CN110459488B - 一种智能测距的晶圆寻边装置和方法 - Google Patents

一种智能测距的晶圆寻边装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及晶圆寻边技术领域，特别涉及一种智能测距的晶圆寻边装置和方法。所述一种智能测距的晶圆寻边装置，包括：载台、寻边装置底座、旋转手臂、红外感应器、伺服马达红外测距手臂和红外线测距传感器；寻边装置底座连接所述载台；旋转手臂设置于载台上方；红外感应器设置于旋转手臂上；伺服马达红外测距手臂设置于旋转手臂上，红外线测距传感器设置于伺服马达红外测距手臂上；红外线测距传感器用于：测得待测物与伺服马达红外测距手臂的距离L，及测得待测物边缘与红外线测距传感器的距离X。通过该装置，可快速有效地对晶圆的notch角进行寻边，且就算寻边异常时，亦不存在降低机台的妥善率的问题，减少生产成本，提高产线生产力。

Description

一种智能测距的晶圆寻边装置和方法
技术领域
本发明涉及晶圆寻边技术领域，特别涉及一种智能测距的晶圆寻边装置和方法。
背景技术
由于做完金属蒸镀的工艺，会有部分金属遗留且覆盖住晶圆notch角，在做notch角寻边时，容易造成晶圆寻边异常。而现有的寻边装置，当有存在寻边异常问题时，造成传送异常，使得晶圆宕在寻边装置处，从而降低了机台的妥善率。且在无法寻找到notch角时，需要将晶圆取出，重新放置晶圆，容易掉片以及触接触到晶圆表面，造成晶圆膜面损伤，从而造成成本损失，同时降低了生产效率。
发明内容
为此，需要提供一种智能测距的晶圆寻边装置，用以解决现有技术晶圆notch角寻边装置当寻边存在异常问题时，使得晶圆宕在寻边装置处，降低机台妥善率的问题。具体技术方案如下：
一种智能测距的晶圆寻边装置，包括：载台、寻边装置底座、旋转手臂、红外感应器、伺服马达红外测距手臂和红外线测距传感器；所述寻边装置底座连接所述载台；所述旋转手臂固定设置于所述寻边装置底座上，所述旋转手臂设置于所述载台上方；所述载台用于存放待测物；所述红外感应器设置于所述旋转手臂上，所述红外感应器用于：对待测物中心点进行定位；所述伺服马达红外测距手臂设置于所述旋转手臂上，所述红外线测距传感器设置于所述伺服马达红外测距手臂上；所述伺服马达红外测距手臂用于：对待测物边缘进行定位；所述红外线测距传感器用于：测得待测物与伺服马达红外测距手臂的距离L，及测得待测物边缘与红外线测距传感器的距离X。
进一步的，所述红外感应器还用于：在待测物上定位任意两条平行线，判断所述两条平行线的垂直平分线是否重叠，若所述两条平行线的垂直平分线重叠，则取所述两条平行线与待测物边缘相交的任意三个点a、b和c，通过a、b和c三个点定位得待测物中心点。
进一步的，所述旋转手臂还用于：带动伺服马达红外测距手臂旋转，进而带动红外线测距传感器旋转。
进一步的，所述旋转手臂为360°旋转手臂。
为解决上述技术问题，还提供了一种智能测距的晶圆寻边方法，具体技术方案如下：
一种智能测距的晶圆寻边方法，应用在一种智能测距的晶圆寻边装置上，包括步骤：通过红外感应器对待测物中心点进行定位；通过伺服马达红外测距手臂对待测物边缘进行定位；通过红外线测距传感器测得待测物与伺服马达红外测距手臂的距离L，通过红外线测距传感器测得待测物边缘与红外线测距传感器的距离X，计算得X与L的差值；判断所述差值是否大于预设值，若所述差值大于预设值，则判定该边缘位置为notch角。
进一步的，所述“通过红外感应器对待测物中心点进行定位”，还包括步骤：通过红外感应器在待测物上定位任意两条平行线，判断所述两条平行线的垂直平分线是否重叠，若所述两条平行线的垂直平分线重叠，则取所述两条平行线与待测物边缘相交的任意三个点a、b和c，通过a、b和c三个点定位得待测物中心点。
进一步的，所述“通过红外线测距传感器测得待测物边缘与红外线测距传感器的距离X”，还包括步骤：通过旋转手臂带动伺服马达红外测距手臂旋转，进而带动红外线测距传感器旋转，进而通过红外线测距传感器测得待测物边缘任意位置与红外线测距传感器的距离X。
本发明的有益效果是：所述寻边装置底座连接所述载台；所述旋转手臂固定设置于所述寻边装置底座上，所述旋转手臂设置于所述载台上方；所述载台用于存放待测物；所述红外感应器设置于所述旋转手臂上，所述红外感应器用于：对待测物中心点进行定位；所述伺服马达红外测距手臂设置于所述旋转手臂上，所述红外线测距传感器设置于所述伺服马达红外测距手臂上；所述伺服马达红外测距手臂用于：对待测物边缘进行定位；所述红外线测距传感器用于：测得待测物与伺服马达红外测距手臂的距离L，及测得待测物边缘与红外线测距传感器的距离X。最后计算这两个值的差值，判断所述差值是否大于预设值，若所述差值大于预设值，则判定该位置为notch角。通过该装置，可快速有效地对晶圆的notch角进行寻边，且就算寻边异常时，亦不存在降低机台的妥善率的问题，并且也不存在无法寻找到notch角需要重新放置晶圆的问题，减少生产成本，提高产线生产力。
附图说明
图1为具体实施方式所述一种智能测距的晶圆寻边装置的结构示意图；
图2为具体实施方式所述两条平行线的垂直平分线平行不重叠的示意图；
图3为具体实施方式所述两条平行线的垂直平分线平行重叠的示意图；
图4为具体实施方式所述寻找出该待测物的中心点O的示意图；
图5为具体实施方式所述识别圆心的坐标的示意图；
图6为具体实施方式所述旋转手臂与伺服马达红外测距手臂的示意图；
图7为具体实施方式所述测距差值的示意图；
图8为具体实施方式所述一种智能测距的晶圆寻边方法的流程图。
附图标记说明：
1、载台，
2、寻边装置底座，
3、旋转手臂，
4、红外感应器，
5、伺服马达红外测距手臂，
6、红外线测距传感器。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1，在本实施方式中，一种智能测距的晶圆寻边装置的具体实施方式如下：
一种智能测距的晶圆寻边装置，包括：载台1、寻边装置底座2、旋转手臂3、红外感应器4、伺服马达红外测距手臂5和红外线测距传感器6；所述寻边装置底座2连接所述载台1；所述旋转手臂3固定设置于所述寻边装置底座2上，所述旋转手臂3设置于所述载台1上方；所述载台1用于存放待测物；所述红外感应器4设置于所述旋转手臂3上，所述红外感应器4用于：对待测物中心点进行定位；所述伺服马达红外测距手臂5设置于所述旋转手臂3上，所述红外线测距传感器6设置于所述伺服马达红外测距手臂5上；所述伺服马达红外测距手臂5用于：对待测物边缘进行定位；所述红外线测距传感器6用于：测得待测物与伺服马达红外测距手臂5的距离L，及测得待测物边缘与红外线测距传感器6的距离X。
通过上述装置可获得L和X值，最后计算这两个值的差值，判断所述差值是否大于预设值，若所述差值大于预设值，则判定该位置为notch角。通过该装置，可快速有效地对晶圆的notch角进行寻边，且就算寻边异常时，亦不存在降低机台的妥善率的问题，并且也不存在无法寻找到notch角需要重新放置晶圆的问题，减少生产成本，提高产线生产力。
在本实施方式中，所述旋转手臂3为360°旋转手臂。即可360°旋转。
进一步的，所述红外感应器4还用于：在待测物上定位任意两条平行线，判断所述两条平行线的垂直平分线是否重叠，若所述两条平行线的垂直平分线重叠，则取所述两条平行线与待测物边缘相交的任意三个点a、b和c，通过a、b和c三个点定位得待测物中心点。请参阅图2至图4，具体可采用如下方式：
利用红外感应器4在待测物上寻找处两条平行线，若两条平行线的垂直平分线平行不重叠(如图2，其中一条直线覆盖住notch角)；则再次寻找两条平行线，若两条平行线的垂直平分线重叠(如图3)，则任取临近三点a、b、c，做直线ab与直线ac，利用两条直线垂直平分线相交点为圆心的原理，寻找出该待测物的中心点O(如图4)。
进一步的，所述旋转手臂3还用于：带动伺服马达红外测距手臂5旋转，进而带动红外线测距传感器6旋转。在本实施方式中，可利用伺服马达的控制速度、位置精度非常准确等特性，能准确找到待测物(晶圆)的边缘，再利用红外线测距传感器6测得边缘到手臂的距离差。
请参阅图5至图7，具体可采用如下方式：
当360°旋转手臂寻找到待测物圆心时，本装置***内的坐标系中，自动识别圆心的坐标(如图5所示)O点(x1，y1，0)，待测物的边缘一点Ro的坐标为(x2，y2，0)，根据***内部坐标的设置，此时伺服马达红外测距手臂5便可移动至待测物边缘上方，接着360°旋转手臂与伺服马达红外测距手臂5(如图6所示)同时工作，设待测物与手臂的距离为L，红外感应的距离为X，当红外线测距传感器6感应到待测物(晶圆)完整边缘时L≈X，(误差△X＜10nm)，当红外线测距传感器6感应到待测物(晶圆)notch角时L＜X，(误差△X＞10nm)，测得数值如图7所示，便可找出notch角的位置所在。
在本实施方式中，当伺服马达红外测距手臂5往外旋转时，手臂向外延展，当伺服马达红外测距手臂5往内旋转时，手臂向内缩短，伸缩距离变化精准，可达到0.001mm。也因伺服马达红外测距手臂5的可伸缩性，使得可以测量不同尺寸的晶圆。即不仅适用于6寸晶圆的寻边，因伺服马达红外测距手臂的灵敏性及该装置的可调性，同样适用于8寸等不同尺寸晶圆的寻边。
在本实施方式中，伺服马达的伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制***中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
请参阅图8，在本实施方式中，一种智能测距的晶圆寻边方法可应用在一种智能测距的晶圆寻边装置上，所述智能测距的晶圆寻边装置，包括：载台、寻边装置底座、旋转手臂、红外感应器、伺服马达红外测距手臂和红外线测距传感器；所述寻边装置底座连接所述载台；所述旋转手臂固定设置于所述寻边装置底座上，所述旋转手臂设置于所述载台上方；所述载台用于存放待测物；所述红外感应器设置于所述旋转手臂上；所述伺服马达红外测距手臂设置于所述旋转手臂上，所述红外线测距传感器设置于所述伺服马达红外测距手臂上。
以下对上述方法具体展开说明：
步骤S801：通过红外感应器对待测物中心点进行定位。
步骤S802：通过伺服马达红外测距手臂对待测物边缘进行定位。
步骤S803：通过红外线测距传感器测得待测物与伺服马达红外测距手臂的距离L，通过红外线测距传感器测得待测物边缘与红外线测距传感器的距离X，计算得X与L的差值。
步骤S804：所述差值是否大于预设值？
步骤S805：判定该位置为notch角。
通过上述方法可自动快速对晶圆notch角进行寻边。
上述步骤S801具体可采用如下方式：请参阅图2至图4，利用红外感应器在待测物上寻找处两条平行线，若两条平行线的垂直平分线平行不重叠(如图2，其中一条直线覆盖住notch角)；则再次寻找两条平行线，若两条平行线的垂直平分线重叠(如图3)，则任取临近三点a、b、c，做直线ab与直线ac，利用两条直线垂直平分线相交点为圆心的原理，寻找出该待测物的中心点O(如图4)。
步骤S803具体可采用如下方式：请参阅图5至图7，当360°旋转手臂寻找到待测物圆心时，本装置***内的坐标系中，自动识别圆心的坐标(如图5所示)O点(x1，y1，0)，待测物的边缘一点Ro的坐标为(x2，y2，0)，根据***内部坐标的设置，此时伺服马达红外测距手臂便可移动至待测物边缘上方，接着360°旋转手臂与伺服马达红外测距手臂(如图6所示)同时工作，设待测物与手臂的距离为L，红外感应的距离为X，当红外线测距传感器感应到待测物(晶圆)完整边缘时L≈X，(误差△X＜10nm)，当红外线测距传感器感应到待测物(晶圆)notch角时L＜X，(误差△X＞10nm)，测得数值如图7所示，便可找出notch角的位置所在。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能测距的晶圆寻边装置，其特征在于，包括：载台、寻边装置底座、旋转手臂、红外感应器、伺服马达红外测距手臂和红外线测距传感器；
所述寻边装置底座连接所述载台；
所述旋转手臂固定设置于所述寻边装置底座上，所述旋转手臂设置于所述载台上方；
所述载台用于存放待测物；
所述红外感应器设置于所述旋转手臂上，所述红外感应器用于：对待测物中心点进行定位；
所述伺服马达红外测距手臂设置于所述旋转手臂上，所述红外线测距传感器设置于所述伺服马达红外测距手臂上；
所述伺服马达红外测距手臂用于：对待测物边缘进行定位；
所述红外线测距传感器用于：测得待测物与伺服马达红外测距手臂的距离L，及测得待测物边缘与红外线测距传感器的距离X。
2.根据权利要求1所述的一种智能测距的晶圆寻边装置，其特征在于，
所述红外感应器还用于：在待测物上定位任意两条平行线，判断所述两条平行线的垂直平分线是否重叠，若所述两条平行线的垂直平分线重叠，则取所述两条平行线与待测物边缘相交的任意三个点a、b和c，通过a、b和c三个点定位得待测物中心点。
3.根据权利要求1所述的一种智能测距的晶圆寻边装置，其特征在于，
所述旋转手臂还用于：带动伺服马达红外测距手臂旋转，进而带动红外线测距传感器旋转。
4.根据权利要求1所述的一种智能测距的晶圆寻边装置，其特征在于，
所述旋转手臂为360°旋转手臂。
5.一种智能测距的晶圆寻边方法，应用于权利要求1到4任意一项所述的晶圆寻边装置，其特征在于，包括步骤：
通过红外感应器对待测物中心点进行定位；
通过伺服马达红外测距手臂对待测物边缘进行定位；
通过红外线测距传感器测得待测物与伺服马达红外测距手臂的距离L，通过红外线测距传感器测得待测物边缘与红外线测距传感器的距离X，计算得X与L的差值；
判断所述差值是否大于预设值，若所述差值大于预设值，则判定该边缘位置为notch角。
6.根据权利要求5所述的一种智能测距的晶圆寻边方法，其特征在于，
所述“通过红外感应器对待测物中心点进行定位”，还包括步骤：
通过红外感应器在待测物上定位任意两条平行线，判断所述两条平行线的垂直平分线是否重叠，若所述两条平行线的垂直平分线重叠，则取所述两条平行线与待测物边缘相交的任意三个点a、b和c，通过a、b和c三个点定位得待测物中心点。
7.根据权利要求5所述的一种智能测距的晶圆寻边方法，其特征在于，
所述“通过红外线测距传感器测得待测物边缘与红外线测距传感器的距离X”，还包括步骤：
通过旋转手臂带动伺服马达红外测距手臂旋转，进而带动红外线测距传感器旋转，进而通过红外线测距传感器测得待测物边缘任意位置与红外线测距传感器的距离X。
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