CN112466802A - 晶片预对准器及预对准晶片的方法 - Google Patents

晶片预对准器及预对准晶片的方法 Download PDF

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Anchuan America Co ltd
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Abstract

本公开涉及晶片预对准器及预对准晶片的方法。预对准器用于预对准具有刻痕的晶片。该预对准器包括具有晶片接收表面的晶片平台，和驱动设备。提供检测器以检测刻痕，并且提供存储器以存储刻痕窗口，该刻痕窗口限定相对于起始位置的角度范围，预测刻痕位于该角度范围内。控制器执行预对准操作，其中晶片从起始位置旋转到对准位置。控制器执行操作，以使得以最大加速度/减速度值将晶片从起始位置旋转到由检测器检测到的刻痕位置：其中，操作被限制到用于将晶片从起始位置旋转到刻痕窗口的最大速度，并且其中，操作在刻痕窗口内被限制到扫描速度，直到检测到刻痕位置为止。

Description

晶片预对准器及预对准晶片的方法
技术领域
本发明涉及半导体晶片的预对准。
背景技术
使用预对准器来标识刻痕在半导体晶片上的位置。机器人将晶片放置在预对准器的卡盘上。预对准器旋转晶片卡盘，并因此旋转晶片，从而搜索刻痕。在标识出刻痕的情况下，晶片然后可以被取向为由要在晶片上执行的处理所规定的最终取向。
在到达预对准器时，刻痕的位置可以是相对于预对准器的任何位置，这取决于对晶片执行的先前处理和/或机器人的移动操作。因此，在一些相关技术的预对准器中，当搜索刻痕时，预对准器必须从旋转开始缓慢地扫描(即，以不大于扫描速度的速度进行扫描，该扫描速度是预对准器能够准确地检测到刻痕的最大速度)，直到预对准器检测到刻痕为止，如图13所示，图13示出了晶片的位置相对于对应的加速度对时间曲线图和对应的速度对时间曲线图的平面图。在这种预对准器中，预对准器在位置“A”处开始沿着图13中的速度对时间曲线图旋转，并加速直到在位置“B”旋转处达到扫描速度，然后保持该扫描速度直到在位置“C”处检测到刻痕为止。因此，在一些相关技术的预对准器中，必须以不大于扫描速度的速度扫描晶片，直到定位到刻痕为止，然后使晶片减速(例如，在图13中从位置“C”到位置“D”)，然后将晶片移动到最终取向(例如，在图13中从位置“D”到位置“E”)。
另外，当机器人将晶片放置在预对准器的卡盘上时，晶片的中心可能未与预对准器的卡盘的旋转中心对准。在一些相关技术的预对准器中，使用如下方法，该方法为了定位晶片的中心而需要扫描晶片的大约360度旋转。
已经确定，这种相关技术的预对准器在执行晶片的预对准时会很慢，并且可以做出显着的改进。
发明内容
本发明有利地提供了一种用于使晶片预对准的预对准器，晶片在其外围边缘上具有刻痕。该预对准器包括：旋转单元，该旋转单元包括：晶片平台，具有被配置为接收晶片的晶片接收表面；以及驱动设备，被配置为使晶片平台绕轴线旋转。该预对准器还包括：检测器，被配置为在晶片接收表面接收到晶片时检测晶片上的刻痕；存储器，被配置为存储刻痕窗口，该刻痕窗口限定相对于晶片接收表面最初接收晶片的起始位置的角度的范围，其中刻痕被预测位于角度的范围内，起始位置与检测器的感测区域相对应，以及控制器，被编程为执行预对准操作，在预对准操作中将晶片从起始位置旋转到预定对准位置。该控制器被编程为执行预对准操作，以使得以最大加速度/减速度值将晶片从起始位置旋转到由检测器检测到的刻痕位置：其中，预对准操作被限制到用于将晶片从起始位置旋转到刻痕窗口的最大速度；并且其中，预对准操作被限制到用于在刻痕窗口内在检测器检测到刻痕位置之前旋转晶片的扫描速度，扫描速度小于最大速度。
本发明有利地提供了一种方法，该方法包括：提供晶片平台，该晶片平台具有被配置为接收晶片的晶片接收表面，该晶片在其外围边缘上具有刻痕；提供检测器，该检测器配置为在晶片接收表面接收到晶片时扫描晶片的外围边缘以检测晶片的刻痕；设置刻痕窗口，该刻痕窗口限定相对于晶片接收表面最初接收晶片的起始位置的角度的范围，其中刻痕被预测位于角度的范围内，起始位置与检测器的感测区域相对应；并且执行预对准操作，在预对准操作中将晶片从起始位置旋转到预定对准位置。该预对准操作被执行，以使得以最大加速度/减速度值将晶片从起始位置旋转到由检测器检测到的刻痕位置：其中，预对准操作被限制到用于将晶片从起始位置旋转到刻痕窗口的最大速度；并且其中，预对准操作被限制到用于在刻痕窗口内在检测器检测到刻痕位置之前旋转晶片的扫描速度，扫描速度小于最大速度。
本发明有利地提供了一种方法，该方法包括：在具有晶片接收表面的晶片平台上提供晶片，该晶片在其外围边缘上具有刻痕；从晶片接收表面最初接收晶片的起始位置在晶片平台上旋转晶片，直到检测器检测到刻痕相对于起始位置的刻痕位置为止，起始位置与检测器的感测区域相对应；在存储器中存储刻痕位置；针对一个或多个连续晶片，重复提供、旋转和存储，以在存储器中汇集并存储刻痕位置数据；使用刻痕位置数据设置刻痕窗口，刻痕窗口限定相对于晶片接收表面最初接收后续晶片的起始位置的角度的范围，其中后续晶片的后续刻痕被预测位于角度的范围内；并且对后续晶片执行预对准操作，其中使用刻痕窗口在第一最短时间段内将后续晶片从起始位置旋转到后续晶片的刻痕位置。
附图说明
参考以下详细描述，尤其是当结合附图考虑时，对本发明及其许多附带优点的更完整的理解将变得清晰明了，在附图中：
图1是本发明的实施例的机器人和预对准器的透视图。
图2是其中使用刻痕存储器来存储允许改进预对准器的性能的数据的过程的流程图；
图3是其中优化了预对准器的性能的预对准器的预对准操作的过程的流程图；
图4示出了在第一起点场景下晶片的平面图的示意图；
图5示出了图4的晶片使用图3的过程的运动轨迹的图示；
图6示出了在运动轨迹期间在检测到刻痕之后达到最大速度的场景下图4的晶片使用图3的过程的另一运动轨迹的图示；
图7示出了在运动轨迹期间在检测到刻痕之前达到最大速度的场景下图4的晶片使用图3的过程的另一运动轨迹的图示；
图8示出了在第二起点场景下晶片的平面图的示意图；
图9示出了图8的晶片使用图3的过程的运动轨迹的图示，其中在运动轨迹期间在达到刻痕窗口之前达到大于扫描速度的速度并且在检测到刻痕之后达到大于扫描速度的速度；
图10示出了晶片相对于晶片卡盘的中心和预对准器的检测器的读取头的示意图，以确定偏心率并找到晶片的中心；
图11示出了常见的刻痕规格的一个示例；
图12示出了实现本发明的实施例的计算机系统(或控制器)的实施例；以及
图13示出了相关技术示例的晶片的位置相对于对应的加速度对时间曲线图和对应的速度对时间曲线图的平面图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，具有基本上相同的功能和布置的构成元件由相同的附图标记表示，并且仅在必要时进行重复描述。
在半导体制造中，重要的是精确地确定半导体晶片的位置(即，位置和取向)，从而准确地在半导体晶片上执行精确的制造工艺。随着例如通过使用诸如大气多关节机器人之类的机器人将晶片从处理站移动到处理站，确定半导体晶片在某些处理站中的位置是重要的。例如，预对准器可以用于识别刻痕在半导体晶片的外围上的位置，以使得该预对准器确定半导体晶片的位置。
图1描绘了包括臂构件110和末端执行器120的机器人100的透视图。机器人100可被配置为具有机器人臂和末端执行器的多关节机器人，该机器人臂具有一个或多个相对于彼此可旋转的臂构件，该末端执行器可旋转地安装到机器人臂的一端。机器人100被配置为使末端执行器在X、Y和Z方向上移动，以及使末端执行器绕一个或多个轴线(至少包括Z轴)枢转。末端执行器具有上表面122，该上表面122被配置为在制造期间在处理站之间(例如，从第一处理站到第二处理站)接收、支撑、和运载半导体晶片。
图1描绘了如下场景：机器人100已经将半导体晶片W传送到包括预对准器200的处理站。在图1中将预对准器200描绘为包括旋转单元210和检测单元240。为描绘简单起见，图1中的预对准器200被描绘为没有壳体，可以提供这样的壳体来容纳旋转单元210和检测单元240二者。
旋转单元210包括旋转马达(或驱动设备)220，旋转马达(或驱动设备)220具有从其向上突出的旋转轴(rotation shaft)222。马达220可以是例如电动马达。马达220被配置为使旋转轴222绕旋转轴线(rotation axis)224旋转，该旋转轴线224竖直地沿Z轴延伸穿过旋转轴222的竖直中心。晶片平台，例如晶片卡盘230，被安装到旋转轴222的远端。晶片卡盘230具有被配置为接收半导体晶片W的晶片接收表面232。旋转轴线224延伸穿过晶片平台230的旋转中心和晶片接收表面232的旋转中心。晶片接收表面232支撑晶片，并且可以配设有如下表面材料，该表面材料在晶片W和晶片接收表面232之间提供摩擦，以防止晶片W相对于晶片接收表面232移动。可替代地，或者除了表面材料之外，晶片接收表面232可以配设有抽吸孔，并且晶片卡盘230可以配设有抽吸设备，以将晶片W保持在晶片接收表面232上以防止晶片W相对于晶片接收表面232移动。
检测单元240包括基座242、支撑构件244、和读取头246。基座242支撑支撑构件244和读取头246。支撑构件244将读取头246支撑在基座242上。基座242安装在预对准器200的壳体(未示出)内。基座242可以安装到壳体，以使得旋转单元210和检测单元240可以相对于彼此移动。例如，基座242可以被安装到壳体，以使得检测单元240可以线性地移动以靠近和远离旋转单元210，从而预对准器200可以与各种直径的半导体晶片一起使用。
检测单元240包括检测器250，检测器250被配置为感测在晶片接收表面232上接收的晶片的存在。结合旋转单元210的操作，检测器250可以扫描晶片W的外围，以确定晶片W的对准(即，位置和取向)。(这里使用的术语“扫描”或“正在扫描”包括在晶片W旋转或不旋转的情况下检测器250在晶片的外围上的操作。)
检测器250包括光源252和光传感器(或光学传感器)254。在该实施例中，光源252设置在基座242内，并且透镜256配设在基座242的上端。光传感器254设置在读取头246上。光传感器254可以是例如电荷耦合器件(CCD)传感器。从光源252发出的光被透镜256准直，并且由此准直的光L被光传感器254接收。包括读取头246的检测单元240使光传感器254在-Z方向上朝向晶片W的上表面，该光传感器254可以在感测区域内感测晶片，例如其边缘或在其上形成的标记/刻痕，从而对准半导体晶片以进行检查和/或进行处理。通过检测光传感器254上的感测设备上的光是否被接收，检测器250可以确定晶片W的外围边缘E的存在与否以及在晶片W的外围边缘E上配设的刻痕的存在与否。
预对准器200由一个或多个控制器控制，下面参考图12来描述其实施例。可以通过与预对准器的控制器独立的控制器来控制机器人100，或者可以通过一个或多个公共控制器来控制机器人100和预对准器200。
应注意，诸如预对准器200之类的预对准器将具有某些操作参数，预对准器在这些操作参数的范围内操作。例如，预对准器200的旋转单元210将具有预对准器可以用来旋转晶片的最大角速度(本文中也称为最大速度)和最大角加速度/减速度(本文中也称为最大加速度和最大减速度)。这样的最大速度和最大加速度/减速度值取决于马达220的操作参数(例如，速度和加速度/减速度操作范围)。如本文所使用的这种最大速度和最大加速度/减速度值还可以取决于晶片卡盘230的操作参数(例如，其中提供的表面摩擦或抽吸设备，以确保晶片将在一定的速度和加速度/减速度范围内保持在晶片卡盘上)，晶片卡盘230的操作参数可能会将这些值降低到马达220的运行参数以下。另外，预对准器将具有最大扫描速度(本文中也称为扫描速度)，该最大扫描速度是预对准器的检测单元240可以准确地检测刻痕的最大速度。通常，扫描速度是小于旋转单元210的马达220的最大速度的值。
如图1所示，机器人100已经将半导体晶片W传送到包括预对准器200的处理站，并将晶片放置在预对准器200的晶片卡盘230上。预对准器200的马达220旋转晶片卡盘230，并因此旋转晶片W，以使用诸如检测器250之类的光学传感器来搜索刻痕N。在识别出刻痕N的情况下，然后将晶片W取向到最终取向，该最终取向是由将在例如设置了预对准器200的处理站处对晶片W执行的处理所规定的。刻痕N在到达预对准器200时的位置可以相对于预对准器200而变化，这取决于对晶片W执行的先前处理和/或机器人100的移动操作。
预对准器200用于识别刻痕N在半导体晶片W上的位置。已经确定刻痕N相对于其上放置有晶片的预对准器200的位置在晶片之间大体上是一致的，在一定的公差范围内。换言之，当机器人100重复晶片从先前的处理站到提供预对准器200的处理站的相同的总体运动时，晶片通常以在晶片之间相似(在一定的公差范围内)的方式被定位和定向。因此，本文描述的方法涉及使用预对准器200使用与图13所描绘的沿着图13的速度对时间曲线图从位置“A”到位置“C”的相关技术类似的处理来扫描连续晶片的刻痕，并且将多个连续晶片的刻痕位置存储在存储器中(本文中也称为刻痕存储器)。根据这些刻痕位置，可以设置刻痕位置的范围并将其存储在刻痕存储器中，并且这样的数据可以用于定义刻痕窗口。刻痕窗口是预测刻痕相对于在晶片接收表面上初始接收晶片的起始位置所位于的角度的范围，该起始位置对应于检测器250的感测区域。可以确定用于设置刻痕窗口的所存储的刻痕位置的数量(即，数据点的数量)的数值，以使得操作者具有在使得未来晶片的任何给定刻痕都将落在刻痕窗口内的似然率下的预定置信度(例如，90％或95％或99％等的数据点落在距起始点10°到35°的范围内、或距起始点5°到15°的范围内、或距起始点-10°到15°的范围内，等等)。一旦设置了刻痕窗口，预对准器200就可以使用以下处理来扫描晶片的刻痕：从起始位置利用旋转单元210的最大加速度/减速度和最大速度，直到晶片W被旋转到刻痕窗口为止，并且可以在检测到刻痕之后在晶片W旋转期间使用该最大加速度/减速度和最大速度，这可以有利地提高检测刻痕并将晶片取向到所需对准位置的速度，并有利地减少了执行对准的时间段，从而在保持对准准确度的同时增大了吞吐量。
因此，已经发现，在证明连续晶片的刻痕位置在一定数量的晶片上是一致的情况下，可以以最大加速度和最大速度在最佳方向上将预对准器移动到预期的刻痕的区域(即，刻痕窗口)而不是缓慢扫描，然后预对准器可以将晶片旋转减速至扫描速度以检测预期区域内的刻痕。已经进行了运动学研究以证明使用这种刻痕存储器的吞吐量优势，并且可以通过如下隐喻轻松地理解这些优势。如果某人正在寻找丢失的狗，则该人通常必须在寻找狗的过程中缓慢地驶过城镇，直到该人在城镇内找到该狗。一旦该人找到了狗，就需要开车将狗送还其主人。在刻痕存储器处理的情况下，该人知道狗通常喜欢跑到肉店。在这种情况下，该人可以尽可能快地开车去肉店，接到狗，然后在最快的时间段内将狗还给其主人。
图2描绘了过程300，其中，刻痕存储器用于存储允许改善预对准器的性能的数据。过程300包括将晶片装载到预对准器上的步骤302。例如，如图1所示，机器人100将半导体晶片W传送到包括预对准器200的处理站。机器人100使用末端执行器120将晶片W放置在晶片卡盘230的晶片接收表面232上，然后机器人100将末端执行器120移离预对准器。刻痕N的位置基于晶片W的位置。
过程300包括步骤304，其中使用预对准器扫描晶片来找到刻痕位置。例如，旋转单元210的马达220旋转旋转轴222，从而旋转晶片卡盘230和其上的晶片W。在该旋转期间，检测单元240的检测器250感测(或扫描)晶片W的外围边缘E。从光源252发射光并且由透镜256对光进行准直，以使得光传感器254接收准直光L。沿-Z方向朝向晶片W的上表面的光传感器254在感测区域内感测晶片，例如其边缘或在其上形成的标记/刻痕。通过检测光传感器254上的传感设备上的光被接收与否，检测器250可以确定晶片W的外围边缘E的存在与否以及设置在晶片W的外围边缘上的刻痕N的存在与否。预对准器200的控制器1200(参见图12)的处理器1204将基于来自检测单元240的信号来确定是否已检测到刻痕。
过程300还包括步骤306，其中在步骤304中检测到的刻痕N的位置被存储在刻痕存储器中，例如，存储在图12中描绘并且在下面更详细地讨论的控制器1200的存储器1206中。刻痕N的位置将包括关于晶片W的中心轴线相对于起始位置的角度值。
过程300还包括步骤308，其中控制器确定是否已经达到刻痕窗口置信度。该确定是基于是否已经累积并存储了足够数量的有关连续测试晶片的刻痕点的数据点，以使得操作员对未来晶片的任何给定刻痕落在该刻痕窗口内的可能性充满信心。例如，如果收集的数据点在晶片中心轴线的整个三百六十度周围均匀散布，则操作者可能无法设置具有可接受的置信度的狭窄的刻痕窗口。但是，如果收集的百分之九十五的数据点在从起始位置经过十度到从起始位置经过四十度的三十度范围内，则操作员可以决定将刻痕窗口设置在这三十度范围内。可以基于各种参数来设置置信度，例如，已经汇集了预定数量的数据点(例如，最少20个数据点、最少40个数据点等)以及预定百分比(例如，百分之九十、百分之九十五等)的数据点落在刻痕窗口的预定范围内(例如20度、30度等)。因此，操作员可以基于实现期望结果的参数来设置置信度。以这种方式设置刻痕窗口可以由操作员手动执行，也可以由执行考虑到诸如上述参数(即，最小数量的数据点、落入预定范围内的数据点的百分比)之类的参数的算法的处理器来执行。
因此，在步骤308中，如果尚未达到刻痕窗口置信度，则过程300循环回到步骤302，并且为了汇集另一数据点以供刻痕存储器存储而将另一晶片装载到预对准器上。另一方面，在步骤308中，如果已经达到刻痕窗口置信度，则过程300移至步骤310。
在步骤310中，将所设置的刻痕窗口存储在刻痕存储器中，例如，存储在图12的存储器1206中。刻痕窗口将包括关于晶片W的中心轴线相对于起始位置的角度值的范围。
值得注意的是，一旦针对使用过程300处理的每个晶片执行了步骤302和304中的每个步骤，则该晶片的预对准可以从步骤304开始并且以图13所示的方式完成。图13从位置“C”到位置“E”以完成所处理的晶片的预对准，以便设置刻痕窗口。
一旦设置了刻痕窗口，就可以例如如关于描述预对准操作的图3所讨论的那样优化预对准器的性能。
图3描绘了包括过程400的预对准操作，过程400包括将晶片装载到预对准器上的步骤402。
在步骤404中，针对晶片的起始位置是否在存储在刻痕存储器中的刻痕窗口内做出确定。起始位置是与预对准器的检测单元的感测区域对准的角位置。因此，如果控制器1200的处理器1204确定存储在刻痕存储器中的刻痕窗口与也将被存储在存储器中的起始位置重叠(例如，如果刻痕窗口从起始位置的-5度延伸到起始位置的+30度)，则过程400将进行到下面讨论的步骤408。然而，如果控制器1200的处理器1204确定起始位置不在刻痕窗口内(例如，如果刻痕窗口从起始位置的+5度延伸到起始位置的+30度)，则过程400将进行到步骤406。
在步骤406中，预对准器200将在不超过最大速度值的情况下使用最大加速度/减速度将晶片W旋转到刻痕窗口。换言之，预对准器将通过以最大值加速和/或减速来旋转晶片W，从而在不超过最大速度值的情况下尽可能快地到达刻痕窗口。因此，如果预对准器200以最大加速度值旋转晶片并且在到达刻痕窗口之前达到最大速度值，则预对准器200将停止进一步加速，并且将以最大减速度值开始减速，从而以扫描速度到达刻痕窗口(例如，参见图9)。控制器1200可以基于从起始位置到刻痕窗口的起点的距离和最大加速度值来计算在已经通过使用马达旋转到达刻痕窗口的起点时是否达到或超过扫描速度，因此计算机系统1200可以以下面关于图4至图9更详细讨论的方式来计算运动轨迹。
在步骤408中，预对准器200将使用检测单元240扫描刻痕N。在步骤408中，预对准器在不超过扫描速度的情况下以最大的加速度/减速度来旋转晶片W。因此，如果在已到达刻痕窗口时晶片W以低于扫描速度的速度旋转，则预对准器可以以最大加速度旋转晶片W，直到达到扫描速度为止，此时预对准器200将停止进一步加速。
在步骤410中，针对是否已经检测到刻痕N做出确定。控制器1200的处理器1204将基于来自检测单元240的信号来确定是否已经检测到刻痕。如果确定尚未检测到刻痕N，则过程400将循环回到步骤408，并且预对准器200将继续使用检测单元240来扫描刻痕N。应注意，如果由于检测单元240未能检测到刻痕N或者由于起始点位于刻痕窗口内的刻痕位置之后的位置而未在刻痕窗口内检测到刻痕N，则该过程将继续以扫描速度扫描刻痕N，直到检测到刻痕N为止，即使这需要晶片W旋转一整圈或更大。
在步骤410中，如果确定已经检测到刻痕N，则过程400继续到步骤412，在步骤412中，预对准器200将在不超过最大速度值的情况下使用最大加速度/减速度将晶片W旋转到期望的对准位置(例如，预定的对准位置)。换言之，预对准器将通过以最大值加速和/或减速来旋转晶片W，以便在不超过最大速度值的情况下尽可能快地并且在尽可能短的时间段内到达期望的对准位置。因此，如果预对准器200以最大加速度值旋转晶片并且在到达期望的对准位置之前达到最大速度值，则预对准器200将停止进一步加速，并且将以最大减速度值开始减速，以到达并停止在期望的对准位置处(例如，参见图9)。应注意，从检测到刻痕到期望的对准位置的旋转的方向可以是在扫描刻痕期间的方向的延续(即，在下面的图4到图9中所示的示例中为逆时针方向)，或者方向可以反转，这取决于哪个方向将产生到达期望的对准位置的最短的时间段。
下面阐述的图4到图9描绘了图3的过程400的各种可能的场景。图4描绘了晶片W1的平面图的示意图，并且图5描绘了图4的晶片W1使用过程400的运动轨迹图。图6描绘了图4的晶片W1在如下场景下使用过程400的替代运动轨迹图：在运动轨迹期间在检测到刻痕之后达到最大速度Vmax。图7描绘了图4的晶片W1在如下场景下使用过程400的另一替代运动轨迹图：在运动轨迹期间在检测到刻痕之前达到最大速度Vmax。图8描绘了晶片W2的平面图的示意图，并且图9描绘了图8的晶片W2使用过程400的运动轨迹图，其中在运动轨迹期间在到达刻痕窗口之前达到大于扫描速度的速度，并且在检测到刻痕之后达到大于扫描速度的速度。
本公开涉及找到刻痕和刻痕窗口，并且利用存储这种参数的存储器提供了一种新技术，该新技术允许预对准器随时间记忆刻痕的大致位置(或位置范围)。这种技术将减少最大和平均对准时间。
使用本文阐述的算法形成的运动轨迹将允许预对准器加速和减速到存储器中所存储的刻痕窗口，在该刻痕窗口中最有可能出现刻痕。当在刻痕窗口中时，预对准器将以扫描速度搜索刻痕。一旦预对准器检测到刻痕，预对准器就可以确定晶片必须旋转多远才能到达期望的位置。为了到达期望的对准位置，预对准器可以利用最大加速度和最大速度值，因为在该运动期间不需要扫描。应注意，为了找到边缘，必须旋转一最小距离。
因此，本公开提供如下过程，其中：(i)使用最大加速度/减速度来到达刻痕窗口并且以扫描速度进入刻痕窗口；(ii)以扫描速度进行扫描，直到达到刻痕为止；(iii)使用最大加速度/减速度来使晶片到达预定对准位置。该过程还将考虑到最大速度，以限制刻痕窗外运动期间的旋转速度。可以根据需要多少扫描来定制运动轨迹。
第一种可能的场景涉及以下情况：将晶片放置在预对准器上，以使得检测器250已位于刻痕窗口中，刻痕直接位于检测器250的顺时针方向。例如，图4描绘了这样的场景，其中示出了晶片W1的平面图的示意图。图4中的起点x0表示与预对准器的检测器250的感测区域对准的角位置。如图4所示，刻痕窗口具有起点xw1和终点xw2。图4中示出了刻痕位置xn以及期望或预定的对准位置xd。
图5到图7分别示出了图4的晶片W1使用过程400的运动轨迹，其中刻痕位置xn足够靠近起始点x0以使得当使用最大加速度旋转时晶片不会在检测到刻痕之前达到扫描速度。在如下情形下存在图5和6中的运动轨迹：在到达范围Δx之前出现刻痕，其中Δx是从停止到达到扫描速度VS所需的距离，而在刻痕出现在到达范围Δx之后的情形下存在图7中的运动轨迹。图6描绘了图4的晶片W1在如下场景下使用过程400的替代运动轨迹图：在运动轨迹期间，在移动到期望的对准位置xd的过程中，在刻痕位置xn处检测到刻痕之后，达到最大速度Vmax。
因此，运动轨迹细分如下：(i)在达到刻痕之前，以初始最大加速度；并且在不超过最大速度的情况下继续以最大加减速/减速度前进直到期望的对准位置为止。因为控制器1200可以确定期望的对准位置与检测到的刻痕位置相距多远，所以控制器1200可以计算出旋转单元210是否可以一直加速到最大速度，并在减速之前以该速度继续前进，如图6所示；或者是否有必要加速到低于最大速度的速度并在达到最大速度之前开始减速，如图5所示。
总移动时间可以细分如下：
Figure BDA0002666506510000121
初始加速过程中到达刻痕所需的时间；
Figure BDA0002666506510000122
到达期望的对准位置所需的时间。这取决于期望的位置距刻痕的距离，因为它确定在巡航(括号中所示)并减速之前是否有足够的空间从中间速度Vint一直加速到最大速度，或者是否在减速之前晶片只能加速到某一较低的速度V；
Δtfull＝Δt1+Δt2+Δtf：总移动时间。
为了解算上面的Δt2项中的速度V，开发了如下三个等式和三个未知项的系统：
Figure BDA0002666506510000131
描述晶片如何从中间速度加速到峰值速度；
0＝V2+2(-α)xdown：描述晶片如何从峰值速度减速到零；以及
xup+xdown＝xdesired-xnotch：加速和减速期间覆盖的距离等于从刻痕到期望的对准位置的距离。
Figure BDA0002666506510000132
对于以下详述的不同轨迹重复此过程；但是，使用稍微修改的等式。
当将晶片放置为使得传感器位于刻痕的窗口内时的另一种可能性是刻痕不在Δx范围内。图7示出了这种情形下的运动轨迹，其类似于图5的运动轨迹，不同之处在于预对准器必须以扫描速度巡航直到找到刻痕为止。
对图7的运动轨迹而言，总移动时间可以细分如下：
Figure BDA0002666506510000133
达到扫描速度所需的时间；
Figure BDA0002666506510000134
Figure BDA0002666506510000135
到达期望的对准位置所需的时间。这取决于期望的对准位置距刻痕的距离，因为它确定在巡航(括号中所示)并减速之前是否有足够的空间从中间速度Vint一直加速到最大速度，或者是否在减速之前晶片只能加速到某一较低的速度V；并且
Δtfull＝Δt1+Δt2+Δt3+Δtf：总移动时间。
第二种可能的场景涉及如下情况：将晶片放置在预对准器上以使得检测器250最初位于刻痕窗口之外。例如，图8中描绘了这样的场景，其示出了晶片W2的平面图的示意图。图8中的起始点x0同样表示与预对准器的检测器250的感测区域对准的角位置。如图8所示，刻痕窗口同样具有起点xw1和终点xw2。图8中示出了刻痕位置xn以及期望或预定的对准位置xd。图9示出了图8的晶片W2使用过程400的运动轨迹。
与图8所示的场景有关的运动轨迹的细分如下：
Figure BDA0002666506510000141
到达刻痕窗口xw的起点所需的时间。这取决于刻痕距最初起始位置的距离，因为它确定在巡航(括号中所示)并减速之前是否有足够的空间加速到最大速度，或者是否在减速之前晶片只能加速到某一较低的速度V；
Figure BDA0002666506510000142
从窗口的边缘到刻痕以扫描速度巡航所需的时间；
Figure BDA0002666506510000143
到达期望的对准位置所需的时间。这取决于期望的对准位置距刻痕的距离，因为它确定在巡航(括号中所示)并减速之前是否有足够的空间从扫描速度加速到最大速度，或者是否在减速之前晶片只能加速到某一较低的速度V；以及
Δtfull＝Δt1+Δt2+Δt3+Δtf：总移动时间。
由于以下事实：预对准器的控制器1200将在一段时间后知道刻痕窗口的位置，并且检测器250能够在两个方向上进行扫描，因此预对准器200将能够意识到如果按照顺时针方向刻痕距离最初位置超过180°，则可以沿逆时针方向旋转晶片，并使用与上述相同的运动轨迹场景。
各种检测到的刻痕位置、平均刻痕位置和刻痕窗口(范围)，除了被存储在控制器1200的存储器1206内之外，还可被存储在预对准器内的板上的非易失性存储器(例如，ROM1208)中。这样，如果重新对系统通电，则它可以保留此类数据的历史记录。
应注意，如果未如预期那样在刻痕窗口内找到刻痕，则该过程可以以扫描速度继续扫描，直到检测到刻痕为止。如果刻痕位置被示出为在某些数量的晶片上的某个范围内保持一致，则优选地使用刻痕存储器实现方式。
应注意，随着预对准器旋转晶片，晶片的中心可以不必放置在预对准器的晶片卡盘的中心上。因此，为了找到晶片中心，可以发现由偏移引起的偏心。本公开利用最小二乘近似来识别晶片的中心，与为了定位晶片的中心而可能需要扫描大约360度旋转的其他方法相比，这具有明显更少的所需旋转(例如90度)。
图10示出了晶片W3相对于晶片卡盘的中心和预对准器的检测器的读取头的示意图。图10示出了晶片W3、中心C1(例如，晶片卡盘230的旋转中心)、和预对准器200的检测器250的读取头246。预对准器使晶片W3旋转角度θ。可以不必将晶片W3的中心C2放置在晶片卡盘的中心C1上。偏心率由半径r和偏移角
Figure BDA0002666506510000151
定义。随着晶片旋转，针对变化的角度θ测量矢量p的大小。对于给定的晶片半径R，可以找到偏心率。
Figure BDA0002666506510000152
Figure BDA0002666506510000153
因此，两个等式具有三个未知数r、
Figure BDA0002666506510000154
和β。此外，β是随角度变化的不断波动的值。最后，读取头246将具有一定的测量宽度，使得矢量p在与读取头的像素正交的方向上的位置是不确定的。预期的偏心率优选地不大于2mm。给定晶片半径为150毫米，R*cos(β)的最大预期值为：
150–150*cos(atan(2/150))＝13微米。
假定角度β的影响较小，将cos(β)项线性化如下：
Figure BDA0002666506510000155
可以将其改写为：
Figure BDA0002666506510000156
这是一个有两个未知数的等式。我们可以生成具有N个后续旋转角度的N个等式，以使得最小二乘近似如下：
Figure BDA0002666506510000157
X*A＝b；
其中，X为N×2，A为2×1，b为N×1；
XT*X*A＝XT*b；
A＝(XT*X)-1*XT*b。
为了考虑变量R和p中的误差，我们重新考虑以上等式，如下：
Figure BDA0002666506510000158
对于理想的半径，我们期望p具有正弦分量以及稳态值：
Figure BDA0002666506510000159
Figure BDA00026665065100001510
我们将这些稳态项集中在一起，如下：
a＝-po-δp+R+δR
从而，
Figure BDA0002666506510000161
这是一个有三个未知数的等式。我们可以生成具有N个后续旋转角度的N个等式，以使得最小二乘近似如下：
Figure BDA0002666506510000162
X*A＝b；
其中，X为N×3，A为3×1，b为N×1；
XT*X*A＝XT*b；
A＝(XT*X)-1*XT*b。
这样，我们考虑了稳态偏移的任何变化并提取了晶片的纯偏心率。
图11描绘了来自2017年半导体设备和材料研究所(Semiconductor Equipment&Materials Institute，SEMI)M1草案文档中关于抛光单晶硅晶片规格的刻痕规格。应注意，在图11的略图中示出的销钉(pin)可用于在使用过程中将有刻痕的晶片对准在固定装置内。销钉还可用于在对刻痕尺寸和尺寸公差进行测试的过程中标引有刻痕的晶片。图11中所示的刻痕尺寸假定该对准销钉的直径为3mm。刻痕尺寸仅用于说明目的，并且不意在限制本文所述的权利要求的范围。
图12示出了用于实现本发明的实施例的计算机系统(或控制器)1200的实施例。尽管针对特定设备或装置描绘了计算机系统1200，但是可以预期，其他设备或装置(例如，网络元件、服务器等)可以部署计算机系统1200的所示硬件和组件。对计算机系统1200进行编程(例如，通过计算机程序代码或指令)以提供本文所述的功能，并且包括诸如总线1202之类的通信机制，用于在计算机系统1200的其他内部和外部组件之间传递信息。用于处理信息的一个或多个处理器1204与总线1202耦合，以对由计算机程序代码指定的信息执行一组操作。
计算机系统1200还包括耦合到总线1202的存储器1206。存储器1206(比如，随机存取存储器(RAM)或其他动态存储设备)存储包括处理器指令的信息。存储器1206还被处理器1204用来在执行处理器指令期间存储暂态值。计算机系统1200还包括耦合到总线1202的只读存储器(ROM)1208或其他静态存储设备，用于存储不由计算机系统1200改变的静态信息，包括指令。ROM 1208或连接到总线1202的单独的存储器可以被提供为非易失性存储器。计算机系统1200包括通信接口1216，该通信接口1216允许计算机系统1200与其他设备或装置(例如，网络元件、服务器、内部或外部机器人控制器，等等)通信。
包括用户输入指令的信息被从用户接口1210提供给总线1202以供处理器1204使用，用户接口1210例如是包含由人类用户操作的字母数字键的键盘、显示设备、指点设备(例如，鼠标、或轨迹球、或光标方向键)。
旋转单元1212(例如，旋转单元210，包括马达220、和用于检测晶片卡盘230的旋转位置的任何相关联的传感器、以及配设在晶片卡盘230上的用于保持晶片的任何设备(例如，抽吸设备)等等)可以通过总线1202与处理器1204通信，以在它们之间发送和接收数据，操作指令/命令或其他信息。处理器1204可以使用操作指令/命令来控制驱动设备旋转单元1212的操作，以控制马达220的输出轴(例如，输出轴222)的旋转(例如，开始、停止、方向(例如，顺时针、逆时针)、速度等)。
应注意，计算机系统1200可以另外连接到用于移动晶片的机器人(例如，机器人100)。在这样的布置中，机器人可以经由总线1202与处理器1204通信，以在它们之间发送和接收数据、操作指令/命令、或其他信息。在这样的布置中，处理器1204可以使用操作指令/命令来控制机器人的操作，以控制机器人的致动。可替代地，计算机系统1200可以经由通信接口1216与机器人的单独的控制器通信，以与机器人结合操作来将晶片装载到预对准器上和从预对准器取回晶片。
检测单元1214(例如，检测单元240)可以经由总线1202与处理器1204通信，以在它们之间发送和接收数据、操作指令/命令、或其他信息。处理器1204可以使用操作指令/命令来控制检测单元1214的操作，以结合旋转单元1214的操作来控制检测单元1214的操作。
可以将计算机系统1200配设在预对准器200的壳体上，或者以有线方式连接到预对准器200的其他组件，或者可以将计算机系统1200配设在与预对准器200的其他组件有线或无线通信的远程位置处。
应注意，本文所描绘和描述的示例性实施例阐述了本发明的优选实施例，并且并不意在以任何方式限制权利要求的范围。鉴于以上教导，对本发明的多种修改和变化是可能的。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，可以以不同于本文具体描述的方式的其他方式来实践本发明。

Claims (20)

1.一种用于使晶片预对准的预对准器，所述晶片在其外围边缘上具有刻痕，所述预对准器包括：
旋转单元，包括：
晶片平台，其具有被配置为接收所述晶片的晶片接收表面；和
驱动设备，其被配置为使所述晶片平台绕轴线旋转；
检测器，其被配置为在所述晶片接收表面接收到所述晶片时检测所述晶片上的所述刻痕；
存储器，其被配置为存储刻痕窗口，该刻痕窗口限定相对于所述晶片接收表面最初接收所述晶片的起始位置的角度的范围，其中所述刻痕被预测位于所述角度的范围内，所述起始位置与所述检测器的感测区域相对应；以及
控制器，其被编程为执行预对准操作，在所述预对准操作中将所述晶片从所述起始位置旋转到预定对准位置，
其中，所述控制器被编程为执行所述预对准操作，以使得以最大加速度/减速度值将所述晶片从所述起始位置旋转到由所述检测器检测到的刻痕位置：
其中，所述预对准操作被限制到用于将所述晶片从所述起始位置旋转到所述刻痕窗口的最大速度；并且
其中，所述预对准操作被限制到用于在所述刻痕窗口内在所述检测器检测到所述刻痕位置之前旋转所述晶片的扫描速度，所述扫描速度小于所述最大速度。
2.根据权利要求1所述的预对准器，其中，所述控制器被编程为还执行所述预对准操作，以使得以所述最大加速度/减速度值将所述晶片从由所述检测器检测到的所述刻痕位置旋转到所述预定对准位置，其中，所述预对准操作被限制到用于将所述晶片从由所述检测器检测到的所述刻痕位置旋转到所述预定对准位置的所述最大速度。
3.根据权利要求1所述的预对准器，其中，所述控制器被编程为最小化从所述起始位置移动到由所述检测器检测到的所述刻痕位置的时间段。
4.根据权利要求1所述的预对准器，其中，所述控制器被编程为最小化从所述起始位置移动到所述预定对准位置的时间段。
5.根据权利要求1所述的预对准器，其中，所述控制器被编程为使用最小二乘近似来确定在所述预定对准位置处的所述晶片的中心与具有所述晶片接收表面的所述晶片平台的旋转中心之间的偏心率。
6.根据权利要求1所述的预对准器，还包括被配置为存储所述刻痕窗口的非易失性存储器。
7.一种方法，包括：
提供晶片平台，该晶片平台具有被配置为接收晶片的晶片接收表面，所述晶片在其外围边缘上具有刻痕；
提供检测器，该检测器被配置为在所述晶片接收表面接收到所述晶片时扫描所述晶片的所述外围边缘以检测所述晶片的所述刻痕；
设置刻痕窗口，该刻痕窗口限定相对于所述晶片接收表面最初接收所述晶片的起始位置的角度的范围，其中所述刻痕被预测位于所述角度的范围内，所述起始位置与所述检测器的感测区域相对应；并且
执行预对准操作，在所述预对准操作中将所述晶片从所述起始位置旋转到预定对准位置，
其中，执行所述预对准操作，以使得以最大加速度/减速度值将所述晶片从所述起始位置旋转到由所述检测器检测到的刻痕位置：
其中，所述预对准操作被限制到用于将所述晶片从所述起始位置旋转到所述刻痕窗口的最大速度；并且
其中，所述预对准操作被限制到用于在所述刻痕窗口内在所述检测器检测到所述刻痕位置之前旋转所述晶片的扫描速度，所述扫描速度小于所述最大速度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，还执行所述预对准操作，以使得以所述最大加速度/减速度值将所述晶片从由所述检测器检测到的所述刻痕位置旋转到所述预定对准位置，其中，所述预对准操作被限制到用于将所述晶片从由所述检测器检测到的所述刻痕位置旋转到所述预定对准位置的所述最大速度。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述刻痕窗口是通过以下方式设置的：
对预定数量的连续晶片执行刻痕检测，以汇集相对于所述起始位置的刻痕位置数据；
确定预定百分比的所述刻痕位置数据落入其中的角度范围；并且
将所述刻痕窗口设置为所述角度范围。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括：使用最小二乘近似来确定在所述预定对准位置处的所述晶片的中心与具有所述晶片接收表面的所述晶片平台的旋转中心之间的偏心率。
11.根据权利要求7所述的方法，还包括：将所述刻痕窗口存储在存储器中。
12.根据权利要求7所述的方法，还包括：将所述刻痕窗口存储在非易失性存储器中。
13.一种方法，包括：
在具有晶片接收表面的晶片平台上提供晶片，该晶片在其外围边缘上具有刻痕；
从所述晶片接收表面最初接收所述晶片的起始位置在所述晶片平台上旋转所述晶片，直到检测器检测到所述刻痕相对于所述起始位置的刻痕位置为止，所述起始位置与所述检测器的感测区域相对应；
在存储器中存储所述刻痕位置；
针对一个或多个连续晶片，重复所述提供、旋转和存储，以在所述存储器中汇集并存储刻痕位置数据；
使用所述刻痕位置数据设置刻痕窗口，所述刻痕窗口限定相对于所述晶片接收表面最初接收后续晶片的所述起始位置的角度的范围，其中所述后续晶片的后续刻痕被预测位于所述角度的范围内；并且
对所述后续晶片执行预对准操作，其中使用所述刻痕窗口在第一最短时间段内将所述后续晶片从所述起始位置旋转到所述后续晶片的刻痕位置。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，对所述后续晶片执行所述预对准操作，其中使用所述刻痕窗口在第二最短时间段内将所述后续晶片从所述起始位置旋转到预定对准位置。
15.根据权利要求13所述的方法，
其中，对所述后续晶片执行所述预对准操作，以使得以最大加速度/减速度值将所述后续晶片从所述起始位置旋转到由所述检测器检测到的所述刻痕位置：
其中，所述预对准操作被限制到用于将所述后续晶片从所述起始位置旋转到所述刻痕窗口的最大速度；并且
其中，所述预对准操作被限制到用于在所述刻痕窗口内在所述检测器检测到所述刻痕位置之前旋转所述后续晶片的扫描速度，所述扫描速度小于所述最大速度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，还执行所述预对准操作，以使得以所述最大加速度/减速度值将所述后续晶片从由所述检测器检测到的所述刻痕位置旋转到所述预定对准位置，其中，所述预对准操作被限制到用于将所述后续晶片从由所述检测器检测到的所述刻痕位置旋转到所述预定对准位置的所述最大速度。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述刻痕窗口是通过以下方式设置的：
确定预定百分比的所述刻痕位置数据落入其中的角度范围；并且
将所述刻痕窗口设置为所述角度范围。
18.根据权利要求13所述的方法，还包括：使用最小二乘近似来确定在所述预定对准位置处的所述后续晶片的中心与具有所述晶片接收表面的所述晶片平台的旋转中心之间的偏心率。
19.根据权利要求13所述的方法，还包括将所述刻痕窗口存储在存储器中。
20.根据权利要求13所述的方法，还包括：将所述刻痕窗口存储在非易失性存储器中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102501318B1 (ko) * 2022-04-07 2023-02-16 양희찬 웨이퍼 이동암
EP4273911A1 (de) 2022-05-03 2023-11-08 Werner Lieb GmbH Haltevorrichtung und verfahren zum halten und/oder transportieren von werkstücken und/oder bauteilen, optional mit werkzeugfrei auswechselbaren saugerelementen
JP2024054636A (ja) * 2022-10-05 2024-04-17 川崎重工業株式会社 ロボットシステム、アライナおよび半導体基板のアライメント方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2694468B2 (ja) 1989-12-20 1997-12-24 東京エレクトロン株式会社 位置検出方法および検査装置
JPH10256350A (ja) * 1997-03-06 1998-09-25 Toshiba Corp 半導体製造方法及びその装置
JP2000021956A (ja) 1998-07-02 2000-01-21 Mecs Corp ノッチ合わせ機
US6275742B1 (en) * 1999-04-16 2001-08-14 Berkeley Process Control, Inc. Wafer aligner system
CN100499060C (zh) 2001-11-14 2009-06-10 罗兹株式会社 晶片定位方法和装置,晶片加工系统及晶片定位装置的晶片座旋转轴定位方法
US6932558B2 (en) * 2002-07-03 2005-08-23 Kung Chris Wu Wafer aligner
US8634633B2 (en) * 2003-11-10 2014-01-21 Brooks Automation, Inc. Wafer center finding with kalman filter
JP4636934B2 (ja) 2005-05-09 2011-02-23 タツモ株式会社 基板角度位置補正装置
CN100355055C (zh) 2005-10-28 2007-12-12 清华大学 硅晶圆预对准控制方法
TWI315455B (en) * 2006-06-23 2009-10-01 Littelfuse Concord Semiconductor Inc A structure and exposure method of double sided dual exposure mask aligner
JP5689704B2 (ja) * 2010-08-08 2015-03-25 日本電産サンキョー株式会社 モータ制御装置およびモータ制御方法
CN103199046B (zh) 2012-01-05 2015-09-09 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 晶圆缺口边缘中心预对准方法
JP6521988B2 (ja) * 2014-02-12 2019-05-29 ケーエルエー−テンカー コーポレイション ウェハノッチの検出
US10373858B2 (en) * 2016-04-06 2019-08-06 Lam Research Corporation Chuck for edge bevel removal and method for centering a wafer prior to edge bevel removal
JP6568986B1 (ja) * 2018-06-28 2019-08-28 平田機工株式会社 アライメント装置、半導体ウエハ処理装置、およびアライメント方法

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