CN107863311B - 一种检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置及方法,包括载物台、聚焦环和若干传感器,传感器设置于载物台和聚焦环之间的空隙中,用于监测聚焦环与设置在载物台上的晶圆之间的空间;处理器,用于判断若干传感器收集到的光斑的形状是否一致,以及判断若干传感器收集到的光斑的形状是否改变,从而判断晶圆与载物台是否发生偏移;万向微调装置,设置于载物台上,用于将偏移的晶圆微调至载物台的中心位置。本发明通过在等离子体刻蚀机台腔体中增加传感器,利用传感器发射和接收不一致原理检测晶圆的偏移,并在载物台上增加可控万向调节装置校正偏移,减少因偏移导致的电弧作用的几率。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路制造工艺的技术领域,尤其涉及一种等离子体刻蚀工艺。
背景技术
随着半导体器件工艺的发展以及按比例尺寸缩小,晶圆尺寸的不断增大, 12寸晶圆已经成为主流,因此器件和工艺对机台性能的要求也越来越高。
在等离子体刻蚀工艺中,由于晶圆与载物台之间存在偏移而发生生产事件的情况时有发生,为了解决上述问题,通常都是设定一个SPC值(Statistical Process Control,统计过程控制),当偏移值在SPC值以内则机台不会进行校正,只有当偏移值超出SPC值时才会进行校正,然而往往偏移值超出SPC 值时已经是发生生产事件的时候。甚至由于长时间累计效应,可能存在偏移值一直处于SPC以内但靠近晶圆边缘的聚焦环已经发生损伤的情况,此时电弧作用持续在发生却没有被发觉(此时内联缺陷扫描仍在抽样,但由于随机发生且存在失败率的问题,可能不被抽样到)。从而导致较大的晶圆良率的损失。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种利用传感器发生和接受不一致原理对晶圆传送到载物台是否有偏移进行检测并作出校正的装置及其工作方法。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置,包括载物台和聚焦环,其特征在于,还包括:若干传感器,设置于所述载物台和所述聚焦环之间的空隙中,用于监测所述聚焦环与设置在所述载物台上的晶圆之间的空间;处理器,若干所述传感器分别与所述处理器相连接,所述处理器用于判断若干所述传感器收集到的光斑的形状是否一致,以及判断若干所述传感器收集到的光斑的形状是否改变,从而判断晶圆与所述载物台是否发生偏移;万向微调装置,设置于所述载物台上,用于将偏移的晶圆微调至所述载物台的中心位置。
上述的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置,其中,还包括:报警装置,所述报警装置与所述处理器相连接,所述报警装置在若干所述传感器收集到的光斑的形状不一致或发生改变时报警。
上述的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置,其中,所述万向微调装置包括用于承载晶圆的顶销以及用于驱动所述顶销沿水平方向移动的万向步进马达。
上述的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置,其中,所述顶销具有能够沿竖直方向进行伸缩的伸缩机构。
上述的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置,其中,包括四所述传感器,四所述传感器呈环形阵列。
一种检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置的工作方法,其中,包括上述的任意一项所述的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置,所述工作方法包括:
步骤S1:机械臂将晶圆传送至机台腔体中的所述载物台上;
步骤S2:所述处理器判断若干所述传感器收集到的光斑的形状是否一致;
若是,则执行步骤S3;
若否,则执行步骤S4;
步骤S3:所述处理器判断若干所述传感器收集到的光斑的形状是否改变;
若是,则执行步骤S4;
若否,则退出;
步骤S4:所述万向微调装置将晶圆微调至所述载物台的中心位置,随后返回所述步骤S2。
上述的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置的工作方法,其中,在所述步骤S4中,所述万向微调装置的顶销通过伸缩机构向上伸出将晶圆托离所述载物台,所述万向微调装置的万向步进马达驱动所述顶销将晶圆移动至所述载物台的中心位置,所述顶销通过所述伸缩机构向下缩进将晶圆放置于所述载物台上。
本发明由于采用了上述技术,使之与现有技术相比具有的积极效果是:
(1)本发明通过在等离子体刻蚀机台腔体中增加传感器,利用传感器发射和接收不一致原理检测晶圆的偏移,并在载物台上增加可控万向调节装置校正偏移,减少因偏移导致的电弧作用的几率。
附图说明
图1是本发明的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置的结构示意图。
图2是本发明的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置的俯视示意图。
图3是本发明的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置的正常光斑示意图。
图4是本发明的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置的偏移光斑示意图。
附图中:1、载物台;2、聚焦环;3、传感器;31、传感器;32、传感器; 33、传感器;34、传感器;4、万向微调装置;41、顶销;42、万向步进马达。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
图1是本发明的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置的结构示意图,图2是本发明的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置的俯视示意图,图3是本发明的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置的正常光斑示意图,图4是本发明的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置的偏移光斑示意图,请参见图1至图4所示,示出了一种较佳实施例的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置,包括:包括载物台1和聚焦环2,聚焦环2环绕在载物台1的外侧,聚焦环2与载物台1同心设置。一种较佳实施例的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置还包括:若干传感器3,若干传感器3设置于载物台1和聚焦环2之间的空隙中,用于监测聚焦环2与设置在载物台 1上的晶圆之间的空间,利用传感器3的发射和接收不一致原理对晶圆传送到载物台1上时是否产生偏移进行检测。
进一步,作为一种较佳的实施例,检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置还包括:处理器(图中未示出),若干传感器3分别与处理器相连接,处理器用于判断若干传感器3收集到的光斑的形状是否一致,以及判断若干传感器3收集到的光斑的形状是否改变,从而判断晶圆与载物台1是否发生偏移。
更进一步,作为一种较佳的实施例,检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置还包括:万向微调装置4,设置于载物台1上,用于将偏移的晶圆微调至载物台1的中心位置,进行偏移的校正,从而解决等离子体刻蚀工艺中由于晶圆在载物台1上存在偏移而导致电弧作用的问题,同时也能够防止因偏移导致的载物台1和聚焦环2被污染或者被等离子体损伤。
再进一步,作为一种较佳的实施例,检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置还包括:报警装置(图中未示出),报警装置与处理器相连接,报警装置在若干传感器3收集到的光斑的形状不一致或发生改变时报警。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
本发明在上述基础上还具有如下实施方式:
本发明的进一步实施例中,检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置具体包括传感器31、传感器32、传感器33和传感器34,传感器31、传感器32、传感器33和传感器34呈环形阵列围绕于载物台1的的外侧和聚焦环 2的内侧之间。当晶圆位于载物台1的中心位置时,四传感器获得的光斑如图3所示呈相同的形状;当晶圆相对于载物台1的的中心位置发生偏移时,四传感器获得的光斑如图4所示呈不同的形状。
本发明的进一步实施例中,请继续参见图3、图4所示,传感器33 和传感器34获得的光斑为完整的矩形光斑,而传感器31和传感器32由于晶圆的遮挡,其获得的光斑的面积减小,且其获得的光斑一侧的形状为弧形,因此能够判断出晶圆相对于载物台1向图4只能够的左上方偏移,且晶圆向图4中的左侧的偏移量大于晶圆向图4中的上侧的偏移量。
本发明的进一步实施例中,处理器根据四个光斑的具体面积和形状进行计算,从而获得晶圆相对于载物台1的中心位置的具体偏移量,并指令万向微调装置根据上述的具体偏移量对晶圆的位置进行调整。
本发明的进一步实施例中,处理器具体通过将各个传感器接收的光斑的形状进行相互比较,或通过将各个传感器接收的光斑的形状与预设的无遮挡状态的光斑的形状进行单独对比,从而获得晶圆相对于载物台1的中心位置的具体偏移量。
本发明的进一步实施例中,万向微调装置4包括用于承载晶圆的顶销41以及用于驱动顶销41沿水平方向移动的万向步进马达42。
本发明的进一步实施例中,顶销41具有能够沿竖直方向进行伸缩的伸缩机构。通过伸缩机构实现顶销41的伸出从而将晶圆顶起,继而通过万向步进马达42将晶圆移动至载物台1的中心位置,再通过伸缩机构实现顶销 41的缩进从而将晶圆放置于载物台1上。
本发明的进一步实施例中,万向步进马达42为步进精度为毫米级的可控的万向步进马达。
本发明的进一步实施例中,伸缩机构可以为机械或液压的桅柱式伸缩机构、气动或电动的升降杆等。
本发明的进一步实施例中,检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置的工作方法包括:
步骤S1:机械臂将晶圆传送至机台腔体中的载物台1上;
步骤S2:处理器判断若干传感器3收集到的光斑的形状是否一致;
若是,则执行步骤S3;
若否,则执行步骤S4;
步骤S3:处理器判断若干传感器3收集到的光斑的形状是否改变;
若是,则执行步骤S4;
若否,则退出;
步骤S4:万向微调装置4将晶圆微调至载物台1的中心位置,随后返回步骤S2。
本发明的进一步实施例中,在步骤S4中,万向微调装置4的顶销41通过伸缩机构向上伸出将晶圆托离载物台1,万向微调装置4的万向步进马达42驱动顶销41将晶圆移动至载物台的中心位置,顶销41通过伸缩机构向下缩进将晶圆放置于载物台1上。
本发明的进一步实施例中,在步骤S3中,处理器通过在一设定时间内连续对若干传感器3的收集到的光斑的形状进行比对,从而得到光斑的形状是否改变的结果。
本发明的进一步实施例中,在步骤S2为否的情况下,以及在步骤 S3为是的情况下,处理器均指令报警装置报警。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置,包括载物台和聚焦环,其特征在于,还包括:
若干传感器,设置于所述载物台和所述聚焦环之间的空隙中,用于监测所述聚焦环与设置在所述载物台上的晶圆之间的空间;
处理器,若干所述传感器分别与所述处理器相连接,所述处理器用于判断若干所述传感器收集到的光斑的形状是否一致,以及判断若干所述传感器收集到的光斑的形状是否改变,从而判断晶圆与所述载物台是否发生偏移;
万向微调装置,设置于所述载物台上,用于将偏移的晶圆微调至所述载物台的中心位置。
2.根据权利要求1所述的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置,其特征在于,还包括:
报警装置,所述报警装置与所述处理器相连接,所述报警装置在若干所述传感器收集到的光斑的形状不一致或发生改变时报警。
3.根据权利要求1或2所述的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置,其特征在于,所述万向微调装置包括用于承载晶圆的顶销以及用于驱动所述顶销沿水平方向移动的万向步进马达。
4.根据权利要求3所述的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置,其特征在于,所述顶销具有能够沿竖直方向进行伸缩的伸缩机构。
5.根据权利要求1所述的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置,其特征在于,包括四个所述传感器,四个所述传感器呈环形阵列。
6.一种检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置的工作方法,其特征在于,包括权利要求1至5中任意一项所述的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置,所述工作方法包括:
步骤S1:机械臂将晶圆传送至机台腔体中的所述载物台上;
步骤S2:所述处理器判断若干所述传感器收集到的光斑的形状是否一致;
若是,则执行步骤S3;
若否,则执行步骤S4;
步骤S3:所述处理器判断若干所述传感器收集到的光斑的形状是否改变;
若是,则执行步骤S4;
若否,则退出;
步骤S4:所述万向微调装置将晶圆微调至所述载物台的中心位置,随后返回所述步骤S2。
7.根据权利要求6所述的检测及校正晶圆与腔体载物台偏移的装置的工作方法,其特征在于,在所述步骤S4中,所述万向微调装置的顶销通过伸缩机构向上伸出将晶圆托离所述载物台,所述万向微调装置的万向步进马达驱动所述顶销将晶圆移动至所述载物台的中心位置,所述顶销通过所述伸缩机构向下缩进将晶圆放置于所述载物台上。
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