晶圆预对准系统建模及仿真.pdf

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1、机械设计与制造第3期184MachineryDesign＆Manufacture2013年3月晶圆预对准系统建模及仿真孙义田-，李学威，张一博，何书龙，张鹏(1．沈阳新松机器人自动化股份有限公司，辽宁沈阳110168；2．东jE大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819)摘要：为了对晶圆预对准过程进行建模及仿真，建立了晶圆边缘数据采集模型，其重点在于缺口模型的建立。首先采用分段函数法对晶圆边缘曲线进行建模，再根据几何关系分段建立晶圆边缘数据采集模型。最后，根据所采集到的晶圆边缘的数据分剐采用不同算法计算出晶圆的偏心

2、及缺口的方向。该模型不但建立了包括缺口在内的完整晶圆边缘模型，而且还考虑了转动中心偏置及CCD分辨率等的影响，利用此模型可以系统的对晶圆预对准过程进行深入的研究。．关键词：晶圆预对准；偏心；缺口；建横仿真中圈分类号：TH16；TP242．202文献标识码A文章编号：1001—3997(2013)03一Ol84—04ModelingandSimulationofWaferPre-AlignmentSystemSUNYi—tian，LIXue—wei，ZHANGYi-bo，HEShu—long，ZHANGPen#(1．Si

3、asunRobot＆AutomationC0。，Ltd，LiaoningShenyang110168，China；2．SchoolofMechanicalEngineeringandAutom—ation，NortheasternUniversity，LiaoningShenyang110819，China)Abstract：InordertocarryOutthemodelingandsimulationofrpre--alignmentprogress，埘redgeacquisitionmodelisestabli

4、shed，andthekeypointofwhichisnotchmodeling．Firstthemodelofwaftre姆Ctlt'~eis删曲usingpiecewisefunctionandthen埘咖redataacquisitionmodelofeachsegmentisestablishecLFinally,waferec~ityandnotchdirectionusingdremalgorLthmsiscalculatedbasedonthecollecteddataof埘redge．Notonlyi

5、scomplete埘reasemodelestablished，butalsoistheimpactofrotationcenteroffsetandCCDresolutiontookintoaccount．Withthismodel，itcanbedonewithfurtherstudyo协rpre-alignmentprogresssystematically．KeyWords：WaferPre-Al

6、gnment；Eccentricity；Notch；ModelingandSimulation／v3构成。其中Ⅳl

7、、Ⅳ2、、M为缺口各部分的端点。1引言晶圆预对准是晶圆搬运以及整个Ic制造过程中的重要环节，晶圆的定位与识别都需要预对准机(Prealigner)的参与。晶圆预对准的目的是计算晶圆的偏心并找到其缺13，进而补偿其偏心并将缺13转至一预设方向，为下一步的晶圆识别或处理做好准I卜一缺日备。由于实验设备及相关技术的局限，往往无法测得晶圆及其缺口在预对准过程中的确切位置，晶圆预对准精度也就无从考证，预对准算法也无法得到验证。目前，国内外有关晶圆预对准的文章大都给出了晶圆误差精度的理论分析并进行了晶圆预对准的图1晶圆边缘组成重复

8、性实验，验证了晶圆预对准的重复精度，而并未得到晶圆预Fig．1ComponeatsofWaferEElge。对准计算的晶圆及其缺口的位置与晶圆实际位置的确切偏差，即SEMI标准中给出的晶圆缺口尺寸，如图2所示。缺口的总无法测得晶圆偏心及缺口识别的绝对精度，同时对晶圆预对准模跨度为约为1．04。，深度约为lmm，其中相对平缓的圆弧段Ⅳ2Ⅳ3型本身的研究也不够充分【。为此，建立了晶圆预对准过程中晶的跨度约为0．49。。圆边缘完整数据的采集模型，并以此为基础分别采用不同算法对3晶圆边缘数据采集模型建立l晶圆偏心、缺13位置进

9、行了计算，实现了对晶圆预对准的仿真，为进一步研究各参数对晶圆预对准精度的影响规律做好准备。3．1模型建立。晶圆2晶圆边缘几何模型感器晶圆边缘组成，如图1所示。晶圆边缘主要由两部分组成：中每圆周和缺13。其中缺口部分由两直线段ⅣⅣ2、Ⅳ3J、『夹一圆弧段来稿日期：20l2-05—20基金项目：国家科技重大专项一Ic装备机械手及硅片传