CN109427616A - 一种硅片涂胶及预对准检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硅片涂胶及预对准检测装置及方法，通过在光刻机设备内部增加检测装置，在所述光刻机内部硅片的定心调节和定向调节中完成对硅片涂胶的厚度和均匀度的检测以及预对准检测，实现了在不增加光刻机设备工作流程和减少设备投入的条件下对硅片涂胶厚度和均匀性的检测，提高了硅片涂胶的良品率和检测效率。

Description

一种硅片涂胶及预对准检测装置及方法
技术领域
本发明属于检测技术领域，涉及一种硅片涂胶及预对准检测装置及方法。
背景技术
在半导体行业，一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、光刻胶、 软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。其中，光刻工艺是在硅片 表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移到光刻胶上的过程(即将器件或电路结 构临时“复制”到硅片上的过程)。在半导体设备中，涂胶显影机(track机) 是一种将不同工艺制程的机台整合在一起的制程装备，其主要功能是光刻胶在 晶圆表面的涂敷和显影；光刻机主要负责光刻胶的曝光。
通常情况下，硅片经涂胶显影机涂胶完成后，直接进入光刻机进行曝光， 但是在实际生产中会因为涂胶不均匀或者有残缺导致曝光后产品不合格，需要 返工(rework)。现有技术对硅片光刻胶厚度和均匀性的检测通过外部设备进行 抽样检测，即将硅片从光刻机中取出，通过增加外部设备进行抽样检测，在其 前道工序中光刻机是和涂胶显影机连线生产的。目前硅片涂胶设备供应商提供 的一些涂胶设备安装了胶厚和均匀性在线检测设备，由于增加了在线检测设备， 增大了涂胶设备的空间，提高了涂胶设备的成本，同时硅片胶厚和均匀性的在 线检测和其他工序为串行，单独占用了涂胶设备的时间，影响了设备的生产效 率。
综上所述，在设备连线的生产线中，需要保持设备的运转连贯性和生产效 率，通过外部抽样检测的方法进行硅片涂胶的厚度额均匀性检测，不仅增加设 备成本投入，而且影响设备生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种硅片涂胶及预对准检测装置及方法，通过在光 刻机内部增加硅片涂胶及预对准检测装置，采用光刻机内部的转动轴对硅片进 行转动实现硅片涂胶上多个点厚度和均匀性的信息采集，解决了现有技术中硅 片涂胶检测效率低、成本高的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种硅片涂胶及预对准检测装置，用于 对涂胶厚度和均匀性信息以及预对准信息进行检测，所述硅片涂胶及预对准检 测装置包括：
托盘，用于承载硅片；
转动轴，所述转动轴与所述托盘连接，并用于带动所述托盘以所述转动轴 的轴线为轴转动；
第一导向单元，所述第一导向单元和所述转动轴连接，并用于带动所述转 动轴沿着第一方向移动；
第一移动单元，所述第一移动单元和一第二导向单元连接，所述第一移动 单元能够带动所述硅片沿着第二方向移动，所述第二导向单元能够带动所述第 一移动单元沿着所述第一方向移动；
检测头，所述检测头用于采集所述硅片涂胶的厚度和均匀性的信息，所述 检测头与一第二移动单元连接，所述第二移动单元用于带动所述检测头沿着所 述第二方向移动；
预对准检测单元，所述预对准检测单元用于检测所述硅片的位置；
其中，所述第一方向为所述第一导向单元或所述第二导向单元的轴线方 向，所述第二方向为所述第一方向的垂直方向。
可选的，所述硅片涂胶及预对准检测装置包括底座，所述第一导向单元和 所述第二导向单元均与所述底座连接。
可选的，所述预对准检测单元包括第一预对准光机和第二预对准光机，所 述第一预对准光机和第二预对准光机固定于预对准光机支撑架上，所述第一预 对准光机和所述第二预对准光机用于检测所述硅片的位置，所述预对准光机支 撑架与所述底座连接。
可选的，所述硅片涂胶及预对准检测装置包括检测头支撑架，所述第二移 动单元固定于所述检测头支撑架，所述检测头支撑架与所述底座连接。
可选的，所述硅片涂胶及预对准检测装置包括支撑盘，所述支撑盘用于稳 定所述硅片的温度和释放气体以保持所述硅片的平整，所述支撑盘固定于支撑 盘支撑架上，所述支撑盘支撑架与所述底座连接。
可选的，所述硅片涂胶及预对准检测装置包括卡盘，所述卡盘与所述第一 移动单元连接，在所述第一移动单元和所述第二导向单元的带动下所述卡盘用 于移动所述硅片。
可选的，所述检测头通过发射入射光照射所述硅片涂胶形成检测点，并接 收所述涂胶的反射光谱，通过所述反射光谱分布曲线得到所述涂胶的自干涉峰， 进而获得所述涂胶的厚度数据。
可选的，所述检测头为远心柯勒照明光路。
可选的，本发明提供一种硅片涂胶及预对准检测方法，所述硅片涂胶及预 对准检测方法包括：
步骤1：将所述硅片放置在所述托盘上并定义为初始状态，所述检测头进行 第i次信息采集；
步骤2：转动或移动所述硅片，同时检测头运动至下一检测位；
步骤3：硅片停止转动或运动，所述检测头进行信息采集；
其中，步骤2转动或移动所述硅片用于所述硅片定心或定向。
可选的，所述硅片涂胶及预对准检测方法包括：
S1：将所述硅片放置在托盘上并定义为初始状态，所述检测头进行第i次信 息采集；
S2：转动轴带动所述托盘及所述硅片旋转一周或多周，所述预对准检测单 元采集所述硅片定心定向信息；
S3：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第i+1 次信息采集位；
S4：所述硅片停止转动，所述预对准检测单元得到α、β和L；
S5：所述检测头进行第i+1次信息采集；
S6：所述转动轴带动所述硅片转动α或者2π－α；
S7：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第i+2 次信息采集位；
S8：所述硅片停止转动；
S9：所述检测头进行第i+2次信息采集；
S10：将所述硅片圆心朝靠近所述转动轴轴心的方向移动，所述硅片圆心的 移动距离为L；
S11：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第 i+3次信息采集位；
S12：完成所述硅片移动；
S13：所述检测头进行第i+3次信息采集；
S18：所述转动轴带动所述硅片转动β-α或者2π-β+α；
S19：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第 i+5次信息采集位；
S20：所述硅片转动到位，停止转动；
S21：所述检测头进行第i+5次信息采集；
S22：所述转动轴带动所述硅片转动扰动，精确采集角度信息；
S23：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第 i+6次信息采集位；
S24：所述硅片完成转动；
S25：所述检测头进行第i+6次信息采集；
S26：处理所述硅片精确角度信息得到精确定心方向，并带动所述硅片转动；
S27：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向运动至第 i+7次信息采集位；
S28：所述硅片完成运动；
S29：所述检测头进行第i+7次信息采集；
S30：根据所述检测头采集的信息判定所述硅片涂胶的厚度和均匀性是否合 格，当合格时完成检测取出所述硅片，当不合格时退回废片盒；
其中，S2与S3，S4与S5，S6与S7，S8与S9，S10与S11，S12与S13， S18与S19，S20与S21，S22与S23，S24与S25，S26与S27，S28与S29中 至少一对步骤组合同时进行；
其中，i为大于零的正整数，L为所述初始状态下所述硅片圆心与所述转动 轴轴心之间的距离，α为所述初始状态下所述硅片圆心和所述转动轴轴心连线与 所述第二方向的夹角，β为所述初始状态下硅片缺口的法线与所述第二方向的夹 角。
可选的，S2与S3，S4与S5，S6与S7，S8与S9，S10与S11，S12与S13， S18与S19，S20与S21，S22与S23，S24与S25，S26与S27，S28与S29中 至少一对步骤组合顺序倒置。
可选的，S10包括：
S101：将所述硅片由托盘交接至第一移动单元；
S102：所述第一移动单元将所述硅片圆心朝靠近所述转动轴轴心的方向移 动距离L；
S103：所述第一移动单元将所述硅片交接至所述托盘。
可选的，还包括：
S14：所述转动轴带动所述硅片旋转一周或多周，所述预对准检测单元检测 所述硅片是否定心；
S15：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第 i+4次信息采集位移动；
S16：所述硅片停止转动；
S17：所述检测头进行第i+4次信息采集；
其中，所述S14与所述S15可以同时进行，所述S16与所述S17可以同时 进行；
所述S14-S17设置在S13与S18之间。
可选的，所述硅片涂胶及预对准检测方法包括：
C1：判断所述硅片圆心与所述转动轴轴心的位置是否同心，如果“是”则执 行S21，如果“否”则执行S2至S20；
所述C1设置在所述S20和S21之间。
可选的，所述S29还包括：
S291：将所述硅片由托盘交接至第一移动单元；
S292：所述第一移动单元将所述硅片圆心朝靠近所述转动轴轴心的方向移 动一段距离；
S293：所述第一移动单元将所述硅片交接至所述托盘。
可选的，所述转动轴以每次旋转2π/n的方式步进旋转一周。
可选的，所述S29还包括S294；
所述S294具体为：沿着所述第二方向移动所述检测头，改变所述检测头对 应到所述硅片上的检测点与所述硅片圆心的距离；
其中S294设置在所述S293与所述S293之间。
可选的，所述硅片涂胶及预对准检测方法包括：
S100：将所述硅片放置在所述托盘上并定义此状态为初始状态，将所述检 测头对应到所述硅片上的检测点移动至所述硅片的边缘，所述转动轴带动所述 硅片旋转一周，通过预对准检测单元得到α和L；
S200：所述检测点由所述硅片的边缘朝向靠近所述转动轴轴心的方向移动， 同时所述转动轴旋转一周，当所述检测点运动到所述硅片的圆心时，停止所述 检测头和所述转动轴，在此过程中所述检测头检测所述硅片涂胶厚度和均匀性 的信息；
S300：所述转动轴转动α或者2π－α，将所述硅片圆心朝靠近所述转动轴轴 心的方向移动，其移动距离为L；
S400：所述检测点由所述硅片圆心朝向靠近所述硅片边缘的方向移动，同 时所述转动轴旋转一周，当所述检测点运动到所述硅片边缘时，停止所述检测 头和所述转动轴，在此过程中所述检测头检测所述硅片涂胶厚度和均匀性的信 息；
S500：根据所述检测头采集的信息判定所述硅片涂胶的厚度和均匀性是否 合格，当合格时完成检测取出所述硅片，当不合格时做报废处理；
其中，L为所述初始状态下所述硅片圆心与所述转动轴轴心之间的距离，α 为所述初始状态下所述硅片圆心和所述转动轴轴心连线与所述第二方向的夹 角。
可选的，所述硅片涂胶及预对准检测方法还包括S301；
所述S301具体为：判断所述硅片圆心与所述转动轴轴心的位置是否同心， 如果“是”则执行S400，如果“否”则执行S100至S200。
与现有技术先比，本发明提供的一种硅片涂胶及预对准检测装置及方法具 有以下有益效果：
1、在光刻机设备内部实现了在线检测光刻硅片涂胶厚度和均匀性；
2、在光刻机设备内部进行硅片预对准流程中对硅片涂胶进行厚度和均匀性 的信息采集，不仅较少了设备投入的成本，而且不单独占光刻机运行的工作流 程；
3、提高了光刻机设备的产品良品率和生产效率。
附图说明
图1为初始状态下硅片与转动轴的位置关系示意图；
图2为硅片定心角度调节状态示意图；
图3为硅片定心位移调节状态示意图；
图4为硅片定向调节状态示意图；
图5为本发明提供的硅片涂胶及预对准检测装置结构示意图；
图6为本发明第一实施例提供的硅片涂胶及预对准检测方法流程图；
图7为本发明第一实施例提供的硅片涂胶及预对准检测方法测量路线图；
图8为本发明第二实施例提供的硅片涂胶及预对准检测方法测量路线图；
图9为本发明第三实施例提供的硅片涂胶及预对准检测方法流程图
图10为本发明第三实施例提供的硅片涂胶及预对准检测方法测量路线图；
其中，101-第一预对准光机，102-第二预对准光机，103-预对准光机支撑 架，104-底座，105-支撑盘支撑架，106-托盘，107-卡盘，108-转动轴，109- 第一导向单元，110-第二移动单元，111-检测头，112-检测头支撑架，113-涂 胶，114-硅片，115-支撑盘，116-第二方向，117-第一移动单元，118-第二导 向单元，11-第1次信息采集，12-第2次信息采集，13-第3次信息采集，14- 第4次信息采集，15-第5次信息采集，16-第6次信息采集，17-第7次信息采 集，18-第8次信息采集，201-第一采集圆，202-第二采集圆，301-第一采集轨 迹，302-第二采集轨迹。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列 描述和权利要求书，本发明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、明晰地辅助说明本发明 实施例的目的。
请参阅图1，发明人发现硅片放置在托盘中时(定义此时的状态为初始状 态)，硅片114和光刻机设备的转动轴108没有精确定位，即硅片114圆心与转 动轴108轴心的位置不同心，而且硅片114缺口的位置是随机的，存在硅片114 圆心与所述转动轴108圆心连线与第二方向116之间的夹角α以及硅片114缺 口法线与所述第二方向116之间的夹角β，其中所述第二方向116为垂直于转动 轴108轴线方向的平面内一条固定直线的方向，另外所述硅片缺口的形式具有 多种，包括但不限于平边缺口硅片、NOTCH缺口硅片等缺口形式的硅片。
在光刻机设备运行过程中，需要对硅片进行预对准操作。所述预对准操作 包括硅片定心调节流程和硅片定向调节流程。所述硅片定心调节流程：请参阅 图2，首先进行定心角度调节，即将所述转动轴108在垂直于第一方向的平面内 朝向第二方向116转动α或者2π－α，此时所述硅片114圆心和所述转动轴108 轴心连线转动至与所述第二方向116，此时硅片114圆心和所述转动轴108轴心 连线与所述第二方向116的夹角为0；请参阅图3，然后进行定心位移调节，即 沿着第二方向116调整所述硅片114的圆心和转动轴108的轴心的位置，将所 述硅片114的圆心与所述转动轴108的轴心的位置设置为同心。所述硅片的定 向调节流程：请参阅图4，转动所述转动轴β-α或者2π-β+α，即将所述硅片114 的缺口法线调整至与所述第二方向116一致。由于在硅片定心和硅片定向的操 作流程中，硅片114实现不同角度的旋转，因此发明人通过增加检测单元，在 硅片114定心调节和硅片114定向调节过程中检测硅片114表面不同区域的涂胶 厚度，获得硅片114涂胶厚度和均匀性的信息，进而判定硅片114是否合格， 实现了在不增加光刻机设备工作流程和减少设备投入的条件下对硅片114涂胶 厚度和均匀性的检测。
请参阅图5，本发明提供了一种硅片涂胶及预对准检测装置，用于检测硅片 114涂胶113的厚度和均匀性以及预对准信息进行检测，所述硅片涂胶及预对准 检测装置包括：
用于承载所述硅片114的托盘106；
转动轴108，所述转动轴108与所述托盘106连接，所述转动轴108能够带 动所述托盘106以所述转动轴108的轴线为轴转动；
第一导向单元109，所述第一导向单元109和所述转动轴108连接，所述第 一导向单元109用于带动所述转动轴108沿着第一方向移动；
第一移动单元117，所述第一移动单元117和第二导向单元118连接，所述 第一移动单元117能够沿直线运动且其运动方向和所述第二方向116的方向一 致，所述第一移动单元117能够带动所述硅片114沿着第二方向116移动，所述 第二导向单元118能够带动所述第一移动单元117沿着所述第一方向移动；
检测头111，所述检测头111用于采集所述硅片114涂胶113厚度和均匀性 的信息，所述检测头111与第二移动单元110连接，所述检测头111能够沿直线 运动且其运动方向和所述第二方向116的方向一致，所述第二移动单元110用 于带动所述检测头111沿着所述第二方向移动；
预对准检测单元，所述预对准检测单元包括第一预对准光机101和第二预 对准光机102，所述第一预对准光机101和第二预对准光机102可以分别为反射 式光机和对射式光机，可以分别用于处理TSV基片或标准硅片及其他硅片，二 者可独立工作，增加了光刻设备的兼容性和通用性。针对只处理单一基片的设 备也可只装备第一预对准光机101或第二预对准光机102之一。
所述预对准检测单元用于检测所述硅片114的位置；
其中，所述第一方向为所述第一导向单元109或所述第二导向单元118的 轴线方向，所述第二方向为垂直于所述第一方向平面内的一条固定直线的方 向，所述第二方向与所述第一移动单元117和第二移动单元110的运动方向一 致。通过优化检测系统，将检测头的工作时序和光刻机的预对准流程相衔接， 在预对准流程中进行硅片114表面若干个检测点进行厚度和均匀性信息采集， 在不增加额外流程的情况下，完成硅片厚度和均匀性的检测。
优选地，所述硅片涂胶及预对准检测装置包括底座104，所述第一导向单 元109和所述第二导向单元118均与所述底座104连接，底座104用于提供一 个稳固和平稳的操作空间，以保证转动轴108、第一移动单元117、第二移动单 元110、第一导向单元109以及第二导向单元118的运行平稳，减少在硅片114 偏心旋转下的测量误差。
优选地，所述第一预对准光机101和第二预对准光机102固定于预对准光 机支撑架103上，所述第一预对准光机101和所述第二预对准光机102用于检 测所述硅片114的位置，所述预对准光机支撑架103与所述底座104连接，在 所述转动轴108的转动过程中，第一预对准光机101和第二预对准光机102实 时检测所述硅片114在旋转过程中所述硅片114边缘的位置，能够获得所述硅 片114在转动轴108带动下做偏心旋转运动时的最大偏心量、最大偏心量出现 的位置以及硅片114缺口的位置，进而获得所述硅片114圆心与所述转动轴108 轴心之间的距离、所述硅片114圆心和所述转动轴108轴心连线与所述第二方 向的夹角以及所述硅片114缺口法线与所述第二方向之间的夹角。
优选地，所述硅片涂胶及预对准检测装置包括检测头支撑架112，所述第 二移动单元110固定于所述检测头支撑架112，所述检测头支撑架112与所述底 座104连接。检测头111通过第二移动单元110实现在第二方向上的直线移动， 检测头支撑架112固定于所述底座104上以保证检测头111运动的平稳性。
优选地，所述硅片涂胶及预对准检测装置包括支撑盘115，所述支撑盘115 用于稳定所述硅片114的温度和释放气体以保持所述硅片114的平稳，所述支 撑盘115固定于支撑盘支撑架105上，所述支撑盘支撑架105与所述底座104 连接。支撑盘115用于在光刻机设备运行过程中保证硅片114表面的温度恒 定，保持硅片114的平稳且防止硅片114在转动过程中出现扰动。
优选地，所述硅片涂胶及预对准检测装置包括卡盘107，所述卡盘107与所 述第一移动单元117连接，在所述第一移动单元117和所述第二导向单元118 的带动下所述卡盘107用于移动所述硅片114。当所述转动轴转动α或者2π－α， 即将所述硅片114圆心与所述转动轴108轴心连线转动至与所述第二方向116 一致时，所述第二导向单元朝远离所述底座104的方向移动，所述卡盘107将 硅片114托起，所述第一移动单元117沿着第二方向带动卡盘107运动，所述 卡盘107调整所述硅片114的圆心和转动轴108的轴心的位置，将所述硅片114 的圆心与所述转动轴108的轴心的位置设置为同心。
优选地，所述检测头111通过发射入射光照射所述硅片114的涂胶113形成 检测点，并接收所述涂胶113的反射光谱，通过所述反射光谱分布曲线得到所 述涂胶113的自干涉峰，所述检测头111通过与PC或者工控机相连接，将采集 到的反射光谱分布曲线传输到PC或者工控机上，将反射光谱分布曲线与反射 光谱分布曲线进行对比，进而获得所述涂胶113的厚度数据。
优选的，所述检测头111为远心柯勒照明光路，采用此方案，检测头111 的检测精度高且反射光谱具有较高的对比度。
本发明提供了一种硅片涂胶及预对准检测方法，其包括：
步骤1：将所述硅片放置在所述托盘上并定义为初始状态，所述检测头进行 第i次信息采集；
步骤2：转动或移动所述硅片，同时检测头运动至下一检测位；
步骤3：硅片停止转动或运动，所述检测头进行信息采集；
其中，步骤2转动或移动所述硅片用于所述硅片定心或定向。
请参阅图6和图7，本发明在第一实施例中提供了一种硅片涂胶及预对准检 测方法，使用检测头111及预对准检测单元检测硅片的涂胶厚度和均匀性信息 及预对准信息，所述检测头111用于采集所述硅片涂胶的厚度和均匀性的信息， 所述预对准检测单元用于检测所述硅片的位置，步骤包括：
S1：将所述硅片放置在所述托盘上并定义为初始状态，所述检测头进行第i 次信息采集；
S2：所述转动轴带动所述硅片旋转一周或多周，所述预对准检测单元采集 所述硅片定心定向信息；
S3：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第i+1 次信息采集位；
S4：所述硅片停止转动，所述预对准检测单元得到α、β和L；
S5：所述检测头进行第i+1次信息采集；
S6：所述转动轴带动所述硅片转动α或者2π－α；
S7：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第i+2 次信息采集位；
S8：所述硅片停止转动；
S9：所述检测头进行第i+2次信息采集；
S10：将所述硅片圆心朝靠近所述转动轴轴心的方向移动，所述硅片圆心的 移动距离为L；
S11：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第 i+3次信息采集位；
S12：完成所述硅片移动；
S13：所述检测头进行第i+3次信息采集；
S14：所述转动轴带动所述硅片旋转一周或多周，所述预对准检测单元检测 所述硅片是否定心；
S15：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第 i+4次信息采集位；
S16：所述硅片停止转动；
S17：所述检测头进行第i+4次信息采集；
S18：所述转动轴带动所述硅片转动β-α或者2π-β+α；
S19：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第 i+5次信息采集位；
S20：所述硅片转动到位，停止转动；
S21：所述检测头进行第i+5次信息采集；
S22：所述转动轴带动所述硅片转动扰动，即所述转动轴带动所述硅片小角 度转动，以实现角度信息的精确测量及校准；
S23：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第 i+6次信息采集位；
S24：所述硅片完成转动；
S25：所述检测头进行第i+6次信息采集；
S26：处理所述硅片精确角度信息得到精确定心方向，并带动所述硅片转动；
S27：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向运动至第 i+7次信息采集位；
S28：所述硅片完成运动；
S29：所述检测头进行第i+7次信息采集；
S30：根据所述检测头采集的信息判定所述硅片涂胶的厚度和均匀性是否合 格，当合格时完成检测取出所述硅片，当不合格时退回废片盒；
其中，2与S3，S4与S5，S6与S7，S8与S9，S10与S11，S12与S13，S18与S19，S20与S21，S22与S23，S24与S25，S26与S27，S28与S29中 至少一对步骤组合同时进行；
其中，i为大于零的正整数，L为所述初始状态下所述硅片圆心与所述转动 轴轴心之间的距离，α为所述初始状态下所述硅片圆心和所述转动轴轴心连线与 所述第二方向的夹角，β为所述初始状态下硅片缺口的法线与所述第二方向的夹 角。
进一步的，S2与S3，S4与S5，S6与S7，S8与S9，S10与S11，S12与 S13，S18与S19，S20与S21，S22与S23，S24与S25，S26与S27，S28与S29 中至少一对步骤组合顺序倒置。
其中，S10包括：
S101：将所述硅片由托盘交接至第一移动单元；
S102：所述第一移动单元将所述硅片圆心朝靠近所述转动轴轴心的方向移 动距离L；
S103：所述第一移动单元将所述硅片交接至所述托盘。
优选地，所述硅片涂胶及预对准检测方法还包括：
S14：所述转动轴带动所述硅片旋转一周或多周，所述预对准检测单元检测 所述硅片是否定心；
S15：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第 i+4次信息采集位移动；
S16：所述硅片停止转动；
S17：所述检测头进行第i+4次信息采集；
其中，所述S14与所述S15可以同时进行，所述S16与所述S17可以同时 进行；
所述S14-S17设置在S13与S18之间。
优选地，第一实施例提供的一种硅片涂胶及预对准检测方法还包括C1：判 断所述硅片圆心与所述转动轴轴心的位置是否同心，如果“是”则执行S21，如果 “否”则执行S2至S20；所述C1设置在所述S20和S21之间。
在本发明提供的第二实施例中，所述S29包括：
S291：将所述硅片由托盘交接至第一移动单元；
S292：所述第一移动单元将所述硅片圆心朝靠近所述转动轴轴心的方向移 动一段距离；
S293：所述第一移动单元将所述硅片交接至所述托盘。
优选地，所述转动轴108以每次旋转2π/n的方式步进旋转一周，实现了对 所述测量点周向运动一周时，均匀分布在硅片114一个周向上的n个点的测 量。
进一步的，
优选地，所述S29还包括S294；
所述S294具体为：沿着所述第二方向移动所述检测头111，改变所述检测 头111对应到所述硅片114上的检测点与所述硅片圆心的距离；
其中S294设置在所述S293与所述S293之间。
请参阅图8，在本发明提供的第二实施例中，通过两次改变所述测量点与 所述转动轴108轴心的距离得到第一采集圆201和第二采集圆202。
请参阅图9和图10，本发明提供的第三实施例中，包括一种硅片涂胶及预 对准检测方法，其包括：
S100：将所述硅片114放置在所述托盘106上并定义此状态为初始状态， 将所述检测头111对应到所述硅片114上的检测点移动至所述硅片114的边缘， 所述转动轴108带动所述硅片114旋转一周，通过预对准检测单元得到α和L；
S200：所述检测点由所述硅片114的边缘朝向靠近所述转动轴108轴心的 方向移动，同时所述转动轴108旋转一周，当所述检测点运动到所述硅片114 的圆心时，停止所述检测头111和所述转动轴108，在此过程中形成第一采集轨 迹301，所述检测头111检测所述硅片114涂胶113厚度和均匀性的信息；
S300：以α或者2π－α的转角转动所述转动轴108，将所述硅片114圆心朝 靠近所述转动轴108轴心的方向移动，其移动距离为L；
S400：所述检测点由所述硅片114圆心朝向靠近所述硅片114边缘的方向 移动，同时所述转动轴108旋转一周，当所述检测点运动到所述硅片114边缘 时，停止所述检测头111和所述转动轴108，在此过程中形成第二采集轨迹302， 所述检测头111检测所述硅片114涂胶113厚度和均匀性的信息；
S500：根据所述检测头111采集的信息判定所述硅片114涂胶113的厚度和 均匀性是否合格，当合格时完成检测取出所述硅片114，当不合格时做报废处 理；
其中，L为所述初始状态下所述硅片圆心与所述转动轴轴心之间的距离，α 为所述初始状态下所述硅片圆心和所述转动轴轴心连线与所述第二方向的夹 角。
优选地，所述硅片涂胶及预对准检测方法还包括S301；
所述S301具体为：判断所述硅片114圆心与所述转动轴108轴心的位置是 否同心，如果“是”则执行S400，如果“否”则执行S100至S200。
综上，在本发明实施例提供的一种硅片涂胶及预对准检测装置及方法中， 通过在光刻机设备内部增加检测装置，在所述光刻机内部硅片的定心调节和定 向调节中完成对硅片涂胶的厚度和均匀度的检测以及预对准检测，实现了在不 增加光刻机设备工作流程和减少设备投入的条件下对硅片涂胶厚度和均匀性的 检测，提高了硅片涂胶的良品率和检测效率。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任 何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明 揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离 本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种硅片涂胶及预对准检测装置，用于对涂胶厚度和均匀性信息以及预对准信息进行检测，其特征在于，所述硅片涂胶及预对准检测装置包括：
托盘，用于承载硅片；
转动轴，所述转动轴与所述托盘连接，并用于带动所述托盘以所述转动轴的轴线为轴转动；
第一导向单元，所述第一导向单元和所述转动轴连接，并用于带动所述转动轴沿着第一方向移动；
第一移动单元，所述第一移动单元和一第二导向单元连接，所述第一移动单元能够带动所述硅片沿着第二方向移动，所述第二导向单元能够带动所述第一移动单元沿着所述第一方向移动；
检测头，所述检测头用于采集所述硅片涂胶的厚度和均匀性的信息，所述检测头与一第二移动单元连接，所述第二移动单元用于带动所述检测头沿着所述第二方向移动；
预对准检测单元，所述预对准检测单元用于检测所述硅片的位置；
其中，所述第一方向为所述第一导向单元或所述第二导向单元的轴线方向，所述第二方向为所述第一方向的垂直方向。
2.如权利要求1所述的硅片涂胶及预对准检测装置，其特征在于，所述硅片涂胶及预对准检测装置包括底座，所述第一导向单元和所述第二导向单元均与所述底座连接。
3.如权利要求2所述的硅片涂胶及预对准检测装置，其特征在于，所述预对准检测单元包括第一预对准光机和第二预对准光机，所述第一预对准光机和第二预对准光机固定于预对准光机支撑架上，所述第一预对准光机和所述第二预对准光机用于检测所述硅片的位置，所述预对准光机支撑架与所述底座连接。
4.如权利要求2所述的硅片涂胶及预对准检测装置，其特征在于，所述硅片涂胶及预对准检测装置包括检测头支撑架，所述第二移动单元固定于所述检测头支撑架，所述检测头支撑架与所述底座连接。
5.如权利要求2所述的硅片涂胶及预对准检测装置，其特征在于，所述硅片涂胶及预对准检测装置包括支撑盘，所述支撑盘用于稳定所述硅片的温度和释放气体以保持所述硅片的平整，所述支撑盘固定于支撑盘支撑架上，所述支撑盘支撑架与所述底座连接。
6.如权利要求1所述的硅片涂胶及预对准检测装置，其特征在于，所述硅片涂胶及预对准检测装置包括卡盘，所述卡盘与所述第一移动单元连接，在所述第一移动单元和所述第二导向单元的带动下所述卡盘用于移动所述硅片。
7.如权利要求1所述的硅片涂胶及预对准检测装置，其特征在于，所述检测头通过发射入射光照射所述硅片涂胶形成检测点，并接收所述涂胶的反射光谱，通过所述反射光谱分布曲线得到所述涂胶的自干涉峰，进而获得所述涂胶的厚度数据。
8.如权利要求7所述的硅片涂胶及预对准检测装置，其特征在于，所述检测头为远心柯勒照明光路。
9.利用如权利要求1-8任一项所述的硅片涂胶及预对准检测装置进行检测的方法，其特征在于，包括：
步骤1：将所述硅片放置在所述托盘上并定义为初始状态，所述检测头进行第i次信息采集；
步骤2：转动或移动所述硅片，同时检测头运动至下一检测位；
步骤3：硅片停止转动或运动，所述检测头进行信息采集；
其中，步骤2转动或移动所述硅片用于所述硅片定心或定向。
10.一种硅片涂胶及预对准检测方法，其特征在于，使用检测头及预对准检测单元检测硅片的涂胶厚度和均匀性信息和预对准信息，所述检测头用于采集所述硅片涂胶的厚度和均匀性的信息，所述预对准检测单元用于检测所述硅片的位置，步骤包括：
S1：将所述硅片放置在托盘上并定义为初始状态，所述检测头进行第i次信息采集；
S2：转动轴带动所述托盘及所述硅片旋转一周或多周，所述预对准检测单元采集所述硅片定心定向信息；
S3：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第i+1次信息采集位；
S4：所述硅片停止转动，所述预对准检测单元得到α、β和L；
S5：所述检测头进行第i+1次信息采集；
S6：所述转动轴带动所述硅片转动α或者2π－α；
S7：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第i+2次信息采集位；
S8：所述硅片停止转动；
S9：所述检测头进行第i+2次信息采集；
S10：将所述硅片圆心朝靠近所述转动轴轴心的方向移动，所述硅片圆心的移动距离为L；
S11：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第i+3次信息采集位；
S12：完成所述硅片移动；
S13：所述检测头进行第i+3次信息采集；
S18：所述转动轴带动所述硅片转动β-α或者2π-β+α；
S19：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第i+5次信息采集位；
S20：所述硅片转动到位，停止转动；
S21：所述检测头进行第i+5次信息采集；
S22：所述转动轴带动所述硅片转动扰动，精确采集角度信息；
S23：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第i+6次信息采集位；
S24：所述硅片完成转动；
S25：所述检测头进行第i+6次信息采集；
S26：处理所述硅片精确角度信息得到精确定心方向，并带动所述硅片转动；
S27：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向运动至第i+7次信息采集位；
S28：所述硅片完成运动；
S29：所述检测头进行第i+7次信息采集；
S30：根据所述检测头采集的信息判定所述硅片涂胶的厚度和均匀性是否合格，当合格时完成检测取出所述硅片，当不合格时退回废片盒；
其中，S2与S3，S4与S5，S6与S7，S8与S9，S10与S11，S12与S13，S18与S19，S20与S21，S22与S23，S24与S25，S26与S27，S28与S29中至少一对步骤组合同时进行；
其中，i为大于零的正整数，L为所述初始状态下所述硅片圆心与所述转动轴轴心之间的距离，α为所述初始状态下所述硅片圆心和所述转动轴轴心连线与所述第二方向的夹角，β为所述初始状态下硅片缺口的法线与所述第二方向的夹角。
11.如如权利要求10所述的硅片涂胶及预对准检测方法，其特征在于，S2与S3，S4与S5，S6与S7，S8与S9，S10与S11，S12与S13，S18与S19，S20与S21，S22与S23，S24与S25，S26与S27，S28与S29中至少一对步骤组合顺序倒置。
12.如如权利要求10所述的硅片涂胶及预对准检测方法，其特征在于，S10包括：
S101：将所述硅片由托盘交接至第一移动单元；
S102：所述第一移动单元将所述硅片圆心朝靠近所述转动轴轴心的方向移动距离L；
S103：所述第一移动单元将所述硅片交接至所述托盘。
13.如权利要求10所述的硅片涂胶及预对准检测方法，其特征在于，还包括：
S14：所述转动轴带动所述硅片旋转一周或多周，所述预对准检测单元检测所述硅片是否定心；
S15：所述检测头沿所述第二方向朝靠近所述转动轴轴心的方向移动至第i+4次信息采集位移动；
S16：所述硅片停止转动；
S17：所述检测头进行第i+4次信息采集；
其中，所述S14与所述S15可以同时进行，所述S16与所述S17可以同时进行；
所述S14-S17设置在S13与S18之间。
14.如权利要求10所述的硅片涂胶及预对准检测方法，其特征在于，所述硅片涂胶及预对准检测方法包括：
C1：判断所述硅片圆心与所述转动轴轴心的位置是否同心，如果“是”则执行S21，如果“否”则执行S2至S20；
所述C1设置在所述S20和S21之间。
15.如权利要求10所述的硅片涂胶及预对准检测方法，其特征在于，所述S29还包括：
S291：将所述硅片由托盘交接至第一移动单元；
S292：所述第一移动单元将所述硅片圆心朝靠近所述转动轴轴心的方向移动一段距离；
S293：所述第一移动单元将所述硅片交接至所述托盘。
16.如权利要求15所述的硅片涂胶及预对准检测方法，其特征在于，所述转动轴以每次旋转2π/n的方式步进旋转一周。
17.如权利要求15所述的硅片涂胶及预对准检测方法，其特征在于，所述S29还包括S294；
所述S294具体为：沿着所述第二方向移动所述检测头，改变所述检测头对应到所述硅片上的检测点与所述硅片圆心的距离；
其中S294设置在所述S293与所述S293之间。
18.利用如权利要求1-8任一项所述的硅片涂胶及预对准检测装置进行检测的方法，其特征在于，所述硅片涂胶及预对准检测方法包括：
S100：将所述硅片放置在所述托盘上并定义此状态为初始状态，将所述检测头对应到所述硅片上的检测点移动至所述硅片的边缘，所述转动轴带动所述硅片旋转一周，通过预对准检测单元得到α和L；
S200：所述检测点由所述硅片的边缘朝向靠近所述转动轴轴心的方向移动，同时所述转动轴旋转一周，当所述检测点运动到所述硅片的圆心时，停止所述检测头和所述转动轴，在此过程中所述检测头检测所述硅片涂胶厚度和均匀性的信息；
S300：所述转动轴转动α或者2π－α，将所述硅片圆心朝靠近所述转动轴轴心的方向移动，其移动距离为L；
S400：所述检测点由所述硅片圆心朝向靠近所述硅片边缘的方向移动，同时所述转动轴旋转一周，当所述检测点运动到所述硅片边缘时，停止所述检测头和所述转动轴，在此过程中所述检测头检测所述硅片涂胶厚度和均匀性的信息；
S500：根据所述检测头采集的信息判定所述硅片涂胶的厚度和均匀性是否合格，当合格时完成检测取出所述硅片，当不合格时做报废处理；
其中，L为所述初始状态下所述硅片圆心与所述转动轴轴心之间的距离，α为所述初始状态下所述硅片圆心和所述转动轴轴心连线与所述第二方向的夹角。
19.如权利要求18所述的硅片涂胶及预对准检测方法，其特征在于，所述硅片涂胶及预对准检测方法还包括S301；
所述S301具体为：判断所述硅片圆心与所述转动轴轴心的位置是否同心，如果“是”则执行S400，如果“否”则执行S100至S200。
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