專利名稱：利用光反射原理測量晶圓傳輸中變形量的方法
技術領域：
本發明涉及半導體集成電路中的晶圓傳輸系統，尤其涉及一種利用光反射原理測量晶圓傳輸中變形量的方法。
背景技術：
半導體集成電路行業在芯片制造時，通常使用硅晶圓片，通過在硅晶圓片上刻蝕出數以百萬計的晶體管形成集成電路。集成電路被廣泛用于計算機、通訊、消費類電子產品、醫療設備、航空航天等眾多領域。在半導體芯片制造工藝流程中，通常需要用晶圓傳輸設備將晶圓片傳輸到晶圓處理設備(如晶圓檢測設備、清洗設備等)上進行工藝處理。通常現有的晶圓傳輸設備對標準厚度的晶圓片進行傳輸。在進行晶圓測試或封裝前對晶圓進行減薄。當晶圓片厚度小于200um時,稱為薄晶圓片,用現有的晶圓傳輸機構進行傳輸時, 有可能造成晶圓薄片變形量過大，嚴重時將會和晶圓處理設備發生沖突，造成碎片。因此， 在對薄晶圓片進行工藝處理時，就必須對晶圓傳輸機構進行改進和優化，而晶圓片變形量大小是評價機構改進與優化的重要指標，對晶圓片變形量進行測量是改進和優化晶圓傳輸機構的重要環節。發明內容
(一 )要解決的技術問題
晶圓傳輸過程中變形量的大小是評價晶圓傳輸機構性能指標的重要參數。本發明是針對晶圓片傳輸過程中變形量較小，不便測量的問題，提出一種簡單、方便、實用的利用光反射原理測量晶圓傳輸中變形量的方法，為改進與優化晶圓傳輸機械結構提供依據，為結構優化前后性能比較提供評價數據。
( 二 )技術方案
為解決上述技術問題，本發明提供一種利用光反射原理測量晶圓傳輸中變形量的方法，包括步驟
SI，在晶圓載臺旁安裝激光發射器和刻度尺，獲取給定厚度測試塊在刻度尺上數據，并在晶圓片圓心及圓周等分點上加以標記；
S2，傳輸晶圓片到晶圓載臺上方，獲取晶圓片圓心標記處在刻度尺上數據；
S3，移動并轉動激光發射器和刻度尺，依次獲取晶圓片圓周各標記處在刻度尺上數據；
S4，根據晶圓片各標記處及測試塊在刻度尺上數據，計算晶圓片變形量并繪制晶圓變形曲線。
優選地,所述步驟SI具體包括
S11，所述的晶圓載臺安裝于測量平臺上，晶圓載臺的上平面與測量平臺的上平面平行，均為水平面；
S12，所述的激光發射器安裝于立柱上，并可繞著水平安裝的銷在鉛直面內轉動，激光發射器的高度可上下調節，所述的立柱可在測量平臺上前后左右移動并可繞鉛直線轉動，所述的刻度尺可在測量平臺上前后左右移動并可繞鉛直線轉動；S13，調整激光發射器高度至合適位置，用鎖緊螺釘鎖緊，調整激光光束鉛直向下，調整立柱位置，使激光光束在測量平臺上的照射點A在晶圓載臺水平中心線O1O2在測量平臺鉛直投影線的延長線上，調整刻度尺位置，使刻度線下端點位置B在晶圓載臺水平中心線O2O1在測量平臺鉛直投影線的延長線上；S14，在晶圓載臺上平面水平中心線右端點O2上作標記，轉動激光發射器角度，將激光打在O2點上，獲取O2點在刻度尺上數據O' 2 ；S15，在晶圓載臺上放置給定厚度的測試塊，以O2點為起點，沿鉛直線向上，在測試塊的上表面上作標記點P2，使O2P2距離等于測試塊的厚度，轉動激光發射器角度，將激光打在P2點上，獲取P2點在刻度尺上數據P^ 2 ；S16,在晶圓片上作圓心及圓周η等分點標記ai;其中，i = 0,1,2, ......η。優選地,所述步驟S2具體包括S21，移走測試塊，用傳輸機械手將做好標記的晶圓片傳輸到晶圓載臺上方，并使晶圓片中心％的鉛直投影與晶圓載臺中心O重合，晶圓片圓周上第一個標記ai的鉛直投影與晶圓載臺水平中心線重合；S22，調整激光光束鉛直向下，沿水平線同步向左平移立柱和刻度尺，移動距離為晶圓載臺半徑Rtl，保證激光光束在測量平臺上的照射點C與刻度線下端點位置D之間的距離等于AB之間的距離；S23，轉動激光發射器角度，將激光打在晶圓片圓心標記％處并反射到刻度尺上，獲取晶圓片圓心標記在刻度尺上數據Iv優選地,所述步驟S3具體包括S31，調整激光光束鉛直向下，沿水平線同步向右平移立柱和刻度尺，移動距離為晶圓片半徑R1，保證激光光束在測量平臺上的照射點E與刻度線下端點位置F之間的距離等于AB之間的距離；S32，轉動激光發射器角度，將激光打在晶圓片圓周第一個標記處并反射到刻度尺上，獲取晶圓片圓周第一個標記在刻度尺上數據匕；S33，沿晶圓載臺圓周同心圓OE移動并轉動立柱，沿晶圓載臺圓周同心圓OF移動并轉動刻度尺，轉動激光發射器角度，將激光打在晶圓片圓周第二個標記a2處并反射到刻度尺上，獲取晶圓片圓周第二個標記在刻度尺上數據b2 ；S34，以S33步驟同樣的方法，獲取晶圓片圓周其余標記在刻度尺上數據b”優選地,所述步驟S4具體包括S41，晶圓片圓周各點在刻度尺上的變形量為Yi = bi-b。，其中，i = 1,2,……η ；S42，根據02Ρ2、0' 2Ρ, 2數據和71值，計算出晶圓實際變形量Y1，其計算公式為|| =丨，其
中，O2P2為給定值，O' 2P' 2為刻度尺上測量值，i = 1，2，……η ；S43，以晶圓片圓周長度為橫坐標，以晶圓實際變形量Yi為縱坐標，繪制晶圓變形曲線。(三)有益效果CN 102931117 A
書
明
說
3/4頁本發明的優點在于1)可將不便測量的晶圓片較小變形量通過光反射原理將其放大，便于測量；2)可為晶圓傳輸機構提供評價數據，為晶圓傳輸機械結構改進和優化提供依據；3)方法簡單，容易實現。
圖1為本發明方法的流程圖；圖2為本發明一實施例中的設備布局軸測圖；圖3為本發明一實施例中的設備布局俯視不意圖。附圖中，I、晶圓載臺；2、測量平臺；3、激光發射器；4、立柱；5、銷；6、測試塊；7、晶圓片；8、刻度尺
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。在本發明的描述中，需要理解的是，術語“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“鉛直”、“上平面”、“鉛直線”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。如圖1所示，本發明所述的利用光反射原理測量晶圓傳輸中變形量的方法，包括步驟SI，在晶圓載臺旁安裝激光發射器和刻度尺，獲取給定厚度測試塊在刻度尺上數據，并在晶圓片圓心及圓周等分點上加以標記；S2,傳輸晶圓片到晶圓載臺上方,獲取晶圓片圓心標記處在刻度尺上數據；S3，移動并轉動激光發射器和刻度尺，依次獲取晶圓片圓周各標記處在刻度尺上數據；S4，根據晶圓片各標記處及測試塊在刻度尺上數據，計算晶圓片變形量并繪制晶圓變形曲線。本發明旨在通過簡單的設備和分析運算，測出晶圓在傳輸過程中變形量以及變形最大的位置，為晶圓傳輸機械結構改進和優化提供依據。如圖2、圖3所示，所述的晶圓載臺(I)安裝于測量平臺(2)上，晶圓載臺的上平面與測量平臺的上平面平行，均為水平面；所述的激光發射器(3)安裝于立柱⑷上，并可繞著水平安裝的銷(5)在鉛直面內轉動，激光發射器的高度可上下調節，所述的立柱可在測量平臺上前后左右移動并可繞鉛直線轉動，所述的刻度尺(8)可在測量平臺上前后左右移動并可繞鉛直線轉動。可選的，所述的激光發射器為紅點光源激光發射器。可選的，所述的激光發射器的高度可通過立柱上的燕尾槽上下調節。調整激光發射器高度至合適位置，在這個位置以及立柱前后左右移動、轉動時，激光發射器不會與其它機構發生碰撞。調整好高度后，用鎖緊螺釘鎖緊。這樣，在整個測量過程中，激光發射器高度保持不變。調整激光光束鉛直向下，調整立柱位置，使激光光束在測量平臺上的照射點A在晶圓載臺水平中心線O1O2在測量平臺垂直投影線的延長線上，調整刻度尺位置，使刻度線下端點位置B在晶圓載臺水平中心線O2O1在測量平臺鉛直投影線的延長線上。在晶圓載臺上平面水平中心線右端點O2上作標記，轉動激光發射器角度，將激光
6打在O2點上，獲取O2點在刻度尺上數據O' 2 ;在晶圓載臺上放置給定厚度的測試塊(6)，以O2點為起點，沿鉛直線向上，在測試塊的上表面上作標記點P2，使O2P2距離等于測試塊的厚度，轉動激光發射器角度，將激光打在P2點上，獲取P2點在刻度尺上數據P^ 2 ；可選的，測試塊為上下面平行的玻璃薄塊。在晶圓片(7)上作圓心及圓周η等分點標記ai;其中，i =0,1,2, ......η。獲得O' 2Ρ' 2數據后，移走測試塊，用傳輸機械手將做好標記的晶圓片傳輸到晶圓載臺上方，并使晶圓片中心％的鉛直投影與晶圓載臺中心O重合，晶圓片圓周上第一個標記B1的鉛直投影與晶圓載臺水平中心線重合。調整激光光束鉛直向下，沿水平線同步向左平移立柱和刻度尺，移動距離為晶圓載臺半徑Rtl,保證激光光束在測量平臺上的照射點C與刻度線下端點位置D之間的距離等于AB之間的距離，轉動激光發射器角度，將激光打在晶圓片圓心標記％處并反射到刻度尺上，獲取晶圓片圓心標記在刻度尺上數據k。調整激光光束鉛直向下，沿水平線同步向右平移立柱和刻度尺，移動距離為晶圓片半徑R1，保證激光光束在測量平臺上的照射點E與刻度線下端點位置F之間的距離等于AB之間的距離，轉動激光發射器角度，將激光打在晶圓片圓周第一個標記處并反射到刻度尺上，獲取晶圓片圓周第一個標記在刻度尺上數據Iv沿晶圓載臺圓周同心圓OE移動并轉動立柱,沿晶圓載臺圓周同心圓OF移動并轉動刻度尺，轉動激光發射器角度，將激光打在晶圓片圓周第二個標記a2處并反射到刻度尺上，獲取晶圓片圓周第二個標記在刻度尺上數據b2。以上述同樣的方法，獲取晶圓片圓周其余標記％在刻度尺上數據b”晶圓片圓周各點在刻度尺上的變形量為= bi-b。，其中，i = 1，2，……η ;根據
02Ρ2、0' 2Ρ, 2數據和71值，計算出晶圓實際變形量Y1，其計算公式為H = 其中，O2P2為
給定值，O' 2P' 2為刻度尺上測量值，i = 1，2，……η;以晶圓片圓周長度為橫坐標，以晶圓實際變形量Yi為縱坐標，繪制晶圓變形曲線。根據晶圓變形曲線可發現晶圓片最大變形的位置以及變形量的大小，為晶圓傳輸機構改進與優化提供依據，也為結構優化前后性能比較提供評價數據。上述實施例中晶圓變形量測量方法結構簡單，且易于實現。
權利要求
1.一種利用光反射原理測量晶圓傳輸中變形量的方法，其特征在于，包括步驟SI，在晶圓載臺旁安裝激光發射器和刻度尺，獲取給定厚度測試塊在刻度尺上數據，并在晶圓片圓心及圓周等分點上加以標記；S2，傳輸晶圓片到晶圓載臺上方，獲取晶圓片圓心標記處在刻度尺上數據；S3，移動并轉動激光發射器和刻度尺，依次獲取晶圓片圓周各標記處在刻度尺上數據；S4，根據晶圓片各標記處及測試塊在刻度尺上數據，計算晶圓片變形量并繪制晶圓變形曲線。
2.根據權利要求I所述的利用光反射原理測量晶圓傳輸中變形量的方法，其特征在于，所述步驟SI具體包括S11，所述的晶圓載臺⑴安裝于測量平臺(2)上，晶圓載臺⑴的上平面與測量平臺(2)的上平面平行，均為水平面；S12，所述的激光發射器(3)安裝于立柱(4)上，并可繞著水平安裝的銷(5)在鉛直面內轉動，激光發射器(3)的高度可上下調節，所述的立柱(4)可在測量平臺(2)上前后左右移動并可繞鉛直線轉動，所述的刻度尺(8)可在測量平臺(2)上前后左右移動并可繞鉛直線轉動；S13，調整激光發射器(3)高度至合適位置，用鎖緊螺釘(圖中未標出)鎖緊，調整激光光束鉛直向下，調整立柱(4)位置，使激光光束在測量平臺(2)上的照射點A在晶圓載臺 ⑴水平中心線O1O2在測量平臺⑵鉛直投影線的延長線上，調整刻度尺⑶位置，使刻度線下端點位置B在晶圓載臺(I)水平中心線O2O1在測量平臺(2)鉛直投影線的延長線上； S14，在晶圓載臺(I)上平面水平中心線右端點O2上作標記，轉動激光發射器(3)角度， 將激光打在O2點上，獲取O2點在刻度尺上數據O' 2 ；S15，在晶圓載臺⑴上放置給定厚度的測試塊(6)，以O2點為起點，沿鉛直線向上，在測試塊(6)的上表面上作標記點P2，使O2P2距離等于測試塊(6)的厚度，轉動激光發射器(3)角度，將激光打在P2點上，獲取P2點在刻度尺上數據P^2 ；S16，在晶圓片(7)上作圓心及圓周η等分點標記ai;其中，i = 0，1，2，……η。
3.根據權利要求I所述的利用光反射原理測量晶圓傳輸中變形量的方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括S21，移走測試塊(6)，用傳輸機械手(圖中未標出)將做好標記的晶圓片(7)傳輸到晶圓載臺(I)上方，并使晶圓片中心％的鉛直投影與晶圓載臺中心O重合，晶圓片(7)圓周上第一個標記％的鉛直投影與晶圓載臺水平中心線重合；S22，調整激光光束鉛直向下，沿水平線同步向左平移立柱(4)和刻度尺(8)，移動距離為晶圓載臺半徑Rtl,保證激光光束在測量平臺(2)上的照射點C與刻度線下端點位置D之間的距離等于AB之間的距離；S23，轉動激光發射器(3)角度，將激光打在晶圓片圓心標記％處并反射到刻度尺上， 獲取晶圓片圓心標記在刻度尺上數據Iv
4.根據權利要求I所述的利用光反射原理測量晶圓傳輸中變形量的方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括S31，調整激光光束鉛直向下，沿水平線同步向右平移立柱(4)和刻度尺(8)，移動距離為晶圓片半徑R1，保證激光光束在測量平臺(2)上的照射點E與刻度線下端點位置F之間的距離等于AB之間的距離；S32，轉動激光發射器(3)角度，將激光打在晶圓片圓周第一個標記&1處并反射到刻度尺上，獲取晶圓片圓周第一個標記在刻度尺上數據h；S33，沿晶圓載臺圓周同心圓OE移動并轉動立柱(4)，沿晶圓載臺圓周同心圓OF移動并轉動刻度尺(8)，轉動激光發射器(3)角度，將激光打在晶圓片圓周第二個標記&2處并反射到刻度尺上，獲取晶圓片圓周第二個標記在刻度尺上數據b2 ；S34，以S33步驟同樣的方法，獲取晶圓片圓周其余標記％在刻度尺上數據Iv
5.根據權利要求I所述的利用光反射原理測量晶圓傳輸中變形量的方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括S41，晶圓片圓周各點在刻度尺上的變形量為yi = Vbtl,其中，i = 1,2,……n ；S42,根據o2p2、o, 2p, 2數據和71值，計算出晶圓實際變形量Yi,其計算公式為H=;，其中，O2P2為給定值，O' 2P' 2為刻度尺上測量值，i = 1，2，……η ；S43，以晶圓片圓周長度為橫坐標，以晶圓實際變形量Y1為縱坐標，繪制晶圓變形曲線。
全文摘要
本發明是一種利用光反射原理測量晶圓傳輸中變形量的方法，包括步驟S1，在晶圓載臺旁安裝激光發射器和刻度尺，獲取給定厚度測試塊在刻度尺上數據，并在晶圓片圓心及圓周等分點上加以標記；S2，傳輸晶圓片到晶圓載臺上方，獲取晶圓片圓心標記處在刻度尺上數據；S3，移動并轉動激光發射器和刻度尺，依次獲取晶圓片圓周各標記處在刻度尺上數據；S4，根據晶圓片各標記處及測試塊在刻度尺上數據，計算晶圓片變形量并繪制晶圓變形曲線。本發明針對晶圓片傳輸過程中變形量較小，不便測量的問題，提出一種簡單、實用的利用光反射原理測量晶圓傳輸中變形量的方法，為改進與優化晶圓傳輸機械結構提供依據，為結構優化前后性能比較提供評價數據。
文檔編號H01L21/66GK102931117SQ20121047344
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月21日 優先權日2012年11月21日
發明者吳偉, 仲高艷, 顧慶東 申請人:蘇州矽科信息科技有限公司