CN106486406A - 集成电路晶圆预对位装置及预对位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及集成电路制造领域，目的是提供一种集成电路晶圆预对位装置及预对位方法。一种集成电路晶圆预对位装置，包括：底板；所述的集成电路晶圆预对位装置还包括：设有转轴且与底板连接的晶圆转动装置，上端设有支承真空吸盘且与转轴上端连接的晶圆支承盘，转轴驱动装置，位于晶圆支承盘外侧的晶圆轮廓扫描仪，设有晶圆转位固持盘的晶圆转位机械手。该集成电路晶圆预对位装置使晶圆入位后在X、Y方向及对位缺口位置不会产生误差，提高晶圆切割效率和精度。集成电路晶圆预对位装置的预对位方法能满足使晶圆入位后在X、Y方向及对位缺口位置不会产生误差，提高晶圆切割效率和精度的需要。

Description

集成电路晶圆预对位装置及预对位方法
技术领域
本发明涉及集成电路制造领域，尤其是一种集成电路晶圆预对位装置及预对位方法。
背景技术
中国专利申请号CN200910254048.4的发明公开了一种集成电路晶圆以及一种集成电路晶圆切割方法。集成电路晶圆包含晶圆基板、多个集成电路、多个测试键、保护层以及多条沟槽；集成电路以矩阵分布方式形成于晶圆基板上；测试键分别形成于集成电路之间；保护层覆盖晶圆基板的集成电路的一侧；沟槽以自保护层表面向下延伸的方式形成于集成电路及测试键之间。集成电路晶圆切割方法包含：于晶圆基板上形成集成电路以及测试键；形成保护层；形成多条沟槽；以及施外力于保护层在两并排相邻的沟槽所夹的区域，使晶圆基板沿两并排相邻沟槽至少其中之一的底部向下沿晶圆基板的晶格分离。晶圆侧围设有对位缺口，切割前的晶圆位置是随机的；晶圆由晶圆机械手运送到切割台入位切割时，存在晶圆入位后在X、Y方向及对位缺口的方位易产生误差，导致调整晶圆位置麻烦且降低晶圆切割精度的不足；因此，设计一种晶圆入位后在X、Y方向及对位缺口方位不会产生误差，提高晶圆切割效率和精度的集成电路晶圆预对位装置及预对位方法，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服目前的晶圆由晶圆机械手运送到切割台入位切割时，存在晶圆入位后在X、Y方向及对位缺口的方位易产生误差，导致调整晶圆位置麻烦且降低晶圆切割精度的不足，提供一种晶圆入位后在X、Y方向及对位缺口方位不会产生误差，提高晶圆切割效率和精度的集成电路晶圆预对位装置及预对位方法。
本发明的具体技术方案是：
一种集成电路晶圆预对位装置，包括：底板；所述的集成电路晶圆预对位装置还包括：设有转轴且与底板连接的晶圆转动装置，上端设有支承真空吸盘且与转轴上端连接的晶圆支承盘，转轴驱动装置，位于晶圆支承盘外侧的晶圆轮廓扫描仪，设有晶圆转位固持盘的晶圆转位机械手。集成电路晶圆预对位装置由控制器控制，晶圆轮廓扫描仪、转轴驱动装置和晶圆转位机械手分别与控制器信号连接；晶圆预对位时，晶圆转位固持盘固持住侧围设有对位缺口的晶圆，晶圆转位机械手驱动晶圆转位固持盘运动将晶圆放到晶圆支承盘上，支承真空吸盘吸附住晶圆；转轴驱动装置经转轴、晶圆支承盘和支承真空吸盘驱动晶圆转动，晶圆轮廓扫描仪在晶圆转动过程中持续扫描并记录晶圆的边缘位置和缺口方位，并将信号传送给控制器，控制器计算得到晶圆中心与转轴旋转轴线的偏心量和缺口方位与缺口设定方向的偏差，转轴驱动装置经转轴、晶圆支承盘和支承真空吸盘驱动晶圆转动将对位缺口旋转到设定的方位，支承真空吸盘吸附住晶圆，控制器控制晶圆转位机械手将晶圆的中心调整到与转轴旋转轴线重合，并驱动固持盘体运动，将完成预对位的晶圆运送到切割台准确入位。该集成电路晶圆预对位装置使晶圆入位后在X、Y方向及对位缺口方位不会产生误差，提高晶圆切割效率和精度。
作为优选，所述的晶圆转动装置包括：下端与底板上端连接的轴套，设有中孔的固定螺钉，旋转气接头；底板设有与轴套内孔连通的转轴孔；转轴设有贯通两端的通孔；转轴与轴套枢接且转轴的下端穿过转轴孔与旋转气接头连接；固定螺钉的螺杆的一端穿过晶圆支承盘与转轴上端螺纹连接且中孔与通孔连通。晶圆转动装置结构紧凑；旋转气接头使与真空装置的连接管不产生缠绕。
作为优选，所述的底板设有电机轴孔；转轴驱动装置包括：与底板上端连接的步进电机，主动同步带轮，套在转轴下端外且与转轴连接的从动同步带轮，分别与主动同步带轮和从动同步带轮传动连接的同步带；步进电机的输出轴穿过电机轴孔与主动同步带轮连接。转轴驱动装置结构简单，精度高。
作为优选，所述的晶圆支承盘下端设有直径与转轴上端直径匹配且套在转轴上端外的沉孔。使连接更稳固。
作为优选，所述的晶圆转位机械手为电动三维滑台；电动三维滑台包括：与底板上端连接的X向电动直线滑台，与X向电动直线滑台的滑块连接的Y向电动直线滑台，与Y向电动直线滑台的滑块连接的Z向电动直线滑台；晶圆转位固持盘包括：与Z向电动直线滑台的滑块连接的固定块，下端设有转位真空吸盘且上端与固定块连接的固持盘体；固持盘体上端设有进气接头。晶圆转位机械手为电动三维滑台精度高且利于提高控制器自动控制。
作为优选，所述的晶圆轮廓扫描仪为光电轮廓仪；光电轮廓仪包括：下端与底板上端连接的立板，一端与晶圆支承盘侧围相对的发光部，一端与晶圆支承盘侧围相对且位于发光部上方的受光部；发光部的另一端和受光部的另一端分别与立板连接。晶圆轮廓扫描仪为光电轮廓仪，通用件且精度高。
作为优选，所述的晶圆轮廓扫描仪为与底板上端连接的二维激光轮廓扫描仪。晶圆轮廓扫描仪为二维激光轮廓扫描仪，通用件且精度高。
作为优选，所述的底板上端设有：若干个与下端贯通的螺孔，个数与螺孔个数相同且与螺孔一一对应螺纹连接的连接螺钉。便于安装。
一种集成电路晶圆预对位装置的预对位方法，集成电路晶圆预对位装置由控制器控制，晶圆轮廓扫描仪、转轴驱动装置和电动三维滑台分别与控制器信号连接；步骤一，转位真空吸盘吸附住侧围设有对位缺口的晶圆，电动三维滑台经固定块驱动固持盘体运动将晶圆放到晶圆支承盘上，晶圆的一侧伸入光电轮廓仪的发光部与受光部之间或位于二维激光轮廓扫描仪上侧，转位真空吸盘解除真空且与晶圆脱离，支承真空吸盘吸附住晶圆；步骤二，转轴驱动装置的步进电机经主动同步带轮、同步带、从动同步带轮、转轴、晶圆支承盘和支承真空吸盘驱动晶圆转动，晶圆轮廓扫描仪在晶圆转动过程中持续扫描并记录晶圆的边缘位置和对位缺口方位，并将接收到的边缘位置信息和对位缺口方位信息传送给控制器进行处理，控制器控制转轴驱动装置的步进电机经主动同步带轮、同步带、从动同步带轮、转轴、晶圆支承盘和支承真空吸盘驱动晶圆转动，将对位缺口方位旋转到设定的方位；步骤三，控制器计算得到晶圆中心与转轴旋转轴线的偏心量、确定晶圆中心与对位缺口中点的连线和转轴旋转轴线与对位缺口中点的连线之间的夹角；步骤四，电动三维滑台驱动固持盘体运动使转位真空吸盘吸附住晶圆，支承真空吸盘解除真空，控制器控制电动三维滑台将晶圆的中心调整到与转轴旋转轴线重合；步骤五，电动三维滑台驱动固持盘体运动，将完成预对位的晶圆运送到切割台准确入位。
集成电路晶圆预对位装置的预对位方法能满足使晶圆入位后在X、Y方向及对位缺口方位不会产生误差，提高晶圆切割效率和精度的需要。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该集成电路晶圆预对位装置使晶圆入位后在X、Y方向及对位缺口方位不会产生误差，提高晶圆切割效率和精度。晶圆转动装置结构紧凑；旋转气接头使与真空装置的连接管不产生缠绕。转轴驱动装置结构简单，精度高。晶圆支承盘下端设有直径与转轴上端直径匹配且套在转轴上端外的沉孔，使连接更稳固。晶圆转位机械手为电动三维滑台精度高且利于提高控制器自动控制。晶圆轮廓扫描仪为光电轮廓仪或二维激光轮廓扫描仪，通用件且精度高。底板上端设有：若干个与下端贯通的螺孔，个数与螺孔个数相同且与螺孔一一对应螺纹连接的连接螺钉，便于安装。集成电路晶圆预对位装置的预对位方法能满足使晶圆入位后在X、Y方向及对位缺口方位不会产生误差，提高晶圆切割效率和精度的需要。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图；
图3是晶圆转动装置的结构示意图。
图中：底板1、转轴2、支承真空吸盘3、晶圆支承盘4、轴套5、中孔6、固定螺钉7、旋转气接头8、通孔10、步进电机12、主动同步带轮13、从动同步带轮14、同步带15、电动三维滑台16、X向电动直线滑台17、Y向电动直线滑台18、Z向电动直线滑台19、固定块20、转位真空吸盘21、固持盘体22、进气接头23、光电轮廓仪24、立板25、发光部26、受光部27、二维激光轮廓扫描仪28、对位缺口29、晶圆30、沉孔31、螺孔32、连接螺钉33。
具体实施方式
下面结合附图所示对本发明进行进一步描述。
实施例1，如附图1、附图3所示：一种集成电路晶圆预对位装置，包括：底板1，设有转轴2且与底板1连接的晶圆转动装置，上端设有支承真空吸盘3且与转轴2上端连接的晶圆支承盘4，转轴驱动装置，位于晶圆支承盘4外侧的晶圆轮廓扫描仪，设有晶圆转位固持盘的晶圆转位机械手。集成电路晶圆预对位装置由控制器控制，晶圆轮廓扫描仪、转轴驱动装置和晶圆转位机械手分别与控制器信号连接。
本实施例中，所述的晶圆转动装置包括：下端与底板1上端螺钉连接的轴套5，设有中孔6的固定螺钉7，旋转气接头8；底板1设有与轴套5内孔连通的转轴孔（附图中未画出）；转轴2设有贯通两端的通孔10；转轴2与轴套5通过轴承枢接且转轴2的下端穿过转轴孔与旋转气接头8螺纹连接；固定螺钉7的螺杆的一端穿过晶圆支承盘4与转轴2上端螺纹连接且中孔6与通孔10连通。
所述的底板1设有电机轴孔（附图中未画出）；转轴驱动装置包括：与底板1上端螺钉连接的步进电机12，主动同步带轮13，套在转轴2下端外且与转轴2键连接的从动同步带轮14，分别与主动同步带轮13和从动同步带轮14传动连接的同步带15；步进电机12的输出轴穿过电机轴孔与主动同步带15轮13键连接。
所述的晶圆支承盘4下端设有直径与转轴2上端直径过渡配合且套在转轴2上端外的沉孔31。
所述的晶圆转位机械手为电动三维滑台16；电动三维滑台16包括：与底板1上端螺钉连接的X向电动直线滑台17，与X向电动直线滑台17的滑块螺钉连接的Y向电动直线滑台18，与Y向电动直线滑台18的滑块螺钉连接的Z向电动直线滑台19；晶圆转位固持盘包括：与Z向电动直线滑台19的滑块螺钉连接的固定块20，下端设有转位真空吸盘21且上端与固定块20前端螺钉连接的固持盘体22；固持盘体22上端设有进气接头23。
所述的晶圆轮廓扫描仪为光电轮廓仪24；光电轮廓仪24包括：下端与底板1上端螺钉连接的立板25，一端与晶圆支承盘4侧围相对的发光部26，一端与晶圆支承盘4侧围相对且位于发光部26上方的受光部27；发光部26的另一端和受光部27的另一端分别与立板25螺钉连接。
所述的底板1上端设有：四个与下端贯通的螺孔32，个数与螺孔32个数相同且与螺孔32一一对应螺纹连接的连接螺钉33。
所述的旋转气接头8和进气接头23分别与真空装置连通。
一种集成电路晶圆预对位装置的预对位方法，集成电路晶圆预对位装置由控制器控制，晶圆轮廓扫描仪、转轴驱动装置和电动三维滑台分别与控制器信号连接；步骤一，转位真空吸盘21吸附住侧围设有对位缺口29的晶圆30，电动三维滑台16经固定块20驱动固持盘体22运动将晶圆放到晶圆支承盘4上，晶圆的一侧伸入光电轮廓仪24的发光部26与受光部27之间，转位真空吸盘21解除真空且与晶圆脱离，支承真空吸盘3吸附住晶圆；步骤二，转轴驱动装置的步进电机12经主动同步带轮13、同步带15、从动同步带轮14、转轴2、晶圆支承盘4和支承真空吸盘3驱动晶圆转动，晶圆轮廓扫描仪在晶圆转动过程中持续扫描并记录晶圆的边缘位置和对位缺口方位，并将接收到的边缘位置信息和对位缺口方位信息传送给控制器进行处理，控制器控制转轴驱动装置的步进电机12经主动同步带轮13、同步带15、从动同步带轮14、转轴2、晶圆支承盘4和支承真空吸盘3驱动晶圆转动，将对位缺口方位旋转到设定的方位；步骤三，控制器计算得到晶圆中心与转轴2旋转轴线的偏心量、确定晶圆中心与对位缺口中点的连线和转轴2旋转轴线与对位缺口中点的连线之间的夹角；步骤四，电动三维滑台16驱动固持盘体22运动使转位真空吸盘21吸附住晶圆，支承真空吸盘3解除真空，控制器控制电动三维滑台16将晶圆的中心调整到与转轴2旋转轴线重合；步骤五，电动三维滑台16驱动固持盘体22运动，将完成预对位的晶圆运送到切割台准确入位。
实施例2，如附图2、附图3所示：一种集成电路晶圆预对位装置，包括：底板1，设有转轴2且与底板1连接的晶圆转动装置，上端设有支承真空吸盘3且与转轴2上端连接的晶圆支承盘4，转轴驱动装置，位于晶圆支承盘4外侧的晶圆轮廓扫描仪，设有晶圆转位固持盘的晶圆转位机械手。集成电路晶圆预对位装置由控制器控制，晶圆轮廓扫描仪、转轴驱动装置和晶圆转位机械手分别与控制器信号连接。
本实施例中，所述的晶圆转动装置包括：下端与底板1上端螺钉连接的轴套5，设有中孔6的固定螺钉7，旋转气接头8；底板1设有与轴套5内孔连通的转轴孔；转轴2设有贯通两端的通孔10；转轴2与轴套5通过轴承枢接且转轴2的下端穿过转轴孔与旋转气接头8螺纹连接；固定螺钉7的螺杆的一端穿过晶圆支承盘4与转轴2上端螺纹连接且中孔6与通孔10连通。
所述的底板1设有电机轴孔；转轴驱动装置包括：与底板1上端螺钉连接的步进电机12，主动同步带15轮13，套在转轴2下端外且与转轴2键连接的从动同步带轮14、，分别与主动同步带15轮13和从动同步带轮14、传动连接的同步带15；步进电机12的输出轴穿过电机轴孔与主动同步带15轮13键连接。
所述的晶圆支承盘4下端设有直径与转轴2上端直径过渡配合且套在转轴2上端外的沉孔31。
所述的晶圆转位机械手为电动三维滑台16；电动三维滑台16包括：与底板1上端螺钉连接的X向电动直线滑台17，与X向电动直线滑台17的滑块螺钉连接的Y向电动直线滑台18，与Y向电动直线滑台18的滑块螺钉连接的Z向电动直线滑台19；晶圆转位固持盘包括：与Z向电动直线滑台19的滑块螺钉连接的固定块20，下端设有转位真空吸盘21且上端与固定块20前端螺钉连接的固持盘体22；固持盘体22上端设有进气接头23。
所述的晶圆轮廓扫描仪为与底板1上端螺钉连接的二维激光轮廓扫描仪28。
所述的底板1上端设有：四个与下端贯通的螺孔32，个数与螺孔32个数相同且与螺孔32一一对应螺纹连接的连接螺钉33。
旋转气接头8和进气接头23分别与真空装置连通。
一种集成电路晶圆预对位装置的预对位方法，集成电路晶圆预对位装置由控制器控制，晶圆轮廓扫描仪、转轴驱动装置和电动三维滑台分别与控制器信号连接；步骤一，转位真空吸盘21吸附住侧围设有对位缺口29的晶圆30，电动三维滑台16经固定块20驱动固持盘体22运动将晶圆放到晶圆支承盘4上，晶圆的一侧位于二维激光轮廓扫描仪28上侧，转位真空吸盘21解除真空且与晶圆脱离，支承真空吸盘3吸附住晶圆；步骤二，转轴驱动装置的步进电机12经主动同步带轮13、同步带15、从动同步带轮14、转轴2、晶圆支承盘4和支承真空吸盘3驱动晶圆转动，晶圆轮廓扫描仪在晶圆转动过程中持续扫描并记录晶圆的边缘位置和对位缺口方位，并将接收到的边缘位置信息和对位缺口方位信息传送给控制器进行处理，控制器控制转轴驱动装置的步进电机12经主动同步带轮13、同步带15、从动同步带轮14、转轴2、晶圆支承盘4和支承真空吸盘3驱动晶圆转动，将对位缺口方位旋转到设定的方位；步骤三，控制器计算得到晶圆中心与转轴2旋转轴线的偏心量、确定晶圆中心与对位缺口中点的连线和转轴2旋转轴线与对位缺口中点的连线之间的夹角；步骤四，电动三维滑台16驱动固持盘体22运动使转位真空吸盘21吸附住晶圆，支承真空吸盘3解除真空，控制器控制电动三维滑台16将晶圆的中心调整到与转轴2旋转轴线重合；步骤五，电动三维滑台16驱动固持盘体22运动，将完成预对位的晶圆运送到切割台准确入位。
本发明的有益效果是：该集成电路晶圆预对位装置使晶圆入位后在X、Y方向及对位缺口方位不会产生误差，提高晶圆切割效率和精度。晶圆转动装置结构紧凑；旋转气接头使与真空装置的连接管不产生缠绕。转轴驱动装置结构简单，精度高。晶圆支承盘下端设有直径与转轴上端直径过渡配合且套在转轴上端外的沉孔，使连接更稳固。晶圆转位机械手为电动三维滑台精度高且利于提高控制器自动控制。晶圆轮廓扫描仪为光电轮廓仪或二维激光轮廓扫描仪，通用件且精度高。底板上端设有：四个与下端贯通的螺孔，个数与螺孔个数相同且与螺孔一一对应螺纹连接的连接螺钉，便于安装。集成电路晶圆预对位装置的预对位方法能满足使晶圆入位后在X、Y方向及对位缺口方位不会产生误差，提高晶圆切割效率和精度的需要。
本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。

Claims (9)

1.一种集成电路晶圆预对位装置，包括：底板；其特征是，所述的集成电路晶圆预对位装置还包括：设有转轴且与底板连接的晶圆转动装置，上端设有支承真空吸盘且与转轴上端连接的晶圆支承盘，转轴驱动装置，位于晶圆支承盘外侧的晶圆轮廓扫描仪，设有晶圆转位固持盘的晶圆转位机械手。
2.根据权利要求1所述的集成电路晶圆预对位装置，其特征是：所述的晶圆转动装置包括：下端与底板上端连接的轴套，设有中孔的固定螺钉，旋转气接头；底板设有与轴套内孔连通的转轴孔；转轴设有贯通两端的通孔；转轴与轴套枢接且转轴的下端穿过转轴孔与旋转气接头连接；固定螺钉的螺杆的一端穿过晶圆支承盘与转轴上端螺纹连接且中孔与通孔连通。
3.根据权利要求2所述的集成电路晶圆预对位装置，其特征是：所述的底板设有电机轴孔；转轴驱动装置包括：与底板上端连接的步进电机，主动同步带轮，套在转轴下端外且与转轴连接的从动同步带轮，分别与主动同步带轮和从动同步带轮传动连接的同步带；步进电机的输出轴穿过电机轴孔与主动同步带轮连接。
4.根据权利要求2所述的集成电路晶圆预对位装置，其特征是：所述的晶圆支承盘下端设有直径与转轴上端直径匹配且套在转轴上端外的沉孔。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的集成电路晶圆预对位装置，其特征是：所述的晶圆转位机械手为电动三维滑台；电动三维滑台包括：与底板上端连接的X向电动直线滑台，与X向电动直线滑台的滑块连接的Y向电动直线滑台，与Y向电动直线滑台的滑块连接的Z向电动直线滑台；晶圆转位固持盘包括：与Z向电动直线滑台的滑块连接的固定块，下端设有转位真空吸盘且上端与固定块连接的固持盘体；固持盘体上端设有进气接头。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的集成电路晶圆预对位装置，其特征是：所述的晶圆轮廓扫描仪为光电轮廓仪；光电轮廓仪包括：下端与底板上端连接的立板，一端与晶圆支承盘侧围相对的发光部，一端与晶圆支承盘侧围相对且位于发光部上方的受光部；发光部的另一端和受光部的另一端分别与立板连接。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的集成电路晶圆预对位装置，其特征是：所述的晶圆轮廓扫描仪为与底板上端连接的二维激光轮廓扫描仪。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的集成电路晶圆预对位装置，其特征是：所述的底板上端设有：若干个与下端贯通的螺孔，个数与螺孔个数相同且与螺孔一一对应螺纹连接的连接螺钉。
9.一种集成电路晶圆预对位装置的预对位方法，其特征是：所述的集成电路晶圆预对位装置具有权利要求1至根据权利要求8所述的集成电路晶圆预对位装置的限定结构；集成电路晶圆预对位装置由控制器控制，晶圆轮廓扫描仪、转轴驱动装置和电动三维滑台分别与控制器信号连接；步骤一，转位真空吸盘吸附住侧围设有对位缺口的晶圆，电动三维滑台经固定块驱动固持盘体运动将晶圆放到晶圆支承盘上，晶圆的一侧伸入光电轮廓仪的发光部与受光部之间或位于二维激光轮廓扫描仪上侧，转位真空吸盘解除真空且与晶圆脱离，支承真空吸盘吸附住晶圆；步骤二，转轴驱动装置的步进电机经主动同步带轮、同步带、从动同步带轮、转轴、晶圆支承盘和支承真空吸盘驱动晶圆转动，晶圆轮廓扫描仪在晶圆转动过程中持续扫描并记录晶圆的边缘位置和对位缺口方位，并将接收到的边缘位置信息和对位缺口方位信息传送给控制器进行处理，控制器控制转轴驱动装置的步进电机经主动同步带轮、同步带、从动同步带轮、转轴、晶圆支承盘和支承真空吸盘驱动晶圆转动，将对位缺口方位旋转到设定的方位；步骤三，控制器计算得到晶圆中心与转轴旋转轴线的偏心量、确定晶圆中心与对位缺口中点的连线和转轴旋转轴线与对位缺口中点的连线之间的夹角；步骤四，电动三维滑台驱动固持盘体运动使转位真空吸盘吸附住晶圆，支承真空吸盘解除真空，控制器控制电动三维滑台将晶圆的中心调整到与转轴旋转轴线重合；步骤五，电动三维滑台驱动固持盘体运动，将完成预对位的晶圆运送到切割台准确入位。
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