晶片校準(zhǔn)裝置以及半導(dǎo)體加工設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種晶片校準(zhǔn)裝置以及半導(dǎo)體加工設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體的制程工藝中，需要將待處理的晶片從大氣環(huán)境中逐步傳送至真空腔室中進(jìn)行諸如刻蝕、沉積等的工藝。這就需要一個(gè)由一系列的大氣設(shè)備和真空設(shè)備組成的晶片傳輸系統(tǒng)。例如，通常需要借助機(jī)械手進(jìn)行傳輸、取片和放片操作，以實(shí)現(xiàn)晶片的傳輸和裝卸。為了保證工藝的穩(wěn)定性，要求晶片能夠被精確傳輸至指定位置，雖然當(dāng)前機(jī)械手的理論傳輸精度能夠達(dá)到工藝要求，但是在實(shí)際的傳輸過(guò)程中，往往會(huì)因諸如機(jī)械振動(dòng)、安裝精度等的各種不確定的因素而導(dǎo)致晶片相對(duì)于機(jī)械手的手指中心發(fā)生偏移，從而造成在機(jī)械手放片之后，晶片的實(shí)際位置與指定位置之間存在位置偏差。因此，為了保證晶片能夠精確到達(dá)指定位置，就必須對(duì)晶片的位置進(jìn)行檢測(cè)，并在出現(xiàn)位置偏差時(shí)校準(zhǔn)并消除該位置偏差。
[0003]現(xiàn)有的一種晶片校準(zhǔn)裝置如圖1和圖2所示，其用于在真空環(huán)境中對(duì)晶片的位置偏差進(jìn)行檢測(cè)。具體地，該晶片校準(zhǔn)裝置包括真空腔室1、光源11、光線(xiàn)接收處理裝置、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)15、三個(gè)支撐柱16和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。其中，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)15位于真空腔室I中；三個(gè)支撐柱16設(shè)置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)15上，用以支撐晶片2 ;旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)軸14和旋轉(zhuǎn)電機(jī)13，其中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)13設(shè)置在真空腔室I的下方；旋轉(zhuǎn)軸14的下端與旋轉(zhuǎn)電機(jī)13連接；旋轉(zhuǎn)軸14的上端豎直貫穿真空腔室I的底壁并豎直向上延伸至真空腔室I內(nèi)，且與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)15連接；在旋轉(zhuǎn)電機(jī)13的驅(qū)動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)軸14帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)15旋轉(zhuǎn)。此外，分別在真空腔室I的頂壁和底壁上，且位于與置于支撐柱16上的晶片2邊緣相對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有第一通孔和第二通孔；光源11設(shè)置在真空腔室I外的頂壁上方，且位于與該第一通孔相對(duì)應(yīng)的位置處，用以經(jīng)第一通孔朝向晶片2的邊緣處發(fā)射光線(xiàn)；光線(xiàn)接收處理裝置設(shè)置在真空腔室I外的底壁下方，且位于與該第二通孔相對(duì)應(yīng)的位置處；該光線(xiàn)接收處理裝置包括光線(xiàn)接收組件12和處理單元，光線(xiàn)接收組件12用于經(jīng)第二通孔接收光線(xiàn)，并將該光線(xiàn)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送至處理單元；該處理單元根據(jù)電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，以獲得晶片相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸14的旋轉(zhuǎn)中心141的位置偏差，例如，晶片2的中心相對(duì)于旋轉(zhuǎn)中心141的偏心距r和偏心角a，如圖3所示。
[0004]當(dāng)需要檢測(cè)和校準(zhǔn)晶片的位置偏差時(shí)，機(jī)械手(圖中未示出)經(jīng)由真空腔室I的接口 10將其上的晶片2傳輸至支撐柱16的頂端之后退出真空腔室I ;旋轉(zhuǎn)電機(jī)13驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)15圍繞旋轉(zhuǎn)軸14旋轉(zhuǎn)一周以上，在此過(guò)程中，光源11經(jīng)第一通孔豎直朝下發(fā)射光線(xiàn)，該光線(xiàn)中的一部分會(huì)照射在晶片2上，另一部分未照射在晶片2上，并經(jīng)第二通孔由光線(xiàn)接收組件12接收。
[0005]容易理解，由于受到晶片2的遮擋，因而來(lái)自光源的光線(xiàn)在經(jīng)光線(xiàn)接收處理裝置處理后獲得的投影圖像會(huì)按光線(xiàn)強(qiáng)度的不同形成明區(qū)和暗區(qū)，而明區(qū)和暗區(qū)的交界即為晶片2的邊緣投影，從而可以基于該投影圖像而獲得晶片2邊緣的位置信息，進(jìn)而可以根據(jù)該位置信息計(jì)算出晶片2的位置偏差。
[0006]上述晶片校準(zhǔn)裝置在實(shí)際應(yīng)用中不可避免地存在以下問(wèn)題:
[0007]其一，由于光線(xiàn)接收處理裝置設(shè)置在真空腔室I外的底壁下方，其光線(xiàn)接收組件12與晶片表面之間的豎直間距較大，而針對(duì)非平行光光線(xiàn)的特點(diǎn)，只要光線(xiàn)接收組件12與晶片表面之間具有豎直間距，就會(huì)有光線(xiàn)通過(guò)衍射或斜射的方式進(jìn)入被晶片3遮擋的區(qū)域，導(dǎo)致在明區(qū)和暗區(qū)之間產(chǎn)生一個(gè)過(guò)渡區(qū)，且上述豎直間距越大，該過(guò)渡區(qū)的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，晶片邊緣的對(duì)比度就越小。該過(guò)渡區(qū)的存在使得在后續(xù)的數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，需要對(duì)真正的明暗交界進(jìn)行搜索，即，獲得晶片的實(shí)際邊緣位置信息，從而給處理單元的數(shù)據(jù)處理和校準(zhǔn)帶來(lái)較大的負(fù)擔(dān)。而且，由于該過(guò)渡區(qū)的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，對(duì)處理單元的優(yōu)化程度要求就越高，這不僅加大了實(shí)現(xiàn)的難度，而且還增加了硬件成本。
[0008]其二，理論上，只有光線(xiàn)接收組件12的與晶片表面絕對(duì)平行，且光源發(fā)出的光線(xiàn)為平行光時(shí)才能避免出現(xiàn)過(guò)渡區(qū)，而要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)就對(duì)晶片校準(zhǔn)裝置的安裝精度和校準(zhǔn)精度提出了較高要求，從而增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提出了一種晶片校準(zhǔn)裝置以及半導(dǎo)體加工設(shè)備，其可以縮短過(guò)渡區(qū)的長(zhǎng)度，從而不僅可以降低軟件的實(shí)現(xiàn)難度和硬件成本，而且還可以降低對(duì)安裝精度和校準(zhǔn)精度要求，進(jìn)而可以降低生產(chǎn)成本。
[0010]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種晶片校準(zhǔn)裝置，包括真空腔室、承載件、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、光源以及光線(xiàn)接收處理裝置，其中，所述承載件設(shè)置在所述真空腔室內(nèi)，且包括用于承載晶片的承載面；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述承載件旋轉(zhuǎn)；所述光源設(shè)置在所述承載件上方，用以朝向所述承載面的邊緣處發(fā)射光線(xiàn)；所述光線(xiàn)接收處理裝置包括光線(xiàn)接收組件，用于接收所述光線(xiàn)，且將該光線(xiàn)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并發(fā)送出去；所述光線(xiàn)接收組件設(shè)置在所述真空腔室內(nèi)所述承載面的下方，且位于緊靠所述承載面的位置處。
[0011]優(yōu)選的，所述光源位于所述真空腔室內(nèi)緊靠所述承載面的位置處，并且所述光源相對(duì)于所述承載面的高度高于放片高度；所述放片高度為預(yù)設(shè)的在機(jī)械手將晶片傳輸至所述真空腔室內(nèi)的所述承載面上方時(shí)，所述晶片相對(duì)于所述承載面的高度。
[0012]優(yōu)選的，所述光源相對(duì)于所述承載面的高度不小于所述放片高度的0.5倍。
[0013]優(yōu)選的，所述光線(xiàn)接收處理裝置還包括處理單元，所述處理單元用于接收由所述光線(xiàn)接收組件發(fā)送而來(lái)的電信號(hào)，并根據(jù)所述電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，以獲得所述晶片相對(duì)于所述承載面的位置偏差。
[0014]優(yōu)選的，所述處理單元設(shè)置在所述真空腔室的外部。
[0015]優(yōu)選的，所述光線(xiàn)接收組件與所述承載面之間的豎直間距為2?10mm。
[0016]優(yōu)選的，所述光線(xiàn)接收組件與所述承載面之間的豎直間距為3mm。
[0017]優(yōu)選的，所述光線(xiàn)接收組件包括透鏡、光學(xué)組件和CCD傳感器，其中所述透鏡用于將來(lái)自所述光源的光線(xiàn)轉(zhuǎn)換為朝向所述光線(xiàn)組件照射的平行光；所述光線(xiàn)組件用于濾除所述平行光中的雜光；所述CCD傳感器用于將濾除雜光后的光線(xiàn)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并將其發(fā)送出去。
[0018]作為另一個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明還提供一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，其包括晶片校準(zhǔn)裝置，用于檢測(cè)所述晶片的位置偏差，所述晶片校準(zhǔn)裝置采用了本發(fā)明提供的上述晶片校準(zhǔn)裝置。
[0019]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020]本發(fā)明提供的晶片校準(zhǔn)裝置，其通過(guò)將光線(xiàn)接收組件設(shè)置在真空腔室內(nèi)承載面的下方，且位于緊靠該承載面的位置處，可以減小光線(xiàn)接收組件與承載面之間的豎直間距，從而可以最大程度地縮短過(guò)渡區(qū)的長(zhǎng)度，增大晶片邊緣的對(duì)比度，進(jìn)而可以減輕后續(xù)數(shù)據(jù)處理過(guò)程的負(fù)擔(dān)。這與現(xiàn)有技術(shù)相比，無(wú)需提高軟件的優(yōu)化程度以及晶片校準(zhǔn)裝置的安裝精度和校準(zhǔn)精度，就能夠?qū)崿F(xiàn)縮短過(guò)渡區(qū)的長(zhǎng)度，從而可以降低設(shè)備和生產(chǎn)成本。
[0021]本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其通過(guò)采用本發(fā)明提供的晶片校準(zhǔn)裝置，不僅可以降低軟件的實(shí)現(xiàn)難度和硬件成本，而且還可以降低對(duì)安裝精度和校準(zhǔn)精度要求，進(jìn)而可以降低生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為現(xiàn)有的晶片校準(zhǔn)裝置的立體圖；
[0023]圖2為現(xiàn)有的晶片校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為晶片的中心相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)中心偏差的示意圖；
[0025]圖4A為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的晶片校準(zhǔn)裝置的剖視圖；
[0026]圖4B為沿圖4A中A-A線(xiàn)的剖視圖；
[0027]圖5A為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的晶片校準(zhǔn)裝置在檢測(cè)晶片時(shí)的剖視圖；
[0028]圖5B為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的晶片校準(zhǔn)裝置的承載件和支撐爪的俯視圖；以及
[0029]圖5C為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的晶片校準(zhǔn)裝置在裝卸晶片時(shí)的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明提供的晶片校準(zhǔn)裝置以及半導(dǎo)體加工設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0031]圖4A為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的晶片