一种硅片预对准装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种硅片预对准装置和方法，该硅片预对准装置包括定向模块、边缘信息采集模块和处理模块，通过定向模块承载和固定预对准硅片，采用边缘信息采集模块采集预对准硅片的边缘信息，以使预处理模块能够根据该边缘信息计算预对准硅片的位置与预设对准位置的偏移量，相对于现有的硅片预对准装置，具有简单的结构、较低的成本和较高的精度，且预对准方式简单易实现，从而提高的生产效率，降低了生产成本。

A device and method of silicon wafer pre alignment

【技术实现步骤摘要】
一种硅片预对准装置和方法
本专利技术涉及光刻
，尤其涉及一种硅片预对准装置和方法。
技术介绍
光刻是硅片制作成器件过程的关键工艺，通过将硅片表面薄膜特定部分去除，以形成相应的晶体三极管、二极管、电容、电阻和金属层等各种物理部件。通常光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准、曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。其中，由于光刻工艺的精度要求较高，因此对准工序是对硅片准确定位的关键步骤。对准工序可分为预对准、通过对准标志对准和层间对准等。其中，预对准是通过硅片上的标记或缺口进行自动对准的方式，是硅片曝光前的一次精确定位，预对准的定位精度将直接影响器件的良率及生产效率。通常硅片的预对准是对硅片的定心和定向，实现硅片位置预定位。在硅片光刻工艺的传输过程中，各工序设备之间存在一定的位置差异，致使硅片存在一定的偏心量，影响硅片曝光定位。为了提高硅片预对准精度，通常采用预对准设备对硅片进行定心后再进行定向，其中定向分为粗定向和精定向两步。其中，预对准装置中定心需要使用升降交接运动轴和硅片偏心量补偿运动轴。但是，硅片预对准定心所使用的升降轴和偏心量补偿运动轴具有较高的成本，从而器件的制备成本，且现有的预对准装置定位精度和工作效率低，影响硅片光刻工艺的良率及生产效率。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种硅片预对准装置和方法，以解决现有技术中预对准装置成本高，对准精度和工作效率低，影响硅片光刻工艺的良率及生产效率的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种硅片预对准装置，包括：定向模块、边缘信息采集模块和处理模块；所述定向模块用于承载和固定预对准硅片；所述边缘信息采集模块用于采集所述预对准硅片的边缘信息，并发送至所述处理模块；所述处理模块用于根据所述边缘信息，计算所述预对准硅片与预设对准位置的偏移量。第二方面，本专利技术实施例提供了一种硅片预对准方法，应用于上述的硅片预对准装置，所述方法包括：所述定向模块承载和固定所述预对准硅片；所述边缘信息采集模块采集所述预对准硅片的边缘信息，并发送至处理模块；所述处理模块根据所述边缘信息，计算所述预对准硅片与预设对准位置的偏移量。本专利技术实施例提供了一种硅片预对准装置和方法，该硅片预对准装置包括定向模块、边缘信息采集模块和处理模块，通过定向模块承载和固定预对准硅片，采用边缘信息采集模块采集预对准硅片的边缘信息，以使预处理模块能够根据该边缘信息计算预对准硅片的位置与预设对准位置的偏移量，相对于现有的硅片预对准装置，具有简单的结构、较低的成本和较高的精度，且预对准方式简单易实现，从而提高的生产效率，降低了生产成本。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种硅片预对准装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种预对准硅片的相对位置的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种预对准硅片的相对位置的坐标结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的另一种预对准硅片的相对位置的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种边缘信息采集模块的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的另一种硅片预对准装置的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的又一种硅片预对准装置的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的还一种硅片预对准装置的结构示意图；图9是本专利技术实施例提供的一种硅片预对准装置的俯视结构示意图图10是本专利技术实施例提供的一种硅片预对准方法的流程图；图11是本专利技术实施例提供的一种边缘信息采集模块生成边缘信息的具体方法的流程图；图12是本专利技术实施例提供的一种处理模块计算偏移量的具体方法的流程图；图13是本专利技术实施例提供的另一种硅片预对准方法的流程图；图14是本专利技术实施例提供的又一种硅片预对准方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本专利技术实施例提供了一种硅片预对准装置，该硅片预对准装置可适用于硅片应用制程中的预对准。图1是本专利技术实施例提供的一种硅片预对准装置的结构示意图。如图1，本实施例的硅片预对准装置100包括定向模块10、边缘信息采集模块20和处理模块30。定向模块10用于承载和固定预对准硅片40；边缘信息采集模块20用于采集预对准硅片40的边缘信息，并发送至处理模块30；处理模块30用于根据该边缘信息，计算预对准硅片40的位置与预设对准位置的偏移量。硅片合成为器件的过程中需要经过多个工序，每一工序均会采用对应工艺对硅片的相应位置进行处理。例如对硅片进行光刻处理时，需将硅片放置于光刻机的工件台上，再对硅片的相应位置进行光刻工艺的处理。但是直接放置于工件台上的硅片会存在对位偏差，致使光刻工艺处理的位置不准确，从而影响硅片的生产良率和效率。因此，在硅片放置于工件台之前需要对硅片进行预对准。示例性的，图2是本专利技术实施例提供的一种硅片预对准装置的俯视结构示意图。结合图1和图2，预对准硅片40的中心A与定向模块10的中心B应重合，但在将预对准硅片40放置于定向模块10时，预对准硅片40的中心A与定向模块10的中心B会存在位置偏差。继续参考图1，本实施例的预对准装置100通过将预对准硅片40固定于定向模块10上，利用边缘信息采集模块20采集预对准硅片40的边缘信息，例如边缘信息采集模块20可以通过对预对准硅片40的边缘拍照、采集预对准硅片40边缘的反射光等，以获取预对准硅片40边缘的局部图像信息或整体图像信息，并生成相应的边缘信息，发送至处理模块30进行分析计算。当边缘信息采集模块20根据预对准硅片40的边缘的局部图像信息生成边缘信息发送至处理模块30时，处理模块30根据该边缘信息拟合出预对准硅片40的位置；处理模块30中存储的预对准硅片40对应的预设对准位置与拟合的预对准硅片40的位置进行比较，计算出预对准硅片40的位置与预设对准位置的偏移量。而当边缘信息采集模块20根据预对准硅片40的边缘的整体图像信息生成边缘信息发送至处理模块30时，处理模块30可直接确定出预处理硅片40的位置，以与预设对准位置进行比较后，计算出相应的偏移量。其中，处理模块30中存储的预对准硅片40对应的预设对准位置例如可以为：直接放置于定向模块30的预对准硅片40的中心与定向模块10的中心重合时预对准硅片40的位置。处理模块30计算出预对准硅片40的位置与预设对准位置之间的偏移量后，可将该偏移量发送给定向模块30，由定向模块30对预对准硅片40的位置进行调整；或者，将该偏移量发送至预对准硅片40的拾取装置，拾取装置根据偏移量对预对准硅片40进行调整后，再次通过硅片预对准装置100计算预对准硅片40的偏移量，直至预对准硅片40偏移量降至一定的误差范围内；或者，将该偏移量直接发送至预对准硅片40的拾取装置，预对准硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅片预对准装置，其特征在于，包括：定向模块、边缘信息采集模块和处理模块；/n所述定向模块用于承载和固定预对准硅片；/n所述边缘信息采集模块用于采集所述预对准硅片的边缘信息，并发送至所述处理模块；/n所述处理模块用于根据所述边缘信息，计算所述预对准硅片的位置与预设对准位置的偏移量。/n

【技术特征摘要】
1.一种硅片预对准装置，其特征在于，包括：定向模块、边缘信息采集模块和处理模块；
所述定向模块用于承载和固定预对准硅片；
所述边缘信息采集模块用于采集所述预对准硅片的边缘信息，并发送至所述处理模块；
所述处理模块用于根据所述边缘信息，计算所述预对准硅片的位置与预设对准位置的偏移量。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述边缘信息采集模块包括：第一光源、镜头、镜片和光电传感器；
所述镜头和所述第一光源位于所述预对准硅片远离所述定向模块的一侧，所述镜片位于所述预对准硅片远离所述镜头的一侧；
所述第一光源位于所述镜头上，所述镜头位于所述光电传感器的信号采集端；
所述第一光源用于提供入射光，并发射至所述预对准硅片的边缘，形成第一边缘光线；所述第一边缘光线通过所述预对准硅片和/或所述镜片反射至所述镜头；
所述光电传感器用于通过所述镜头采集所述第一边缘光线的反射光线，生成所述边缘信息。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述边缘信息采集模块还包括：第二光源；所述第二光源位于所述镜片远离所述镜头的一侧；
所述第一光源用于提供第一颜色的入射光，所述第二光源用于提供第二颜色的入射光；所述镜片用于反射所述第一颜色的入射光和透射所述第二颜色的入射光；
所述第二光源提供的第二颜色的入射光透过所述镜片发射至所述预对准硅片的边缘，形成第二边缘光线；
所述光电传感器用于通过所述镜头采集所述第二边缘光线，生成所述边缘信息。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述边缘信息采集模块包括：第二光源、镜头和光电传感器；
所述镜头位于所述预对准硅片远离所述定向模块的一侧，且所述镜头位于所述光传感器的信号采集端；所述第二光源位于所述预对准硅片远离所述镜头的一侧；
所述第二光源用于提供入射光，并透过所述预对准硅片的边缘，形成第二边缘光线发射至所述镜头；
所述光电传感器用于通过所述镜头采集所述第二边缘光线，生成所述边缘信息。


5.根据权利要求2或4所述的装置，其特征在于，所述镜头的中心与所述定向模块的中心在所述预对准硅片半径方向上的距离等于所述预对准硅片的半径。


6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述光电传感器为面阵电荷耦合器件CCD。


7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定向模块包括：底板、旋转轴和吸附盘；
所述吸附盘固定于所述旋转轴上，用于吸附和固定所述预对准硅片；
所述旋转轴转动设置于所述底板上，用于带动所述吸附盘进行旋转，以使所述边缘信息采集模块采集所述预对准硅片的边缘信息。


8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述定向模块还包括：第一方向运动轴和/或第二方向运动轴；所述第一方向运动轴和/或所述第二方向运动轴位于所述旋转轴与所述底板之间；
所述第一方向运动轴的移动方向与所述第二方向运动轴的移动方向相互垂直，且所述第一方向运动轴的移动方向以及所述第二方向运动轴的移动方向均平行于所述预对准硅片所在平面；
所述第一方向运动轴和/或所述第二方向的运动轴用于根据所述偏移量，控制所述预对准硅片移动至预设对准位置。


9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述偏移量包括偏心量，所述偏心量是指所述预对准硅片的中心与所述预设对准位置的中心的偏移量。


10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预对准硅片的边缘设置有至少一个对位标记；
所述边缘信息包括边缘轮廓和所述对位标记。


11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述偏移量包括：偏心量和偏向角；
其中，所述预设对准位置包括预设对准中心的位置和预设对准标记的位置；
所述对位标记与所述预设对准中心具有第一连线；所述预...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，杨思雨，郎新科，杨金国，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31