CN110416110A - Sog片预处理方法、sog片传输方法、系统及翘曲度检测装置 - Google Patents

Sog片预处理方法、sog片传输方法、系统及翘曲度检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种SOG片预处理方法、SOG片传输方法、翘曲度检测装置及SOG片传输系统，通过确定待预热SOG片的翘曲度，并根据翘曲度、预设的翘曲度阈值和预设的预热时间阈值之间的关系式确定待预热SOG片的预热时间。本发明通过在每个SOG片预处理之前计算每个SOG片的翘曲度，由此计算其预热时间，不同SOG片的翘曲程度不同，相应的预热时间也不同，而不是为多个SOG片设置统一的预热时间，使得预处理工艺更为灵活，也更有针对性，能够提高系统的工作效率和设备产能。

Description

SOG片预处理方法、SOG片传输方法、系统及翘曲度检测装置
技术领域
本发明涉及半导体设备制造领域，具体涉及一种SOG片预处理方法、SOG片传输方法、系统及翘曲度检测装置。
背景技术
目前，固态影像传感器已被广泛使用，其有两种不同的设计结构：CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)图像传感器与CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器。CMOS图像传感器的构成主要是玻璃层和硅层，两者之间是芯片层。CMOS图像传感器是采用晶圆级封装，通过TSV(ThroughSilicon Via，硅通孔)技术在等离子体刻蚀机上完成。这种由CMOS传感器所组成的SOG片(Silicon on Glass，硅玻璃)对刻蚀机的静电卡盘的吸附能力要求很高，所加载的电压一般大于5KV。SOG片由晶圆、粘接剂、玻璃基片三层结构组成，由于粘接工艺的复杂，SOG片存在不同程度的翘曲。
如果SOG片翘曲问题如果过于严重，在最终工艺的时候吸附效果大打折扣，影响正常工艺。于是在传输腔旁边增加了预热腔，在传入工艺腔之前先将SOG片传到预热腔中，预热过程完毕完成之后，传输腔中的机械手将预热腔中的SOG片取出，然后传入工艺腔中，进行工艺处理。
现有的SOG片预处理工艺是针对整个批次的SOG片设置统一的预热时间，要保证翘曲程度最严重的SOG片能够得到充分预热，因此，预热时间通常设置的较长，一般为2分钟左右。这样，翘曲程度不严重的SOG片也需要等待同样的时间，降低了设备的工作效率和产能。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种SOG片预处理方法、SOG片传输方法及翘曲度检测装置，用以解决现有的SOG片预处理工艺不合理、效率低的问题。
本发明为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
本发明提供一种SOG片预处理方法，包括以下步骤：
通过翘曲度检测装置确定待预热SOG片的翘曲度，并根据所述翘曲度、预设的翘曲度阈值和预设的预热时间阈值之间的关系式确定所述待预热SOG片的预热时间。
优选的，确定所述待预热SOG片的翘曲度包括以下步骤：
检测所述待预热SOG片的边缘区域内的采样点与预设平面的第一距离，以及所述待预热SOG片的中心区域内的采样点与所述预设平面的第二距离，其中，所述预设平面为所述翘曲度检测装置的运动轨迹所形成的平面；
根据所述第一距离和所述第二距离计算所述待预热SOG片的翘曲度。
优选的，所述第一距离的检测方法具体为：控制所述翘曲度检测装置在所述预设平面内移动，以检测所述待预热SOG片的边缘区域内的多个采样点与所述预设平面的第一距离hei(i＝1，2，…，N)，N为大于1的正整数；
所述第二距离的检测方法具体为：控制所述翘曲度检测装置在所述预设平面内移动，以检测所述待预热SOG片的中心区域内的多个采样点与所述预设平面的第二距离hcj(j＝1，2，…，M)，M为大于1的正整数；
计算所述第一距离hei的平均值he，确定所述第二距离hcj的最大值hc，并根据所述最大值hc和所述平均值he，计算所述待预热SOG片的翘曲度h，其中，h＝hc-he。
优选的，根据下述公式计算所述待预热SOG片的预热时间t：其中，h为所述待预热SOG片的翘曲度，H为预设的翘曲度阈值，T为预设的预热时间阈值。
本发明还提供一种SOG片传输方法，包括以下步骤：
S1，传片装置将待预热SOG片传输至翘曲度检测装置；
S2、翘曲度检测装置对所述待预热SOG片进行预处理，以确定所述待预热SOG片的预热时间；其中，预处理采用如权利要求1-4任一项所述的预处理方法；
S3，所述传片装置将所述待预热SOG片传输至预热腔，使其在所述预热腔内加热所述预热时间后，将预热后的SOG片从所述预热腔内传出。
进一步的，所述S2之后、S3之前，所述SOG片传输方法还包括以下步骤：
S3’，所述传片装置将所述待预热SOG片传输至预抽真空腔，对所述预抽真空腔抽真空后，将所述待预热SOG片从所述预抽真空腔传输至传输腔；
所述S3中，所述传片装置将所述待预热SOG片从所述传输腔传输至所述预热腔。
进一步的，在所述S3之后，所述SOG片传输方法还包括以下步骤：
S4，所述传片装置将预热后的SOG片从所述预热腔传输至所述传输腔，并从所述传输腔传输至工艺腔。
本发明还提供一种翘曲度检测装置，包括翘曲度获取单元和处理单元，所述翘曲度获取单元用于确定待预热SOG片的翘曲度；所述处理单元用于根据所述翘曲度、预设的翘曲度阈值和预设的预热时间阈值之间的关系式确定所述待预热SOG片的预热时间。
优选的，所述翘曲度获取单元包括：翘曲度检测元件、驱动组件和用于承载所述待预热SOG片的支撑座，其中，
所述翘曲度检测元件位于所述支撑座的上方，且所述翘曲度检测元件与所述驱动组件连接，用于在所述驱动组件的驱动下检测第一距离和第二距离。
优选的，所述翘曲度获取单元还包括计算模块，其中，
所述计算模块用于根据所述第一距离和所述第二距离计算所述待预热SOG片的翘曲度。
本发明还提供一种SOG片传输系统，包括如权利要求8-10任一项所述的翘曲度检测装置。
本发明的SOG片预处理方法、SOG片传输方法、翘曲度检测装置及SOG片传输系统，通过确定待预热SOG片的翘曲度，并根据翘曲度、预设的翘曲度阈值和预设的预热时间阈值之间的关系式确定待预热SOG片的预热时间。本发明通过在每个SOG片预处理之前计算每个SOG片的翘曲度，由此计算其预热时间，不同SOG片的翘曲程度不同，相应的预热时间也不同，而不是为多个SOG片设置统一的预热时间，使得预处理工艺更为灵活，也更有针对性，能够提高系统的工作效率和设备产能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的SOG片预处理方法的流程图之一；
图2为本发明实施例提供的SOG片预处理方法的流程图之二；
图3为本发明实施例提供的翘曲度获取单元的主视图；
图4为本发明实施例提供的翘曲度检测元件和驱动组件的俯视图；
图5为本发明实施例提供的翘曲度计算的示意图；
图6为三角测距的原理图；
图7为本发明实施例提供的SOG片传输系统的示意图；
图8为本发明实施例提供的SOG片传输方法的流程图。
图例说明：
2、翘曲度获取单元 3、预设平面 4、第一轨迹
5、第二轨迹 100、待预热SOG片 101、装载设备
102、预抽真空腔 103、传输腔 104、预热腔
105、工艺腔 106、翘曲度检测装置 107、传片装置
21、检测元件 22、驱动组件 23、支撑座
221、第一支撑杆 222、第二支撑杆 223、第三支撑杆
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种SOG片预处理方法，所述方法包括以下步骤：
步骤11，翘曲度检测装置确定待预热SOG片的翘曲度。
具体的，翘曲度检测装置分别确定每个待预热SOG片的翘曲度。
步骤12，根据翘曲度、预设的翘曲度阈值和预设的预热时间阈值之间的关系式确定待预热SOG片的预热时间。
具体的，翘曲度检测装置分别根据各个待预热SOG片的翘曲度、预设的翘曲度阈值和预设的预热时间阈值之间的关系式，确定各个待预热SOG片的预热时间。
优选的，翘曲度检测装置可以根据下述公式(1)计算待预热SOG片的预热时间t：
其中，h为待预热SOG片的翘曲度，H为预设的翘曲度阈值，T为预设的预热时间阈值。
通过步骤11-12可以看出，本发明通过在每个SOG片进行预处理之前计每个SOG片的翘曲度，由此计算其预热时间，不同SOG片的翘曲程度不同，相应的预热时间也不同，而不是为多个SOG片设置统一的预热时间，使得预处理工艺更为灵活，也更有针对性，能够提高系统的工作效率和设备产能。
以下结合图2，对翘曲度检测装置确定待预热SOG片的翘曲度(即步骤11)的具体实现方式进行详细说明。如图2所示，所述翘曲度检测装置确定待预热SOG片的翘曲度的步骤包括以下子步骤：
步骤111，检测待预热SOG片的边缘区域内的采样点与预设平面的第一距离，以及待预热SOG片的中心区域内的采样点与预设平面的第二距离。
其中，所述预设平面为翘曲度检测装置的运动轨迹所形成的平面。
具体的，第一距离的检测方法为：控制翘曲度检测装置在所述预设平面内移动，以检测待预热SOG片的边缘区域内的多个采样点与所述预设平面的第一距离hei(i＝1，2，…，N)，N为大于1的正整数。也就是说，第一距离的采样点为N个，检测到N个第一距离的值。
第二距离的检测方法具体为：控制翘曲度检测装置在所述预设平面内移动，以检测待预热SOG片的中心区域内的多个采样点与所述预设平面的第二距离hcj(j＝1，2，…，M)，M为大于1的正整数。也就是说，第二距离的采样点为M个，检测到M个第二距离的值。
步骤112，根据第一距离和第二距离计算待预热SOG片的翘曲度。
具体的，首先，计算检测到的N个第一距离hei的平均值he，并确定检测到的M个第二距离hcj的最大值hc；然后，根据各第二距离的最大值hc和各第一距离的平均值he，计算待预热SOG片的翘曲度h，其中，h＝hc-he。
本发明实施例还提供一种翘曲度检测装置，所述翘曲度检测装置包括处理单元(图中未绘示)和翘曲度获取单元2，翘曲度获取单元2用于确定待预热SOG片的翘曲度。所述处理单元用于根据所述翘曲度、预设的翘曲度阈值和预设的预热时间阈值之间的关系式确定所述待预热SOG片的预热时间。
所述翘曲度检测装置通过确定待预热SOG片的翘曲度，并根据翘曲度、预设的翘曲度阈值和预设的预热时间阈值之间的关系式确定待预热SOG片的预热时间。本发明通过在每个SOG片预处理之前计算每个SOG片的翘曲度，由此计算其预热时间，不同SOG片的翘曲程度不同，相应的预热时间也不同，而不是为多个SOG片设置统一的预热时间，使得预处理工艺更为灵活，也更有针对性，能够提高系统的工作效率和设备产能。
以下结合图3-6对翘曲度检测装置的结构进行详细说明。
如图3所示，翘曲度获取单元2包括：翘曲度检测元件21、驱动组件22和用于承载待预热SOG片100的支撑座23，其中，翘曲度检测元件21位于支撑座23的上方，且翘曲度检测元件21与驱动组件22连接，用于在驱动组件22的驱动下检测第一距离和第二距离。
具体的，结合图5所示，翘曲度检测元件21用于分别检测待预热SOG片100的边缘区域内的多个采样点与预设平面3的第一距离hei(i＝1，2，…，N)；以及，待预热SOG片的中心区域内的多个采样点与预设平面3的第二距离hcj(j＝1，2，…，M)，N和M为大于1的正整数。
述预设平面3为翘曲度检测装置(即翘曲度检测元件21)的运动轨迹所形成的平面。
结合图4和图5所示，驱动组件22用于，驱动翘曲度检测元件21在预设平面3内，沿待预热SOG片100边缘对应的第一轨迹4移动，以及，驱动翘曲度检测元件21以待预热SOG片100的圆心对应的位置为圆心、预设距离为半径的第二轨迹5移动。
如图4所示，第一轨迹4和第二轨迹5均为圆形，第一轨迹4对应待预热SOG片100的边缘，可以从待预热SOG片100的圆周在预设平面3内的投影，向内5-10mm形成第一轨迹4。第二轨迹5位于待预热SOG片100的圆心的附近，优选的，预设距离可以为5-10mm。
翘曲度检测装置的工作原理如下：翘曲度检测元件21检测待预热SOG片100的上表面处的高度，驱动组件22具有水平两轴运动功能，能够驱动翘曲度检测元件21在待预热SOG片100的上方做水平运动，通过对得到的待预热SOG片100的上表面高度做差运算，即可得到待预热SOG片100的翘曲度。
以下结合图3和图4详细说明驱动组件22的具体结构。
驱动组件22可以包括：第一支撑杆221、第二支撑杆222和第三支撑杆223，第二支撑杆222和第三支撑杆223均水平设置且二者相互垂直，第三支撑杆223能够沿第二支撑杆222移动，第一支撑杆221竖直设置，一端与第二支撑杆222相连，另一端与支撑座23相连。翘曲度检测元件21设置在第三支撑杆223上，并能够沿第三支撑杆223移动。
翘曲度检测元件21在第三支撑杆223上移动，可以调节预设平面3内x轴方向的坐标，第三支撑杆223在第二支撑杆222上移动，可以调节预设平面3内y轴方向的坐标。驱动组件22通过扫描预设平面3并输出x、y坐标，从而控制翘曲度检测元件21在预设平面3内形成第一轨迹4和第二轨迹5。
通过设置翘曲度检测元件21的分辨率，可以确定采样点M和N的数量，从而调节采样精度。优选的，M和N为100-500。
优选的，翘曲度检测元件21可以选用现有的位移传感器。需要说明的是，在本发明实施例中，翘曲度检测元件21采用三角测距原理实现第一距离hei和第二距离hcj的检测，以下结合图6，对三角测距原理进行详细说明。
如图6所示翘曲度检测元件21包括：激光器、直透镜、接受透镜、滤光片、光敏单元和基准面等部件，激光器的在基准面上的入射角和反射角为γ，基准面反射光线与光敏单元之间的夹角为β，接受透镜的物距为l1，像距为l2，焦距为f，基准面参数，上述参数都是已知参数。只需要求得实际测量点B的反射光斑B’在光敏D单元上的偏移距离x，就可以通过公式(2)算得到实际测量点B相对基准面的偏移距y，并根据y计算出实际测量点B的高度h，h＝y±基准面参数，通常基准面参数为20-30mm。实际测量点B的高度h即为所述第一距离hei和/或第二距离hcj。
其中，当实际面在基准面下时取“-”(即如图6所示)，当实际面在基准面上时取“+”。
进一步的，翘曲度获取单元2还包括计算模块(图中未绘示)，所述计算模块用于根据第一距离和第二距离计算待预热SOG片的翘曲度。
所述计算模块具体用于，计算检测到的N个第一距离hei的平均值he，并确定检测到的M个第二距离hcj的最大值hc，并根据各第二距离的最大值hc和各第一距离的平均值he，计算待预热SOG片的翘曲度h，其中，h＝hc-he。
优选的，所述处理单元具体用于，根据以下公式(1)计算所述SOG片的预热时间t：
其中，h为待预热SOG片的翘曲度，H为预设的翘曲度阈值，T为预设的时间阈值。
在本发明实施例中，H可以为20um。T与预热温度相关，在预热温度为100℃时，T可以为120s，若预热温度越高，则T也越大。
通过上述公式(1)可以看出，针对不同翘曲程度的待预热SOG片100设置不同的预热时间t，翘曲度h越小，预热时间t越短，从而可以提高待预热SOG片100的生产效率。
本发明实施例还提供一种SOG片传输系统，如图7所示，所述SOG片传输系统包括翘曲度检测装置106，翘曲度检测装置106可以为前述的翘曲度检测装置。
进一步的，如图7所示，所述SOG片传输系统还可以包括：装载设备101、预抽真空腔102、传输腔103、预热腔104、工艺腔105和传片装置107，传输腔103分别与预抽真空腔102、预热腔104和工艺腔105相连。
传片装置107为机械手，能够将待预热SOG片100从装载设备101上取下，并依次传递至翘曲度检测装置106、预抽真空腔102、传输腔103、预热腔104、传输腔103、工艺腔105。
所述SOG片传输系统，通过利用翘曲度检测装置确定待预热SOG片的翘曲度，并根据翘曲度、预设的翘曲度阈值和预设的预热时间阈值之间的关系式确定待预热SOG片的预热时间。通过在每个SOG片预处理之前计算每个SOG片的翘曲度，由此计算其预热时间，不同SOG片的翘曲程度不同，相应的预热时间也不同，而不是为多个SOG片设置统一的预热时间，使得预处理工艺更为灵活，也更有针对性，从而提高SOG片传输系统的工作效率和设备产能。
本发明实施例还提供一种SOG片传输方法，所述方法应用于如前所述的SOG片传输系统，结合图3、图7、图8所示，所述方法包括以下步骤：
S1，传片装置将待预热SOG片传输至翘曲度检测装置。
具体的，传片装置107将待预热SOG片100传输至翘曲度检测装置106的支撑座23上。
S2、翘曲度检测装置对待预热SOG片进行预处理，以确定该待预热SOG片的预热时间。
具体的，所述预处理可以采用如前所述的预处理方法，在此不再赘述。
S3，传片装置将待预热SOG片传输至预热腔，使其在预热腔内加热所述预热时间后，将预热后的SOG片从预热腔内传出。
具体的，传片装置107将待预热SOG片100传输至预热腔104进行预处理，预处理时间即为预热时间。
通过步骤S1-S3可以看出，利用翘曲度检测装置确定待预热SOG片的翘曲度，并根据翘曲度、预设的翘曲度阈值和预设的预热时间阈值之间的关系式确定待预热SOG片的预热时间。通过在每个SOG片预处理之前计算每个SOG片的翘曲度，由此计算其预热时间，不同SOG片的翘曲程度不同，相应的预热时间也不同，而不是为多个SOG片设置统一的预热时间，使得SOG片传输工艺更为灵活，也更有针对性，从而提高SOG片传输工艺的工作效率和设备产能。
进一步的，在对待预热SOG片100进行预处理(即S2)之后、在预热腔内对待预热SOG片100加热所述预热时间(即S3)之前，所述SOG片传输方法还包括以下步骤：
S3’，传片装置将待预热SOG片传输至预抽真空腔，对预抽真空腔抽真空后，将待预热SOG片从预抽真空腔传输至传输腔。
具体的，传片装置107将待预热SOG片100传输至预抽真空腔102，对预抽真空腔102抽真空后，传片装置107再将待预热SOG片100从预抽真空腔102传输至传输腔103。
相应的，在S3中，传片装置107将待预热SOG片100从传输腔103传输至预热腔104。
进一步的，在预热腔内对待预热SOG片100加热所述预热时间(即S3)之后，所述SOG片传输方法还包括以下步骤：
S4，传片装置将预热后的SOG片从预热腔传输至传输腔，并从传输腔传输至工艺腔。
具体的，传片装置107将预热后的SOG片经由传输腔103传输至工艺腔105。
通过在大气端增加了用于检测待预热SOG片100的翘曲度的翘曲度检测装置106，在待预热SOG片100进入预抽真空腔102之前，传片装置107先要将待预热SOG片100放到翘曲度检测装置106上确定其翘曲度以及预热时间。然后将待预热SOG片100传入预抽真空腔102，在预抽真空腔102内进行预抽真空之后，将待预热SOG片100传输至预热腔104，预热腔104根据该预热时间控制预热时长。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种SOG片预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过翘曲度检测装置确定待预热SOG片的翘曲度，并根据所述翘曲度、预设的翘曲度阈值和预设的预热时间阈值之间的关系式确定所述待预热SOG片的预热时间。
2.如权利要求1所述的SOG片预处理方法，其特征在于，确定所述待预热SOG片的翘曲度包括以下步骤：
检测所述待预热SOG片的边缘区域内的采样点与预设平面的第一距离，以及所述待预热SOG片的中心区域内的采样点与所述预设平面的第二距离，其中，所述预设平面为所述翘曲度检测装置的运动轨迹所形成的平面；
根据所述第一距离和所述第二距离计算所述待预热SOG片的翘曲度。
3.如权利要求2所述的SOG片预处理方法，其特征在于，
所述第一距离的检测方法具体为：控制所述翘曲度检测装置在所述预设平面内移动，以检测所述待预热SOG片的边缘区域内的多个采样点与所述预设平面的第一距离hei(i＝1，2，…，N)，N为大于1的正整数；
所述第二距离的检测方法具体为：控制所述翘曲度检测装置在所述预设平面内移动，以检测所述待预热SOG片的中心区域内的多个采样点与所述预设平面的第二距离hcj(j＝1，2，…，M)，M为大于1的正整数；
计算所述第一距离hei的平均值he，确定所述第二距离hcj的最大值hc，并根据所述最大值hc和所述平均值he，计算所述待预热SOG片的翘曲度h，其中，h＝hc-he。
4.如权利要求1-3任一项所述的SOG片预处理方法，其特征在于，根据下述公式计算所述待预热SOG片的预热时间t：其中，h为所述待预热SOG片的翘曲度，H为预设的翘曲度阈值，T为预设的预热时间阈值。
5.一种SOG片传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，传片装置将待预热SOG片传输至翘曲度检测装置；
S2、翘曲度检测装置对所述待预热SOG片进行预处理，以确定所述待预热SOG片的预热时间；其中，预处理采用如权利要求1-4任一项所述的预处理方法；
S3，所述传片装置将所述待预热SOG片传输至预热腔，使其在所述预热腔内加热所述预热时间后，将预热后的SOG片从所述预热腔内传出。
6.如权利要求5所述的SOG片传输方法，其特征在于，所述S2之后、S3之前，所述SOG片传输方法还包括以下步骤：
S3’，所述传片装置将所述待预热SOG片传输至预抽真空腔，对所述预抽真空腔抽真空后，将所述待预热SOG片从所述预抽真空腔传输至传输腔；
所述S3中，所述传片装置将所述待预热SOG片从所述传输腔传输至所述预热腔。
7.如权利要求6所述的SOG片传输方法，其特征在于，在所述S3之后，所述SOG片传输方法还包括以下步骤：
S4，所述传片装置将预热后的SOG片从所述预热腔传输至所述传输腔，并从所述传输腔传输至工艺腔。
8.一种翘曲度检测装置，其特征在于，包括翘曲度获取单元和处理单元，所述翘曲度获取单元用于确定待预热SOG片的翘曲度；所述处理单元用于根据所述翘曲度、预设的翘曲度阈值和预设的预热时间阈值之间的关系式确定所述待预热SOG片的预热时间。
9.如权利要求8所述的翘曲度检测装置，其特征在于，所述翘曲度获取单元包括：翘曲度检测元件、驱动组件和用于承载所述待预热SOG片的支撑座，其中，
所述翘曲度检测元件位于所述支撑座的上方，且所述翘曲度检测元件与所述驱动组件连接，用于在所述驱动组件的驱动下检测第一距离和第二距离。
10.如权利要求9所述的翘曲度检测装置，其特征在于，所述翘曲度获取单元还包括计算模块，其中，
所述计算模块用于根据所述第一距离和所述第二距离计算所述待预热SOG片的翘曲度。
11.一种SOG片传输系统，其特征在于，包括如权利要求8-10任一项所述的翘曲度检测装置。
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