【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，具体而言，涉及一种应用于半导体制造过程中的晶圆的定位系统、方法和装置。
技术介绍
1、在半导体制造的流程中，晶圆的精确定位是一个至关重要的环节。这一环节的准确性和稳定性直接影响了最终半导体产品的品质和产量。晶圆通常通过自动化的搬运设备，如天车系统进行运输和放置，然而，由于操作过程中的各种因素，例如机械振动、负载不平衡或操作误差，晶圆在传送过程中可能会发生轻微的旋转和位置偏移。这种移动可能导致晶圆上的定位豁口朝向的改变，进而使得后续的加工步骤无法准确对齐，甚至导致晶圆在加工过程中的损坏或无法正确完成封装，从而显著降低了半导体的成品率。
2、当前，虽然市场上存在多种晶圆搬运和定位装置，但普遍面临着定位精度不足、稳定性差或适应性较差的问题。特别是在晶圆直径不断增大和集成度不断提升的背景下，对定位精度的要求日益严格，现有的技术手段难以满足更高标准的需求。因此，寻求一种保证晶圆精确对准的定位方法，成为了提升半导体产品质量的关键技术课题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例提供了一种应用于半导体制造过程中的晶圆的定位系统、方法和装置，以提高半导体的成品率。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种应用于半导体制造过程中的晶圆的定位系统，所述定位系统包括定位装置和晶圆抓取机械臂，所述定位装置包括：第一光电传感器、第二光电传感器、第三光电传感器、晶圆承载圆盘、伺服电机和处理器，所述伺服电机用于驱动晶圆承载圆盘旋转，所述第二光电传感器和所述第三光电传感器的
3、可选地，所述晶圆承载圆盘上设置有多个负压孔，所述负压孔与负压系统连通，所述负压系统通过所述负压孔对放置在所述晶圆承载圆盘上的晶圆进行吸附。
4、可选地，所述处理器为可编程逻辑控制器。
5、第二方面，本申请实施例提供了一种应用于半导体制造过程中的晶圆的定位方法，所述定位方法应用于如第一方面中任一项所述的定位系统，所述定位方法运行在所述处理器中，所述定位方法包括：
6、在所述晶圆抓取机械臂将晶圆放置到所述晶圆承载圆盘上后，获取所述第一光电传感器测量到的到晶圆边缘的第一距离d1, 所述第二光电传感器测量到的到晶圆边缘的第二距离d2，以及所述第三光电传感器测量到的到晶圆边缘的第三距离d3；
7、根据所述第一距离d1，确定所述晶圆在所述晶圆承载圆盘的初始状态时，晶圆靠近所述第一光电传感器的一侧中位于所述二维坐标系的x轴上的第一边缘点的第一坐标（x1-d1，0），以及根据所述第二距离d2，确定所述晶圆在所述晶圆承载圆盘的初始状态时，晶圆靠近第二光电传感器的一侧中位于所述二维坐标系的y轴上的第二边缘点的第二坐标(0，y1-d2)，以及根据所述第三距离d3，确定所述晶圆在所述晶圆承载圆盘的初始状态时，晶圆靠近第三光电传感器的一侧中位于所述二维坐标系的-y轴上的第三边缘点的第三坐标(0，-(y1-d3))；
8、根据如下公式计算晶圆在所述二维坐标系上的初始圆心坐标(，)：
9、；
10、；
11、根据如下目标公式确定晶圆的定位豁口当前是否处于所述二维坐标系的y轴上：
12、；
13、其中，为所述晶圆承载圆盘的转动角度，当导致所述目标公式不相等时，确定晶圆的定位豁口当前处于所述二维坐标系的y轴上；
14、根据如下公式计算当所述晶圆承载圆盘的转动角度为时，晶圆在所述二维坐标系上的目标圆心坐标：
15、；
16、；
17、根据如下公式计算所述目标圆心坐标到所述定位豁口的向量：
18、；
19、其中，d4为所述晶圆承载圆盘的转动角度为时，所述第三光电传感器测量到的到晶圆边缘的第四距离；
20、根据如下公式确定所述晶圆承载圆盘的转动角度为时，所述向量与所述二维坐标系的y轴之间的余弦夹角：
21、；
22、其中，为所述二维坐标系的y轴的单位向量；
23、控制所述晶圆抓取机械臂按照定位坐标为（，，z，a，b，），对晶圆进行定位抓取；
24、其中，所述晶圆抓取机械臂的放置坐标为（，，z，a，b，）。
25、可选地，所述晶圆承载圆盘上设置有多个负压孔，所述负压孔与负压系统连通，所述负压系统通过所述负压孔对放置在所述晶圆承载圆盘上的晶圆进行吸附。
26、可选地，所述处理器与所述负压系统通信连接，所述方法还包括：
27、当所述晶圆抓取机械臂将晶圆放置到所述晶圆承载圆盘上后，控制所述负压系统产生负压；
28、在所述晶圆抓取机械臂抓取所述晶圆承载圆盘上的晶圆时，控制所述负压系统关闭负压。
29、可选地，所述处理器为可编程逻辑控制器。
30、第三方面，本申请实施例提供了一种应用于半导体制造过程中的晶圆的定位装置，所述定位装置应用于如第一方面中任一项所述的定位系统的所述处理器中，所述定位装置包括：
31、获取单元，用于在所述晶圆抓取机械臂将晶圆放置到所述晶圆承载圆盘上后，获取所述第一光电传感器测量到的到晶圆边缘的第一距离d1, 所述第二光电传感器测量到的到晶圆边缘的第二距离d2，以及所述第三光电传感器测量到的到晶圆边缘的第三距离d3；
32、确定单元，用于根据所述第一距离d1，确定所述晶圆在所述晶圆承载圆盘的初始状态时，晶圆靠近所述第一光电传感器的一侧中位于所述二维坐标系的x轴上的第一边缘本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种应用于半导体制造过程中的晶圆的定位系统，其特征在于，所述定位系统包括定位装置和晶圆抓取机械臂，所述定位装置包括：第一光电传感器、第二光电传感器、第三光电传感器、晶圆承载圆盘、伺服电机和处理器，所述伺服电机用于驱动晶圆承载圆盘旋转，所述第二光电传感器和所述第三光电传感器的位置连线垂直于所述晶圆抓取机械臂对应的三轴坐标系中的X轴，所述第三光电传感器位于靠近所述晶圆抓取机械臂的一侧，所述第一光电传感器位于所述第二光电传感器和所述第三光电传感器的中心线上，在以所述中心线为X轴，以所述第二光电传感器和所述第三光电传感器的中点为原点构建的二维坐标系中，所述第一光电传感器的坐标为（X1，0），所述第二光电传感器的坐标为（0，Y1），所述第三光电传感器的坐标为（0，-Y1），X1、Y1和-Y1对应的数值相等且大于晶圆的半径R，所述二维坐标系的原点与所述晶圆承载圆盘的圆心重叠，所述第一光电传感器、所述第二光电传感器和所述第三光电传感器的高度与所述晶圆承载圆盘上放置的晶圆等高，所述晶圆抓取机械臂用于将通过上游工艺的运输导轨传送过来的晶圆放置到所述晶圆承载圆盘上，以及用于在定位完成后将所述晶圆
2.如权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述晶圆承载圆盘上设置有多个负压孔，所述负压孔与负压系统连通，所述负压系统通过所述负压孔对放置在所述晶圆承载圆盘上的晶圆进行吸附。
3.如权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述处理器为可编程逻辑控制器。
4.一种应用于半导体制造过程中的晶圆的定位方法，其特征在于，所述定位方法应用于如权利要求1-3中任一项所述的定位系统，所述定位方法运行在所述处理器中，所述定位方法包括：
5.如权利要求4所述的定位方法，其特征在于，所述晶圆承载圆盘上设置有多个负压孔，所述负压孔与负压系统连通，所述负压系统通过所述负压孔对放置在所述晶圆承载圆盘上的晶圆进行吸附。
6.如权利要求5所述的定位方法，其特征在于，所述处理器与所述负压系统通信连接，所述方法还包括：
7.如权利要求4所述的定位方法，其特征在于，所述处理器为可编程逻辑控制器。
8.一种应用于半导体制造过程中的晶圆的定位装置，其特征在于，所述定位装置应用于如权利要求1-3中任一项所述的定位系统的所述处理器中，所述定位装置包括：
9.如权利要求8所述的定位装置，其特征在于，所述晶圆承载圆盘上设置有多个负压孔，所述负压孔与负压系统连通，所述负压系统通过所述负压孔对放置在所述晶圆承载圆盘上的晶圆进行吸附。
10.如权利要求9所述的定位装置，其特征在于，所述处理器与所述负压系统通信连接，所述装置还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种应用于半导体制造过程中的晶圆的定位系统，其特征在于，所述定位系统包括定位装置和晶圆抓取机械臂，所述定位装置包括：第一光电传感器、第二光电传感器、第三光电传感器、晶圆承载圆盘、伺服电机和处理器，所述伺服电机用于驱动晶圆承载圆盘旋转，所述第二光电传感器和所述第三光电传感器的位置连线垂直于所述晶圆抓取机械臂对应的三轴坐标系中的x轴，所述第三光电传感器位于靠近所述晶圆抓取机械臂的一侧，所述第一光电传感器位于所述第二光电传感器和所述第三光电传感器的中心线上，在以所述中心线为x轴，以所述第二光电传感器和所述第三光电传感器的中点为原点构建的二维坐标系中，所述第一光电传感器的坐标为（x1，0），所述第二光电传感器的坐标为（0，y1），所述第三光电传感器的坐标为（0，-y1），x1、y1和-y1对应的数值相等且大于晶圆的半径r，所述二维坐标系的原点与所述晶圆承载圆盘的圆心重叠，所述第一光电传感器、所述第二光电传感器和所述第三光电传感器的高度与所述晶圆承载圆盘上放置的晶圆等高，所述晶圆抓取机械臂用于将通过上游工艺的运输导轨传送过来的晶圆放置到所述晶圆承载圆盘上，以及用于在定位完成后将所述晶圆承载圆盘上的晶圆抓取到下游工艺的运输导轨上，所述处理器分别与所述第一光电传感器、所述第二光电传感器、所述第三光电传感器、所述伺服电机和所述晶圆抓取机械臂通信连接，所述第一光电传感器用于测量晶圆靠近所述第一光电传感器的一侧中位于所述二维坐标系的x轴上的边缘点与所述第一光电传感器之间的距离，所述第二光电传感器用于测量晶圆靠近所述第二光电传感器的一侧中位于所述二维坐标系的y轴上的边缘点与所述第二光电传感器之间的距离，所述第三光电...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪海东，
申请(专利权)人：鸿舸半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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