CN103367194B - 一种用于晶圆传送位置校正的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于晶圆传送位置校正的装置及方法，在加热器维护保养的过程中，进行若干次的晶圆传送测试时，将一个由特氟龙或其他防滑材料制成的校正装置套设在加热器上，使得晶圆在密闭腔体内被机械手臂传送到该校正装置上以后，不会发生进一步滑动，所以在技术人员打开腔体后，仍然能够清楚地检测到晶圆相对于校正装置上定位线的偏差位置。由于校正装置上定位线所限定的区域，与加热器顶面上划定的晶圆正确传送的位置（例如是整个加热器的顶面）相对应，因此，通过本发明所述装置及方法校正后，在实际的热处理时，机械手臂能够将晶圆正确地传送到加热器上的对应位置，确保晶圆热处理时的效果。

Description

一种用于晶圆传送位置校正的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种在维护半导体器件的生产设备时，用于晶圆传送位置校正的装置及方法。

背景技术

如图1、图2所示的是目前在制造半导体器件时，用来对晶圆30进行热处理的一种加热器20，其位于一个腔体（图中未示出）内的底部。加热器20顶面的直径与晶圆30的直径基本相同；正常情况下，通过机械手臂传送的晶圆30，应当完全落入到加热器20顶面所限定的区域内，再进行相应的热处理工艺。加热器20上还分布设置有四个升降元件40（lift pin），这些升降元件40从下方支撑被传送到该加热器20的晶圆30，还能够将晶圆30的位置抬高，方便机械手臂取走晶圆30。

如图3、图4所示，经过一定时间的使用后，机械手臂传送晶圆30时的位置可能会发生偏差，使得晶圆30的一部分没有进入加热器20顶面的区域内；另外，在有些时候（图中未示出），若晶圆30的偏离程度比较大，则会使晶圆30一侧的边缘搭在腔体的边缘，整个晶圆30倾斜布置。在这种情况下进行热处理，会使得晶圆30不同位置的处理效果不均匀，晶圆30的厚度差异增大，并且后续对这种晶圆30的传送也会受到影响。因此，需要在定期维护时进行若干次的晶圆30传送测试，由技术人员目视检测机械手臂传送晶圆30时的偏离位置，并根据具体的偏差方向和偏差距离，对机械手臂进行校正；在完成校正之后，同样需要再进行类似的传送测试，来确定校正效果。

然而，在进行传送测试的过程中，需要使加热器20的腔体维持在密闭的真空状态。而在腔体内一般会产生有水蒸气，使得由陶瓷材料制成的加热器20表面比较湿滑，晶圆30被传送到加热器20上以后很容易发生滑动。那么，其中一些晶圆30可能在传送时发生了偏差，但是由于上述原因发生了滑动，等到打开腔体后将难以看出晶圆最初偏移的位置。又或者，一些偏离的晶圆30原本在传送后是倾斜布置的，但是反而因为滑动而移入了加热器20顶面的范围内，则技术人员对于是否发生了传送偏差也可能难以判断。因此，目前对机械手臂进行校正的效率和准确性，会受到很大的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于晶圆传送位置校正的装置及方法，在进行晶圆传送的测试时，将一个校正装置套设在加热器上，由于校正装置用特氟龙（Teflon）制成，晶圆被传送到该校正装置上以后不会发生进一步滑动，因而可以方便技术人员清楚地检测晶圆的偏差位置，从而能够对机械手臂进行相应校正，确保晶圆热处理时的效果。

本发明的一个技术方案是提供一种用于晶圆传送位置校正的装置，在对加热器进行维护保养的过程中，用于对机械手臂传送晶圆时发生的偏差位置进行确定；

该校正装置是套设在加热器顶面上的一个圆环状的盖子，所述校正装置具有的一个环形顶面，与位于其下方的加热器的顶面同圆心布置；

至少使所述校正装置中的环形顶面用防滑材料制成，并且，所述环形顶面的内径L1小于晶圆的直径，使得所述晶圆被传送到该校正装置的环形顶面上以后不会进一步滑动。

优选的，所述校正装置用特氟龙材料制成。

所述校正装置的环形顶面具有同圆心的内侧边缘线和外侧边缘线，并且，在所述内侧边缘线以内的区域限定了所述环形顶面的一个中心开口；

所述环形顶面上中心开口的口径，也就是所述环形顶面的内径L1，小于所述加热器顶面的直径L2。

所述校正装置上环形顶面的外径，大于加热器顶面的直径L2；

以所述环形顶面的圆心为圆心，在所述校正装置的环形顶面上设有至少一条定位线，所述定位线位于所述内侧边缘线和外侧边缘线之间。

在一个具体的实施例中，所述校正装置的环形顶面上具有一条直径为L2的定位线，使这条定位线与所述加热器顶面的边缘位置相对应；将直径为L2的晶圆传送到所述校正装置后，通过检测所述晶圆与这条定位线的位置关系，能够对应地获知所述晶圆相对于所述加热器顶面的边缘位置的偏离关系。

所述加热器顶面上分布设置有若干个升降元件；

对所述校正装置的高度及环形顶面的内径L1的设定，应当使所述环形顶面的内径L1足够大，以使所述升降元件能够从所述校正装置的环形顶面的中心开口中暴露出来，并通过所述升降装置将晶圆抬升到一个高出校正装置的高度，方便机械手臂对晶圆进行取放。

本发明的另一个技术方案是提供一种用于晶圆传送位置校正的方法，是通过使用上述的校正装置，在对加热器的维护保养过程中，对机械手臂传送晶圆时的偏离位置进行确定，并对机械手臂进行校正的方法；

所述校正方法，包含以下步骤：

步骤1、将校正装置套设在加热器上，使得所述校正装置的环形顶面上设置的一个定位线，与所述加热器顶面的边缘位置相对应；

步骤2、使用机械手臂将晶圆传送到校正装置上，检测晶圆与所述定位线之间的位置关系；所述晶圆的直径，等于所述加热器顶面的直径L2，并且大于所述校正装置的环形顶面的内径L1；

步骤2.1、若晶圆正好落入到校正位置上由所述定位线所限定的区域内，则判断晶圆传送没有偏差；此时，跳转到步骤4；

步骤2.2、若晶圆上任意一侧的边缘遮挡住所述定位线的一部分，则判断晶圆传送发生了偏差，则继续进行步骤3；

步骤3、当晶圆传送发生了偏差时，技术人员通过检测晶圆相对所述定位线的偏离位置，对机械手臂进行相应地校正；

之后，重复进行步骤2~步骤3的操作，即进行若干次的晶圆传送测试及对机械手臂的对应校正，直到晶圆传送没有偏差时，进行步骤4；

步骤4、完成对晶圆传送位置的校正，从加热器上取下所述校正装置。

与现有技术相比，本发明所述用于晶圆传送位置校正的装置及方法，其优点在于：本发明在加热器维护保养的过程中，进行晶圆传送的测试时，将一个由特氟龙或其他防滑材料制成的校正装置套设在加热器上，使得晶圆在密闭腔体内被机械手臂传送到该校正装置上以后，不会发生进一步滑动。在技术人员打开腔体后，仍然能够清楚地检测到晶圆相对于校正装置上定位线的偏差位置。由于校正装置上定位线所限定的区域，与加热器顶面上划定的晶圆正确传送的位置（例如是整个加热器的顶面）相对应，因此，通过本发明所述装置及方法校正后，在实际的热处理时，机械手臂能够将晶圆正确地传送到加热器上的对应位置，确保晶圆热处理时的效果。

附图说明

图1、图2是现有技术中加热器的结构俯视图和A-A’方向的侧视剖面图；

图3、图4是现有技术中加热器上晶圆传送有偏差时的结构俯视图和A-A’方向的侧视剖面图；

图5、图6是在加热器上安装本发明所述用于晶圆传送位置校正的装置后的结构俯视图和A-A’方向的侧视剖面图；

图7、图8是在加热器上安装本发明所述校正装置后晶圆传送有偏差时的结构俯视图和A-A’方向的侧视剖面图；

图9是在加热器上安装本发明所述校正装置，并对晶圆传送位置校正之后的结构在A-A’方向的侧视剖面图。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方式。

配合参见图5、图6所示，本发明所述用于晶圆传送位置校正的装置（以下简称校正装置10），在加热器20的维护保养过程中，对机械手臂进行校正时使用。校正装置10整体相当于套设在加热器20上的一个圆环状的盖子，该校正装置10与其下方的加热器20同圆心布置。

参见图5所示的俯视图，校正装置10的顶面是环形顶面，其覆盖了加热器20顶面的边缘区域。即是说，该环形顶面具有同圆心的内侧边缘线11和外侧边缘线13，并且，在内侧边缘线11以内的区域，限定了位于该环形顶面中心的一个圆形开口（以下简称中心开口）。

校正装置10的环形顶面的内径L1，也就是环形顶面的中心开口的口径，小于加热器20顶面的直径L2。由于晶圆30的直径，基本等于加热器20顶面的直径L2，因此校正装置10的环形顶面的内径L1也就小于晶圆30的直径。

并且，在设定内径L1的数值和校正装置10的高度时，还应当考虑使加热器20的四个升降元件40，能够从该环形顶面的中心开口中暴露出来，并且抬升晶圆30到足够高度，方便机械手臂对晶圆30进行取放。

同时，校正装置10上环形顶面的外径，大于加热器20顶面的直径L2。以环形顶面的圆心为圆心，在该环形顶面上设有一圈定位线12，所述定位线12位于环形顶面的内侧边缘线11和外侧边缘线13之间，并且，该定位线12的直径为L2，因此，定位线12与下方加热器20顶面的边缘位置21相对应。

优选的是使用特氟龙（Teflon）制成整个校正装置10，或者，至少是使校正装置10上的环形顶面用类似的防滑材料制成；因此，在通过机械手臂传送晶圆30，并且使得晶圆30落到校正装置10上的时候，晶圆30不会发生进一步地滑动。根据上文所述可知，校正装置10的环形顶面的定位线12，与加热器20顶面的边缘相对应，因此，晶圆30被传送到该校正装置10上以后，技术人员通过检测晶圆30与定位线12的位置关系，就能够对应地得知晶圆30与加热器20的位置关系。

参见图9所示，如果晶圆30的传送位置没有偏差，则直径为L2的晶圆30，应当正好落入到校正装置10环形顶面的定位线12所围成的区域内，晶圆30的边缘、定位线12，及加热器20顶面的边缘位置21都相互对齐。配合参见图7、图8所示，如果晶圆30的传送位置发生了偏差，则晶圆30偏离的那一侧的边缘会遮挡住定位线12的一部分，技术人员就能够根据这一偏差位置，对传送晶圆30的机械手臂进行校正。

本发明所述对晶圆30传送位置进行校正的方法，主要包含通过使用上述的校正装置10，对机械手臂传送晶圆30时的偏差位置进行确定，并后续进行校正的方法，具体有以下的步骤：

步骤1、在对加热器20的维护保养过程中，将校正装置10套设在加热器20上，使得校正装置10环形顶面上的定位线12与加热器20顶面的边缘相对应。

步骤2、通过常规操作，使用机械手臂将晶圆30传送到校正装置10上；

步骤2.1、若晶圆30正好落入到定位线12所限定的区域内，则晶圆30传送没有偏差；此时，跳转到步骤4；

步骤2.2、若晶圆30上任意一侧的边缘遮挡住定位线12的一部分，则判断晶圆30传送发生了偏差，则继续进行步骤3。

步骤3、当晶圆30传送发生了偏差时，技术人员通过检测晶圆30相对所述定位线12的偏离位置，对机械手臂进行相应地校正。

之后，重复进行步骤2的操作，如果晶圆30传送仍然有偏差（参见步骤2.2），则重复进行步骤3的操作，即进行若干次的晶圆30传送测试及相应地机械手臂校正操作，直到晶圆30传送没有偏差（参见步骤2.1）时，进行步骤4。

步骤4、完成对晶圆30传送位置的校正，从加热器20上取下所述校正装置10。

由于被传送晶圆30的直径，与定位线12的直径及加热器20顶面的直径都相等；因此，如果在传送测试时，根据上述校正方法确认晶圆30传送没有偏差的，即晶圆30正好落入到校正装置10的定位线12所限定的区域内的话，则在实际运行（没有校正装置）时，晶圆30也就能够正好落入到加热器20顶面的区域内，确保晶圆30热处理时的效果。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。

例如，在其他的一些实施例中，假设被传送晶圆的直径小于加热器顶面的直径，并且，该晶圆需要被传送到加热器顶面中心小于该顶面直径的一个圆形的限定区域中，那么可以对上述校正装置的结构稍作改变，在保证环形顶面上中心开口的口径（相当于图5中直径L1表示的距离）小于晶圆直径的基础上，使得环形顶面上设置一个第二定位线，使第二定位线与加热器顶面上所述限定区域的位置相对应，在这种情况下，第二定位线的直径就应当小于图5所示定位线12的直径，并且，使第二定位线布置于图5所示定位线12与内侧边缘线11之间。

或者，在另外的一些实施例中，还可以是在环形顶面上内侧边缘线11与外侧边缘线13之间，根据不同的半径位置同时设置若干条同圆心的定位线，例如同时具有图5所示的定位线12和上述的第二定位线或更多条定位线，一方面可以作为晶圆偏离位置的检测标尺；另一方面，在保证校正装置的环形顶面上中心开口的口径（相当于图5中直径L1表示的距离）小于所传送晶圆直径的基础上，也能够适应对不同尺寸晶圆传送位置的校正需要。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种用于晶圆传送位置校正的装置，在对加热器（20）进行维护保养的过程中，用于对机械手臂传送晶圆（30）时发生的偏差位置进行确定，其特征在于，

该校正装置（10）是套设在加热器（20）顶面上的一个圆环状的盖子，所述校正装置（10）具有的一个环形顶面，与位于其下方的加热器（20）的顶面同圆心布置；

至少使所述校正装置（10）中的环形顶面用防滑材料制成，并且，所述环形顶面的内径L1小于晶圆（30）的直径，使得所述晶圆（30）被传送到该校正装置（10）的环形顶面上以后不会进一步滑动。

2.如权利要求1所述用于晶圆传送位置校正的装置，其特征在于，

所述校正装置（10）用特氟龙材料制成。

3.如权利要求2所述用于晶圆传送位置校正的装置，其特征在于，

所述校正装置（10）的环形顶面具有同圆心的内侧边缘线（11）和外侧边缘线（13），并且，在所述内侧边缘线（11）以内的区域限定了所述环形顶面的一个中心开口；

所述环形顶面上中心开口的口径，也就是所述环形顶面的内径L1，小于所述加热器（20）顶面的直径L2。

4.如权利要求3所述用于晶圆传送位置校正的装置，其特征在于，

所述校正装置（10）上环形顶面的外径，大于加热器（20）顶面的直径L2；

以所述环形顶面的圆心为圆心，在所述校正装置（10）的环形顶面上设有至少一条定位线，所述定位线位于所述内侧边缘线（11）和外侧边缘线（13）之间。

5.如权利要求4所述用于晶圆传送位置校正的装置，其特征在于，

所述校正装置（10）的环形顶面上具有一条直径为L2的定位线（12），使这条定位线（12）与所述加热器（20）顶面的边缘位置（21）相对应；将直径为L2的晶圆（30）传送到所述校正装置（10）后，通过检测所述晶圆（30）与这条定位线（12）的位置关系，能够对应地获知所述晶圆（30）相对于所述加热器（20）顶面的边缘位置（21）的偏离关系。

6.如权利要求2所述用于晶圆传送位置校正的装置，其特征在于，

所述加热器（20）顶面上分布设置有多个升降元件（40）；

对所述校正装置（10）的高度及环形顶面的内径L1的设定，应当使所述环形顶面的内径L1足够大，以使所述升降元件（40）能够从所述校正装置（10）的环形顶面的中心开口中暴露出来，并通过所述升降元件（40）将晶圆（30）抬升到一个高出校正装置（10）的高度，方便机械手臂对晶圆（30）进行取放。

7.一种用于晶圆传送位置校正的方法，是通过使用如权利要求1所述的校正装置（10），在对加热器（20）的维护保养过程中，对机械手臂传送晶圆（30）时的偏离位置进行确定，并对机械手臂进行校正的方法，其特征在于，

所述校正方法，包含以下步骤：

步骤1、将校正装置（10）套设在加热器（20）上，使得所述校正装置（10）的环形顶面上设置的一个定位线（12），与所述加热器（20）顶面的边缘位置（21）相对应；

步骤2、使用机械手臂将晶圆（30）传送到校正装置（10）上，检测晶圆（30）与所述定位线（12）之间的位置关系；所述晶圆（30）的直径，等于所述加热器（20）顶面的直径L2，并且大于所述校正装置（10）的环形顶面的内径L1；

步骤2.1、若晶圆（30）正好落入到校正位置上由所述定位线（12）所限定的区域内，则判断晶圆（30）传送没有偏差；此时，跳转到步骤4；

步骤2.2、若晶圆（30）上任意一侧的边缘遮挡住所述定位线（12）的一部分，则判断晶圆（30）传送发生了偏差，则继续进行步骤3；

步骤3、当晶圆（30）传送发生了偏差时，技术人员通过检测晶圆（30）相对所述定位线（12）的偏离位置，对机械手臂进行相应地校正；

之后，重复进行步骤2~步骤3的操作，即进行多次晶圆（30）传送测试及对机械手臂的对应校正，直到晶圆（30）传送没有偏差时，进行步骤4；

步骤4、完成对晶圆（30）传送位置的校正，从加热器（20）上取下所述校正装置（10）。