CN219738922U - 一种晶圆编码识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶圆编码识别装置，设有晶圆编码的晶圆面具有第一朝向和第二朝向，识别装置包括：支撑部件以及设置在支撑部件上的第一识别元件和第二识别元件，第一识别元件用于识别在第一朝向时的晶圆编码，第二识别元件用于识别在第二朝向时的晶圆编码。采用本实用新型，实现了对不同朝向上的晶圆编码进行识别，解决了现有技术中的晶圆编码识别装置无法对不同朝向上的晶圆编码进行识别的问题。

Description

一种晶圆编码识别装置

技术领域

本实用新型涉及半导体加工设备技术领域，特别涉及一种用于识别晶圆编码的装置。

背景技术

芯片制造涉及很多工艺，每种工艺需要用到不同的工具和设备，晶圆于各设备间的传送及姿态的调整由晶圆传输系统来完成。

晶圆预对准系统是晶圆传输系统的重要组成部分，用于实现晶圆加工前的定位和姿态调整。晶圆预对准系统的重复定位精度要求高，其预对准时间直接影响芯片制造的生产效率。晶圆预对准的目的有两个，一是确定晶圆圆心位置，二是确定晶圆缺口方向。操作前晶圆圆心在预对准系统上的位置是未知的，缺口方向也是随机的，预对准的目的就是将晶圆圆心调整到指定位置，将缺口方向调转到指定方向。

晶圆编码是多位符合国际半导体产业协会标准的一串字符编码。每一片晶圆都拥有自己独立的编码。晶圆编码在晶圆的自动化制造中具有重要的作用。晶圆传输系统通过识别晶圆编码能够准确记录和确认晶圆的信息和对应的加工过程。国际半导体产业协会标准又规定了晶圆编码在晶圆上的相对位置，晶圆编码位于晶圆边缘的位置上。在晶圆传输系统中，目前多以晶圆编码检测相机，通过视觉检测的方式对晶圆的编码进行检测和识别。

由于晶圆形状为圆形，在晶圆预对准的过程中，通常会使用旋转晶圆并且扫描晶圆外轮廓的方式确认晶圆的形状和中心位置。在晶圆预对准过程中晶圆编码也会随着晶圆的旋转。通常，在晶圆的边缘位置放置一个晶圆编码检测相机，随着晶圆的转动，晶圆编码会出现在晶圆编码检测相机的检测区域内。在晶圆编码出现的过程中晶圆编码检测相机能够有效读取该编码。

随着科技的进步，近年来在芯片制造的过程中8寸晶圆和12寸晶圆的应用已经变成了主流。随着8寸晶圆和12寸晶圆的需求越来越旺盛，在晶圆传输系统中，8寸晶圆和12寸晶圆兼容的晶圆传输系统也就越来越受到欢迎。

但是由于制程需求的不同，在晶圆对准过程中，晶圆上的设有晶圆编码的晶圆面的朝向会不同，导致晶圆编码的朝向不同，而现有技术中的晶圆编码识别装置无法对不同朝向的晶圆编码进行识别。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种晶圆编码识别装置，能够对不同朝向上的晶圆编码进行识别。

为了实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种晶圆编码识别装置，设有晶圆编码的晶圆面具有第一朝向和第二朝向，所述识别装置包括：支撑部件以及设置在所述支撑部件上的第一识别元件和第二识别元件，所述第一识别元件用于识别在第一朝向时的晶圆编码，所述第二识别元件用于识别在第二朝向时的晶圆编码。

优选地，所述第一识别元件的识别方向垂直于晶圆面。

优选地，所述识别装置还包括：设置在所述支撑部件上的反射元件，晶圆编码通过所述反射元件的反射作用被所述第一识别元件或者所述第二识别元件识别到。

进一步地，所述第二识别元件的识别方向平行于晶圆面，所述反射元件作用的入射方向和反射方向的之间的夹角成90度。

更进一步地，所述反射元件包括直角棱镜反射镜。

再进一步地，所述识别装置还包括：设置在所述支撑部件上的微调机构，所述微调机构能够调整直角棱镜反射镜的反射角度。

再进一步地，所述直角棱镜反射镜的横截面的形状为等腰直角三角形。

再进一步地，所述微调机构包括：一与所述直角棱镜反射镜连接的旋钮。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

采用本实用新型的晶圆编码识别装置，当设有晶圆编码的晶圆面处于第一朝向时，通过第一识别元件对晶圆编码进行识别，当晶圆面处于第二朝向时，通过第二识别元件对晶圆编码进行识别，从而实现了对不同朝向上的晶圆编码进行识别，解决了现有技术中的晶圆编码识别装置无法对不同朝向上的晶圆编码进行识别的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为实施例中的晶圆编码识别装置在一种工作状态下的结构示意图；

图2为实施例中的晶圆编码识别装置在另一种工作状态下的结构示意图；

图3为实施例中的反射元件的作用原理示意图；

图4为实施例中的直角棱镜反射镜通过微调机构安装在支撑部件上的结构示意图；

图5为实施例中的8寸晶圆和12寸晶圆在晶圆预对准系统中的一种相对位置关系示意图；

图6为实施例中的晶圆编码识别装置在又另一种工作状态下的结构示意图；

图7为图6中A部分的放大结构示意图；

图8为实施例中的识别元件通过安装板安装在支撑部件上的结构示意图；

图9为实施例中的微调机构在一种视角下的结构示意图；

图10为实施例中的微调机构在另一种视角下的结构示意图；

图11为实施例中的8寸晶圆和12寸晶圆在晶圆预对准系统中的另一种相对位置关系示意图；

图12为现有技术中的晶圆编码识别装置在一种工作状态下的俯视结构示意图；

图13为图1的俯视结构示意图。

附图标记说明：

1：支撑部件；

2：识别元件；

210：第一识别元件；

220：第二识别元件；

3：反射元件；

310：直角棱镜反射镜；

4：微调机构；

410：旋钮；

420：安装底座；

430：夹紧底座；

431：限位螺钉；

432：微调螺丝；

5：固定座；

6：第一驱动部件；

610：滑台气缸；

611：固定部；

612：活动部；

7：探测元件；

710：光电传感器；

711：第一光电传感器；

712：第二光电传感器；

8：遮光板；

9：安装板；

901：安装孔；

910：侧板；

10：晶圆预对准机构；

1010：预对准平台；

1011：对准侧；

1012：识别侧；

1110：8寸晶圆；

1120：12寸晶圆；

1101：晶圆编码。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的方案作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施方式的目的。为了使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

本实施例在于提供一种晶圆编码识别装置，设有晶圆编码1101的晶圆面具有第一朝向和第二朝向。晶圆编码识别装置包括：支撑部件1以及设置在支撑部件1上的第一识别元件210和第二识别元件220，第一识别元件210用于识别在第一朝向时的晶圆编码1101，第二识别元件220用于识别在第二朝向时的晶圆编码1101。

当设有晶圆编码1101的晶圆面处于第一朝向时，通过第一识别元件210对晶圆编码1101进行识别，当晶圆面处于第二朝向时，通过第二识别元件220对晶圆编码1101进行识别，从而实现了对不同朝向上的晶圆编码1101进行识别，解决了现有技术中的晶圆编码识别装置无法对不同朝向上的晶圆编码1101进行识别的问题。

如图1所示，本实施例中的第一识别元件210的识别方向垂直于晶圆面。这样的设置方式使得识别到的晶圆编码1101图像不会变形，具有更好的识别效果。在一些实施方式中，识别元件2可以任何能够识别到晶圆编码1101的方向设置。

如图2所示，本实施例中的晶圆编码识别装置还可以包括：设置在支撑部件1上的反射元件3，晶圆编码1101通过反射元件3的反射作用被第一识别元件210或者第二识别元件220识别到。当识别元件2的识别方向以非垂直于晶圆面的方式设置时，晶圆编码1101通过反射元件3的反射作用能够更好地被识别元件2识别。

如图3所示，本实施例中的第二识别元件220的识别方向平行于晶圆面，反射元件3作用的入射方向和反射方向的之间的夹角成90度，图中指向反射元件3的箭头和指向第二识别元件220的箭头分别代表入射方向和反射方向。由于晶圆预对准机构10的体积较大，这样设置的方式主要是考虑到空间布局的合理性，避免第二识别元件220与晶圆预对准机构10产生干涉。

本实施例中的第一识别元件210和第二识别元件220均包括晶圆编码检测相机，晶圆编码检测相机与晶圆传输系统连接，当晶圆编码1101处于晶圆编码检测相机的识别范围内，通过视觉检测的方式对晶圆的编码进行检测和识别。

如图1和图2所示，具体的，在本实施例中，晶圆会放置在晶圆预对准机构10上，设有晶圆编码1101的晶圆面在对准过程中会朝上或者会朝下。在其他实施方式中，晶圆编码1101可以具有其他朝向。当晶圆编码1101具有多个不同朝向时，可相应的在支撑部件1上设置多个识别元件2进行识别。

如图1和图2所示，本实施例中的晶圆编码识别装置在工作状态下，第一识别元件210位于晶圆的上方，反射元件3和第二识别元件220位于晶圆的下方。当晶圆编码1101朝上时，处于第一识别元件210的识别范围内，此时通过第一识别元件210对晶圆编码1101进行识别；当晶圆编码1101朝下时，处于第二识别元件220的识别范围内，此时通过第二识别元件220经过反射元件3的反射作用对晶圆编码1101进行识别。

如图4所示，作为一种优选地实施方式，本实施例中的反射元件3包括直角棱镜反射镜310。直角棱镜反射镜310的反射斜面的面积更大，这样具有更大的反射范围，且易于安装调整，能够更好地实现入射方向和反射方向的之间的夹角成90度的效果。具体的，直角棱镜反射镜310的斜面做镀铝处理，镀铝后的斜面作为反射镜面，通过镜面反射效应，将晶圆编码1101成像方向偏转度，从而被第二识别元件220识别。

如图4所示，作为一种优选地实施方式，本实施例中的晶圆编码识别装置还包括：设置在支撑部件1上的微调机构4，微调机构4能够调整直角棱镜反射镜310的反射角度，使得晶圆编码1101的成像能够更好地落在识别元件2的识别范围内，也提升了整个装置的适用性。

具体的，本实施例中的直角棱镜反射镜310的横截面的形状为等腰直角三角形。其横截面的形状提高了反射镜面的稳定性。在通过微调机构4对直角棱镜反射镜310进行调整的时候，结构上稳定的直角棱镜反射镜310能够承受微调机构4施加在其上的作用力，而不会产生反射镜面的变形导致反射成像变形。

具体的，如图4、图9和图10所示，本实施例中的微调机构4包括：一与所述直角棱镜反射镜310连接的旋钮410，通过转动旋钮410调整直角棱镜反射镜310的反射角度。微调机构4还包括安装底座420和夹紧底座430，夹紧底座430通过安装底座420安装在支撑部件1上，夹紧底座430上开设有用于安装旋钮410的缺口，并通过穿设在缺口上的限位螺钉431将旋钮410锁紧。夹紧底座430还设有两个微调螺丝432，微调螺丝432的一端抵住直角棱镜反射镜310，通过调整微调螺丝432，直角棱镜反射镜310会绕着旋钮410转动，从而实现直角棱镜反射镜310的微调。

综上，本实施例的晶圆编码识别装置，通过第一识别元件210识别朝向上方的晶圆编码1101，通过第二识别元件220识别朝向下方的晶圆编码1101，从而实现了在晶圆的预对准过程中，虽然晶圆编码1101会出现朝上或者朝下，但是可以使用同一识别装置进行识别，提升了整个晶圆传输系统的通用性。本实施例中的晶圆编码识别装置通过微调机构4和反射元件3提升了识别元件2空间布局的合理性以及具有更好的识别效果。

本实施例中提供的晶圆编码识别装置，其应用于晶圆预对准系统中，所述晶圆预对准系统上放置有晶圆，还包括：固定座5；支撑部件1，设于所述固定座5上；识别元件2，设于所述支撑部件1上，用于对晶圆编码1101进行识别；第一驱动部件6，设于所述固定座5上，与支撑部件1连接，用于驱动支撑部件1沿靠近所述晶圆的方向移动；第二驱动部件(图中未示出)，设于晶圆预对准系统中，用于驱动所述晶圆沿靠近所述支撑部件1的方向平移。

采用本实用新型的晶圆编码识别装置，通过第一驱动部件6驱动支撑部件1沿靠近所述晶圆的方向移动，同时通过第二驱动部件驱动所述晶圆沿靠近所述支撑部件1的方向平移，并通过设于支撑部件1上的识别元件2对晶圆编码1101进行识别，从而实现了对不同位置的晶圆编码1101进行识别。相对于现有技术中只移动检测相机的方式，本实用新型在通过第一驱动部件6移动识别元件2的同时，还通过第二驱动部件平移晶圆，使得两者靠近，从而缩短了识别元件2的移动行程，减小了整个装置的空间尺寸布局。

如图5所示，8寸晶圆1110和12寸晶圆1120在对准过程中，两者的中心位置偏差50mm。首先通过第二驱动部件驱动8寸晶圆向右移动至与12寸晶圆同心的位置，如图11所示；然后再通过第一驱动部件6驱动支撑部件1沿靠近所述晶圆的方向移动，使得位于支撑部件1上的识别元件2移动至晶圆边缘部的正上方，待晶圆编码1101转动至识别元件2的下方时，通过识别元件2进行识别，如图13所示。

具体的，当晶圆编码识别装置用于识别8寸晶圆1110上的晶圆编码1101时，第一驱动部件6驱动支撑部件1移动到靠近晶圆预对准机构10的工作位置，如图6所示；当晶圆编码识别装置用于识别12寸晶圆1120上的晶圆编码1101时，第一驱动部件6驱动支撑部件1移动到远离晶圆预对准机构10的工作位置，如图1所示。本实施例中的晶圆编码识别装置能够适用于不同尺寸的晶圆上的晶圆编码1101的识别，提升了整个晶圆运输系统的兼容性。

在本实施例中，晶圆编码识别装置还包括：探测元件7，设于固定座5上，用于探测支撑部件1所在位置。通过探测元件7探测支撑部件1的位置，从而确定识别元件2是在靠近还是远离晶圆预对准机构10的位置，从而能更好地控制晶圆编码识别装置的工作状态。具体的，将探测元件7以及第一驱动部件6与晶圆传输系统中的控制单元(图中未示出)连接，使得晶圆传输系统可以根据所输送的晶圆的尺寸，自动控制第一驱动部件6驱动支撑部件1运动到靠近或者远离晶圆预对准机构10的位置。

如图7所示，在本实施例中，第一驱动部件6包括滑台气缸610，滑台气缸610包括固定部611以及相对固定部611伸缩的活动部612，滑台气缸610的活动部612与支撑部件1连接，滑台气缸610的固定部611与固定座5连接。通过滑台气缸610驱动支撑部件1，响应速度快，并且结构简单，成本低。

第一驱动部件6的选择方式有很多，在一些实施方式中，第一驱动部件6可以是电动推杆，液压推杆或者机械臂等。

探测元件7也有多种选择方式，在一些实施方式中，可以选择压力传感器监测固定座5上的压力变化从而探测支撑部件1的位置。

如图7所示，作为一种优选地实施方式，本实施例中的探测元件7采用光电传感器710，具体的实现方式为：滑台气缸610的活动部612上设有一遮光板8，固定座5上至少设有两个光电传感器710，当滑台气缸610的活动部612动作时，能够带动遮光板8对其中一个光电传感器710进行遮光。

具体的，当滑台气缸610的活动部612伸出时，带动支撑部件1移动到靠近晶圆预对准机构10的工作位置，此时识别元件2能够识别8寸晶圆1110上的晶圆编码1101，活动部612同时带动遮光板8对第一光电传感器711进行遮光，被遮光的第一光电传感器711将信号发送至晶圆传输系统中的控制单元，使得支撑部件1的位置被探测到；当滑台气缸610的活动部612缩回时，带动支撑部件1移动到远离晶圆预对准机构10的工作位置，此时识别元件2能够识别12寸晶圆1120上的晶圆编码1101，活动部612同时带动遮光板8对第二光电传感器712进行遮光，被遮光的第二光电传感器712将信号发送至晶圆传输系统中的控制单元，使得支撑部件1的位置被探测到。

在本实施例中，识别元件2与支撑部件1活动连接。这样设置是为了实现识别元件2的识别位置的微调，使得晶圆编码1101能够更加准确地落入识别元件2的识别范围内。活动连接的方式很多，比如柔性连接，嵌入式连接，插拔连接，螺钉连接等等。

如图6和图8所示，具体的，本实施例中的识别元件2通过安装板9与支撑部件1连接，安装板9上设有能够调整识别元件2安装位置的安装孔901。在一些实施方式中，安装孔901可以设置成多个，通过螺钉将识别元件2安装在不同位置的安装孔901上，从而实现识别元件2的识别位置的微调，使得晶圆编码1101能够更加准确地落入识别元件2的识别范围内。

如图6和图8所示，具体的，作为一种优选地实施方式，本实施例中的安装板9包括两块相互垂直设置的侧板910，两块侧板910上均设有安装孔901。识别元件2的识别位置的微调，主要是在平行于晶圆的水平面内的调整，两块侧板910均垂直于晶圆面设置，两块侧板910上的安装孔901沿平行于水平面的方向分布，调整识别元件2在其中一块侧板910上的安装位置，就能够实现在平行于水平面的X方向上的微调，调整识别元件2在另一块侧板910上的安装位置，就能够实现在平行于水平面的Y方向上的微调，其中X方向和Y方向是互相垂直的，从而实现在整个水平面内的微调。

更具体的，本实施例中的安装孔901为长腰型孔，识别元件2沿长腰型孔的最大调整行程不小于5mm。可以通过螺钉将识别元件2安装在长腰型孔上，将识别元件2沿长腰型孔移动即可实现微调，这种实现方式调整起来更加简单，节省了调试时间。

为了避免气缸斜向运动所带来的问题，本实施例中将相机的运动进行插接，通过晶圆移动一段位置，相机移动另外一段位置的方式来解决。其中晶圆的移动方式为，通过第二驱动部件将不同尺寸的晶圆的圆心移动至同一位置处，相机的移动方向朝向晶圆的圆心，第二驱动部件设置在晶圆预对准机构的支撑晶圆部分，晶圆对准装置的支撑晶圆部分自带有这一功能。

在本实施例中，由于相机只需要运动其中的一段路线，结合计算气缸的行程只需要50mm，实际上缩小了气缸的空间，缩小了空间布局。由于相机的运动方向和实际安装方向一致，在调节的过程中，气缸的终端位置，只影响相机调整的其中一个方向，和另外一个方向无关，这样简化的调整的步骤，缩短了调整的时间。

本实施例中的晶圆编码识别装置在使用过程中，无需人工干预，适用于不同尺寸的晶圆上的晶圆编码1101的识别，能够提高生产效率，降低人工干预产生的风险。

综上，本实施例中的晶圆编码识别装置，通过第一驱动部件6驱动支撑部件1移动到靠近或者远离晶圆预对准机构10的位置，通过第二驱动部件驱动晶圆移动至靠近支撑部件1的位置，使得位于支撑部件1上的识别元件2能够对不同位置上的晶圆编码1101进行识别。通过探测元件7配合驱动部件6，能更好地控制晶圆编码识别装置的工作状态；识别元件2通过安装板9与支撑部件1连接，安装板9上设有能够调整识别元件2安装位置的安装孔901，从而实现识别元件2识别位置的微调，达到更好的识别效果。

本实施例中的晶圆编码识别装置，能够安装于晶圆传输系统中的晶圆预对准系统中，在晶圆预对准过程中，晶圆传输系统能够通过本实用新型中的装置对不同朝向上的晶圆编码或者不同尺寸晶圆上的晶圆编码进行识别读取，从而使得整个晶圆传输系统具有更好的兼容性，同时降低人工切换工作状态所带来的干预风险。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种晶圆编码识别装置，设有晶圆编码的晶圆面具有第一朝向和第二朝向，其特征在于，所述识别装置包括：支撑部件以及设置在所述支撑部件上的第一识别元件和第二识别元件，所述第一识别元件用于识别在第一朝向时的晶圆编码，所述第二识别元件用于识别在第二朝向时的晶圆编码。

2.根据权利要求1所述的晶圆编码识别装置，其特征在于，所述第一识别元件的识别方向垂直于晶圆面。

3.根据权利要求1所述的晶圆编码识别装置，其特征在于，还包括：设置在所述支撑部件上的反射元件，晶圆编码通过所述反射元件的反射作用被所述第一识别元件或者所述第二识别元件识别到。

4.根据权利要求3所述的晶圆编码识别装置，其特征在于，所述第二识别元件的识别方向平行于晶圆面，所述反射元件作用的入射方向和反射方向的之间的夹角成90度。

5.根据权利要求4所述的晶圆编码识别装置，其特征在于，所述反射元件包括直角棱镜反射镜。

6.根据权利要求5所述的晶圆编码识别装置，其特征在于，还包括：设置在所述支撑部件上的微调机构，所述微调机构能够调整直角棱镜反射镜的反射角度。

7.根据权利要求5所述的晶圆编码识别装置，其特征在于：所述直角棱镜反射镜的横截面的形状为等腰直角三角形。

8.根据权利要求6所述的晶圆编码识别装置，其特征在于，所述微调机构包括：一与所述直角棱镜反射镜连接的旋钮。