CN112117209A - 硅片吸附装置及激光退火设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅片吸附装置及激光退火设备,该硅片吸附装置具有能够吸附硅片的吸附面,还包括标识差异件,标识差异件设置在硅片吸附装置上,用于形成标识区域,吸附面包括吸附区域,吸附区域被配置为能够吸附固定硅片,标识区域与吸附区域相邻设置,硅片被吸附区域吸附固定后,硅片的边缘至少部分落入标识区域内,标识区域与硅片具有不同的机器识别度。上述的硅片吸附装置能够提高硅片边缘提取精度及效率,硅片与吸盘对准效率高,有利于提高激光退火设备产能。相应地,本发明还提供一种激光退火设备。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造领域,尤其涉及一种硅片吸附装置及激光退火设备。
背景技术
在激光退火工艺中,需要对硅片的边缘进行准确地识别,以确保激光退火工艺精度。传统激光退火设备的吸盘均为碳化硅材质,碳化硅吸盘的颜色与硅片的颜色(多为生色,以黑色为主)相同,使得探测装置很难对硅片和吸盘进行区分,无法辨别硅片和吸盘的位置,硅片边缘提取精度低,导致硅片对准成功率较低,需要反复多次调试校准,硅片与吸盘对准效率低,影响激光退火设备产能。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种硅片吸附装置,能够提高硅片边缘提取精度及效率,硅片与吸盘对准效率高,有利于提高激光退火设备产能。
本发明的另一个目的在于提出一种激光退火设备,能够提高硅片与吸盘对准效率,设备产能高。
为达此目的,一方面,本发明采用以下技术方案:
一种硅片吸附装置,该硅片吸附装置具有能够吸附硅片的吸附面,还包括标识差异件,标识差异件设置在硅片吸附装置上,用于形成标识区域,吸附面包括吸附区域,吸附区域被配置为能够吸附固定硅片,标识区域与吸附区域相邻设置,硅片被吸附区域吸附固定后,硅片的边缘至少部分落入标识区域内,标识区域与硅片具有不同的机器识别度。
在其中一个实施例中,不同的机器识别度包括颜色差异识别和/或光反射率差异识别;标识区域的颜色与硅片的颜色不同;和/或,标识区域的光反射率与硅片的光反射率不同。
在其中一个实施例中,标识区域的颜色为白色、金色、银色或黄色。
在其中一个实施例中,标识区域对波长为400nm~800nm的光的反射率达到40%以上。
在其中一个实施例中,标识区域采用陶瓷氧化钢、模具钢和氧化锆中的至少一种制成。
在其中一个实施例中,标识区域呈环形,环形的标识区域上沿径向开设有至少一个缺口。
在其中一个实施例中,缺口的宽度为0.2mm~3mm。
在其中一个实施例中,上述的硅片吸附装置还包括基座,环形的标识区域包括标识环,基座上设置有环形的安装区,标识环设置在安装区内。
在其中一个实施例中,标识环通过胶粘或机械固定方式固定在安装区内。
在其中一个实施例中,硅片被吸附区域吸附固定后,硅片的边缘至少有三个边缘点落入标识区域内。
在其中一个实施例中,硅片的上片方向为0°,硅片被吸附区域吸附固定后,硅片的边缘位于0°、90°、180°和270°的边缘点;和/或,硅片的边缘位于45°、135°、225°和315°的边缘点落入标识区域内。
在其中一个实施例中,硅片被吸附区域吸附固定后,硅片的定位口落入标识区域内。
在其中一个实施例中,标识区域的表面高度与吸附区域的表面高度相同。
在其中一个实施例中,标识区域包括多个沿轴向叠加设置的标识环。
在其中一个实施例中,多个标识环之间粘接连接。
在其中一个实施例中,标识区域的径向宽度不唯一。
另一方面,本发明还提供一种激光退火设备,包括上述任一项的硅片吸附装置。
上述的硅片吸附装置包括标识差异件,标识差异件设置在硅片吸附装置上,用于形成标识区域,标识区域与吸附区域相邻设置,且标识区域与硅片具有不同的机器识别度,硅片被吸附区域吸附固定后,硅片的边缘至少部分落入标识区域内,由于标识区域与硅片的机器识别度不同,从而使得探测装置可以快速、准确地识别硅片边缘,能够有效提高硅片边缘提取精度及效率,进而提高硅片与吸盘对准效率,提高激光退火设备产能。
上述的激光退火设备通过应用上述硅片吸附装置具有硅片与吸盘对准效率高,设备产能高的有益效果。
附图说明
图1是一个实施例中硅片吸附装置的结构示意图;
图2是一个实施例中硅片吸附装置的结构剖视图;
图3是一个实施例中标识环的结构示意图。
图中:
11-吸附区域,12-标识区域,121-缺口,122-标识环,20-基座。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
请同时参阅图1至图3,一实施例的硅片吸附装置具有能够吸附硅片的吸附面,还包括标识差异件,标识差异件设置在硅片吸附装置上,用于形成标识区域12。吸附面包括吸附区域11,吸附区域11被配置为能够吸附固定硅片,标识区域12与吸附区域11相邻设置,硅片被吸附区域11吸附固定后,硅片的边缘至少部分落入标识区域12内,标识区域12与硅片具有不同的机器识别度。
上述的硅片吸附装置包括标识差异件,标识差异件设置在硅片吸附装置上,用于形成标识区域12,标识区域12与吸附区域11相邻设置,标识区域12与硅片具有不同的机器识别度,硅片被吸附区域11吸附固定后,硅片的边缘至少部分落入标识区域12内,由于标识区域12与硅片的机器识别度不同,从而使得探测装置可以快速、准确地识别硅片边缘,能够有效提高硅片边缘提取精度及效率,进而提高硅片与吸盘对准效率,提高激光退火设备产能。具体地,在该方案中,所述机器识别度主要指的是机器视觉识别度。
在一个实施例中,不同的机器识别度包括光反射率差异识别,标识区域12与硅片之间通过光反射率差异提供不同的机器识别度。标识区域12的光反射率与硅片的光反射率不同,硅片被吸附固定后在硅片边缘和标识区域12之间会形成不同的光反射差异,便于探测装置进行识别,探测装置能够快速、准确地识别硅片边缘。具体地,在一个实施例中,标识区域12对光的反射率至少在40%以上,更优的,标识区域12的光反射率可以是45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、100%。具体地,在一个实施例中,标识区域12的光反射率针对的是波长为400nm~800nm的光,更具体地,可以针对波长为450nm~550nm的光。
在又一个实施例中,不同的机器识别度包括颜色差异识别,标识区域12与硅片之间通过颜色差异提供不同的机器识别度。标识区域12的颜色与硅片的颜色不同,标识区域12采用与硅片不同颜色的材料制成,使标识区域12与硅片之间具有明显的色差便于探测装置进行识别,硅片被吸附固定后在硅片边缘和标识区域12之间形成色差,探测装置能够快速、准确地识别硅片边缘。具体地,在一个实施例中,标识区域12的颜色为白色、金色、银色或黄色。
上述实施例中,通过光反射率差异或颜色差异提供不同的机器识别度,标识区域12与硅片的光反射率不同或颜色不同以形成不同的机器识别度。然而,在其它实施例中,机器识别度还可以同时包括颜色和光反射率,同时通过光反射率差异和颜色差异提供不同的机器识别度,标识区域12与硅片的光反射率和颜色均不同,以增强机器识别度,进一步确保硅片边缘的提取精度及效率,以上机器识别度不同仅包括颜色不同或光反射率不同仅是一个具体实施例,并不做具体限定。具体地,标识区域12优选采用热膨胀系数低的金属材料制成,在能够有效提供机器对比度的同时,还具有良好的耐用性。进一步地,在一个实施例中,标识区域12采用陶瓷氧化钢、模具钢和氧化锆中的至少一种制成。
在一个实施例中,标识区域12呈环形,环形的标识区域12上沿径向开设有至少一个缺口121。具体地,缺口121能够在标识区域12受热膨胀时进行膨胀形变补偿,以避免激光退火过程中温度升高导致标识区域12与吸附区域11之间造成干涉,提升硅片吸附装置的可靠性,进一步提升硅片对准的准确性。
在一个实施例中,缺口121的宽度为0.2mm~3mm。具体地,在一个实施例中,缺口121的宽度在0.2mm~3mm之间以固定数值间隔递增变化取值,如在一个实施例中,缺口121的宽度以0.05mm递增变化取值,缺口121的宽度为0.2mm、0.25mm、0.3mm…3mm之间的任意值,在其它实施例中,缺口121的宽度还可以以0.1mm、0.2mm或其它数值递增变化取值,本实施例并不做具体限定。进一步地,在一个实施例中,缺口121的宽度为1mm。
在一个实施例中,硅片吸附装置还包括基座20,环形的标识区域12包括标识环122,基座20上设置有环形的安装区,标识环122设置在安装区内。具体地,标识差异件为标识环122,标识环122设置在硅片吸附装置上形成环形的标识区域12。吸附区域11包括吸盘,具体地,吸盘可以但不局限为微孔吸盘,吸盘设置在基座20上,基座20上的环形安装区为围绕在吸盘外侧的环形安装槽,标识环122设置在安装槽内围设在吸盘外圈。该硅片吸附装置结构简单,安装方便。硅片吸附装置安装时,将吸盘固定安装在基座20上,之后,将标识环122安装在安装槽内并将标识环122与基座20固定即可。
本实施例中,标识差异件为标识环122。需要说明的是,在其它实施例中,标识差异件还可以为若干个标识块,若干个标识块沿周向间隔设置在硅片吸附装置上形成环形的标识区域12,具体地,标识块可以为圆形、椭圆形、四边形、多边形、扇形或异性结构等任意形状。
在一个实施例中,标识环122通过胶粘固定在安装区内,标识环122与基座20粘接连接,以确保标识环122安装稳定可靠。进一步地,在其它实施例中,标识环122还可以通过机械固定方式,如螺栓紧固、卡接或铆接等固定方式固定在安装区内,现有技术中任何能够实现将标识环122固定在基座20上的固定方式均应落在本发明的保护范围内,以上实施例并不做具体限定。
在一个实施例中,硅片被吸附区域11吸附固定后,从机器视觉方向看,硅片的边缘至少有三个边缘点落入标识区域12内。具体地,该三个边缘点指机器视觉可分辨的三个边缘点。更进一步的,标识区域12可以是至少1个三角形、四边形、多边形、圆形、椭圆形、一段圆环,也可以是各种异形结构。具体地,为确保硅片边缘提取精度,标识区域12需要尽可能均匀的涵盖硅片边缘。硅片吸附装置组装过程中,若能够确保标识环122与吸盘同心设置即可保证硅片被吸附固定后边缘都落在标识区域12内。然而,标识环122与吸盘同心对准操作复杂,影响安装效率。本实施例中,标识区域12涵盖硅片的至少三个边缘点,硅片被吸附区域11吸附固定后,硅片的边缘至少有三个边缘点落入标识区域12内,通过至少三个边缘点即可确定硅片的圆心,进而即可确定硅片边缘。本实施例中,硅片吸附装置组装过程中只要保证标识区域12安装后能够涵盖硅片的至少三个边缘点即可,无需进行复杂的标识环122与吸盘的同心对准操作,既能够保证硅片边缘提取精度,又有助于提高硅片吸附装置的安装效率。
在一个实施例中,硅片的上片方向为0°,硅片被吸附区域11吸附固定后,硅片的边缘位于0°、90°、180°和270°的边缘点或硅片的边缘位于45°、135°、225°和315°的边缘点落入标识区域12内。一般地,硅片以0°或45°上片,本实施例中,标识区域12设置在硅片被吸附固定后以上片方向为基准点,间隔90°设置的四个硅片边缘点所在的位置,标识区域12涵盖四个呈十字形分布的边缘点,能够方便快速确定硅片圆心位置,确保硅片边缘提取效率及精度。
进一步地,在一个实施例中,还可以设置标识区域12同时对应八个边缘点,即硅片被吸附区域11吸附固定后,硅片的边缘位于0°、90°、180°和270°的边缘点和硅片的边缘位于45°、135°、225°和315°的边缘点均落入标识区域12内,从而可以实现无论是0°上片还是45°上片均可以快速、准确地进行硅片边缘提取操作,有利于提高硅片吸附装置的通用性。
进一步地,在一个实施例中,硅片被吸附区域11吸附固定后,硅片的定位口落入标识区域12内。一般地,硅片上设置有定位口,因此,标识区域12的分布需要考虑定位口边缘识别,本实施例中,于硅片被吸附固定后定位口所在的位置设置标识区域12,硅片被吸附区域吸附固定后,硅片的定位口落入标识区域12内,能够对定位口边缘进行准确识别提取,确保硅片边缘提取精度。
在一个实施例中,为确保对准精度及硅片吸附稳定性,标识区域12的表面高度与吸附区域22的表面高度相同。
在一个实施例中,标识区域12包括多个沿轴向叠加设置的标识环122,多个标识环122沿轴向叠加设置,从而可以根据吸盘的厚度增加或减少标识环122的数量,以使标识区域12的厚度与吸盘的厚度相同,且无需制作多种不同厚度规格的标识环122,通过增减标识环122的数量即可与不同厚度尺寸的吸盘相适配,有利于节约成本。
进一步地,在一个实施例中,多个标识环122之间粘接连接,以确保沿轴向叠加的多个标识环122之间连接稳定可靠。当然,在其它实施例中,多个标识环122之间还可以通过螺栓紧固或卡接等方式进行连接固定,本实施例并不做具体限定。
在一个实施例中,标识区域12的径向宽度不唯一。具体地,标识区域12的径向宽度随激光扫描路径变化,位于激光扫描路径区域内的标识区域12的宽度小于位于非激光扫描路径区域内的标记区域的宽度,位于激光扫描路径区域内的标识区域12的宽度较窄,使位于激光扫描路径区域内的标识区域12与吸附区域11之间形成间隙,从而可以避免在激光扫描过程中标识区域12温度升高发生膨胀变形与吸附区域11发生径向干涉。
上述的硅片吸附装置工作时,通过机械手将硅片放置在吸盘上,真空通过基座20上的通气孔穿过吸盘上面的微孔将硅片吸附在吸盘上,之后,整机进行预对准,由于标识环122与硅片具有明显的色差,便于进行硅片边缘的识别,硅片与吸盘快速准确对准后整机进行激光退火。激光退火时产生的热会使标识环122发生膨胀变形,缺口121对标识环122的膨胀变形进行补偿,避免标识环122因膨胀变形与吸盘及基座20发生干涉。
本发明还提供一种激光退火设备,包括上述的硅片吸附装置。本实施例的激光退火设备通过应用上述硅片吸附装置具有硅片与吸盘对准效率高,设备产能高的有益效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (17)
1.一种硅片吸附装置,所述硅片吸附装置具有能够吸附硅片的吸附面,其特征在于,还包括标识差异件,所述标识差异件设置在所述硅片吸附装置上,用于形成标识区域(12),所述吸附面包括吸附区域(11),所述吸附区域(11)被配置为能够吸附固定硅片,所述标识区域(12)与所述吸附区域(11)相邻设置,所述硅片被所述吸附区域(11)吸附固定后,所述硅片的边缘至少部分落入所述标识区域(12)内,所述标识区域(12)与所述硅片具有不同的机器识别度。
2.根据权利要求1所述的硅片吸附装置,其特征在于,不同的所述机器识别度包括颜色差异识别和/或光反射率差异识别;所述标识区域(12)的颜色与所述硅片的颜色不同;和/或,所述标识区域(12)的光反射率与所述硅片的光反射率不同。
3.根据权利要求2所述的硅片吸附装置,其特征在于,所述标识区域(12)的颜色为白色、金色、银色或黄色。
4.根据权利要求2所述的硅片吸附装置,其特征在于,所述标识区域(12)对波长为400nm~800nm的光的反射率达到40%以上。
5.根据权利要求2所述的硅片吸附装置,其特征在于,所述标识区域(12)采用陶瓷氧化钢、模具钢和氧化锆中的至少一种制成。
6.根据权利要求1至5任一项所述的硅片吸附装置,其特征在于,所述标识区域(12)呈环形,环形的所述标识区域(12)上沿径向开设有至少一个缺口(121)。
7.根据权利要求6所述的硅片吸附装置,其特征在于,所述缺口(121)的宽度为0.2mm~3mm。
8.根据权利要求6所述的硅片吸附装置,其特征在于,还包括基座(20),环形的所述标识区域(12)包括标识环(122),所述基座(20)上设置有环形的安装区,所述标识环(122)设置在所述安装区内。
9.根据权利要求8所述的硅片吸附装置,其特征在于,所述标识环(122)通过胶粘或机械固定方式固定在所述安装区内。
10.根据权利要求1至5任一项所述的硅片吸附装置,其特征在于,所述硅片被所述吸附区域(11)吸附固定后,所述硅片的边缘至少有三个边缘点落入所述标识区域(12)内。
11.根据权利要求1至5任一项所述的硅片吸附装置,其特征在于,所述硅片的上片方向为0°,所述硅片被所述吸附区域(11)吸附固定后,所述硅片的边缘位于0°、90°、180°和270°的边缘点;和/或,所述硅片的边缘位于45°、135°、225°和315°的边缘点落入所述标识区域(12)内。
12.根据权利要求1至5任一项所述的硅片吸附装置,其特征在于,所述硅片被所述吸附区域(11)吸附固定后,所述硅片的定位口落入所述标识区域(12)内。
13.根据权利要求1至5任一项所述的硅片吸附装置,其特征在于,所述标识区域(12)的表面高度与所述吸附区域(11)的表面高度相同。
14.根据权利要求13所述的硅片吸附装置,其特征在于,所述标识区域(12)包括多个沿轴向叠加设置的标识环(122)。
15.根据权利要求14所述的硅片吸附装置,其特征在于,多个所述标识环(122)之间粘接连接。
16.根据权利要求1至5任一项所述的硅片吸附装置,其特征在于,所述标识区域(12)的径向宽度不唯一。
17.一种激光退火设备,其特征在于,包括权利要求1至16任一项所述的硅片吸附装置。
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