺的分辨率和对比度。
4.根据权利要求1所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述x轴向控制模块(6)包括：x轴移动模组、x轴集成式伺服电机、同步轮和同步带，其中，所述x轴移动模组通过所述同步轮和所述同步带与所述x轴集成式伺服电机连接。
5.根据权利要求1所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述y轴向控制模块(7)包括：y轴移动模组、y轴集成式伺服电机、同步轮和同步带，其中，所述y轴移动模组通过所述同步轮和所述同步带与所述y轴集成式伺服电机连接，用于通过所述y轴集成式伺服电机驱动所述y轴移动模组和沿y轴向移动。
6.根据权利要求4或5所述的晶圆校准装置，其特征在于，所述晶圆校准装置还包括：转接板，其中，所述x轴向控制模块(6)通过所述转接板与所述y轴向控制模块(7)连接，所述x轴向控制模块(6)中的x轴移动模组与所述y轴向控制模块(7)中的y轴移动模组垂直连接，对应中心线与所述真空吸附载台(4)中心位置的轴线重合并固定于所述台面(1)...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱新亮，胡文强，吴冬冬，
申请(专利权)人：上海玖蓥智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。