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晶圆前端传送系统


技术摘要:
一种晶圆前端传送系统,包括:装载台和缺陷检测模组,所述缺陷检测模组用于在所述晶圆进入设备端之前,对晶圆进行缺陷的检测以及进行晶圆的对准,包括:晶圆载台,用于固定需要进行缺陷检测的所述晶圆;图像获取模块,包括摄像头阵列,所述图像获取模块通过摄像头阵列  全部
背景技术:
集成电路(integrated  circuit)产业是电子信息产业的核心,是推动国民经济和 社会信息化发展最主要的高新技术之一。 集成电路制造业的特点时超精密化、超洁净的环境和细微化,其加工工艺设计近 百道工序(包括光刻、刻蚀、研磨、沉积、注入等工序),其中有许多重要的工艺环节需要在真 空环境下完成。在集成电路的制作过程中,晶圆(硅片)需要在生产线的不同工艺加工设备 (包括光刻设备、刻蚀设备、研磨设备、沉积设备、注入设备等)之间进行高效的传输和定位, 晶圆前端传送系统(Equipment  Front  End  Module,EFEM)正是完成这一任务的关键设备, 晶圆前端传送系统(EFEM)是连接物料搬运系统(AMHS)和不同工艺加工设备之间的桥梁,能 使晶圆(硅片)在不受污染的条件下被准确的传输,并具有高精度、高效率、高洁净度和高可 靠性。 但是现有的晶圆前端传送系统不具有缺陷检测和晶圆对准的功能。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是怎样使得晶圆前端传送系统在占据较小的体积下 集成缺陷检测和晶圆对准的功能。 本发明提供了一种晶圆前端传送系统,其特征在于,包括: 装载台,所述装载台用于装载晶圆盒以及打开和关闭晶圆盒,所述晶圆盒中存放 有上下间隔开的若干晶圆,所述晶圆的侧面具有缺口; 传送模组,所述传送模组用于在所述晶圆盒打开时,从所述晶圆盒中取出晶圆进 行传送以及将经设备端处理后的晶圆送回晶圆盒; 缺陷检测模组,所述缺陷检测模组用于在所述晶圆进入设备端之前,对晶圆进行 缺陷的检测以及进行晶圆的对准,所述缺陷检测模组包括:晶圆载台,用于固定需要进行缺 陷检测的所述晶圆;图像获取模块,所述图像获取模块包括摄像头阵列,所述图像获取模块 通过摄像头阵列一次拍摄获得所述晶圆载台上的晶圆整个表面对应的第一检测图像或者 通过摄像头阵列一次拍摄获得晶圆边缘一圈对应的对准检测图像;缺陷判断模块,所述缺 陷判断模块根据所述图像获取模块获得的第一检测图像,判断所述晶圆的表面是否存在缺 陷;对准模块,所述对准模块根据对准检测图像上缺口的位置获得晶圆在晶圆载台上的位 置。 可选的,所述晶圆盒为前开式晶圆盒,所述前开式晶圆盒的侧面具有能打开的侧 盖,所述晶圆前端传送系统包括密封框架,所述传送模组和缺陷检测模组位于密封框架内, 所述密封框架的侧壁上设置有开口,所述开口下方的密层框架的外侧壁上设置有装载台, 4 CN 111554601 A 说 明 书 2/12 页 所述前开式晶圆盒装载在装载台上,所述开口上还设置有传动门,所述传动门用于打开和 封闭所述开口,所述传送门并在所述装载台将所述前开式晶圆盒移动至靠近所述传动门 时,所述传送门打开并吸附所述前开式晶圆盒的侧盖,连同侧盖一起移动到所述开口的下 方,使得所述前开式晶圆盒的具有侧盖的侧面与所述开口周围的密封框架的侧面接触。 可选的,所述晶圆前端传送系统包括密封框架,所述密封框架具有顶部平台,所述 顶部平台上设置有装载台;所述晶圆盒为底部打开式晶圆盒,所述底部打开式晶圆盒具有 能打开的底盖,所述底盖上具有晶圆框架盒,所述晶圆框架盒中放置有若干晶圆,所述底部 打开式晶圆盒装载在装载台上,所述装载台能打开底部打开式晶圆盒的底盖,并将所述底 盖和底盖上的晶圆框架盒下降到密封框架中。 可选的,所述密封框架还包括与顶部平台相对的底部平台,所述底部平台表面上 设置所述缺陷检测模组的晶圆载台,所述顶部平台的底部表面上设置有驱动装置和与驱动 装置连接的所述缺陷检测模组的摄像头阵列,所述驱动装置能驱动所述摄像头阵列从平行 于顶部平台底部表面的方向旋转到垂直于顶部平台底部表面的方向,当所述摄像头阵列旋 转到所述垂直于顶部平台底部表面的方向,且装载台将所述底盖和底盖上的晶圆框架盒下 降到密封框架中时,所述图像获取模块通过摄像头阵列进行一次拍摄获得所述晶圆框架盒 中所有晶圆对应的第二检测图像;所述缺陷检测模组还包括晶圆位置检测模块,所述晶圆 位置检测模块通过获得的第二检测图像判断晶圆框架盒中放置的晶圆的数量,晶圆框架盒 中放置的晶圆是否存在叠片,晶圆框架盒中放置的晶圆是否存在斜片。 可选的,所述图像获取模块还包括一平面基板,若干个摄像头呈阵列方式排布在 所述平面基板上,形成所述摄像头阵列,所述摄像头的个数大于等于5。 可选的,所述摄像头阵列的尺寸与所述晶圆的尺寸对应,所述摄像头阵列中所有 摄像头的尺寸相同,放大倍率相同,所述放大倍率为10~250倍。 可选的,所述图像获取模块还包括图像拼接单元,所述图像拼接单元用于将所述 摄像头阵列中的所有摄像头在同一倍率下获得的若干第一图像进行拼接获得晶圆整个表 面对应的第一检测图像,或者用于将所述摄像头阵列中的所有摄像头在同一倍率下获得的 若干第二图像进行拼接获得晶圆框架盒中所有晶圆对应的第二检测图像,所述进行拼接包 括图像预处理步骤、图像配准步骤、建立变化模型步骤、同一坐标变化步骤和融合重构步 骤。 可选的,所述摄像头阵列中包括具有第一放大倍率的若干第一摄像头和具有第二 放大倍率的若干第二摄像头,所述第一放大倍率小于第二放大倍率,所述第一摄像头的数 量大于第二摄像头的数量。 可选的,所述第一放大倍率为10倍~250倍,所述第二放大倍率为20倍~300倍。 可选的,所述图像获取模块在对晶圆的表面进行拍摄时,所述第一摄像头和第二 摄像头开始均采用同一倍率进行拍摄,获得若干第三图像;然后,所述第二摄像头增大倍率 进行拍摄,获得若干第四图像。 可选的,所述图像获取模块还包括图像拼接单元,所述图像拼接单元用于将所述 若干第三图像进行拼接获得晶圆整个表面对应的第一检测图像,所述进行拼接包括图像预 处理步骤、图像配准步骤、建立变化模型步骤、同一坐标变化步骤和融合重构步骤。 可选的,所述缺陷判断模块包括标准单元和比较单元,所述标准单元中存储有标 5 CN 111554601 A 说 明 书 3/12 页 准晶圆图像或者无缺陷晶圆图像,所述比较单元用于将图像获取模块获得的第一检测图像 与标准晶圆图像或者无缺陷晶圆图像进行比较或匹配,进而判断第一检测图像上是否存在 缺陷以及缺陷的位置。 与现有技术相比,本发明技术方案具有以下优点: 本发明的晶圆前端传送系统,包括:装载台和缺陷检测模组,所述缺陷检测模组用 于在所述晶圆进入设备端之前,对晶圆进行缺陷的检测以及进行晶圆的对准,所述缺陷检 测模组包括:晶圆载台,用于固定需要进行缺陷检测的所述晶圆;图像获取模块,所述图像 获取模块包括摄像头阵列,所述图像获取模块通过摄像头阵列一次拍摄获得所述晶圆载台 上的晶圆整个表面对应的第一检测图像或者通过摄像头阵列一次拍摄获得晶圆边缘一圈 对应的对准检测图像;缺陷判断模块,所述缺陷判断模块根据所述图像获取模块获得的第 一检测图像,判断所述晶圆的表面是否存在缺陷;对准模块,所述对准模块根据对准检测图 像上缺口的位置获得晶圆在晶圆载台上的位置。即本申请中,通过在晶圆前端传送系统中 设置缺陷检测模组既可以对进入设备端之前和/或出设备端之后的晶圆进行缺陷的检测, 以判断进入设备端之前以及从设备端之前的晶圆是否存在缺陷,进而判断工艺加工设备的 工作状况,并且还可以对进入设备端之前的晶圆进行对准,从而在工艺加工设备中可以省 略用于对准的模块,节省工艺加工设备的空间。 并且,本申请的缺陷检测模组中的图像获取模块包括摄像头阵列,所述图像获取 模块通过摄像头阵列一次拍摄获得晶圆整个表面对应的第一检测图像或晶圆边缘一圈的 对准检测图像,因而在进行第一检测图像或对准检测图像的获取时所述晶圆载台无需进行 扫描移动(沿水平方向移动),并且本申请中所述晶圆载台仅需在与摄像头阵列进行对准时 沿垂直方向和/或沿水平方向小范围或小距离移动,因而晶圆载台和相应的驱动单元或驱 动装置体积可以较小,加上摄像头阵列占据的体积也较小,进而减小整个缺陷检测模组占 据的体积,并能减少能耗(驱动体积小减少能耗)。并且本申请中,晶圆整个表面对应的第一 检测图像获取是通过图像获取模块通过摄像头阵列一次拍摄获得,所述缺陷判断模块根据 图像获取模块获得的第一检测图像,判断晶圆的表面是否存在缺陷,在进行缺陷检测时,第 一检测图像获取的时间极大的减少(一次瞬态成像),提高了缺陷检测的效率,降低成本(摄 像头阵列相比于光学扫描放大镜的成本大幅减小)。 进一步,所述摄像头阵列中每一个摄像头的尺寸相同,放大倍率相同,若干摄像头 呈阵列方式排布在所述平面基板上,且所述摄像头阵列中的每一摄像头均呈水平角度设 置,以使得在进行缺陷检测时,所述摄像头阵列中可以对晶圆进行快速聚焦以及快速拍摄, 并便于将若干摄像头中获得的图像进行拼接。 进一步,所述摄像头阵列中的若干摄像头包括具有第一放大倍率的若干第一摄像 头和具有第二放大倍率的若干第二摄像头,所述第一放大倍率小于第二放大倍率,所述第 一摄像头的数量大于第二摄像头的数量。在进行缺陷检测时,所述倍率较小的第一摄像头 可以进行一般缺陷的检测,所述倍率更大的第二摄像头可以对晶圆上的个别位置获得更大 倍率和清晰的图像,以满足不同的检测需求。 进一步,采用前述所述的摄像头阵列对晶圆的表面进行拍摄时,所述第一摄像头 和第二摄像头开始均采用同一倍率进行拍摄,获得第一检测图像,所述图像拼接单元将获 得的第一检测图像拼接获得第一检测图像,用于一般缺陷的检测;然后,所述第二摄像头增 6 CN 111554601 A 说 明 书 4/12 页 大倍率进行拍摄,获得第三检测图像,所述获得第三检测图像可以用于单独的观测或测量。 进一步,所述密封框架还包括与顶部平台相对的底部平台,所述底部平台表面上 设置所述缺陷检测模组的晶圆载台,所述顶部平台的底部表面上设置有驱动装置和与驱动 装置连接的所述缺陷检测模组的摄像头阵列,所述驱动装置能驱动所述摄像头阵列从平行 于顶部平台底部表面的方向旋转到垂直于顶部平台底部表面的方向,当所述摄像头阵列旋 转到所述垂直于顶部平台底部表面的方向,且装载台将所述底盖和底盖上的晶圆框架盒下 降到密封框架中时,所述图像获取模块通过摄像头阵列进行一次拍摄获得所述晶圆框架盒 中所有晶圆对应的第二检测图像;所述缺陷检测模组还包括晶圆位置检测模块,所述晶圆 位置检测模块通过获得的第二检测图像判断晶圆框架盒中放置的晶圆的数量,晶圆框架盒 中放置的晶圆是否存在叠片,晶圆框架盒中放置的晶圆是否存在斜片。即本申请的晶圆前 端传送系统中的缺陷检测模组不仅能实现对晶圆进行缺陷的检测以及进行晶圆的对准的 功能,还能够实现判断晶圆框架盒中放置的晶圆的数量,晶圆框架盒中放置的晶圆是否存 在叠片,晶圆框架盒中放置的晶圆是否存在斜片的作用,晶圆前端传送系统不再需要额外 设置晶圆框架盒中晶圆存放状态的检测装置,提高了晶圆前端传送系统的综合性能。 附图说明 图1为本发明一实施例晶圆前端传送系统的结构示意图; 图2为本发明一实施例缺陷检测模组的结构示意图; 图3为本发明另一实施例缺陷检测模组的结构示意图; 图4为本发明另一实施例晶圆前端传送系统的结构示意图。
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