CN103515264B - 晶圆位置检测装置和检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种能够准确检测晶圆位置是否正确的晶圆位置检测装置，包括：晶圆承载台，用于载置晶圆；数个定位销，均匀间隔设置在晶圆承载台上，定位销用于顶起晶圆；发射传感器和接收传感器，相对设置在晶圆承载台的外侧，发射传感器发射预设光强，接收传感器接收发射传感器发出的光强并产生相应的接收值，接收传感器将该接收值与预设的判断值比较，根据比较结果判定晶圆位置是否正确同时产生并发送晶圆位置是否正确的信号；控制器，与接收传感器相连，接收接收传感器发送的信号并根据该信号产生控制信号控制定位销的升降和发出报警信号。本发明还揭示了一种晶圆位置检测方法。

Description

晶圆位置检测装置和检测方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种晶圆位置检测装置和检测方法。
背景技术
在半导体装置制造过程中，用于制造半导体装置的晶圆需要经历若干道工艺后被制成所需的半导体装置。晶圆在经历各种工艺时，通常采用机械手在各个工艺腔室之间传递晶圆，工艺腔室内一般配置有晶圆承载台用于承载和定位晶圆，使晶圆完成相应的工艺。
以电化学抛光为例，晶圆在电化学抛光工艺中，机械手将晶圆正面朝下的放置在晶圆承载台上，然后再由真空夹盘将晶圆从晶圆承载台上取走进行电化学抛光，抛光结束后，真空夹盘将晶圆正面朝下的卸载在晶圆承载台上，最后再由机械手从晶圆承载台上将抛光后的晶圆取走。在此工艺过程中，机械手或真空夹盘能否将晶圆放置在晶圆承载台的正确位置（即中心位置）上是至关重要的。在抛光前，如果机械手没有将晶圆放置在晶圆承载台的中心位置，真空夹盘在将晶圆从晶圆承载台上取走进行电化学抛光过程中，由于真空夹盘没有夹持晶圆的中心位置，真空夹盘带着晶圆旋转进行电化学抛光时，晶圆很容易从真空夹盘上脱落而导致损坏。同样，抛光结束后，如果真空夹盘没有将晶圆卸载在晶圆承载台的中心位置，机械手在将晶圆从晶圆承载台上取走时，也会出现晶圆从机械手上脱落的现象。所以，晶圆被放置在晶圆承载台上后，对晶圆的位置进行检测是极其必要的。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种能够准确检测晶圆位置是否正确的晶圆位置检测装置。
为实现上述目的，本发明晶圆位置检测装置包括：晶圆承载台，用于载置晶圆；数个定位销，均匀间隔设置在所述晶圆承载台上，所述定位销用于顶起所述晶圆；发射传感器和接收传感器，相对设置在所述晶圆承载台的外侧，发射传感器发射预设光强，接收传感器接收所述发射传感器发出的光强并产生相应的接收值，接收传感器将该接收值与预设的判断值比较，根据比较结果判定晶圆位置是否正确同时产生并发送晶圆位置是否正确的信号；控制器，与所述接收传感器相连，接收所述接收传感器发送的晶圆位置是否正确的信号并根据该信号产生控制信号控制所述定位销的升降和发出报警信号。
在一个实施例中，发射传感器和接收传感器为两对或两对以上且均匀间隔设置在晶圆承载台的外侧。
在一个实施例中，发射传感器和接收传感器为光学传感器。或者，发射传感器和接收传感器为光纤传感器。
在一个实施例中，晶圆承载台上设置有若干均匀分布的凸起，用于承载所述晶圆。晶圆承载台具有圆环形且水平布置的基体，基体的顶表面的外边缘向上凸伸形成承载部，定位销和凸起设置在承载部上。定位销的侧部为倾斜的引导部。
本发明的又一目的是提供一种晶圆位置检测方法，该方法能够准确检测晶圆的位置是否正确。
为实现本发明的又一目的，本发明晶圆位置检测方法包括如下步骤：
将晶圆放置于晶圆承载台上；
升起定位销；
由发射传感器发射预设光强，由接收传感器接收所述发射传感器发出的光强并产生相应的接收值，将该接收值与预设的判断值比较，根据比较结果判定晶圆位置是否正确同时产生并发送晶圆位置是否正确的信号；
由控制器接收接收传感器发送的晶圆位置是否正确的信号并根据该信号产生控制信号控制所述定位销的升降和发出报警信号。
在一个实施例中，由控制器接收接收传感器发送的晶圆位置正确的信号，并根据该信号产生第一控制信号使定位销下降，晶圆位置检测结束，将晶圆从所述晶圆承载台上取走。或者由控制器接收接收传感器发送的晶圆位置不正确的信号，并根据该信号产生第二控制信号使定位销下降，定位销下降数秒后，再次升起定位销重新检测所述晶圆位置是否正确，若接收传感器发送的信号依旧是晶圆位置不正确信号，控制器接收该信号并根据该信号发出报警信号。综上所述，本发明晶圆位置检测装置和检测方法通过使用所述发射传感器发射预设光强，接收传感器接收发射传感器发出的光强并产生相应的接收值，并将该接收值与预设的判断值比较，根据比较结果判定晶圆位置是否正确，因此，该装置和方法能够准确检测晶圆位置是否正确。
附图说明
图1是根据本发明的晶圆位置检测装置的第一实施例的俯视图。
图2是根据本发明的晶圆位置检测装置的第一实施例的正视图。
图3是图1中将晶圆放置于晶圆承载台后沿A-A’线的截面图。
图4是晶圆位置偏移时的正视图。
图5是晶圆位置正确时的正视图。
图6是根据本发明的晶圆位置检测装置的第二实施例的俯视图。
图7是根据本发明的晶圆位置检测装置的第三实施例的俯视图。
图8是图7中将晶圆放置于晶圆承载台后沿B-B’线的截面图。
图9是本发明晶圆位置检测方法的流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。
请参阅图1至图5，为本发明晶圆位置检测装置的第一实施例的示意图。本发明晶圆位置检测装置包括晶圆承载台10，若干可升降的定位销20，发射传感器30和接收传感器40。
晶圆承载台10具有圆环形且水平布置的基体11，基体11的顶表面的外边缘向上凸伸形成承载部12。晶圆承载台10由支撑部50支撑并固定在一工艺腔室（图中未示）内。
定位销20均匀间隔设置在承载部12上，定位销20的侧部为一倾斜的引导部21，在一个实施例中，定位销20为圆台形。定位销20由气缸（图中未示）驱动作上下运动，定位销20上升凸出于承载部12或者下降收容于承载部12。
发射传感器30和接收传感器40相对设置在晶圆承载台10的外侧并略高于晶圆承载台10。在一实施例中，发射传感器30和接收传感器40为光学传感器，发射传感器30和接收传感器40至少有两对且均匀间隔设置在晶圆承载台10的外侧。接收传感器40与一控制器（图中未示）相连。
使用本发明晶圆位置检测装置检测放置于晶圆承载台10的承载部12上的晶圆W位置是否正确时，预先设置所述发射传感器30的设定值即发射光强及接收传感器40的判断值，然后升起定位销20，发射传感器30发射设定的光强，接收传感器40接收发射传感器30发出的光强并根据该光强产生一相应的接收值，并将该接收值与设定的判断值比较，若接收值大于判断值，接收传感器40产生一“1”信号，即表明晶圆W在所述承载部12上的位置正确，发射传感器30与接收传感器40之间没有被遮挡，发射传感器30发出的光强全部被接收传感器40接收，接收传感器40将该“1”信号发送至控制器，控制器接收该“1”信号后产生第一控制信号并将该第一控制信号发送至气缸，气缸接收该第一控制信号后驱动定位销20下降，晶圆W位置检测完毕，晶圆W从承载部12上取走；若接收值小于判断值，接收传感器40产生一“0”信号，即表明晶圆W在承载部12上的位置不正确，即发生偏移，升起的定位销20顶起晶圆W，由于被顶起的晶圆W遮挡发射传感器30发出的光强，接收传感器40只能接收发射传感器30发出的部分光强，接收传感器40将该“0”信号发送至控制器，控制器接收该“0”信号后产生第二控制信号并将该第二控制信号发送至气缸，气缸接收该第二控制信号后驱动定位销20下降，为了避免误检，定位销20下降数秒后，再次升起定位销20重新检测晶圆W的位置，若接收传感器40发送至控制器的信号依旧为“0”信号，即表明晶圆W位置不正确，即发生偏移，晶圆W位置检测中止，控制器发出报警信号；若接收传感器40发送至控制器的信号是“1”信号，即表明晶圆W位置正确，上一次检测结果为误检，或者上一次检测时晶圆W位置略有偏移，在该次检测过程中，通过定位销20的上下运动，定位销20的引导部21已修正晶圆W的位置，控制器根据该“1”信号产生第一控制信号并将该第一控制信号发送至气缸，气缸接收该第一控制信号后驱动定位销20下降，晶圆W位置检测完毕，晶圆W从承载部12上取走。
请参阅图6，为本发明晶圆位置检测装置的第二实施例的俯视图，与第一实施例相比，该第二实施例的不同之处在于发射传感器30’和接收传感器40’为一对光纤传感器，除此之外，均与第一实施例相同，在此不再赘述。
请参阅图7至图8，为本发明晶圆位置检测装置的第三实施例的示意图，与第一实施例相比，该第三实施例的不同之处在于所述承载部12上设置有若干均匀分布的凸起60用于承载晶圆W，凸起60可以是锥形，设置凸起60的目的是为了减小晶圆W与承载部12的接触面积，以减少承载部12对晶圆W的污染，此外，若晶圆W表面附着有液体，设置凸起60可以减小晶圆W与承载部12之间的粘附力，使得晶圆W从所述晶圆承载台10上取走时更容易，更安全，避免对晶圆W造成损伤和变形。
请参阅图9，为本发明晶圆位置检测方法的流程图。本发明晶圆位置检测方法包括如下步骤：
S101：将晶圆W放置于晶圆承载台10上；
S102：升起定位销20；
S103：检测晶圆W位置是否正确，具体地，发射传感器30发射设定的光强，接收传感器40接收发射传感器30发出的光强并产生相应的接收值，并将该接收值与预设的判断值比较，若接收值大于判断值，即表明晶圆W位置正确，接收传感器40产生“1”信号并将该“1”信号发送至控制器，然后执行步骤S 104；若接收值小于判断值，即表明晶圆W位置不正确，即发生偏移，接收传感器40产生“0”信号并将该“0”信号发送至控制器，然后执行步骤S106；
S104：控制器接收“1”信号，并根据该“1”信号产生第一控制信号，控制器将该第一控制信号发送至气缸，气缸接收该第一控制信号后驱动定位销20下降，晶圆W位置检测完毕；
S105：将晶圆W从晶圆承载台10上取走；
S106：控制器接收“0”信号，并根据该“0”信号产生第二控制信号，控制器将该第二控制信号发送至气缸，气缸接收该第二控制信号后驱动定位销20下降；
S107：再次升起定位销20；
S108：再次检测晶圆W位置是否正确，具体地，发射传感器30发射设定的光强，接收传感器40接收发射传感器30发出的光强并产生相应的接收值，并将该接收值与预设的判断值比较，若接收值大于判断值，即表明晶圆W位置正确，接收传感器40产生“1”信号并将该“1”信号发送至控制器，然后执行步骤S104；若接收值小于判断值，即表明晶圆W位置偏移，接收传感器40产生“0”信号并将该“0”信号发送至控制器，然后执行步骤S109；
S109：控制器接收“0”信号并根据该“0”信号发出报警信号。
由上述可知，本发明晶圆位置检测装置和检测方法能够准确检测晶圆W位置是否正确，为晶圆W的后续工艺提供了可靠的保障。
综上所述，本发明晶圆位置检测装置和检测方法通过上述实施方式及相关图式说明，己具体、详实的揭露了相关技术，使本领域的技术人员可以据以实施。而以上所述实施例只是用来说明本发明，而不是用来限制本发明的，本发明的权利范围，应由本发明的权利要求来界定。至于本文中所述元件数目的改变或等效元件的代替等仍都应属于本发明的权利范围。

Claims (9)

1.一种晶圆位置检测装置，其特征在于，包括：
晶圆承载台，用于载置晶圆；
数个定位销，均匀间隔设置在所述晶圆承载台上，所述定位销用于顶起所述晶圆；
发射传感器和接收传感器，相对设置在所述晶圆承载台的外侧，所述发射传感器发射预设光强，所述接收传感器接收所述发射传感器发出的光强并产生相应的接收值，接收传感器将该接收值与预设的判断值比较，根据比较结果判定晶圆位置是否正确同时产生并发送晶圆位置是否正确的信号，其中所述发射传感器和所述接收传感器为两对或两对以上且均匀间隔设置在所述晶圆承载台的外侧；
控制器，与所述接收传感器相连，接收所述接收传感器发送的晶圆位置是否正确的信号并根据该信号产生控制信号控制所述定位销的升降并发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述发射传感器和所述接收传感器为光学传感器。
3.根据权利要求1所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述发射传感器和所述接收传感器为光纤传感器。
4.根据权利要求1所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述晶圆承载台上设置有若干均匀分布的凸起，用于承载所述晶圆。
5.根据权利要求4所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述晶圆承载台具有圆环形且水平布置的基体，所述基体的顶表面的外边缘向上凸伸形成承载部，所述定位销和所述凸起设置在所述承载部上。
6.根据权利要求1所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述定位销的侧部为倾斜的引导部。
7.一种晶圆位置检测方法，其特征在于，包括：
将晶圆放置于晶圆承载台上；
升起定位销；
由发射传感器发射预设光强，由接收传感器接收所述发射传感器发出的光强并产生相应的接收值，将该接收值与预设的判断值比较，根据比较结果判定晶圆位置是否正确同时产生并发送晶圆位置是否正确的信号，其中发射传感器和接收传感器为两对或两对以上且均匀间隔设置在晶圆承载台的外侧；
由控制器接收接收传感器发送的晶圆位置是否正确的信号并根据该信号产生控制信号控制所述定位销的升降和发出报警信号。
8.根据权利要求7所述的晶圆位置检测方法，其特征在于，由控制器接收接收传感器发送的晶圆位置正确的信号，并根据该信号产生第一控制信号使定位销下降，晶圆位置检测结束，将晶圆从所述晶圆承载台上取走。
9.根据权利要求7所述的晶圆位置检测方法，其特征在于，由控制器接收接收传感器发送的晶圆位置不正确的信号，并根据该信号产生第二控制信号使定位销下降，定位销下降数秒后，再次升起定位销重新检测所述晶圆位置是否正确，若接收传感器发送的信号依旧是晶圆位置不正确信号，控制器接收该信号并根据该信号发出报警信号。
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