CN108630561B - 基片表面的检测装置和检测方法、传片腔室 - Google Patents

Abstract

本发明提供的基片表面的检测装置和检测方法、传片腔室，该装置包括：光源，用于向基片的被检测表面发射光束；光探测器，用于接收来自基片的被检测表面的反射光束；光电转换器，与光探测器进行通信，用于将反射光束转换为光电流信号；控制器，与光电转换器进行通信，接收该光电流信号，并判断光电流信号的电流值是否与指定表面对应的电流值一致，若一致，则确定基片的被检测表面是指定表面；若不一致，则确定基片的被检测表面不是指定表面。本发明提供的基片表面的检测装置，其能够避免基片的指定表面的朝向出错，从而可以提高产品良率。

Description

基片表面的检测装置和检测方法、传片腔室

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体地，涉及一种基片表面的检测装置和检测方法、传片腔室。

背景技术

硅片是生产半导体产品的主要衬底。目前进行硅外延生长工艺的硅片采用单抛光面，即，硅片的其中一面是抛光面，而其中另一面是粗糙面。

进行硅外延生长工艺的外延生长设备主要包括传片腔室(Loadlock腔室)、传输腔室和反应腔室。其中，传片腔室是将硅片从大气环境传送至真空环境中的过渡腔室。在传输硅片的过程中，首先将装有硅片的片盒传入传片腔室中；然后，机械手从传片腔室中取出硅片，并通过传输腔室，将硅片放入反应腔室的基座上。

在将硅片放入片盒中时，需要使硅片的抛光面朝上。目前的外延生长设备无法检测硅片的抛光面是否朝上，而仅依靠工艺人员的准确操作来避免错误。一旦工艺人员错误将硅片的粗糙面朝上，在进行工艺时，该粗糙面将被镀膜，而在粗糙面上镀膜不能符合工艺要求。同时，未被镀膜的抛光面与基座相接触，将会被烘烤，导致该抛光面的平整度和洁净度受到影响，而无法再次用于工艺。

因此，设计一种能够检测硅片的抛光面是否朝上的装置是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种基片表面的检测装置和检测方法、传片腔室，其能够避免基片的指定表面的朝向出错，从而可以提高产品良率。

为实现本发明的目的而提供一种基片表面的检测装置，包括：光源，所述光源用于向所述被检测表面发射光束；

光探测器，所述光探测器用于接收来自所述被检测表面的反射光束；

光电转换器，所述光电转换器与所述光探测器进行通信，用于将所述反射光束转换为光电流信号；

控制器，所述控制器与所述光电转换器进行通信，接收所述光电流信号，并判断所述光电流信号的电流值是否与指定表面对应的电流值一致；若一致，则确定所述被检测表面是指定表面；若不一致，则确定所述被检测表面不是指定表面。

优选的，所述光源包括点光源或线光源。

优选的，所述光探测器包括光透镜或光反射镜。

优选的，还包括报警器，所述报警器与所述控制器进行通信；

当确定所述被检测表面不是指定表面时，所述控制器发送指令至所述报警器使其发出报警信号。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种传片腔室，包括机械手和至少一个用于承载片盒的托盘，还包括本发明提供的上述检测装置。

优选的，还包括承载平台，所述承载平台用于承载被检测基片；

所述机械手用于将片盒中的被检测基片传送至所述承载平台。

优选的，所述检测装置设置于所述传片腔室的内顶壁上，并与所述承载平台相对。

作为另一个技术方案，本发明还提供一种基片表面的检测方法，包括以下步骤：

S1，向基片的被检测表面发射光束；

S2，接收来自所述被检测表面的反射光束；

S3，将所述反射光束转换为光电流信号；

S4，判断所述光电流信号的电流值是否与指定表面对应的电流值一致；若一致，则确定所述被检测表面为指定表面；若不一致，则确定所述被检测表面不是指定表面。

优选的，还包括步骤S5：

当确定所述基片的被检测表面不是指定表面时，发出报警信号。

优选的，在进行所述步骤S1之前，还包括以下步骤：

向基片的所述指定表面发射光束；

接收来自所述指定表面的反射光束；

将所述反射光束转换为光电流信号，并检测和存储所述光电流信号的电流值，作为所述指定表面对应的电流值。

优选的，所述指定表面为基片的抛光面。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的基片表面的检测装置和检测方法的技术方案中，其通过使用光源和光探测器获得来自基片的被检测表面的反射光束，并使用光电转换器将该反射光束转换为光电流信号，然后使用控制器判断该光电流信号的电流值是否为指定表面对应的电流值一致，可以检测基片被检测表面是否是指定表面，从而能够避免基片的指定表面的朝向出错，进而可以提高产品良率。

本发明提供的传片腔室，其通过采用本发明提供的上述基片表面的检测装置，可以避免基片的指定表面的朝向出错，从而可以提高产品良率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基片表面的检测装置的原理框图；

图2为本发明实施例提供的基片表面的检测装置的结构图；

图3为发明实施例提供的传片腔室的结构图；

图4为图3中基片表面的检测装置的结构图；

图5为本发明实施例提供的基片表面的检测方法的流程框图；

图6为本发明实施例的一个优选方案提供的基片表面的检测方法的流程框图。

附图标记说明：承载平台1；基片2；光源3；光探测器4；光电转换器5；控制器6；机械手7；传片腔室10；托盘11。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的基片表面的检测装置和检测方法、传片腔室进行详细描述。

图1为本发明实施例提供的基片表面的检测装置的原理框图。图2为本发明实施例提供的基片表面的检测装置的结构图。请参阅图1和图2，基片表面的检测装置，其包括光源3、光探测器4、光电转换器5和控制器6。其中，光源3用于向基片2的被检测表面发射光束。光源3可以为点光源或者线光源等等。

在实际应用中，基片2的被检测表面可以是基片2朝上的表面，该表面为待工艺表面。对于外延生长工艺来说，通常采用单抛光面的硅片，即，硅片的其中一面是抛光面，而其中另一面是粗糙面。在进行工艺时，需要使该硅片的抛光面朝上，即，抛光面为上述指定表面。

光探测器4用于接收来自基片2的被检测表面的反射光束。该光探测器4可以为诸如光透镜或者光反射镜等的能够汇聚光线的装置。如图2所示，由光源3发射出的光束照射到基片2的被检测表面，入射角为A，入射光束被基片2的被检测表面反射，反射光束由光探测器4接收。

光电转换器5与光探测器4进行通信，用于将来自光探测器4的反射光束转换为光电流信号，并将其发送至控制器6。

由于不同粗糙度的表面的反射特性不同，来自不同粗糙度的表面的反射光束，其反射光束的强度是不同的。例如，对于抛光面来说，其反射特性是镜面反射，而粗糙面的反射特性是漫反射，来自抛光面的反射光束的强度明显大于来自粗糙面的反射光束的强度。基于光线强度与光电流的大小的对应关系，即，反射光束的强度与光电流的电流值大小成正比，可以通过检测光电流的电流值大小来判断待被检测表面是抛光面还是粗糙面。

基于上述原理，控制器6与光电转换器5进行通信，接收来自光电转换器5的光电流信号，并判断该光电流信号的电流值是否为指定表面对应的电流值一致，若一致，则确定基片的被检测表面是指定表面；若不一致，则确定基片的被检测表面不是指定表面。在实际应用中，可以检测基片的指定表面的光电流信号的电流值，并将其预先存储在控制器6中，以用作上述指定表面对应的电流值。优选的，也可以在控制器6中设定与上述指定表面对应的电流阈值，只要检测到的电流值未超出该电流阈值，即确定基片的被检测表面为指定表面。电流阈值可以根据检测精度而设定。

优选的，本发明实施例提供的基片表面的检测装置还包括报警器，其与控制器6进行通信。当确定基片的被检测表面不是指定表面时，控制器6发送指令至该报警器使其发出报警信号，以使工艺人员能够及时获知基片的指定表面的朝向出错。该报警信号可以为声音、光线或者文字等等。

综上所述，本发明实施例提供的基片表面的检测装置，可以检测基片表面，从而能够避免基片的指定表面的朝向出错，进而可以提高产品良率。

作为另一个技术方案，图3为发明实施例提供的传片腔室的结构图。请参阅图3，本发明还提供一种传片腔室10，其包括机械手7和至少一个用于承载片盒的托盘11，以及本发明实施例提供的上述基片表面的检测装置。

在本实施例中，在传片腔室10内还设置有承载平台1，该承载平台1用于承载被检测基片，如图4所示。并且，机械手7将片盒中的被检测基片传送至该承载平台1，以进行检测。在实际应用中，光源3和光探测器4可以设置在承载平台1上，或者也可以设置在传片腔室10的内顶壁上，且与该承载平台1相对，以能够向基片2的被检测表面发射光束，并接收来自基片2的被检测表面的反射光束。

在实际应用中，也可以不设置上述承载平台1。在这种情况下，可以将光源3和光探测器4设置在传片腔室10的内顶壁上，并利用机械手在上述检测装置工作时，承载被检测基片。容易理解，在检测基片表面之前，机械手可以移动至光源3和光探测器4下方的指定位置处，以保证光源3和光探测器4能够向基片2的被检测表面发射光束，并接收来自基片2的被检测表面的反射光束。

本发明实施例提供的传片腔室，其通过采用本发明实施例提供的上述基片表面的检测装置，可以避免基片的指定表面的朝向出错，从而可以提高产品良率。

作为另一个技术方案，图5为本发明实施例提供的基片表面的检测方法的流程框图。请参阅图5，本发明实施例还提供一种基片表面的检测方法，该方法使用本发明实施例提供的上述基片表面的检测装置检测基片的被检测表面是否为指定表面。具体地，该方法包括以下步骤：

S1，使用光源3向基片2的被检测表面发射光束；

S2，使用光探测器4接收来自基片2的被检测表面的反射光束，并将该反射光束发送至光电转换器5；

S3，使用光电转换器5将反射光束转换为光电流信号，并将其发送至控制器6；

S4，使用控制器6判断该光电流信号的电流值是否为指定表面对应的电流值一致，若一致，则确定基片的被检测表面为指定表面；若不一致，则确定基片的被检测表面不是指定表面。

优选的，如图6所示，为了使工艺人员能够及时获知基片的指定表面的朝向出错，上述方法还包括步骤S5：

当确定基片的被检测表面不是指定表面时，发出报警信号。

另外，优选的，在进行上述步骤S1之前，还包括以下步骤：

向基片的指定表面发射光束；

接收来自该指定表面的反射光束；

将反射光束转换为光电流信号，并检测和存储该光电流信号的电流值，作为上述指定表面对应的电流值。

这样，可以预先获得上述指定表面对应的电流值，用于与被检测基片的被检测表面对应的电流值进行对比。

综上所述，本发明实施例提供的基片表面的检测方法，可以检测基片的被检测表面是否为指定表面，从而能够避免基片的指定表面的朝向出错，进而可以提高产品良率。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种传片腔室，包括机械手和至少一个用于承载片盒的托盘，其特征在于，还包括基片表面的检测装置；所述机械手用于在所述片盒和所述检测装置之间传送所述基片；所述检测装置包括：

光源，所述光源用于向所述基片的被检测表面发射光束；

光探测器，所述光探测器用于接收并汇聚来自所述被检测表面的反射光束；

光电转换器，所述光电转换器与所述光探测器进行通信，用于将汇聚后的所述反射光束转换为光电流信号；

控制器，所述控制器与所述光电转换器进行通信，接收所述光电流信号，并判断所述光电流信号的电流值是否与指定表面对应的电流值一致；若一致，则确定所述被检测表面是指定表面；若不一致，则确定所述被检测表面不是指定表面，所述被检测表面为所述基片一侧的抛光面或者另一侧的粗糙面。

2.根据权利要求1所述的传片腔室，其特征在于，所述光源包括点光源或线光源。

3.根据权利要求1所述的传片腔室，其特征在于，所述光探测器包括光透镜或光反射镜。

4.根据权利要求1所述的传片腔室，其特征在于，还包括报警器，所述报警器与所述控制器进行通信；

当确定所述被检测表面不是指定表面时，所述控制器发送指令至所述报警器使其发出报警信号。

5.根据权利要求1所述的传片腔室，其特征在于，还包括承载平台，所述承载平台用于承载被检测基片；

所述机械手用于将片盒中的被检测基片传送至所述承载平台。

6.根据权利要求5所述的传片腔室，其特征在于，所述检测装置设置于所述传片腔室的内顶壁上，并与所述承载平台相对。

7.一种基片表面的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，向基片的被检测表面发射光束；

S2，接收来自所述被检测表面的反射光束；

S3，将所述反射光束转换为光电流信号；

S4，判断所述光电流信号的电流值是否与指定表面对应的电流值一致；若一致，则确定所述被检测表面为指定表面；若不一致，则确定所述被检测表面不是指定表面，所述被检测表面为所述基片一侧的抛光面或者另一侧的粗糙面。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，还包括步骤S5：

当确定所述基片的被检测表面不是指定表面时，发出报警信号。

9.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，在进行所述步骤S1之前，还包括以下步骤：

向基片的所述指定表面发射光束；

接收来自所述指定表面的反射光束；

将所述反射光束转换为光电流信号，并检测和存储所述光电流信号的电流值，作为所述指定表面对应的电流值。

10.根据权利要求7-9任意一项所述的检测方法，其特征在于，所述指定表面为基片的抛光面。

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