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一种晶圆翘曲度的测量方法和装置制造方法
【专利摘要】一种晶圆翘曲度的测量方法和装置。本发明的目的就是为了利用晶圆片的外缘图像作预对中处理，结合晶圆的器件图像作旋转启始位置定位，利用旋转台的与晶圆的同步旋转运动，固定的激光位移传感器，完成晶圆圆周的扫描检测，得到晶圆翘曲参数，辅助与标准晶圆的基准校正参数，可以得到检测晶圆片的翘曲度。本发明的特点具有直观快速的效果。本发明特征为预对中相机检测晶圆片外缘作为晶圆中心检测，通过电脑参数调整晶圆搬运手摆放晶圆到旋转台的中心位置，真空旋转台带动晶圆旋转运动，使得激光位移传感器得以最大边缘地检测晶圆的翘曲度。本系统精度高，抗干扰强，适合各种材质的物体测量，为本发明的适用范围拓宽奠定的硬件基础。
【专利说明】一种晶圆翘曲度的测量方法和装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及晶圆翘曲的测量管理技术的方法和装置，尤其是涉及一种基于CCD影 像技术定位和晶圆翘曲组合的检测方法和装置，利用高精度相机，真空旋转台和激光位移 传感器分装晶圆两侧的翘曲方法和装置。

【背景技术】
[0002] 激光位移传感器作为一种标准工业传感器技术，在计算机控制下可以检查在各种 材料表面的细微的位移距离变化，本专利组合工业相机的捕捉产品的图案，定位晶圆的中 心，利用激光在晶圆片边缘的定位检测，辅助真空旋转台的圆周运动，为激光位移传感器 尽晶圆边缘检测晶圆翘曲度的方法。
[0003] 由于晶圆搬运手从晶圆盒中取晶圆，并搬运到真空旋转检测台上时，无法保障 晶圆的中心位置精度，与旋转台中心合一，而造成翘曲检查不准确。
[0004] 本发明设置C⑶工业相机为对中检查功能，定位晶圆中心位置，通过捕捉晶圆 图像，将晶圆的位置偏差值，通知晶圆搬运手，调整到与旋转台中心合一的位置后，放 下晶圆在真空旋转台的中心。
[0005] 真空旋转台可以有效地吸附晶圆片，完成同步旋转运动，使得激光位移传感器 完成对晶圆边缘的圆周的轴向跳动检测，得到晶圆片的翘曲的参数。
[0006] 该系统装置的安装和稳定性的系统偏差检测，是通过对标准晶圆平片的检测， 得到基准参数。
[0007] 激光位移传感器可以检测的距离变化在数微米至数十微米的灵敏度，其稳定性 和重复性是公认的，是目前工业用的测距传感器中首屈一指。
[0008] 晶圆在多次蚀刻工艺后，会有不同程度的翘曲，形状像球盖，有的似薯片。特点是 方向一致，同向翘曲，翘曲度〈1.5毫米（四英寸晶圆)，精度要求：0.08毫米。
[0009] 晶圆盒是保存和运输晶圆的工具，其设计间隙比晶圆片大2~4毫米，由于使用 和保管，以及材料的因素，通常晶圆盒有不同程度的磨损和变形，造成间隙的不一致和偏 差。


【发明内容】

[0010] 本发明的目的就是为了利用晶圆片的外缘图像作预对中处理，结合晶圆的器件 图像作旋转启始位置定位，利用旋转台的与晶圆的同步旋转运动，固定的激光位移传感 器，完成晶圆圆周的扫描检测，得到晶圆翘曲参数，辅助与标准晶圆的基准校正参数， 可以得到检测晶圆片的翘曲度。本发明的特点具有直观快速的效果。
[0011] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： a.方法：利用高精度激光位移传感器，检查旋转中的晶圆轴向跳动，此方法可以自动 补偿机械和传感器的安装误差。
[0012] b.结构：1，被检物体-晶圆；2，晶圆盒；3,晶圆搬运手；4,真空旋转台；5，预 对中相机；6,激光位移传感器；7,平面校正晶圆片。
[0013] c.带真空的专业晶圆搬运手，将晶圆从晶圆盒中取出，在预对位相机处读取初 始坐标，补偿后放在真空旋转台。保证晶圆中心与真空旋转台中心误差小于特定值。确 保旋转时的较小离心力，保证晶圆不至于因真空失压而产品脱离旋转台，保障产品安全。
[0014] d.保证翘曲检测晶圆面积的最大化，使激光检测安装位置近可能地靠近晶圆边 缘。
[0015] e.预对中相机：在晶圆被放到旋转台前，预对位相机读取晶圆图像初始坐标， 补偿给晶圆搬运手，调整后放在真空旋转台，保证晶圆中心与真空旋转台中心误差〈1毫 米。
[0016] f.激光位移传感器：超高精度的激光位移传感器。
[0017] g.平面校正晶圆片：取一平板晶圆，或圆形标准平板均可。要求平面度〈0.01毫 米/100毫米即可。用于真空旋转台与激光位移传感器的系统误差测量，将几何平均值计 入，翘曲检测的基础值中，得到系统基础偏差值。
[0018] 本发明特征为预对中相机检测晶圆片外缘作为晶圆中心检测，通过电脑参数调 整晶圆搬运手摆放晶圆到旋转台的中心位置，真空旋转台带动晶圆旋转运动，使得激光 位移传感器得以最大边缘地检测晶圆的翘曲度。本系统精度高，抗干扰强，适合各种材质 的物体测量，为本专利的适用范围拓宽奠定的硬件基础。

【专利附图】

【附图说明】
[0019] 图1为本发明晶圆翘曲的检测方法结构示意图； 图2为类比法：利用已知翘曲的产品做系统基准确认或校正。

【具体实施方式】
[0020] 如图1所示，本晶圆翘曲的检测方法及装置包括：被检物体-晶圆1、晶圆盒2、 晶圆搬运手3、真空旋转台4、预对中相机5、激光位移传感器6、平面校正晶圆片7。
[0021] 如图2所示，翘曲度测量的数据处理法(类比法):利用已知翘曲的产品做确认或校 正 下面结合附图和具体实施对本发明进行详细说明。
[0022] 1.带真空的专业晶圆搬运手，将晶圆从晶圆盒中取出，在预对位相机处读取初始 坐标，补偿后放在真空旋转台。
[0023] 2.真空旋转台：为双轴承步进电机驱动的专业真空旋转结构，可以超360度任意 旋转角度，角度和速度可控。
[0024] 3.预对中相机：在晶圆被放到旋转台前，预对位相机读取晶圆图像初始坐标， 通过软件计算与电脑，补偿给晶圆搬运手电脑，调整搬运手位置后，将晶圆中心准确地 放在真空旋转台中心。
[0025] 4.晶圆在旋转真空台的运动下，完成圆周运动，同时由激光位移传感器完成对 晶圆的一周的轴向跳动的位移检测。
[0026] 5.平面校正晶圆片或标准圆形平板铝板，用于真空旋转台与激光位移传感器的 系统误差测量，将几何平均值计入，翘曲检测的基础值中，得到系统基础偏差值。
[0027] 6.校正流程：预对位控制晶圆中心与真空旋转台中心误差〈1毫米，旋转检测晶 圆翘曲后叠加系统基础偏差值，而后得出晶圆的实际翘曲度。
【权利要求】
1. 一种晶圆翘曲度的测量方法和装置，其特征在于， 1) 带真空的专业晶圆搬运手，将晶圆从晶圆盒中取出，在预对位相机处读取初始坐 标，补偿后放在真空旋转台。 2) 真空旋转台：为双轴承步进电机驱动的专业真空旋转结构，可以超360度任意旋转 角度，角度和速度可控。 3) 预对中相机：在晶圆被放到旋转台前，预对位相机读取晶圆图像初始坐标，通过软 件计算与电脑，补偿给晶圆搬运手电脑，调整搬运手位置后，将晶圆中心准确地放在真 空旋转台中心。 4) 晶圆在旋转真空台的运动下，完成圆周运动，同时由激光位移传感器完成对晶圆 的一周的轴向跳动的位移检测。 5) 平面校正晶圆片或标准圆形平板铝板，用于真空旋转台与激光位移传感器的系统 误差测量，将几何平均值计入，翘曲检测的基础值中，得到系统基础偏差值。 6) 校正流程：预对位控制晶圆中心与真空旋转台中心误差〈1毫米，旋转检测晶圆翘 曲后叠加系统基础偏差值，而后得出晶圆的实际翘曲度。
【文档编号】G01B11/24GK104142128SQ201410290480
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】卢冬青 申请人:上海功源自动化技术有限公司