CN116978846A - 一种带缓存工位的晶圆校正器 - Google Patents

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卜天瑜
苗义
张菊
刘恩龙
武一鸣
马刚
刘锐
董阳
张艺怀
王俊波
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Abstract

一种带缓存工位的晶圆校正器，包括两个晶圆支架组件、OCR组件、控制器和晶圆吸附&旋转组件；晶圆支架组件的上表面为上层晶圆放置工位，用于缓存等待校正的晶圆，两个晶圆支架组件对称设置于晶圆吸附&旋转组件的两侧；晶圆吸附&旋转组件包括在晶圆进行校正时提供旋转运动旋转伺服、调整前后位置的吸盘直线模组及吸附固定晶圆的晶圆吸盘，晶圆吸盘为下层晶圆放置工位，并载着晶圆进行前后运行；OCR组件用于实时采集晶圆边缘的轮廓信息，并实时上传控制器；控制器根据下层晶圆放置工位实时的轮廓信息及旋转运动旋转伺服的实时位置，计算晶圆偏心量以及晶圆缺口特征的位置。本发明通过新增缓存工位，增加了晶圆的取放数量，还提升晶圆传输的效率。

Description

一种带缓存工位的晶圆校正器
技术领域
本发明涉及半导体晶圆传输技术领域，尤其涉及一种带缓存工位的晶圆校正器。
背景技术
半导体行业的发展程度是国家科技实力的重要体现，晶圆制造领域更是全球科技竞争的焦点。提升我国半导体产业的竞争力，已成为制造业升级的重要课题之一。半导体芯片通常在制造过程中需要经过一系列的处理步骤，包括清洁、涂覆、曝光、蚀刻等。为了保证晶圆在不同的工艺设备之间流转时识别口对正的需求，需要使用专用的晶圆矫正设备。
目前，半导体工艺设备整套系统中的一个集成子系统EFEM(Equipment Front EndModule，半导体设备前端模块)/Sorter中，晶圆校正器通常采用夹持吸附的方式固定晶圆，采用吸附类型的晶圆校正器只有一层吸盘，用于接收机械手传递过来的晶圆。
由于只有一层的晶圆放置位置，机械手在向校正器传输晶圆时，只能单片传输，而且需要等待晶圆校正动作完成后，才能取走晶圆，灵活性较差，且在传输效率方面存在很大的问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的问题之一。
为此，本发明的目的在于提供一种带缓存工位的晶圆校正器，可用于提高晶圆传输效率，晶圆校正器使用的灵活性，同时对应不同规格晶圆的预校准。
为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
一种带缓存工位的晶圆校正器，包括带缓存工位的晶圆校正器，其包括两个晶圆支架组件、OCR组件、控制器和晶圆吸附&旋转组件；所述晶圆支架组件的上表面为上层晶圆放置工位，用于缓存等待校正的晶圆，两个所述晶圆支架组件对称设置于所述晶圆吸附&旋转组件的两侧；所述晶圆吸附&旋转组件包括在晶圆进行校正时提供旋转运动旋转伺服、调整前后位置的吸盘直线模组及吸附固定晶圆的晶圆吸盘，所述晶圆吸盘为下层晶圆放置工位，并载着晶圆进行前后运行；所述OCR组件用于实时采集晶圆边缘的轮廓信息，并实时上传所述控制器；所述控制器根据所述下层晶圆放置工位实时的轮廓信息及旋转运动旋转伺服的实时位置，计算晶圆偏心量以及晶圆缺口特征的位置。
进一步地，两个所述晶圆支架组件1均包括托架直线模组和托杆固定件；所述托架直线模组带动所述托杆固定件进行左右移动，调整两个所述晶圆支架组件1之间的间距，实现对应不同规格晶圆的放置，以及实现将晶圆下降放置所述下层晶圆放置工位的吸盘后，进行所述晶圆避让上升。
进一步地，两个所述晶圆支架组件均包括所述升降模组，所述升降模组进行横向运行及升降运行，用于调整所述上层晶圆放置工位和所述下层晶圆放置工位的间距，以对应不同间距机器人手指进行双层晶圆同时放置。
进一步地，两个所述晶圆支架组件均包括吸盘直线模组，所述吸盘直线模组前后运行，以对放置于所述下层晶圆放置工位需校正的不同规格晶圆。
进一步地，所述的带缓存工位的晶圆校正器，其还包括温度传感器，所述温度传感器安装于所述上层晶圆放置工位处，用于冷却所述晶圆达到所需的温度。
为了实现上述目的，本申请采用又一如下技术方案：
一种上述的带缓存工位的晶圆校正器的校正方法，其包括如下步骤：
步骤S1：晶圆传输机器人将需要晶圆放置于所述上层缓存放置工位和/或所述下层缓存放置工位上；
步骤S2：对所述下层缓存放置工位上进行晶圆校正；此时，所述晶圆传输机器人为空闲状态，到其它工位进行晶圆取放操作；
步骤S3：当放置于所述下层缓存放置工位完成晶圆校正后，所述晶圆传输机器人取走所述下层缓存放置工位的晶圆，放置于所述上层缓存放置工位的晶圆下降至所述下层缓存放置工位进行校正。
本发明实施例提供的上述技术方案，其通过新增缓存工位的方式，不仅增加了晶圆的取放数量，还可实现上下方向及水平方向移动，增加了灵活性，提升晶圆传输的效率。
此外，校正器载物台的位置同样可以移动，可以对应不同直径的晶圆的预校准，缓存工位(上层晶圆放置工位)和校正器载物台(下层晶圆放置工位)的移动均可通过伺服、电气或气缸等三种驱动方式进行。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明带缓存工位的晶圆校正器的轴侧视图一
图2为本发明带缓存工位的晶圆校正器的轴侧视图二
图3为本发明实施例中单侧晶圆支架组件示的意图
图4为本发明实施例中晶圆吸附&旋转组件的示意图
图5和图6为本发明实施例中双臂机器人双手取放片示意图
图7为本发明实施例中取放片流程示意图
附图标记：1-晶圆支架组件，2-OCR组件，3-晶圆吸附&旋转组件，
4-托架直线模组，5-托杆固定件，6-升降模组，7-吸盘直线模组，
8-旋转伺服，9-晶圆吸盘。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的机构或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
请查阅图1和图2，图1为本发明带缓存工位的晶圆校正器的轴侧视图一；图2为本发明带缓存工位的晶圆校正器的轴侧视图二。如图所示，带缓存工位的晶圆校正器，其包括两个晶圆支架组件1、OCR组件2、控制器和晶圆吸附&旋转组件3；所述晶圆支架组件1的上表面为上层晶圆放置工位，用于缓存等待校正的晶圆，两个所述晶圆支架组件1对称设置于所述晶圆吸附&旋转组件3的两侧。
请参阅图3，图3为本发明实施例中单侧晶圆支架组件示的意图。如图3所示，两个所述晶圆支架组件1均包括托架直线模组4和托杆固定件5；所述托架直线模组4带动所述托杆固定件5进行左右移动，调整两个所述晶圆支架组件1之间的间距，实现对应不同规格晶圆的放置，以及实现将晶圆下降放置所述下层晶圆放置工位的吸盘后，进行所述晶圆避让上升。
在本发明的实施例中，两个所述晶圆支架组件1还可以均包括所述升降模组6，所述升降模组6进行横向运行及升降运行，用于调整所述上层晶圆放置工位和所述下层晶圆放置工位的间距，以对应不同间距机器人手指进行双层晶圆同时放置。
进一步地，两个所述晶圆支架组件1均包括吸盘直线模组7，所述吸盘直线模组7前后运行，以对放置于所述下层晶圆放置工位需校正的不同规格晶圆。
也就是说，托架直线模组4可以进行左右移动，调整两个所述晶圆支架组件1之间的间距，可以实现对应不同规格晶圆的放置。同时，可以实现将晶圆下降放置再吸盘后，进行晶圆避让上升。吸盘直线模组7也可以前后运行，可对应不同规格晶圆的校正。
请参阅图4，图4为本发明实施例中晶圆吸附&旋转组件的示意图。如图4所示，所述晶圆吸附&旋转组件3包括在晶圆进行校正时提供旋转运动旋转伺服8、调整前后位置的吸盘直线模组7及吸附固定晶圆的晶圆吸盘9，所述晶圆吸盘9下层晶圆放置工位，并载着晶圆进行前后运行；所述OCR组件2用于实时采集晶圆边缘的轮廓信息，并实时上传所述控制器；所述控制器根据所述下层晶圆放置工位实时的轮廓信息及旋转运动旋转伺服8的实时位置，计算晶圆偏心量以及晶圆缺口特征的位置。
请查阅图5、6和图7，图5、6和图7为本发明实施例中双臂机器人双手取放片示意图，图7为本发明实施例中取放片流程示意图。
也就是说，新增的上层晶圆放置工位可以实现如下功能：
①、通过增加上层晶圆放置工位，可对应晶圆传输机器人的双层放置，减少了一次放置时间。在进行晶圆校正时，晶圆传输机器人为空闲状态，还可以到其同他工位进行晶圆取放操作；当下层工位完成晶圆校正后，晶圆传输机器人取走晶圆，上层晶圆放置工位的晶圆自动进行下降校正，可以减少一次放片时间。
②、在校正器仅有下层晶圆放置工位有晶圆，晶圆传输机器人两个末端执行器均有晶圆时，可以利用上层晶圆放置工位的缓存工位，放置一片未校准晶圆，取走已校准的晶圆，减少等待校准的时间；当晶圆传输机器人两个末端执行器均需要校准时，可以减少一次等待晶圆校准的时间，提升了晶圆传输的效率和使用的灵活性。
此外，带缓存工位的晶圆校正器还包括温度传感器，所述温度传感器安装于所述上层晶圆放置工位处，用于冷却所述晶圆达到所需的温度。
即当晶圆传输机器人末端执行器传递的晶圆温度较高需要冷却时，可以在上层晶圆放置工位缓存工位安装温度传感器，用于晶圆冷却工位，冷却完成还可以再进行晶圆校正动作，扩展了校正器应用的场景。
在本发明的实施例中，采用上述带缓存工位的晶圆校正器的校正方法可以包括如下步骤：
步骤S1：晶圆传输机器人将需要晶圆放置于所述上层缓存放置工位和/或所述下层缓存放置工位上；
步骤S2：对所述下层缓存放置工位上进行晶圆校正；此时，所述晶圆传输机器人为空闲状态，到其它工位进行晶圆取放操作；
步骤S3：当放置于所述下层缓存放置工位完成晶圆校正后，所述晶圆传输机器人取走所述下层缓存放置工位的晶圆，放置于所述上层缓存放置工位的晶圆下降至所述下层缓存放置工位进行校正。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，可以对上述技术特点进行自由组合，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，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种带缓存工位的晶圆校正器，其特征在于，包括两个晶圆支架组件(1)、OCR组件(2)、控制器和晶圆吸附&旋转组件(3)；所述晶圆支架组件(1)的上表面为上层晶圆放置工位，用于缓存等待校正的晶圆，两个所述晶圆支架组件(1)对称设置于所述晶圆吸附&旋转组件(3)的两侧；所述晶圆吸附&旋转组件(3)包括在晶圆进行校正时提供旋转运动旋转伺服(8)、调整前后位置的吸盘直线模组(7)及吸附固定晶圆的晶圆吸盘(9)，所述晶圆吸盘(9)为下层晶圆放置工位，并载着晶圆进行前后运行；所述OCR组件(2)用于实时采集晶圆边缘的轮廓信息，并实时上传所述控制器；所述控制器根据所述下层晶圆放置工位实时的轮廓信息及旋转运动旋转伺服(8)的实时位置，计算晶圆偏心量以及晶圆缺口特征的位置。
2.根据权利要求1所述的带缓存工位的晶圆校正器，其特征在于，两个所述晶圆支架组件(1)均包括托架直线模组(4)和托杆固定件(5)；所述托架直线模组(4)带动所述托杆固定件(5)进行左右移动，调整两个所述晶圆支架组件(1)之间的间距，实现对应不同规格晶圆的放置，以及实现将晶圆下降放置所述下层晶圆放置工位的吸盘后，进行所述晶圆避让上升。
3.根据权利要求1所述的带缓存工位的晶圆校正器，其特征在于，两个所述晶圆支架组件(1)均包括所述升降模组(6)，所述升降模组(6)进行横向运行及升降运行，用于调整所述上层晶圆放置工位和所述下层晶圆放置工位的间距，以对应不同间距机器人手指进行双层晶圆同时放置。
4.根据权利要求1所述的带缓存工位的晶圆校正器，其特征在于，两个所述晶圆支架组件(1)均包括吸盘直线模组(7)，所述吸盘直线模组(7)前后运行，以对放置于所述下层晶圆放置工位需校正的不同规格晶圆。
5.根据权利要求1所述的带缓存工位的晶圆校正器，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器安装于所述上层晶圆放置工位处，用于冷却所述晶圆达到所需的温度。
6.一种采用权利请求1-5所述的带缓存工位的晶圆校正器的校正方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：晶圆传输机器人将需要晶圆放置于所述上层缓存放置工位和/或所述下层缓存放置工位上；
步骤S2：对所述下层缓存放置工位上进行晶圆校正；此时，所述晶圆传输机器人为空闲状态，到其它工位进行晶圆取放操作；
步骤S3：当放置于所述下层缓存放置工位完成晶圆校正后，所述晶圆传输机器人取走所述下层缓存放置工位的晶圆，放置于所述上层缓存放置工位的晶圆下降至所述下层缓存放置工位进行校正。
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