一種晶圓翹曲度的測(cè)量方法和裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種晶圓翹曲度的測(cè)量方法和裝置。本發(fā)明的目的就是為了利用晶圓片的外緣圖像作預(yù)對(duì)中處理,結(jié)合晶圓的器件圖像作旋轉(zhuǎn)啟始位置定位,利用旋轉(zhuǎn)臺(tái)的與晶圓的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),固定的激光位移傳感器,完成晶圓圓周的掃描檢測(cè),得到晶圓翹曲參數(shù),輔助與標(biāo)準(zhǔn)晶圓的基準(zhǔn)校正參數(shù),可以得到檢測(cè)晶圓片的翹曲度。本發(fā)明的特點(diǎn)具有直觀(guān)快速的效果。本發(fā)明特征為預(yù)對(duì)中相機(jī)檢測(cè)晶圓片外緣作為晶圓中心檢測(cè),通過(guò)電腦參數(shù)調(diào)整晶圓搬運(yùn)手?jǐn)[放晶圓到旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心位置,真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)晶圓旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使得激光位移傳感器得以最大邊緣地檢測(cè)晶圓的翹曲度。本系統(tǒng)精度高,抗干擾強(qiáng),適合各種材質(zhì)的物體測(cè)量,為本發(fā)明的適用范圍拓寬奠定的硬件基礎(chǔ)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種晶圓翹曲度的測(cè)量方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及晶圓翹曲的測(cè)量管理技術(shù)的方法和裝置,尤其是涉及一種基于CCD影 像技術(shù)定位和晶圓翹曲組合的檢測(cè)方法和裝置,利用高精度相機(jī),真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)和激光位移 傳感器分裝晶圓兩側(cè)的翹曲方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光位移傳感器作為一種標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)傳感器技術(shù),在計(jì)算機(jī)控制下可以檢查在各種 材料表面的細(xì)微的位移距離變化,本專(zhuān)利組合工業(yè)相機(jī)的捕捉產(chǎn)品的圖案,定位晶圓的中 心,利用激光在晶圓片邊緣的定位檢測(cè),輔助真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)的圓周運(yùn)動(dòng),為激光位移傳感器 盡晶圓邊緣檢測(cè)晶圓翹曲度的方法。
[0003] 由于晶圓搬運(yùn)手從晶圓盒中取晶圓,并搬運(yùn)到真空旋轉(zhuǎn)檢測(cè)臺(tái)上時(shí),無(wú)法保障 晶圓的中心位置精度,與旋轉(zhuǎn)臺(tái)中心合一,而造成翹曲檢查不準(zhǔn)確。
[0004] 本發(fā)明設(shè)置C⑶工業(yè)相機(jī)為對(duì)中檢查功能,定位晶圓中心位置,通過(guò)捕捉晶圓 圖像,將晶圓的位置偏差值,通知晶圓搬運(yùn)手,調(diào)整到與旋轉(zhuǎn)臺(tái)中心合一的位置后,放 下晶圓在真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心。
[0005] 真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)可以有效地吸附晶圓片,完成同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使得激光位移傳感器 完成對(duì)晶圓邊緣的圓周的軸向跳動(dòng)檢測(cè),得到晶圓片的翹曲的參數(shù)。
[0006] 該系統(tǒng)裝置的安裝和穩(wěn)定性的系統(tǒng)偏差檢測(cè),是通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)晶圓平片的檢測(cè), 得到基準(zhǔn)參數(shù)。
[0007] 激光位移傳感器可以檢測(cè)的距離變化在數(shù)微米至數(shù)十微米的靈敏度,其穩(wěn)定性 和重復(fù)性是公認(rèn)的,是目前工業(yè)用的測(cè)距傳感器中首屈一指。
[0008] 晶圓在多次蝕刻工藝后,會(huì)有不同程度的翹曲,形狀像球蓋,有的似薯片。特點(diǎn)是 方向一致,同向翹曲,翹曲度〈1.5毫米(四英寸晶圓),精度要求:0.08毫米。
[0009] 晶圓盒是保存和運(yùn)輸晶圓的工具,其設(shè)計(jì)間隙比晶圓片大2~4毫米,由于使用 和保管,以及材料的因素,通常晶圓盒有不同程度的磨損和變形,造成間隙的不一致和偏 差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010] 本發(fā)明的目的就是為了利用晶圓片的外緣圖像作預(yù)對(duì)中處理,結(jié)合晶圓的器件 圖像作旋轉(zhuǎn)啟始位置定位,利用旋轉(zhuǎn)臺(tái)的與晶圓的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),固定的激光位移傳感 器,完成晶圓圓周的掃描檢測(cè),得到晶圓翹曲參數(shù),輔助與標(biāo)準(zhǔn)晶圓的基準(zhǔn)校正參數(shù), 可以得到檢測(cè)晶圓片的翹曲度。本發(fā)明的特點(diǎn)具有直觀(guān)快速的效果。
[0011] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn): a.方法:利用高精度激光位移傳感器,檢查旋轉(zhuǎn)中的晶圓軸向跳動(dòng),此方法可以自動(dòng) 補(bǔ)償機(jī)械和傳感器的安裝誤差。
[0012] b.結(jié)構(gòu):1,被檢物體-晶圓;2,晶圓盒;3,晶圓搬運(yùn)手;4,真空旋轉(zhuǎn)臺(tái);5,預(yù) 對(duì)中相機(jī);6,激光位移傳感器;7,平面校正晶圓片。
[0013] c.帶真空的專(zhuān)業(yè)晶圓搬運(yùn)手,將晶圓從晶圓盒中取出,在預(yù)對(duì)位相機(jī)處讀取初 始坐標(biāo),補(bǔ)償后放在真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)。保證晶圓中心與真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)中心誤差小于特定值。確 保旋轉(zhuǎn)時(shí)的較小離心力,保證晶圓不至于因真空失壓而產(chǎn)品脫離旋轉(zhuǎn)臺(tái),保障產(chǎn)品安全。
[0014] d.保證翹曲檢測(cè)晶圓面積的最大化,使激光檢測(cè)安裝位置近可能地靠近晶圓邊 緣。
[0015] e.預(yù)對(duì)中相機(jī):在晶圓被放到旋轉(zhuǎn)臺(tái)前,預(yù)對(duì)位相機(jī)讀取晶圓圖像初始坐標(biāo), 補(bǔ)償給晶圓搬運(yùn)手,調(diào)整后放在真空旋轉(zhuǎn)臺(tái),保證晶圓中心與真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)中心誤差〈1毫 米。
[0016] f.激光位移傳感器:超高精度的激光位移傳感器。
[0017] g.平面校正晶圓片:取一平板晶圓,或圓形標(biāo)準(zhǔn)平板均可。要求平面度〈0.01毫 米/100毫米即可。用于真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)與激光位移傳感器的系統(tǒng)誤差測(cè)量,將幾何平均值計(jì) 入,翹曲檢測(cè)的基礎(chǔ)值中,得到系統(tǒng)基礎(chǔ)偏差值。
[0018] 本發(fā)明特征為預(yù)對(duì)中相機(jī)檢測(cè)晶圓片外緣作為晶圓中心檢測(cè),通過(guò)電腦參數(shù)調(diào) 整晶圓搬運(yùn)手?jǐn)[放晶圓到旋轉(zhuǎn)臺(tái)的中心位置,真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)晶圓旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使得激光 位移傳感器得以最大邊緣地檢測(cè)晶圓的翹曲度。本系統(tǒng)精度高,抗干擾強(qiáng),適合各種材質(zhì) 的物體測(cè)量,為本專(zhuān)利的適用范圍拓寬奠定的硬件基礎(chǔ)。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本發(fā)明晶圓翹曲的檢測(cè)方法結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2為類(lèi)比法:利用已知翹曲的產(chǎn)品做系統(tǒng)基準(zhǔn)確認(rèn)或校正。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 如圖1所示,本晶圓翹曲的檢測(cè)方法及裝置包括:被檢物體-晶圓1、晶圓盒2、 晶圓搬運(yùn)手3、真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)4、預(yù)對(duì)中相機(jī)5、激光位移傳感器6、平面校正晶圓片7。
[0021] 如圖2所示,翹曲度測(cè)量的數(shù)據(jù)處理法(類(lèi)比法):利用已知翹曲的產(chǎn)品做確認(rèn)或校 正 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0022] 1.帶真空的專(zhuān)業(yè)晶圓搬運(yùn)手,將晶圓從晶圓盒中取出,在預(yù)對(duì)位相機(jī)處讀取初始 坐標(biāo),補(bǔ)償后放在真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)。
[0023] 2.真空旋轉(zhuǎn)臺(tái):為雙軸承步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的專(zhuān)業(yè)真空旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),可以超360度任意 旋轉(zhuǎn)角度,角度和速度可控。
[0024] 3.預(yù)對(duì)中相機(jī):在晶圓被放到旋轉(zhuǎn)臺(tái)前,預(yù)對(duì)位相機(jī)讀取晶圓圖像初始坐標(biāo), 通過(guò)軟件計(jì)算與電腦,補(bǔ)償給晶圓搬運(yùn)手電腦,調(diào)整搬運(yùn)手位置后,將晶圓中心準(zhǔn)確地 放在真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)中心。
[0025] 4.晶圓在旋轉(zhuǎn)真空臺(tái)的運(yùn)動(dòng)下,完成圓周運(yùn)動(dòng),同時(shí)由激光位移傳感器完成對(duì) 晶圓的一周的軸向跳動(dòng)的位移檢測(cè)。
[0026] 5.平面校正晶圓片或標(biāo)準(zhǔn)圓形平板鋁板,用于真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)與激光位移傳感器的 系統(tǒng)誤差測(cè)量,將幾何平均值計(jì)入,翹曲檢測(cè)的基礎(chǔ)值中,得到系統(tǒng)基礎(chǔ)偏差值。
[0027] 6.校正流程:預(yù)對(duì)位控制晶圓中心與真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)中心誤差〈1毫米,旋轉(zhuǎn)檢測(cè)晶 圓翹曲后疊加系統(tǒng)基礎(chǔ)偏差值,而后得出晶圓的實(shí)際翹曲度。
【權(quán)利要求】
1. 一種晶圓翹曲度的測(cè)量方法和裝置,其特征在于, 1) 帶真空的專(zhuān)業(yè)晶圓搬運(yùn)手,將晶圓從晶圓盒中取出,在預(yù)對(duì)位相機(jī)處讀取初始坐 標(biāo),補(bǔ)償后放在真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)。 2) 真空旋轉(zhuǎn)臺(tái):為雙軸承步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的專(zhuān)業(yè)真空旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),可以超360度任意旋轉(zhuǎn) 角度,角度和速度可控。 3) 預(yù)對(duì)中相機(jī):在晶圓被放到旋轉(zhuǎn)臺(tái)前,預(yù)對(duì)位相機(jī)讀取晶圓圖像初始坐標(biāo),通過(guò)軟 件計(jì)算與電腦,補(bǔ)償給晶圓搬運(yùn)手電腦,調(diào)整搬運(yùn)手位置后,將晶圓中心準(zhǔn)確地放在真 空旋轉(zhuǎn)臺(tái)中心。 4) 晶圓在旋轉(zhuǎn)真空臺(tái)的運(yùn)動(dòng)下,完成圓周運(yùn)動(dòng),同時(shí)由激光位移傳感器完成對(duì)晶圓 的一周的軸向跳動(dòng)的位移檢測(cè)。 5) 平面校正晶圓片或標(biāo)準(zhǔn)圓形平板鋁板,用于真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)與激光位移傳感器的系統(tǒng) 誤差測(cè)量,將幾何平均值計(jì)入,翹曲檢測(cè)的基礎(chǔ)值中,得到系統(tǒng)基礎(chǔ)偏差值。 6) 校正流程:預(yù)對(duì)位控制晶圓中心與真空旋轉(zhuǎn)臺(tái)中心誤差〈1毫米,旋轉(zhuǎn)檢測(cè)晶圓翹 曲后疊加系統(tǒng)基礎(chǔ)偏差值,而后得出晶圓的實(shí)際翹曲度。
【文檔編號(hào)】G01B11/24GK104142128SQ201410290480
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】盧冬青 申請(qǐng)人:上海功源自動(dòng)化技術(shù)有限公司