[发明专利]晶片校准装置以及半导体加工设备

说明书

本发明提供一种晶片校准装置以及半导体加工设备，包括承载件、旋转机构、光源以及光线接收处理装置，其中，承载件包括用于承载晶片的承载面；旋转机构用于驱动承载件旋转；光源设置在承载件上方，用以朝向承载面的边缘处发射光线；光线接收处理装置包括光线接收组件，用于接收光线，且将该光线转换为电信号并发送出去；光线接收组件设置在承载面的下方，且位于紧靠承载面的位置处。本发明提供的晶片校准装置，其可以缩短过渡区的长度，从而不仅可以降低软件的实现难度和硬件成本，而且还可以降低对安装精度和校准精度要求，进而可以降低生产成本。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，具体地，涉及一种晶片校准装置以及半导体加工设备。

背景技术

在半导体的制程工艺中，需要将待处理的晶片从大气环境中逐步传送至反应腔室中进行诸如刻蚀、沉积等的工艺。这就需要一个由一系列的大气设备和真空设备组成的晶片传输系统。例如，通常需要借助机械手进行传输、取片和放片操作，以实现晶片的传输和装卸。为了保证工艺的稳定性，要求晶片能够被精确传输至指定位置，虽然当前机械手的理论传输精度能够达到工艺要求，但是在实际的传输过程中，往往会因诸如机械振动、安装精度等的各种不确定的因素而导致晶片相对于机械手的手指中心发生偏移，从而造成在机械手放片之后，晶片的实际位置与指定位置之间存在位置偏差。因此，为了保证晶片能够精确到达指定位置，就必须对晶片的位置进行检测，并在出现位置偏差时校准并消除该位置偏差。

现有的一种晶片校准装置如图1和图2所示，其用于在大气环境中对晶片的位置偏差进行检测。具体地，该晶片校准装置包括盒体1、光源11、光线接收处理装置、承载台13、四个支撑爪14、旋转机构和升降机构。其中，承载台13位于盒体1的顶面上方，用以承载晶片3；四个支撑爪14固定在盒体1的顶面上，且环绕在承载台13的周围，用以配合机械手2完成晶片3的装卸。旋转机构设置在盒体1内，其包括旋转轴151和第一旋转电机152；升降机构包括升降平台156、丝杠153、滑块154、直线导轨（图中未示出）和第二旋转电机155。其中，滑块154分别与丝杠153和直线导轨相配合，且滑块154与升降平台156连接；第二旋转电机155用于驱动丝杠153旋转，从而带动滑块154和升降平台156上升或下降；旋转轴151对应于承载台13的承载面的中心竖直设置，并与承载台13连接；第一旋转电机152固定在升降平台156上，用以驱动旋转轴151旋转。此外，光源11设置在盒体1的顶面上方，用以朝向晶片3的边缘处发射光线；并且在盒体1的顶面上且与光源11相对应的位置处设置有通孔121；光线接收处理装置设置在盒体1的内部，且其包括光线接收组件12和处理单元，光线接收组件12用于接收光线，并将该光线转换为电信号发送至处理单元；该处理单元根据电信号进行数据处理和计算，以获得晶片相对于承载台13的承载面的位置偏差，例如，晶片3的中心相对于其旋转轴151的偏心距r和偏心角a，如图3所示。

当需要检测和校准晶片的位置偏差之前，承载台13的承载面位于支撑爪14的顶端下方。当开始检测和校准时，机械手2将其上的晶片3传输至支撑爪14的顶端之后退出，第二旋转电机155驱动升降平台156及其上的第一旋转电机152和承载台13同步上升，直至支撑爪14上的晶片3被传递至承载台13的承载面上后停止；第一旋转电机152驱动承载台13围绕旋转轴151旋转一周以上，在此过程中，光源11竖直朝下发射光线，该光线中的一部分会照射在晶片3上，另一部分未照射在晶片3上，并由光线接收组件12接收。

容易理解，由于受到晶片3的遮挡，因而来自光源的光线在经光线接收处理装置处理后获得的投影图像会按光线强度的不同形成明区和暗区，而明区和暗区的交界即对应于晶片3的边缘，从而可以基于该投影图像而获得晶片3边缘的位置信息，进而可以根据该位置信息计算出晶片3的位置偏差。

上述晶片校准装置在实际应用中不可避免地存在以下问题：