本发明涉及半导体,尤其涉及一种定位装置及定位方法。
背景技术:
1、在制作芯片的过程中,对晶圆的位置精度要求较高。晶圆通常大致为圆形,在晶圆的边缘开设有切口,用于在定位过程中确定晶圆的旋转角度。
2、现有定位方法中,多采用垂直定位的方法,定位光线沿垂直于晶圆平面的方向投射,以寻找切口并定位晶圆。此时,基于不同材质晶圆的反射率差异,可能会误判切口的位置,从而影响定位精度,甚至导致定位失败。且当晶圆的切口为直线型时,垂直定位的方法较难对切口进行定位,容易造成较大的定位误差。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足,本申请的目的在于提供一种定位装置及适配该定位装置展开的定位方法,使得不同反射率或具有不同切口的晶圆都能利用该定位装置精确定位,从而提高晶圆定位装置的普适性,同时提高定位精度。
2、本申请实施例提供了一种定位装置,用于定位晶圆,晶圆大致为圆形,并具有至少一处位于边缘的切口,定位装置包括:基座、载台及平面检测单元;载台包括用于承载晶圆的承载面,载台可相对于基座旋转和平移;平面检测单元固定于基座,并位于承载面之上,平面检测单元用于形成定位光路,定位光路的内腔形状与晶圆的外形匹配设置,以使得定位光路可收容晶圆,且晶圆的每个切口与定位光路中的一条光线平齐,进而实现对晶圆的定位。
3、本申请定位装置通过设置基座给载台和平面检测单元提供支承力。通过设置可相对于基座旋转和平移的载台,以承载晶圆并带动晶圆旋转和平移。通过设置固定于基座上的平面检测单元,以形成闭环的定位光路。同时,将平面检测单元设置于用于承载晶圆的承载面之上,以使得闭环的定位光路可在平行于晶圆的平面上检测晶圆的位置。通过设置定位光路的内腔形状与晶圆的外形相匹配,以使得晶圆在旋转和平移后收容于闭环的定位光路中。同时保证晶圆的每个切口与定位光路中的一条光线平齐,从而使得晶圆以预设姿态处于预定位置上,实现对晶圆的定位。
4、可选的,定位光路为闭环的形状。
5、可选的,定位光路中未与切口平齐的其余各条光线分别与晶圆的外边缘相切。
6、可选的,由于晶圆的形状大致为圆形,除了与切口平齐的光线,其余各条光线均与晶圆的外边缘相切,由此可使得每条光线与晶圆的边缘形成唯一一个切点,从而能够准确的定位到晶圆的位置。
7、可选的,定位光路中至少包括四条光线。
8、可选的,通过设置至少四条光线以用于形成定位光路。四条或四条以上的光线所组成的定位光路,可以保证到对晶圆的可靠定位。
9、可选的,定位光路中光线的数量为四条,并构造为矩形。
10、可选的,载台通常沿x轴和y轴移动,以带动晶圆平移。矩形的定位光路可以从相互垂直的两个方向上分别对晶圆进行定位,当晶圆的实际位置与预设位置出现偏差时,两个方向上的偏差值可以分别映射到载台的x轴和y轴移动方向上,方便载台基于偏差进行动态补偿,以实现精准定位。
11、可选的,平面检测单元包括多对发射器和接收器,每对发射器和接收器间隔设置,以配合形成定位光路中的至少一条光线。
12、可选的,通过设置多对配合使用的发射器和接收器,以使得每个发射器发出的光线均可以被一个接收器接收,进而基于各条光线形成定位光路以检测晶圆与预设位置的偏差。
13、可选的,平面检测单元还包括反射器,反射器位于至少一对发射器和接收器之间,并用于将发射器射出的光线反射至接收器,以配合形成定位光路中的至少两条光线。
14、可选的,通过设置位于至少一对发射器和接收器之间的反射器,以将发射器发出的光线反射至接收器,从而形成至少两条光线,以取代一对发射器和接收器,从而可以降低定位装置的成本。
15、可选的,定位装置包括控制器,控制器与各个接收器通信连接,用于接收各个接收器的检测信号,并基于检测信号控制载台相对于平面检测单元的旋转和/或平移。
16、可选的,通过设置与各个接收器通信连接的控制器,以使得检测信号能传递到控制器,控制器便可对该检测信号进行判断并控制载台的运动情况,以使得晶圆可以运动到预设位置。
17、本申请实施例还提供了一种定位方法,包括如下步骤:
18、接收平面检测单元对处于初始位的晶圆得到的检测信号;
19、基于检测信号移动载台,以带动位于载台上的晶圆相对于平面检测单元平移,判断晶圆是否以预设姿态移动至预设位置;
20、若判断到晶圆未以预设姿态移动至预设位置,则控制晶圆回到初始位,并控制载台带动晶圆转动预设角度,再对晶圆进行重新定位;
21、若判断到晶圆以预设姿态移动至预设位置,则完成对晶圆的定位操作。
22、本申请提供的定位方法,可适配本申请第一方面提供的定位装置展开。本申请定位方法通过对处于初始位的晶圆进行检测,并基于检测信号控制晶圆的运动,进而不断校准晶圆的位置,以实现动态补偿晶圆实际位置与预设位置的偏差,由此提高晶圆的定位精度。
23、可选的,接收平面检测单元对处于初始位的晶圆得到的检测信号,包括:
24、接收平面检测单元中各个接收器对处于初始位的晶圆分别得到的检测信号;
25、然后,基于检测信号移动载台,包括:
26、基于各个接收器的检测信号差异移动载台。
27、可选的,通过设置平面检测单元具有多对接收器和发射器,并基于多对接收器和发射器配合以形成多个检测信号。由此综合各个检测信号的差异可以判断晶圆此时的位置情况。
28、可选的,判断晶圆是否以预设姿态移动至预设位置,包括:
29、接收平面检测单元中各个接收器均对晶圆得到的检测信号;
30、转动晶圆以验证晶圆是否处于预设姿态;
31、若验证到晶圆未处于预设姿态,则控制晶圆转动至预设姿态。
32、可选的,基于检测信号判断到晶圆处于预设位置时,晶圆会有两种姿态。通过对其进行旋转,以确认晶圆是否以预设姿态处于预设位置。当确认到晶圆没有以预设姿态处于预设位置时,则继续控制晶圆旋转,以使其最终以预设姿态处于预设位置,从而实现精准定位。
33、可选的,基于各个接收器的检测信号差异移动载台,包括:
34、接收到第一接收器的检测信号,而未接收到第二接收器的检测信号;其中,第一接收器和第二接收器分别用于接收位于晶圆相对两侧的两条光线;
35、控制晶圆朝向第一接收器的方向平移。
36、在本实施例中,当位于晶圆相对两侧的其中一条光线没有被接收,则代表该侧光线被晶圆遮挡,另一侧未被遮挡。此时可以将晶圆朝向未被遮挡的那一侧平移,进而补偿位置偏差。
1.一种定位装置,用于定位晶圆,所述晶圆具有至少一处位于边缘的切口,其特征在于,所述定位装置包括:
2.根据权利要求1所述的定位装置,其特征在于,所述定位光路中未与所述切口平齐的其余各条光线分别与所述晶圆的外边缘相切。
3.根据权利要求1所述的定位装置,其特征在于,所述定位光路中至少包括四条光线。
4.根据权利要求1-3任一项所述的定位装置,其特征在于,所述平面检测单元包括多对发射器和接收器,每对所述发射器和所述接收器间隔设置,以配合形成所述定位光路中的至少一条光线。
5.根据权利要求4所述的定位装置,其特征在于,所述平面检测单元还包括反射器,所述反射器位于至少一对所述发射器和所述接收器之间,并用于将所述发射器射出的光线反射至所述接收器,以配合形成所述定位光路中的至少两条光线。
6.根据权利要求4所述的定位装置,其特征在于,所述定位装置包括控制器,所述控制器与各个所述接收器通信连接,用于接收各个所述接收器的检测信号,并基于所述检测信号控制所述载台相对于所述平面检测单元的旋转和/或平移。
7.一种定位方法,其特征在于,包括如下步骤:
8.根据权利要求7所述的一种定位方法,其特征在于,所述接收平面检测单元对处于初始位的晶圆得到的检测信号,包括:
9.根据权利要求8所述的一种定位方法,其特征在于,所述判断所述晶圆是否以预设姿态移动至所述预设位置,包括:
10.根据权利要求8所述的一种定位方法,其特征在于,所述基于各个所述接收器的所述检测信号差异移动所述载台,包括: