一種晶圓翹曲度的測量方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種晶圓翹曲度的測量方法和裝置。本發明的目的就是為了利用晶圓片的外緣圖像作預對中處理，結合晶圓的器件圖像作旋轉啟始位置定位，利用旋轉臺的與晶圓的同步旋轉運動，固定的激光位移傳感器，完成晶圓圓周的掃描檢測，得到晶圓翹曲參數，輔助與標準晶圓的基準校正參數，可以得到檢測晶圓片的翹曲度。本發明的特點具有直觀快速的效果。本發明特征為預對中相機檢測晶圓片外緣作為晶圓中心檢測，通過電腦參數調整晶圓搬運手擺放晶圓到旋轉臺的中心位置，真空旋轉臺帶動晶圓旋轉運動，使得激光位移傳感器得以最大邊緣地檢測晶圓的翹曲度。本系統精度高，抗干擾強，適合各種材質的物體測量，為本發明的適用范圍拓寬奠定的硬件基礎。
【專利說明】一種晶圓翹曲度的測量方法和裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及晶圓翹曲的測量管理技術的方法和裝置，尤其是涉及一種基于CCD影 像技術定位和晶圓翹曲組合的檢測方法和裝置，利用高精度相機，真空旋轉臺和激光位移 傳感器分裝晶圓兩側的翹曲方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 激光位移傳感器作為一種標準工業傳感器技術，在計算機控制下可以檢查在各種 材料表面的細微的位移距離變化，本專利組合工業相機的捕捉產品的圖案，定位晶圓的中 心，利用激光在晶圓片邊緣的定位檢測，輔助真空旋轉臺的圓周運動，為激光位移傳感器 盡晶圓邊緣檢測晶圓翹曲度的方法。
[0003] 由于晶圓搬運手從晶圓盒中取晶圓，并搬運到真空旋轉檢測臺上時，無法保障 晶圓的中心位置精度，與旋轉臺中心合一，而造成翹曲檢查不準確。
[0004] 本發明設置C⑶工業相機為對中檢查功能，定位晶圓中心位置，通過捕捉晶圓 圖像，將晶圓的位置偏差值，通知晶圓搬運手，調整到與旋轉臺中心合一的位置后，放 下晶圓在真空旋轉臺的中心。
[0005] 真空旋轉臺可以有效地吸附晶圓片，完成同步旋轉運動，使得激光位移傳感器 完成對晶圓邊緣的圓周的軸向跳動檢測，得到晶圓片的翹曲的參數。
[0006] 該系統裝置的安裝和穩定性的系統偏差檢測，是通過對標準晶圓平片的檢測， 得到基準參數。
[0007] 激光位移傳感器可以檢測的距離變化在數微米至數十微米的靈敏度，其穩定性 和重復性是公認的，是目前工業用的測距傳感器中首屈一指。
[0008] 晶圓在多次蝕刻工藝后，會有不同程度的翹曲，形狀像球蓋，有的似薯片。特點是 方向一致，同向翹曲，翹曲度〈1.5毫米（四英寸晶圓)，精度要求：0.08毫米。
[0009] 晶圓盒是保存和運輸晶圓的工具，其設計間隙比晶圓片大2~4毫米，由于使用 和保管，以及材料的因素，通常晶圓盒有不同程度的磨損和變形，造成間隙的不一致和偏 差。
【發明內容】
[0010] 本發明的目的就是為了利用晶圓片的外緣圖像作預對中處理，結合晶圓的器件 圖像作旋轉啟始位置定位，利用旋轉臺的與晶圓的同步旋轉運動，固定的激光位移傳感 器，完成晶圓圓周的掃描檢測，得到晶圓翹曲參數，輔助與標準晶圓的基準校正參數， 可以得到檢測晶圓片的翹曲度。本發明的特點具有直觀快速的效果。
[0011] 本發明的目的可以通過以下技術方案來實現： a.方法：利用高精度激光位移傳感器，檢查旋轉中的晶圓軸向跳動，此方法可以自動 補償機械和傳感器的安裝誤差。
[0012] b.結構：1，被檢物體-晶圓；2，晶圓盒；3,晶圓搬運手；4,真空旋轉臺；5，預 對中相機；6,激光位移傳感器；7,平面校正晶圓片。
[0013] c.帶真空的專業晶圓搬運手，將晶圓從晶圓盒中取出，在預對位相機處讀取初 始坐標，補償后放在真空旋轉臺。保證晶圓中心與真空旋轉臺中心誤差小于特定值。確 保旋轉時的較小離心力，保證晶圓不至于因真空失壓而產品脫離旋轉臺，保障產品安全。
[0014] d.保證翹曲檢測晶圓面積的最大化，使激光檢測安裝位置近可能地靠近晶圓邊 緣。
[0015] e.預對中相機：在晶圓被放到旋轉臺前，預對位相機讀取晶圓圖像初始坐標， 補償給晶圓搬運手，調整后放在真空旋轉臺，保證晶圓中心與真空旋轉臺中心誤差〈1毫 米。
[0016] f.激光位移傳感器：超高精度的激光位移傳感器。
[0017] g.平面校正晶圓片：取一平板晶圓，或圓形標準平板均可。要求平面度〈0.01毫 米/100毫米即可。用于真空旋轉臺與激光位移傳感器的系統誤差測量，將幾何平均值計 入，翹曲檢測的基礎值中，得到系統基礎偏差值。
[0018] 本發明特征為預對中相機檢測晶圓片外緣作為晶圓中心檢測，通過電腦參數調 整晶圓搬運手擺放晶圓到旋轉臺的中心位置，真空旋轉臺帶動晶圓旋轉運動，使得激光 位移傳感器得以最大邊緣地檢測晶圓的翹曲度。本系統精度高，抗干擾強，適合各種材質 的物體測量，為本專利的適用范圍拓寬奠定的硬件基礎。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發明晶圓翹曲的檢測方法結構示意圖； 圖2為類比法：利用已知翹曲的產品做系統基準確認或校正。
【具體實施方式】
[0020] 如圖1所示，本晶圓翹曲的檢測方法及裝置包括：被檢物體-晶圓1、晶圓盒2、 晶圓搬運手3、真空旋轉臺4、預對中相機5、激光位移傳感器6、平面校正晶圓片7。
[0021] 如圖2所示，翹曲度測量的數據處理法(類比法):利用已知翹曲的產品做確認或校 正 下面結合附圖和具體實施對本發明進行詳細說明。
[0022] 1.帶真空的專業晶圓搬運手，將晶圓從晶圓盒中取出，在預對位相機處讀取初始 坐標，補償后放在真空旋轉臺。
[0023] 2.真空旋轉臺：為雙軸承步進電機驅動的專業真空旋轉結構，可以超360度任意 旋轉角度，角度和速度可控。
[0024] 3.預對中相機：在晶圓被放到旋轉臺前，預對位相機讀取晶圓圖像初始坐標， 通過軟件計算與電腦，補償給晶圓搬運手電腦，調整搬運手位置后，將晶圓中心準確地 放在真空旋轉臺中心。
[0025] 4.晶圓在旋轉真空臺的運動下，完成圓周運動，同時由激光位移傳感器完成對 晶圓的一周的軸向跳動的位移檢測。
[0026] 5.平面校正晶圓片或標準圓形平板鋁板，用于真空旋轉臺與激光位移傳感器的 系統誤差測量，將幾何平均值計入，翹曲檢測的基礎值中，得到系統基礎偏差值。
[0027] 6.校正流程：預對位控制晶圓中心與真空旋轉臺中心誤差〈1毫米，旋轉檢測晶 圓翹曲后疊加系統基礎偏差值，而后得出晶圓的實際翹曲度。
【權利要求】
1. 一種晶圓翹曲度的測量方法和裝置，其特征在于， 1) 帶真空的專業晶圓搬運手，將晶圓從晶圓盒中取出，在預對位相機處讀取初始坐 標，補償后放在真空旋轉臺。 2) 真空旋轉臺：為雙軸承步進電機驅動的專業真空旋轉結構，可以超360度任意旋轉 角度，角度和速度可控。 3) 預對中相機：在晶圓被放到旋轉臺前，預對位相機讀取晶圓圖像初始坐標，通過軟 件計算與電腦，補償給晶圓搬運手電腦，調整搬運手位置后，將晶圓中心準確地放在真 空旋轉臺中心。 4) 晶圓在旋轉真空臺的運動下，完成圓周運動，同時由激光位移傳感器完成對晶圓 的一周的軸向跳動的位移檢測。 5) 平面校正晶圓片或標準圓形平板鋁板，用于真空旋轉臺與激光位移傳感器的系統 誤差測量，將幾何平均值計入，翹曲檢測的基礎值中，得到系統基礎偏差值。 6) 校正流程：預對位控制晶圓中心與真空旋轉臺中心誤差〈1毫米，旋轉檢測晶圓翹 曲后疊加系統基礎偏差值，而后得出晶圓的實際翹曲度。
【文檔編號】G01B11/24GK104142128SQ201410290480
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】盧冬青 申請人:上海功源自動化技術有限公司
專業數控銑床產品供應商
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