[发明专利]晶圆预对准系统定位方法、定位装置及定位电路系统

说明书

技术领域

本发明涉及精密仪器检测技术领域，尤其是晶圆预对准系统定位方法、定位装置及定位电路系统。

背景技术

晶圆是指半导体集成电路制作用的硅片，由硅晶棒经切段，滚磨，切片，倒角，抛光，激光刻等工艺加工而来。由于其形状为圆形，故称为晶圆。硅晶片可用于加工特定电性功能的IC产品，本文中用于检测的晶圆片用来制作二极管的原材料。

目前，集成电路(IC)的发展成为一种趋势，作为电子信息产业的核心，不断推动国民经济和社会信息化发展^[1]。IC产业的这种高速扩张也为IC制造装备带来了广阔的发展空间，本课题中的设备，公司称为倒角机，由公司设计用来完成晶圆片的倒角工艺。

IC产业飞速发展有两个重要因素，不断更新的制造工艺和更高性能IC制造装备的研制^[2]。IC产业若要获得长足的发展，必须要不断改进IC制造装备，晶圆片硬而脆的特性也给IC制造工艺的精度带来了更加严苛的要求。为提高制造过程的效率，必须要实现IC制造过程的机械化、自动化和智能化^[3]。

生产线，晶圆在各设备间进行传送来完成各种工艺，过程中对晶圆片姿态的调整将由晶圆处理系统来完成。目前，半导体加工工艺已经从微米级发展到亚微米级，IC制造设备对各个分系统在加工精度方面的要求变的更加严苛。晶圆处理系统涉及多个领域，包括机械、电子、光学、计算机控制等，繁琐的加工工艺进一步提高了晶圆处理系统的设计难度，其最后的执行结果直接影响整条生产线的精度和生产效率。

目前，国外对于晶圆预对准装置的研究已经有了丰硕的成果，像美国、日本、德国等国家，很多高性能的装置已经广泛用于工业生产。不仅定位精度高，定位时间短，还能用于多种尺寸的检测。

国内对晶圆预对准装置也有研究，该装置的研制已经被纳入了国家“863”计划，哈尔滨工业大学，西安交大，上海交大都有了一些研究成果，但都局限在装置的单体研发，离产品化和用于工业自动化生产方面还有很大距离。

因此，对于上述问题有必要提出晶圆预对准系统定位方法、定位装置及定位电路系统。

发明内容

本发明目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种定位效果显著，稳定性良好的晶圆预对准系统定位方法、定位装置及定位电路系统。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

晶圆预对准系统定位方法，其方法步骤为：机械手臂从储物盒中吸附晶圆

片并放置于旋转台上；晶圆片旋转一周，由光学线阵CCD检测晶圆边缘信息，即晶圆边缘在固定坐标系下的位置信息，旋转台顺时针方向旋转，原点即为旋转中心，以看到切边此时正对着x轴的正方向，也就是晶圆片角度校正后切边所对的位置；计算晶圆在固定坐标系下的切边方向偏移量并旋转至指定方向；计算切边定位完成后晶圆圆心的坐标，机械手臂吸附晶圆片旋转90°，放置晶圆片到新的载物台，定位晶圆圆心到载物台中心位置，转动砂轮研磨切边；传送晶圆片到同方向上的另一载物台，定位圆心，旋转载物台，转动砂轮研磨弧边。

晶圆预对准系统定位装置，包括伺服电机和支架，所述伺服电机的上端设置有旋转台，所述旋转台放置有晶圆片，所述伺服电机的下部连接有光电编码器。

优选地，所述支架的底上部设置有感光传感器，所述支架的顶下部设置有激光发射器，所述感光传感器接收激光发射器所发射出的平行光束。

优选地，所述光电编码器旋转过程中能将被测轴转过的角度转化成脉冲信号，伺服电机用来控制被测轴的旋转速度，转速不变，脉冲频率不变，每个脉冲代表的角度就是确定的，通过计算脉冲个数即可求得边缘点所在角度。伺服电机控制旋转台旋转一周的过程中，产生的脉冲总数可调，可根据精度要求做调整。

晶圆预对准系统定位电路系统，包括单片机、PLC和FPGA，所述单片机通过485通讯连接PLC，所述单片机连接FPGA，所述FPGA分别连接有片外存储器、4细分和高速AD。

优选地，所述高速AD通过运放连接模拟量信号，所述模拟量信号连接线阵CCD。

优选地，所述4细分通过AB相正交编码信号连接光电编码器，所述光电编码器通过开关量信号连接FPGA。

优选地，所述的定位装置采集到每个边缘点的极坐标（，），转换为直角坐标（，），即（，）。若要使目标函数值最小，即使得

（3-8）

最小，其中为边缘点（，）到晶圆几何中心（X，Y）的距离；

对公式（3-8）做线性化处理，可转换为

（3-9）