[发明专利]一种对晶片中心进行定位的光学对中系统及其对中方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体晶片加工过程中晶片精确定位领域，具体地说是一种对晶片中心进行定位的光学对中系统及其对中方法。

背景技术

在半导体晶片加工过程中，需要对晶片中心进行精确的定位，以便晶片中心能够准确地与伺服电机旋转中心重合。目前的半导体设备大都采用机械对中或光学对中系统，机械对中精度比较低，而传统的光学对中系统由于采用高性能的CCD传感器(电荷藕合器件图像传感器)，故成本很高，无法在一些中低端的设备中应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对晶片中心进行定位的光学对中系统及其对中方法，满足了半导体晶片加工对于晶片中心进行高精度定位控制的低成本、高精度要求，解决了晶片在加工过程中晶片中心与伺服电机旋转中心不能完全重合的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的对中系统包括对射式激光传感器、真空吸盘、Y轴移动伺服控制系统、X轴移动伺服控制系统及底板，其中X轴移动伺服控制系统安装在底板上，Y轴移动伺服控制系统设置在X轴移动伺服控制系统上；需对中的晶片通过真空吸盘安装在Y轴移动伺服控制系统上，具有沿X轴和Y轴的轴向往复移动的自由度；所述对射式激光传感器安装在底板上、位于所述晶片的上方。

其中：所述Y轴移动伺服控制系统通过X轴移动伺服控制系统的驱动沿X轴的轴向往复移动，所述真空吸盘设置在Y轴移动伺服控制系统，需对中的晶片安装在该真空吸盘上、与真空吸盘一起通过Y轴移动伺服控制系统的驱动沿Y轴的轴向往复移动，并且随Y轴移动伺服控制系统一起沿X轴的轴向往复移动；所述对射式激光传感器通过支架安装在底板上。

本发明的对中方法为：先通过标准晶片来确定晶片半径、对射式激光传感器在X轴Y轴坐标系中的位置以及晶片的运动速度，移动晶片，通过对射式激光传感器对晶片的两次响应时间和晶片的运动速度，得出对射式激光传感器扫描的弦长，然后计算出晶片的实际中心与理论中心在X轴和Y轴方向的偏心值，在Y轴移动伺服控制系统及X轴移动伺服控制系统的驱动下，使晶片的实际中心与理论中心重合。

其中：所述对射式激光传感器在X轴Y轴坐标系中的坐标为(X₀、Y₀)，晶片的实际中心为O，理论中心为O₀，晶片的半径为R；所述晶片先沿Y轴方向移动，对射式激光传感器从Y₁点开始响应，到Y₂点结束；通过对射式激光传感器的响应时间及晶片的运动速度，得出晶片的弦长|Y₁-Y₂|，弦长的一半晶片实际中心O与所述弦之间的距离因此晶片实际中心O与理论中心O₀在X轴方向的偏心值晶片实际中心O与理论中心O₀在Y轴方向的偏心值然后Y轴移动伺服控制系统及X轴移动伺服控制系统分别驱动晶片，使实际中心O与理论中心O₀重合。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明对中系统的结构简单可靠，成本低。

2.本发明对中系统采用移动伺服控制系统控制晶片的运动，控制精度高，运动平稳；移动伺服控制系统通过电机带动滚珠丝杠的方式传动，实现晶片X、Y轴移动；另外，还有导轨导向，平稳可靠。

3.本发明对中系统检测晶片的装置为对射式激光传感器，大幅降低了成本。

4.本发明的对中方法通过对射式激光传感器实现对晶片中心的精确定位，通过对射式激光传感器的扫描可以准确的确定晶片的中心位置，通过X、Y轴移动伺服控制系统控制晶片运动，使晶片的实际中心与理论中心重合。

附图说明

图1为本发明对中系统的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明对中方法的原理图；

其中：1为对射式激光传感器，2为晶片，3为真空吸盘，4为Y轴移动伺服控制系统，5为X轴移动伺服控制系统，6为底板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。