校准治具及量测系统的制作方法

1.本实用新型涉及集成电路制造设备领域，特别涉及一种校准治具及量测系统。


背景技术：

2.半导体工厂普遍面临制程多，工艺复杂的问题，为保证晶圆的质量，需要通过光学线宽量测设备对晶圆的关键尺寸等参数进行量测，从而能够及时侦测到产线是否存在异常，晶圆的量测对于保持制程稳定，降低生产成本具有至关重要的作用。
3.机械臂在抓取晶圆至光学线宽量测设备进行量测之前，可以先通过抓取治具模拟晶圆传送，对晶圆位置进行校准。
4.具体地，请参见图1-图4，其中，图1示意性地给出了现有技术中治具夹持在机械臂上时的俯视图；图2示意性地给出了现有技术中量测设备的俯视图；
5.图3示意性地给出了现有技术中卡钳的结构示意图；图4示意性地给出了现有技术中机械臂将治具传送至钳块上时的截面图。现有技术中，通过治具对晶圆位置进行校准的方式是：首先，如图1所示，让机械臂10夹持治具20；然后，如图2和图3所示，量测设备30包括卡钳301和承载台302，所述卡钳301上设置有钳块3011；移动机械臂10，将治具20水平移动至卡钳301上方；接着，如图4所示，机械臂10保持夹持治具20，将治具20沿着z轴方向向下移动，并根据需要将治具20沿x、y方向进行位置的微调，使得治具20移动至所述钳块3011上，示教器(图中未示出)记录机械臂10的x轴和y轴坐标，并将其设定为机械臂10的目标坐标；最后，采用设备前端模块生产公司的自带软件，操作机械臂10做传片(非产品晶圆)测试，目视传送情况，再根据需求对机械臂10在x、y方向进行位置的微调。
6.然而，目前的校准方式需要通过目测非产品晶圆的传送情况，再根据需求对机械臂10在x、y方向进行位置的微调，过程比较繁琐；而且由于不同晶圆在弯曲率和晶边等方面存在一定差异，容易出现机械臂10将晶圆传送到钳块3011上的位置不准确的情况。因此，如何确保机械臂10将晶圆传送至钳块3011上的水平位置准确可靠，日益成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种校准治具及量测系统，以解决现有技术中存在的由于需要通过目测非产品晶圆的传送情况，再根据需求调整机械臂位置而造成的校准过程繁琐，以及由于不同晶圆在弯曲率和晶边等方面存在一定差异，容易出现机械臂将晶圆传送到钳块上的位置不准确的情况等其中的一个或多个问题。
8.为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：一种校准治具，所述校准治具配置为确定晶圆在钳块上的目标位置，以便于根据该目标位置将所述晶圆放置在所述钳块上；所述校准治具包括治具本体，所述治具本体上设置有与所述钳块相对应的定位结构，所述定位结构配置为定位所述校准治具在所述钳块上的位置。
9.可选的，所述治具本体的形状与所述晶圆的形状相适配，且所述定位结构设置在
所述治具本体的边缘。
10.可选的，所述定位结构与所述治具本体一体成型。
11.可选的，所述定位结构设置有四个。
12.可选的，通过机械臂的夹持装置将所述校准治具移动至所述钳块上。
13.可选的，在所述夹持装置夹持所述校准治具时，所述夹持装置在所述校准治具上的夹持位置不同于所述定位结构在所述治具本体上的设置位置。
14.可选的，所述定位结构上距离所述治具本体较远的边缘与所述治具本体的边缘相距一预设长度，所述预设长度小于所述钳块的长度。
15.可选的，所述预设长度为0.5毫米。
16.为达到上述目的，本实用新型还提供了一种量测系统，所述量测系统包括具有卡钳的量测设备、具有一夹持装置的机械臂和上述任一项所述的校准治具；所述卡钳上设置有钳块，所述机械臂通过所述夹持装置将所述校准治具上设置的定位结构移动至所述钳块上。
17.优选的，所述量测系统还包括示教器，所述示教器用于记录所述机械臂的移动定位。
18.与现有技术相比，本实用新型提供的校准治具及量测系统具有以下有益效果：
19.本实用新型提供的校准治具，配置为确定晶圆在钳块上的目标位置，以便于根据该目标位置将所述晶圆放置在所述钳块上；所述校准治具包括治具本体，所述治具本体上设置有与所述钳块相对应的定位结构，所述定位结构配置为定位所述校准治具在所述钳块上的位置。由此，本实用新型提供的校准治具，通过所述校准治具能够确定晶圆在钳块上的目标位置，以便于根据该目标位置将所述晶圆放置在所述钳块上；进一步的，由于所述校准治具包括治具本体，所述治具本体上设置有与所述钳块相对应的定位结构，所述定位结构配置为定位所述校准治具在所述钳块上的位置，因此，通过在治具本体上设置有与所述钳块相对应的定位结构，所述定位结构配置为定位所述校准治具在所述钳块上的位置，由此，通过所述校准治具校准所述晶圆的位置，为将所述晶圆准确地传送至所述钳块上奠定了基础。
20.进一步地，所述治具本体的形状与所述晶圆的形状相适配，且所述定位结构设置在所述治具本体的边缘。由此，本实用新型提供的校准治具通过将定位结构设置在治具本体的边缘，能够在使用所述校准治具校准所述晶圆的位置后，确保所述晶圆与所述钳块上靠近卡钳的一侧留有空隙，从而为后续在放置所述晶圆时不触碰所述卡钳奠定了基础，从而更好地保护晶圆和提高晶圆传送效率。
21.再进一步地，使用所述夹持装置夹持所述校准治具时，所述夹持装置在所述校准治具上的夹持位置不同于所述定位结构在所述治具本体上的设置位置。由此，本实用新型提供的校准治具能够使得所述定位结构更加便捷地定位所述校准治具在所述钳块上的位置。
22.由于本实用新型提供的量测系统包括具有卡钳的量测设备、具有一夹持装置的机械臂和上述任一项所述的校准治具；所述卡钳上设置有钳块，所述机械臂通过所述夹持装置将所述校准治具上设置的定位结构移动至所述钳块上。因此，本实用新型提供的量测系统至少具有所述校准治具的所有优点，在此，不再赘述。
附图说明
23.图1为现有技术中治具夹持在机械臂上时的俯视图；
24.图2为现有技术中量测设备的俯视图；
25.图3为现有技术中卡钳的结构示意图；
26.图4为现有技术中机械臂将治具传送至钳块上时的截面图；
27.图5为本实用新型实施例一提供的一种校准治具的俯视图；
28.图6为本实用新型实施例一提供的一种校准治具传送至钳块上时的俯视图；
29.图7为机械臂的结构示意图；
30.图8为本实用新型实施例一提供的一种校准治具在卡钳上方时的截面图；
31.图1-图8中的附图标记说明如下：
32.10-机械臂，101-夹持装置，1011-伸缩组件，1012-挡块，20-治具，30-量测设备，301-卡钳，3011-钳块，302-承载台，40-治具本体，41-定位结构。
具体实施方式
33.以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的校准治具及量测系统作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。为了使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在与本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的相同或近似的情况下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。本文所公开的本实用新型的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。
34.实施例一
35.本实施例提供了一种校准治具。具体地，请参见图5和图6，图5为本实施例提供的一种校准治具的俯视图；图6为本实施例提供的一种校准治具传送至钳块3011上时的俯视图。如图5和图6所示，本实施例提供的校准治具，配置为确定晶圆(图中未示出)在钳块3011上的目标位置，以便于根据该目标位置将所述晶圆放置在所述钳块3011上；所述校准治具包括治具本体40，所述治具本体40上设置有与所述钳块3011相对应的定位结构41，所述定位结构41配置为定位所述校准治具在所述钳块3011上的位置。由此，通过所述校准治具能够确定晶圆在钳块3011上的目标位置，以便于根据该目标位置将所述晶圆放置在所述钳块3011上；通过在治具本体40上设置有与所述钳块3011相对应的定位结构41，所述定位结构41配置为定位所述校准治具在所述钳块3011上的位置，能够通过所述校准治具校准所述晶圆的位置，为将所述晶圆准确地传送至所述钳块3011上奠定了基础。
36.机械臂10使用与放置校准治具相同的移动参数来放置晶圆，从而使得机械臂10能够将晶圆准确地传送至钳块3011上。
37.具体地，请参见图7，图7为机械臂10的结构示意图。从图7可以看出，机械臂10上设
置有夹持装置101，所述夹持装置101包括挡块1012和伸缩组件1011，所述挡块1012设置有两个，且设置于所述机械臂10的外侧，所述伸缩组件1011设置于所述机械臂10的内侧。使用所述夹持装置101抓取晶圆或校准治具时，首先，机械臂10的伸缩组件1011处于缩回状态，机械臂10移动至晶圆或校准治具的下方；然后，机械臂10向上抬升，将晶圆或校准治具拾起；最后，所述伸缩组件1011伸出，成功抓取晶圆或校准治具。
38.优选地，所述治具本体40的形状与所述晶圆的形状相适配，且所述定位结构41设置在所述治具本体40的边缘。由此，通过将定位结构41设置在治具本体40的边缘，能够在使用所述校准治具校准所述晶圆的位置后，确保所述晶圆与所述钳块3011上靠近卡钳301的一侧留有空隙，从而为后续在放置所述晶圆时不触碰所述卡钳301奠定了基础，从而更好地保护晶圆和提高晶圆传送效率。
39.较佳地，所述定位结构41与所述治具本体40一体成型。由此，能够使得定位结构41与治具本体40的连接更加牢固。
40.需要说明的是，本实用新型对所述定位结构41与所述治具本体40的连接方式并不作限定，比如，在一些实施方式中，所述定位结构41与所述治具本体40采用粘结的方式连接；在另外一些实施方式中，所述定位结构41与所述治具本体40采用螺丝固定的方式连接。
41.作为优选，所述定位结构41设置有四个。由此，所述定位结构41与所述钳块3011一一对应，使得所述校准治具上有足够的空间能够让机械臂10通过夹持装置101来夹持。
42.需要说明的是，如本领域技术人员能够理解的，所述定位结构41也可以设置在所述治具本体40的其他位置，只需使得所述治具本体40位于所述钳块3011上，且所述治具本体40的边缘与所述钳块3011上靠近卡钳301的一侧留有空隙即可。
43.进一步地，通过机械臂10的夹持装置101将所述校准治具移动至所述钳块3011上。由此，通过机械臂10的夹持装置101夹持所述校准治具来模拟晶圆传送，能够避免由于直接传送晶圆而导致晶圆损坏的情况。
44.优选的，在所述夹持装置101夹持所述校准治具时，所述夹持装置101在所述校准治具上的夹持位置不同于所述定位结构41在所述治具本体40上的设置位置。由此，所述夹持装置101能够更加方便地将所述校准治具移动至所述钳块3011上。
45.优选的，所述定位结构41上距离所述治具本体40较远的边缘与所述治具本体40的边缘相距一预设长度，所述预设长度小于所述钳块3011的长度。由此，使得所述治具本体40能够放置在所述钳块3011上，且不会误碰到卡钳301，从而使得当机械臂10使用与放置校准治具相同的移动参数放置晶圆时，晶圆能够更加精准地传送到钳块3011上。
46.进一步优选的，所述预设长度为0.5毫米。由此，能够使得晶圆传送至钳块3011上的位置更加准确。
47.需要说明的是，所述预设长度取决于所述钳块3011的长度。一般的，当钳块3011的长度在2毫米-3毫米时，所述预设长度的范围为0毫米-1毫米。
48.为了更便于理解本实用新型，请参见图6和图8，其中，图8为本实施例提供的一种校准治具在卡钳301上方时的截面图。以下对本实用新型提供的校准治具的校准方法予以示例性说明：
49.首先，如图8所示，通过机械臂10上的夹持装置101夹持校准治具，并将校准治具水平移动至卡钳301上方；
50.然后，如图6所示，保持机械臂10夹持校准治具，将校准治具沿着z轴方向向下移动，并根据需要将校准治具沿x、y方向进行位置的微调，使得校准治具移动至钳块3011上，示教器记录机械臂10的x轴和y轴坐标，并将其设定为机械臂10的目标坐标；
51.最后，通过机械臂10抓取晶圆，并根据上述示教器记录的机械臂10的x轴和y轴坐标，将晶圆传送至钳块3011上。
52.由于本实用新型提供的校准治具包括定位结构41，因此，当通过所述校准治具校准晶圆传送位置后，预留了晶圆与所述钳块3011上靠近卡钳301的一侧的空隙，不需要再对机械臂10的位置进行调整，节约了生产时间，而且能够使得晶圆被精准传送到钳块3011上。
53.实施例二
54.本实施例提供了一种量测系统。所述量测系统包括具有卡钳301的量测设备30、具有一夹持装置101的机械臂10和上述任一实施方式所述的校准治具；所述卡钳301上设置有钳块3011，所述机械臂10通过所述夹持装置101将所述校准治具上设置的定位结构41移动至所述钳块3011上。由此，通过所述夹持装置101夹持所述校准治具至所述钳块3011上，确定晶圆在所述钳块3011上的目标位置；机械臂10使用与放置校准治具相同的移动参数来放置晶圆，将晶圆准确传送至钳块3011上，并通过卡钳301下降，将晶圆送入量测设备30中的承载台302上进行量测。
55.进一步地，所述量测系统还包括示教器(图中未示出)，所述示教器用于记录所述机械臂10的移动定位。由此，示教器记录所述机械臂10的移动定位后，所述机械臂10可以根据记录的移动定位对晶圆进行传送。
56.具体地，所述量测设备30可以为光学线宽量测设备。
57.由于本实施例提供的量测系统包括上述任一实施方式提供的校准治具，因此，本实施例提供的量测系统至少具有上述各实施方式提供的校准治具的所有优点，在此，不再赘述。
58.综上所述，本实用新型提供的校准治具及量测系统，具有如下优点：所述校准治具配置为确定晶圆在钳块上的目标位置，以便于根据该目标位置将所述晶圆放置在所述钳块上；所述校准治具包括治具本体，所述治具本体上设置有与所述钳块相对应的定位结构，所述定位结构配置为定位所述校准治具在所述钳块上的位置。由此，本实用新型提供的校准治具，通过所述校准治具能够确定晶圆在钳块上的目标位置，以便于根据该目标位置将所述晶圆放置在所述钳块上；进一步的，由于所述校准治具包括治具本体，所述治具本体上设置有与所述钳块相对应的定位结构，所述定位结构配置为定位所述校准治具在所述钳块上的位置，因此，通过在治具本体上设置有与所述钳块相对应的定位结构，所述定位结构配置为定位所述校准治具在所述钳块上的位置，由此，通过所述校准治具校准所述晶圆的位置，为将所述晶圆准确地传送至所述钳块上奠定了基础。
59.进一步地，所述治具本体的形状与所述晶圆的形状相适配，且所述定位结构设置在所述治具本体的边缘。由此，本实用新型提供的校准治具通过将定位结构设置在治具本体的边缘，能够在使用所述校准治具校准所述晶圆的位置后，确保所述晶圆与所述钳块上靠近卡钳的一侧留有空隙，从而为后续在放置所述晶圆时不触碰所述卡钳奠定了基础，从而更好地保护晶圆和提高晶圆传送效率。
60.再进一步地，使用所述夹持装置夹持所述校准治具时，所述夹持装置在所述校准
治具上的夹持位置不同于所述定位结构在所述治具本体上的设置位置。由此，本实用新型提供的校准治具能够使得所述定位结构更加便捷地定位所述校准治具在所述钳块上的位置。
61.由于本实用新型提供的量测系统包括具有卡钳的量测设备、具有一夹持装置的机械臂和上述任一项所述的校准治具；所述卡钳上设置有钳块，所述机械臂通过所述夹持装置将所述校准治具上设置的定位结构移动至所述钳块上。因此，本实用新型提供的量测系统至少具有所述校准治具的所有优点，在此，不再赘述。
62.最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种校准治具，其特征在于，所述校准治具配置为确定晶圆在钳块上的目标位置，以便于根据该目标位置将所述晶圆放置在所述钳块上；所述校准治具包括治具本体，所述治具本体上设置有与所述钳块相对应的定位结构，所述定位结构配置为定位所述校准治具在所述钳块上的位置。2.如权利要求1所述的校准治具，其特征在于，所述治具本体的形状与所述晶圆的形状相适配，且所述定位结构设置在所述治具本体的边缘。3.如权利要求1所述的校准治具，其特征在于，所述定位结构与所述治具本体一体成型。4.如权利要求1所述的校准治具，其特征在于，所述定位结构设置有四个。5.如权利要求1所述的校准治具，其特征在于，通过机械臂的夹持装置将所述校准治具移动至所述钳块上。6.如权利要求5所述的校准治具，其特征在于，在所述夹持装置夹持所述校准治具时，所述夹持装置在所述校准治具上的夹持位置不同于所述定位结构在所述治具本体上的设置位置。7.如权利要求1所述的校准治具，其特征在于，所述定位结构上距离所述治具本体较远的边缘与所述治具本体的边缘相距一预设长度，所述预设长度小于所述钳块的长度。8.如权利要求7所述的校准治具，其特征在于，所述预设长度为0.5毫米。9.一种量测系统，其特征在于，所述量测系统包括具有卡钳的量测设备、具有一夹持装置的机械臂和如权利要求1-8任一项所述的校准治具；所述卡钳上设置有钳块，所述机械臂通过所述夹持装置将所述校准治具上设置的定位结构移动至所述钳块上。10.如权利要求9所述的量测系统，其特征在于，所述量测系统还包括示教器，所述示教器用于记录所述机械臂的移动定位。

技术总结
本实用新型提供了一种校准治具及量测系统，所述校准治具配置为确定晶圆在钳块上的目标位置，以便于根据该目标位置将所述晶圆放置在所述钳块上；所述校准治具包括治具本体，所述治具本体上设置有与所述钳块相对应的定位结构，所述定位结构配置为定位所述校准治具在所述钳块上的位置。本实用新型提供的校准治具及量测系统，通过在治具本体上设置有与所述钳块相对应的定位结构，能够使得所述定位结构更加便捷地定位所述校准治具在所述钳块上的位置；通过所述校准治具校准所述晶圆的位置，为将所述晶圆准确地传送至所述钳块上奠定了基础。础。础。


技术研发人员：李晗 邓必文
受保护的技术使用者：上海华力微电子有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/9/16