[发明专利]自动取片方法、自动取片控制系统、计算机存储介质

说明书

本发明涉及晶圆的自动取片方法、自动取片控制系统及计算机存储介质，自动取片方法包括：选择底部无晶圆的第X格槽为真空测试格槽，从真空测试格槽下方距离m_x位置插入机械臂；向上移动机械臂至真空测试格槽，开启与机械臂上的吸附孔相连接的抽真空装置；获取吸附孔的真空值，若真空值≥真空阈值，则机械臂退出晶圆盒以进行取片，若真空值＜真空阈值，真空测试格槽上方的最邻近格槽为新的真空测试格槽，重复上述步骤，直至取完待取晶圆。本发明尤其适用于较薄的晶圆以及翘曲变形明显的晶圆，取片成功率高，无需事先确定晶圆位置，方案简单、可行性高。

技术领域

本发明涉及半导体生产工艺，具体涉及自动取片方法、自动取片控制系统、计算机存储介质。

背景技术

在半导体器件的制造过程中，晶圆通常被装载在标准规格的晶圆盒内在各个工艺制程之间传送，每个晶圆盒可以装载多片晶圆。对于标准的集成电路前道工艺设备都具有标准机械接口（SMIF）用以接收晶圆盒。工艺开始时，晶圆盒摆放于标准机械接口上，利用自动装置将晶圆盒打开，使用机械臂将晶圆从晶圆盒中取出，机械臂将晶圆转移至工艺腔内等待进一步加工，等工艺制程完成后，再重新将晶圆装载回晶圆盒内。

用于取片的机械臂上通常形成叉形承载臂，承载臂上分布若干气孔，机械臂内部形成气路系统并与气阀连接，通过气阀的抽气可以在气孔上形成负压。机械臂从晶圆盒中取片时，机械臂移动到晶圆的下方，然后向上移动接触目标晶圆，打开抽气装置将晶圆吸附在承载臂上，继续向上移动一段距离后机械臂后退将晶圆从晶圆盒中取出。

现有的取片方式首先要确定目标晶圆的位置，然后以目标晶圆所处高度下调高度Z1后对应的位置即为机械臂的进入位置，机械臂上行高度Z1后将晶圆吸附住，然后继续向上抬升距离Z2令晶圆离开晶圆盒的插槽，最后机械臂将晶圆从晶圆盒中取出，这种取片方式并不适用于变形量较大的晶圆。在半导体器件制造过程中，为了获得较好的机械性能、电性能，以及后续加工工艺的需要，一般需要将晶圆减薄，减薄后的晶圆厚度在200微米以下，对于减薄后的晶圆容易产生一定的翘曲变形。以减薄后厚度为125-180微米之间的晶圆为例，经过化学镀之后，因金属层表面张力的原因，晶圆会有2-12mm的翘曲变形量。化学镀之后的晶圆需正面贴耐酸膜，然后送入刻蚀机台进行背面工艺，由于耐酸膜本身呈现卷曲状态，贴膜后的晶圆变形量会加大至4-16mm。由于现有取片方式中机械臂的进入位置是低于目标晶圆高度的Z1处，该Z1高度值是固定预设值，若晶圆的翘曲变形量超过Z1，则会导致机械臂的取片失败，增加取片的失败率。

另外，现有取片方式需要事先确定目标晶圆在晶圆盒中的具体位置，然后才能驱动机械臂移动到指定位置处。确定目标晶圆的方式通常是利用激光扫描映射方法来实现，常用的激光扫描映射方法主要分为以下三种：第一种，将对射的激光扫描装置安装在晶圆的前端，对于翘曲的晶圆中部呈现弧形，晶圆的前端高度不固定，扫描定位失误率较高；第二种，将激光扫描装置分别安装在晶圆盒卡槽两侧，两边各自接收反射信号并进行对比，对比信号差异来确定晶圆位置，这种方法不适用于薄片，因为薄片的边缘更薄，存在发射率不足的情况，且会受到边缘凹槽角的影响，使用率并不高；第三种，将对射的激光扫描装置安装在晶圆的中部，该方法常用于SMIF工艺，需要在晶圆背面配备一个同步上升的接收端，机台上极少使用，且不适用于薄片。

现有取片方式中，无论是机械臂的进入位置还是晶圆位置的确定方式，对于翘曲形变量较大的薄片而言，都会造成较大的取片失败率。因此，发明人对现有的取片方法进行了改进，降低了取片的失败率，特别是对于翘曲严重的薄片，新取片方法仍然适用，本案由此而生。

发明内容

本发明首先公开一种自动取片方法，取片成功率高，特别适用于翘曲变形的薄片，具体采用如下技术方案来实现：

一种自动取片方法，包括以下步骤：

S1：选择晶圆盒的第X格槽为真空测试格槽，所述第X格槽下方的格槽上均无晶圆，从所述真空测试格槽下方距离m_x位置插入机械臂；