CN101127317A - 晶圆片的定位装置及定位方法 - Google Patents

Abstract

一种晶圆片的定位装置及定位方法，定位装置包括定位台和驱动装置，定位台的下部设有吸附装置，在定位台的一侧设有光源，在定位台的另一侧设有光电传感器，光电传感器与控制器电连接，定位台的旁边设有可水平直线移动的机械手，定位台的中心位于机械手移动的轨迹上。光电传感器包括多个光敏元，光电传感器每隔一段时间采集光信号，将采集到的光信号转化为电信号送到控制器中。本发明的定位装置结构简单，定位方法巧妙，能够完成晶圆片准确的定位，并且具有很高的效率。

Description

晶圆片的定位装置及定位方法

技术领域

本发明涉及一种半导体专用设备，尤其是一种晶圆片的定位装置及定位方法。

背景技术

全自动探针台是晶圆测试的专用设备。在全自动测试过程中，探针台的传输机构要将晶圆从工装盒中传输到承片台上进行测试。所有的晶圆都有一个切边，该切边是用来定位的，为了保证全自动探针台的正常动作，该切边在承片台上应处于同样的位置。由于晶圆在工装盒里的位置是任意的，所以传输机构将晶圆传输到承片台之前，要对晶圆的切边进行定位。

传统的切边定位采用的是机械式定位切边。机械式定位切边的方法如下：1把晶圆放置于旋转台上，控制定心爪收缩，使晶圆的中心与旋转台的中心同心；2用真空吸附晶圆，使晶圆锁定在旋转台上面；3旋转台旋转，在旋转的过程中，光接收器对晶圆的边缘进行探测，探测到切边后停止旋转；4将切边定位到确定的位置，然后将晶圆传输到承片台。

传统的切边定位方式需要一个复杂的机械结构，占用空间大，且容易对晶圆造成损坏，由上述过程可以发现，机械式定位是包括晶圆的中心定位和切边的定位两个过程，效率不是很高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种自动进行中心定位和切边定位的晶圆片定位装置和定位方法。

本发明的晶圆片的定位装置，包括定位台和驱动装置，定位台的下部设有吸附装置，在定位台的一侧设有光源，在定位台的另一侧设有光电传感器，光电传感器与控制器电连接，在定位台的旁边设有可水平移动的机械手。

优选地，定位台的旁边设有可水平直线移动的机械手，定位台的中心位于机械手移动的轨迹上。

优选地，光电传感器包括多个光敏元，每个光敏元可以将光信号转化成电信号。

应用权利要求1所述的晶圆片的定位装置的定位方法，包括以下步骤：

a)机械手将晶圆片放在定位台上；

b)控制器建立坐标系，以定位台的中心为坐标系的的中心，以机械手移动的方向为横坐标的方向；

c)光源发光，驱动装置驱动定位台旋转一周，光电传感器每隔一段时间采集光信号，将采集到的光信号转化为电信号送到控制器中；

d)控制器根据每次光电传感器送来的信号确定晶圆片圆周上的点为采样点，并记录所有采样点的坐标，将采样点的坐标定义为Point(1)、Point(2)…Point(n)；

e)计算Point(1)与其它采样点的距离，记录最长的距离和与Point(1)形成此距离的另一个采样点的坐标，将最长的距离设为L(1)；

f)按照步骤e)的方式分别计算Point(2)、Point(3)…Point(n)与其它采样点的距离，得到n个最长的距离L(2)、L(3)…L(n)，记录形成这些最长距离的采样点的坐标；

g)在L(1)、L(2)…L(n)中取最大值，设形成此最大距离的两个采样点为Point(m)与Point(m_max)，在L(1)、L(2)…L(n)中取最小值，设形成此最小距离的两个采样点为Point(p)与Point(p_min)；

h)计算Point(m)与Point(m_max)形成的线段的中点的坐标，设中点的坐标为(center.x，center.y)；

i)按照公式Seta＝arctg(Center.y/Center.x)和 $D=\sqrt{{(\mathrm{Center}.x)}^2+{(\mathrm{Center}.y)}^2}$ 分别得到Seta和D的值；

j)旋转晶圆片Seta角度，使晶圆片的中心位于横坐标上；

k)机械手将晶圆片移动D距离，使晶圆片的中心位于坐标系的中心；

L)根据Point(p)与Point(p_min)的坐标，将晶圆片旋转一定角度，使晶圆片的切边处于人们希望的位置。

本发明的定位装置结构简单，定位方法巧妙，能够完成晶圆片准确的定位，并且具有很高的效率。

附图说明

图1为本发明所述晶圆片的定位装置的示意图。

具体实施方式

图1为本发明所述晶圆片的定位装置的示意图。如图1所示，晶圆片的定位装置包括定位台1和驱动装置2，驱动装置2可以控制定位台1上升、下降和旋转。定位台1在上升或下降的时候可以与机械手交换晶圆片。定位台1的下部设有吸附装置3，定位台1动作时，吸附装置3可以吸附放在定位台1上的晶圆片。在定位台1的下部设有光源4，在定位台的上部设有光电传感器5，光电传感器5与控制器6电连接，在定位台1的旁边设有可水平移动的机械手7，机械手7可以吸附晶圆片，机械手7可以简单地做直线运动，定位台1的中心位于机械手移动的轨迹上。

在晶圆片定位之前，晶圆片在定位台1上的位置是随意的。光电传感器5是一个线阵的传感器，该线阵传感器在长度为105毫米的距离内，均匀分布了2496个CMOS光敏元，分辨率达到了42微米。每个光敏元可以将光信号转化成电信号送到控制器中。当晶圆片在定位台上随定位台一起旋转360度时，传感器完成对晶圆片边缘的测量，由控制器6确定晶圆片边缘的采样点。在采集过程中，每隔3.6度采集一次数据，采样点为100个点，保证了计算的可靠性。可以使采样间隔缩小，得到更多的采样点。

应用权利要求1所述的晶圆片的定位装置的定位方法，包括以下步骤：

a)机械手将晶圆片放在定位台上；

b)控制器建立坐标系，以定位台的中心为坐标系的的中心，以机械手移动的方向为横坐标的方向；

c)光源发光，驱动装置驱动定位台旋转一周，光电传感器每隔一段时间采集光信号，将采集到的光信号转化为电信号送到控制器中；

d)控制器根据每次光电传感器送来的信号确定晶圆片圆周上的点为采样点，并记录所有采样点的坐标，将采样点的坐标定义为Point(1)、Point(2)…Point(100)；

c)计算Point(1)与其它采样点的距离，记录最长的距离和与Point(1)形成此距离的另一个采样点的坐标，将最长的距离设为L(1)；

f)按照步骤e)的方式分别计算Point(2)、Point(3)…Point(100)与其它采样点的距离，得到n个最长的距离L(2)、L(3)…L(100)，记录形成这些最长距离的采样点的坐标；

g)在L(1)、L(2)…L(100)中取最大值，设形成此最大距离的两个采样点为Point(m)与Point(m_max)，在L(1)、L(2)…L(100)中取最小值，设形成此最小距离的两个采样点为Point(p)与Point(p_min)；

h)计算Point(m)与Point(m_max)形成的线段的中点的坐标，设中点的坐标为(center.x，center.y)；

i)按照公式Seta＝arctg(Center.y/Center.x)和 $D=\sqrt{{(\mathrm{Center}.x)}^2+{(\mathrm{Center}.y)}^2}$ 分别得到Seta和D的值；

j)旋转晶圆片Seta角度，使晶圆片的中心位于横坐标上；

k)机械手将晶圆片移动D距离，使晶圆片的中心位于坐标系的中心；

L)通过计算得到Point(p)与Point(p_min)的新坐标，根据Point(p)与Point(p_min)的新坐标，将晶圆片旋转一定角度，使晶圆片的切边处于人们希望的位置。

本发明的定位装置结构简单，定位方法巧妙，能够完成晶圆片准确的定位，并且具有很高的效率。

综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (4)

1.一种晶圆片的定位装置，包括定位台和驱动装置，定位台的下部设有吸附装置，其特征在于：在定位台的一侧设有光源，在定位台的另一侧设有光电传感器，光电传感器与控制器电连接，在定位台的旁边设有可水平移动的机械手。

2.根据权利要求1所述的晶圆片的定位装置，其特征在于，定位台的旁边设有可水平直线移动的机械手，定位台的中心位于机械手移动的轨迹上。

3.根据权利要求1所述的晶圆片的定位装置，其特征在于，光电传感器包括多个光敏元，每个光敏元可以将光信号转化成电信号。

4.应用权利要求1所述的晶圆片的定位装置的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)机械手将晶圆片放在定位台上；

b)控制器建立坐标系，以定位台的中心为坐标系的的中心，以机械手移动的方向为横坐标的方向；

c)光源发光，驱动装置驱动定位台旋转一周，光电传感器每隔一段时间采集光信号，将采集到的光信号转化为电信号送到控制器中；

d)控制器根据每次光电传感器送来的信号确定晶圆片圆周上的点为采样点，并记录所有采样点的坐标，将采样点的坐标定义为Point(1)、Point(2)…Point(n)；

e)计算Point(1)与其它采样点的距离，记录最长的距离和与Point(1)形成此距离的另一个采样点的坐标，将最长的距离设为L(1)；

f)按照步骤e)的方式分别计算Point(2)、Point(3)…Point(n)与其它采样点的距离，得到n个最长的距离L(2)、L(3)…L(n)，记录形成这些最长距离的采样点的坐标；

g)在L(1)、L(2)…L(n)中取最大值，设形成此最大距离的两个采样点为Point(m)与Point(m_max)，在L(1)、L(2)…L(n)中取最小值，设形成此最小距离的两个采样点为Point(p)与Point(p_min)；

h)计算Point(m)与Point(m_max)形成的线段的中点的坐标，设中点的坐标为(center.x，center.y)；

i)按照公式Seta＝arctg(Center.y/Center.x)和 $D=\sqrt{{(\mathrm{Center}.x)}^2+{(\mathrm{Center}.y)}^2}$ 分别得到Seta和D的值；

j)旋转晶圆片Seta角度，使晶圆片的中心位于横坐标上；

k)机械手将晶圆片移动D距离，使晶圆片的中心位于坐标系的中心；

L)根据Point(p)与Point(p_min)的坐标，将晶圆片旋转一定角度，使晶圆片的切边处于人们希望的位置。

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