CN116598243A - 晶圆位置校准装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种晶圆位置校准装置及方法,校准装置包括机械臂,用于承载并固定晶圆;第一压力传感器组,沿第一方向设置在机械臂上;第二压力传感器组,沿第二方向设置在机械臂上,第一方向所在直线和第二方向所在直线相交且均平行与机械臂所在平面;驱动滚轮,分别设置在第一压力传感器组和第二压力传感器组的邻近位置;调节控制器,分别与第一压力传感器组、第二压力传感器组电连接以分别获取对应的电流信号,并传输至处理器进行处理;其中,在处理器根据电流信号输出控制信号至调节控制器之后,调节控制器根据控制信号驱动驱动滚轮的电机转动以调整放置在机械臂上的晶圆的位置。本发明能够快速完成晶圆位置的校准,提高晶圆加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体工艺技术领域,尤其涉及一种晶圆位置校准装置及方法。
背景技术
对于超高真空的腔室来说,晶圆在成膜时需要确定晶圆位置,位置不对,会导致薄膜长在基地或者时晶圆从基地掉落。一般来说晶圆位置报警,一般是开腔取晶圆,整个过程繁琐,且影响机台的效率。
因此,有必要提供一种新型的晶圆位置校准装置及方法以解决现有技术中存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆位置校准装置及方法,能够快速完成晶圆位置的校准,提高晶圆加工效率。
为实现上述目的,本发明的所述一种晶圆位置校准装置,包括:
机械臂,用于承载并固定晶圆;
第一压力传感器组,沿第一方向设置在所述机械臂上;
第二压力传感器组,沿第二方向设置在所述机械臂上,所述第一方向所在直线和所述第二方向所在直线相交且均平行与所述机械臂所在平面;
驱动滚轮,安装在所述机械臂上,且分别设置在所述第一压力传感器组和所述第二压力传感器组的邻近位置;
调节控制器,安装在所述机械臂上,分别与所述第一压力传感器组、所述第二压力传感器组电连接以分别获取对应的电流信号,并传输至处理器进行处理;
其中,所述调节控制器还与所述驱动滚轮的电机电连接,在所述处理器根据电流信号输出控制信号至所述调节控制器之后,所述调节控制器根据所述控制信号驱动所述驱动滚轮的电机转动以调整放置在所述机械臂上的晶圆的位置。
本发明所述晶圆位置校准装置的有益效果在于:在机械臂固定晶圆的时候,通过分别设置在机械臂上不同位置的第一压力传感器组和第二压力传感器组,以检测不同位置的电流信号从而确定晶圆位置准确,并根据电流信号调节驱动滚轮以调节晶圆的位置,从而完成晶圆的位置校准,不必因为晶圆位置不正而打开腔室取片。
可选的,所述第一压力传感器组包括多个沿所述第一方向并排设置的第一压力传感器,所述第二压力传感器组包括多个沿所述第二方向并排设置的第二压力传感器。
可选的,所述第一压力传感器的数量为两个,沿着所述第一方向分别设置在所述机械臂的两端;所述第二压力传感器的数量为两个,沿着所述第二方向分别设置在所述机械臂的两端。
可选的,所述第一压力传感器和/或所述第二压力传感器为包括微结构与叉指电极上下封装的结构。
可选的,所述微结构采用高分子聚合材料,且所述微结构的形状包括圆柱状、半球状、圆台状中的至少一种。
可选的,所述调节控制器还用于在所述第一压力传感器和所述第二压力传感器检测的电流信号均相同时,停止对所述驱动滚轮的调节。
可选的,沿所述第一方向设置的所述第一压力传感器相对于所述机械臂的中心位置呈对称分布,沿所述第二方向设置的所述第二压力传感器相对于所述机械臂的中心位置呈对称分布。
本发明还提供了一种晶圆位置校准方法,应用于上述的晶圆位置校准装置,包括:
实时获取第一压力传感器组和第二压力传感器组的电流信号;
根据所述第一压力传感器组的电流信号,通过调节控制器分别控制位于第一方向的驱动滚轮转动,直至所述第一压力传感器组中的电流信号调节至一致;
根据所述第二压力传感器组的电流信号,通过所述调节控制器控制位于第二方向的驱动滚轮转动,直至所述第二压力传感器组中的电流信号调节至一致。
本发明所述晶圆位置校准方法的有益效果与所述晶圆位置校准装置一一对应,此处不再赘述。
可选的,所述第一压力传感器组包括两个第一压力传感器,分别沿着第一方向设置在所述机械臂的两端,所述根据所述第一压力传感器组的电流信号,通过调节控制器控制位于第一方向的驱动滚轮转动,直至所述第一压力传感器组中的电流信号调节至一致,包括:
通过调节控制器获取两个所述第一压力传感器的电流信号并传输至处理器;
在所述处理器比较两个所述第一压力传感器对应的电流信号的大小之后发送第一控制信号至所述调节控制器,所述调节控制器根据所述第一控制信号控制所述第一方向的驱动滚轮转动,以推动所述晶圆向靠近所述电流信号较小的所述第一压力传感器方向移动;
在两个所述第一压力传感器的电流信号一致后,停止驱动所述第一方向的驱动滚轮转动。
可选的,所述第二压力传感器组包括两个第二压力传感器,分别沿着第二方向设置在所述机械臂的两端,所述根据所述第二压力传感器组的电流信号,通过所述调节控制器控制位于第二方向的驱动滚轮转动,直至所述第二压力传感器组中的电流信号调节至一致,包括:
通过所述调节控制器获取两个所述第二压力传感器的电流信号并发送至所述处理器;
所述处理器比较两个所述第二压力传感器对应的电流信号的大小后发送第二控制信号至所述调节控制器,所述调节控制器根据所述第二控制信号控制所述第二方向上的驱动滚轮转动,以推动所述晶圆向靠近所述电流信号较小的所述第二压力传感器方向移动;
在两个所述第二压力传感器的电流信号调节至一致之后,停止驱动所述第二方向的驱动滚轮转动。
可选的,根据所述第一压力传感器组对所述第一方向的所述驱动滚轮进行调整的过程与根据所述第二压力传感器组对所述第二方向的所述驱动滚轮进行调整的过程同步进行或者先后进行。
可选的,在所述第一压力传感器组中的电流信号和所述第二压力传感器组中的电流信号存在差异时对所述驱动滚轮调整,直至所述第一压力传感器组中的电流信号和所述第二压力传感器组中的电流信号调节至一致后,完成晶圆位置的校准。
附图说明
图1为本发明的所述晶圆位置校准装置的结构示意图;
图2为本发明的所述晶圆位置校准装置覆盖晶圆时的结构示意图;
图3为本发明所述晶圆位置校准装置中第一压力传感器或者第二压力传感器的封装结构示意图;
图4为本发明所述晶圆位置校准方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。除非另外定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。
针对现有技术存在的问题,本发明的实施例提供了一种晶圆位置校准装置,参考图1,包括:
机械臂10,用于承载并固定晶圆;
第一压力传感器组20,沿第一方向设置在所述机械臂10上;
第二压力传感器组30,沿第二方向设置在所述机械臂10上,所述第一方向所在直线和所述第二方向所在直线相交且均平行与所述机械臂10所在平面;
驱动滚轮40,数量为两组,分别安装在所述机械臂10上,两组所述驱动滚轮40分别设置在所述第一压力传感器组20和所述第二压力传感器组30的邻近位置;
调节控制器50,安装在所述机械臂10上,分别与所述第一压力传感器组20、所述第二压力传感器组30电连接以分别获取对应的电流信号,并传输至处理器60进行信号处理;
其中,所述调节控制器50还与所述驱动滚轮40的电机电连接,在所述处理器60根据电流信号输出控制信号至所述调节控制器50之后,所述调节控制器50根据所述控制信号驱动所述驱动滚轮40的电机转动以调整放置在所述机械臂10上的晶圆的位置。
在本实施例中,在机械臂10夹持晶圆的时候,由于在机械臂10上设置方向不同第一压力传感器组20和第二压力传感器组30,利用第一压力传感器组20和第二压力传感器组30分别检测机械臂10不同位置的压力以得到对应的电流信号,并通过处理器60对电流信号进行分析处理之后,输出对应的控制信号至调节控制器50,以通过调节控制器50控制对应位置的驱动滚轮40转动,从而调整晶圆的位置,实现对晶圆位置的快速校准,有效避免了因为晶圆位置不准确而导致需要打开腔室取片的问题。
需要说明的是,所述机械臂10的结构并不限于图1中的结构,既可以是一个整体的结构,也可以是任意包括两个交叉方向的结构,同样的,既可以为上下分层的交叉结构,也可以为同一层设置的交叉结构,本方案对此不作特别限定。
示例性的,参考图1,所述机械臂10包括正相交的两部分组成,第一压力传感器组和第二压力传感器组分别设置在这两部分上。
进一步的,所述处理器60既可以是集成在所述调节控制器50之中,也可以是独立设置在外部,本方案对此不作特别限定,所述处理器60包括但不限于计算机或者上位机。
需要说明的是,所述驱动滚轮40、调节控制器50均通过电源70供电,此处不再赘述。
在一些实施例中,所述第一压力传感器组20包括多个沿所述第一方向D1并排设置的第一压力传感器201,所述第二压力传感器组30包括多个沿所述第二方向D2并排设置的第二压力传感器301,所述第一方向D1和所述第二方向D2垂直相交。
其中,沿所述第一方向设置的所述第一压力传感器201相对于所述机械臂的中心位置呈对称分布,沿所述第二方向设置的所述第二压力传感器301相对于所述机械臂的中心位置呈对称分布,以保证晶圆校准结果的准确性。
在一些实施例中,所述调节控制器50用于在各个位置的所述第一压力传感器201和所述第二压力传感器301检测的电流信号均相同时,停止对所述驱动滚轮40的调节,完成晶圆的校准工作。
示例性的,所述第一压力传感器201的数量为两个,沿着所述第一方向D1分别设置在所述机械臂10的两端;所述第二压力传感器301的数量为两个,沿着所述第二方向D2分别设置在所述机械臂10的两端。
参考图2,当晶圆覆盖在机械臂10上的时候,两个第一压力传感器201分布在晶圆第一方向的两端,两个第二压力传感器301分别在晶圆第二方向的两端,以便于从四个方向检测晶圆对机械臂10的压力,并根据检测到的压力信息进行对晶圆的位置进行校准。
具体的,在调节控制器50分别接收到第一方向两端的第一压力传感器201的电流信号并传输到处理器60,以便于根据电流信号确定晶圆在不同位置的压力信息,以根据压力信息生成对应的控制信号发送至调节控制器50,之后调节控制器50控制对应位置的驱动滚轮40转动,以带动晶圆移动,从而将晶圆在第一方向上的压力调节至一致,完成水平方向的初步校准工作。
同样的,在沿着第一方向调节的之后,通过调节控制器50将第一方向两端的第二压力传感器301检测的电流信号传输到处理器60之中,处理器60根据第一方向的两端检测的电流信号确定晶圆在第一方向两端位置的压力信息,并生成对应的控制信号发送对应的控制信号至调节控制器50,通过调节控制器50控制对应的驱动滚轮40转动,以实现晶圆在第一方向的调节过程。当第一方向的两个第二压力传感器301检测到的电流信号和第二方向两个第一压力传感器201检测到的电流信号均相同时,则确定晶圆处于中心位置,即可完成对晶圆的校准工作。
需要说明的是,在调节控制器50对晶圆的调节过程中,沿着第一方向的调节过程和沿着第二方向的调节过程,既可以同时进行,也可以分开先后进行,最终能够完成调整过程即可,本方案对此不作特别限定,此处不再赘述。
在一些实施例中,参考图3,所述第一压力传感器201和所述第二压力传感器301均为微结构与叉指电极上下封装的结构,所述微结构采用聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)材料,且所述微结构的形状包括圆柱状、半球状、圆台状的至少一种。
采用上述封装结构制作的第一压力传感器201和第二压力传感器301,其随着表面接触面积的变化会导致电阻发送变化,接触面积越大,电阻值越小,对应的电流越大。当第一压力传感器201和第二压力传感器301检测到的电流信号越大,则说明晶圆越靠近当前的压力传感器所在位置,则需要将晶圆向远离当前位置的方向移动进行调整,以对晶圆快速校准。
本发明在机械臂固定晶圆的时候,通过分别设置在机械臂上不同位置的第一压力传感器组和第二压力传感器组,以检测不同位置的电流信号从而确定晶圆位置准确,并根据电流信号调节驱动滚轮以调节晶圆的位置,从而完成晶圆的位置校准,不必因为晶圆位置不正而打开腔室取片。
本发明还公开了一种晶圆位置校准方法,应用于上述的晶圆位置校准装置,参考图4,所述晶圆位置校准方法包括如下步骤:
S401、实时获取第一压力传感器组和第二压力传感器组的电流信号。
S402、根据所述第一压力传感器组的电流信号,通过调节控制器分别控制位于第一方向的驱动滚轮转动,直至所述第一压力传感器组中的电流信号调节至一致。
S403、根据所述第二压力传感器组的电流信号,通过所述调节控制器控制位于第二方向的驱动滚轮转动,直至所述第二压力传感器组中的电流信号调节至一致。
需要说明的是,在调节控制器对晶圆的调节过程中,沿着第一方向的调节过程和沿着第二方向的调节过程,既可以同时进行,也可以分开先后进行,本方案对此不作特别限定,此处不再赘述。
在一些实施例中,继续参考图2,以两个第一压力传感器201设置在机械臂10沿着第一方向D1的两端,以两个第二压力传感器301设置在机械臂10沿着第二方向D2的两端为例对上述方法进行说明。
具体的,所述第一压力传感器组包括两个第一压力传感器,分别沿着第一方向D1设置在所述机械臂的两端,所述根据所述第一压力传感器组的电流信号,通过调节控制器控制位于第一方向的驱动滚轮转动,直至所述第一压力传感器组中的电流信号调节至一致,包括:
通过调节控制器获取两个所述第一压力传感器的电流信号并传输至处理器;
在所述处理器比较两个所述第一压力传感器对应的电流信号的大小之后发送第一控制信号至所述调节控制器,所述调节控制器根据所述第一控制信号控制所述第一方向的驱动滚轮转动,以推动所述晶圆向靠近所述电流信号较小的所述第一压力传感器方向移动;
在两个所述第一压力传感器的电流信号一致后,停止驱动所述第一方向的驱动滚轮转动。
在本实施例中,在将晶圆放置在机械臂上的时候,分别通过第一方向D1上的两个第一压力传感器和第二方向D2上两个第二压力传感器检测。首先进行第一方向的检测,分别获取两个第一压力传感器的电流信号之后,计算机比较两个电流信号的大小,由于所述第一压力传感器采用微结构与叉指电极上下封装的结构,接触面积越大,电阻越小,电流越大。当两个电流信号大小不一致的时候,则说明晶圆偏向了电流信号较大的第一压力传感器所在位置,则需要将晶圆向着靠近电流信号较小的第一压力传感器所在位置进行调整。则计算机发送控制信号至调节控制器,通过调节控制器调节水平方向的驱动滚轮转动,以带动晶圆朝向电流信号较小的第一压力传感器移动,直至两个第一压力传感器的电流信号一致之后停止当前调节过程。
在一些实施例中,所述第二压力传感器组包括两个第二压力传感器,分别沿着第二方向设置在所述机械臂的两端,所述根据所述第二压力传感器组的电流信号,通过所述调节控制器控制位于第二方向的驱动滚轮转动,直至所述第二压力传感器组中的电流信号调节至一致,包括:
通过所述调节控制器获取两个所述第二压力传感器的电流信号并发送至所述处理器;
所述处理器比较两个所述第二压力传感器对应的电流信号的大小后发送第二控制信号至所述调节控制器,所述调节控制器根据所述第二控制信号控制所述第二方向上的驱动滚轮转动,以推动所述晶圆向靠近所述电流信号较小的所述第二压力传感器方向移动;
在两个所述第二压力传感器的电流信号调节至一致之后,停止驱动所述第二方向的驱动滚轮转动。
具体的,在完成第一方向的调节之后,比较两个第二压力传感器的电流信号,当两个电流信号大小不一致的时候,则说明晶圆偏向了电流信号较大的第二压力传感器所在位置,则需要将晶圆向着靠近电流信号较小的二压力传感器所在位置进行调整。则计算机发送控制信号至调节控制器,通过调节控制器调节第二方向的驱动滚轮转动,以带动晶圆朝向电流信号较小的第二压力传感器移动,直至第二压力传感器检测的电流信号均一致之后,完成晶圆对第二方向的调节过程。
进一步的,为了对晶圆的位置调整进行二次校准,在所述第一压力传感器组中的电流信号和所述第二压力传感器组中的电流信号存在差异时对所述驱动滚轮调整,直至所述第一压力传感器组中的电流信号和所述第二压力传感器组中的电流信号调节至一致后,完成晶圆位置的校准。也就是对晶圆进行调整,直至两个第二压力传感器的电流信号均与第一压力传感器的电流信号一致之后,即各个位置的第一压力传感器的电流信号等于第二压力传感器的电流信号,则说明当前晶圆处在中心位置,校准过程完成,即可停止当前的调节过程。
需要说明的是,根据所述第一压力传感器组对所述第一方向的所述驱动滚轮进行调整的过程与根据所述第二压力传感器组对所述第二方向的所述驱动滚轮进行调整的过程同步进行或者先后进行均可,本方案对此不作特别限定,具体根据实际情况进行选择即可,此处不再赘述。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式,但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是,能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是,应理解,这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且,在此说明的本发明可有其它的实施方式,并且可通过多种方式实施或实现。
Claims (12)
1.一种晶圆位置校准装置,其特征在于,包括:
机械臂,用于承载并固定晶圆;
第一压力传感器组,沿第一方向设置在所述机械臂上;
第二压力传感器组,沿第二方向设置在所述机械臂上,所述第一方向所在直线和所述第二方向所在直线相交且均平行与所述机械臂所在平面;
驱动滚轮,安装在所述机械臂上,且分别设置在所述第一压力传感器组和所述第二压力传感器组的邻近位置;
调节控制器,安装在所述机械臂上,分别与所述第一压力传感器组、所述第二压力传感器组电连接以分别获取对应的电流信号,并传输至处理器进行处理;
其中,所述调节控制器还与所述驱动滚轮的电机电连接,在所述处理器根据电流信号输出控制信号至所述调节控制器之后,所述调节控制器根据所述控制信号驱动所述驱动滚轮的电机转动以调整放置在所述机械臂上的晶圆的位置。
2.根据权利要求1所述的晶圆位置校准装置,其特征在于,所述第一压力传感器组包括多个沿所述第一方向并排设置的第一压力传感器,所述第二压力传感器组包括多个沿所述第二方向并排设置的第二压力传感器。
3.根据权利要求2所述的晶圆位置校准装置,其特征在于,所述第一压力传感器的数量为两个,沿着所述第一方向分别设置在所述机械臂的两端;所述第二压力传感器的数量为两个,沿着所述第二方向分别设置在所述机械臂的两端。
4.根据权利要求2所述的晶圆位置校准装置,其特征在于,所述第一压力传感器和/或所述第二压力传感器为包括微结构与叉指电极上下封装的结构。
5.根据权利要求4所述的晶圆位置校准装置,其特征在于,所述微结构采用高分子聚合材料材料,且所述微结构的形状包括圆柱状、半球状、圆台状中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的晶圆位置校准装置,其特征在于,所述调节控制器还用于在所述第一压力传感器和所述第二压力传感器检测的电流信号均相同时,停止对所述驱动滚轮的调节。
7.根据权利要求2所述的晶圆位置校准装置,其特征在于,沿所述第一方向设置的所述第一压力传感器相对于所述机械臂的中心位置呈对称分布,沿所述第二方向设置的所述第二压力传感器相对于所述机械臂的中心位置呈对称分布。
8.一种晶圆位置校准方法,其特征在于,应用权利要求1所述的晶圆位置校准装置,包括:
实时获取第一压力传感器组和第二压力传感器组的电流信号;
根据所述第一压力传感器组的电流信号,通过调节控制器控制位于第一方向的驱动滚轮转动,直至所述第一压力传感器组中的电流信号调节至一致;
根据所述第二压力传感器组的电流信号,通过所述调节控制器控制位于第二方向的驱动滚轮转动,直至所述第二压力传感器组中的电流信号调节至一致。
9.根据权利要求8所述的晶圆位置校准方法,其特征在于,所述第一压力传感器组包括两个第一压力传感器,分别沿着第一方向设置在所述机械臂的两端,所述根据所述第一压力传感器组的电流信号,通过调节控制器控制位于第一方向的驱动滚轮转动,直至所述第一压力传感器组中的电流信号调节至一致,包括:
通过调节控制器获取两个所述第一压力传感器的电流信号并传输至处理器;
在所述处理器比较两个所述第一压力传感器对应的电流信号的大小之后发送第一控制信号至所述调节控制器,所述调节控制器根据所述第一控制信号控制所述第一方向的驱动滚轮转动,以推动所述晶圆向靠近所述电流信号较小的所述第一压力传感器方向移动;
在两个所述第一压力传感器的电流信号一致后,停止驱动所述第一方向的驱动滚轮转动。
10.根据权利要求9所述的晶圆位置校准方法,其特征在于,所述第二压力传感器组包括两个第二压力传感器,分别沿着第二方向设置在所述机械臂的两端,所述根据所述第二压力传感器组的电流信号,通过所述调节控制器控制位于第二方向的驱动滚轮转动,直至所述第二压力传感器组中的电流信号调节至一致,包括:
通过所述调节控制器获取两个所述第二压力传感器的电流信号并发送至所述处理器;
所述处理器比较两个所述第二压力传感器对应的电流信号的大小后发送第二控制信号至所述调节控制器,所述调节控制器根据所述第二控制信号控制所述第二方向上的驱动滚轮转动,以推动所述晶圆向靠近所述电流信号较小的所述第二压力传感器方向移动;
在两个所述第二压力传感器的电流信号调节至一致之后,停止驱动所述第二方向的驱动滚轮转动。
11.根据权利要求8所述的晶圆位置校准方法,其特征在于,根据所述第一压力传感器组对所述第一方向的所述驱动滚轮进行调整的过程与根据所述第二压力传感器组对所述第二方向的所述驱动滚轮进行调整的过程同步进行或者先后进行。
12.根据权利要求8所述的晶圆位置校准方法,其特征在于,所述校准方法还包括:在所述第一压力传感器组中的电流信号和所述第二压力传感器组中的电流信号存在差异时对所述驱动滚轮调整,直至所述第一压力传感器组中的电流信号和所述第二压力传感器组中的电流信号调节至一致后,完成晶圆位置的校准。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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