CN109817509A - 晶圆侦测装置及晶圆清洗机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆侦测装置及晶圆清洗机，晶圆侦测装置适用以在晶圆清洗工艺中侦测多个晶圆的状态。晶圆侦测装置包含光发射元件、光接收元件及处理装置。光发射元件配置成对多个晶圆发射光线。光接收元件设置在光发射元件的一侧，配置成接收从多个晶圆反射的光线。处理装置信号连接光接收元件。处理装置包含处理单元及判断单元。处理单元配置成将光接收元件所接收的光线转换成侦测光强信号及/或侦测轮廓外形。判断单元配置成根据侦测光强信号及/或侦测轮廓外形判断多个晶圆的状态。借此，本发明的晶圆侦测装置，主要可在晶圆清洗工艺中侦测并判断晶圆的位置与数量是否正确，以确保晶圆清洗工艺顺利进行。

Description

晶圆侦测装置及晶圆清洗机

技术领域

本发明是有关于一种侦测装置及其应用，且特别是有关于一种晶圆侦测装置及晶圆清洗机。

背景技术

一般的槽式湿式清洗机台包含夹持晶圆的夹具以及清洗槽，夹具可夹持晶圆并将晶圆放置于清洗槽中，待晶圆完成清洗后，可将清洗后的晶圆夹持出槽。

然而，在整个夹持或清洗过程中，晶圆有时候会因为位置移位或是碰撞等因素而发生晶圆位置歪斜、晶圆破片或掉落在清洗槽中等问题。当晶圆在进入清洗槽之前已发生破片、缺片或是位置歪斜时，若又强行放入清洗槽中清洗的话，可能会严重影响夹具或清洗槽中的元件运作，甚至会导致碎片刮伤晶圆，导致晶圆良率下降。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种晶圆侦测装置及晶圆清洗机，其可在晶圆清洗工艺中侦测并判断晶圆的位置与数量是否正确，进而可避免因晶圆位置偏移而造成晶圆破片等问题，并可确保晶圆清洗工艺顺利进行。

根据本发明的上述目的，提出一种晶圆侦测装置，此晶圆侦测装置适用以在晶圆清洗工艺中侦测多个晶圆的状态。晶圆侦测装置包含光发射元件、光接收元件以及处理装置。光发射元件设置在可对晶圆发射光线的范围内，光发射元件配置成对晶圆发射光线。光接收元件设置在光发射元件的一侧，且光接收元件配置成接收从晶圆反射的光线。处理装置信号连接光接收元件，其中处理装置包含处理单元以及判断单元，处理单元配置成将光接收元件所接收的光线转换成侦测光强信号及/或侦测轮廓外形。判断单元配置成根据侦测光强信号及/或侦测轮廓外形判断晶圆的状态。

根据本发明的上述目的，另提出一种晶圆清洗机，此晶圆清洗机适用以清洗多个晶圆。晶圆清洗机包含槽体、晶圆夹臂以及晶圆侦测装置。槽体具有容置空间，且容置空间设有晶圆放置架，晶圆放置架配置成承载晶圆。晶圆夹臂设置在槽体上方，配置成夹持晶圆。晶圆侦测装置包含光发射元件、光接收元件以及处理装置。光发射元件设置在可对晶圆发射光线的范围内，光发射元件配置成对晶圆发射光线。光接收元件设置在光发射元件的一侧，且光接收元件配置成接收从晶圆反射的光线。处理装置信号连接光接收元件，其中处理装置包含处理单元以及判断单元，处理单元配置成将光接收元件所接收的光线转换成侦测光强信号及/或侦测轮廓外形。判断单元配置成根据侦测光强信号及/或侦测轮廓外形来判断晶圆的状态。

依据本发明的一实施例，上述的光发射元件与光接收元件分别为激光发射元件与激光接收元件。

依据本发明的另一实施例，上述的处理装置还包含储存单元，其配置成储存初始光强信号与初始轮廓外形。判断单元配置成比对初始光强信号与侦测光强信号的差异，或比对初始轮廓外形与侦测轮廓外形的差异，来判断晶圆的状态。

依据本发明的又一实施例，上述的晶圆清洗机还包含升降装置，其连接晶圆放置架或晶圆夹臂，升降装置配置成驱动晶圆放置架或晶圆夹臂之间的相对位置，以改变晶圆放置架与晶圆夹臂之间的相对位置。

由上述可知，本发明的晶圆侦测装置及晶圆清洗机，是利用光发射元件与光接收元件在晶圆清洗工艺中随时侦测晶圆的位置与数量是否正确，若发生晶圆位置不正确、数量不正确或是排列不正确等异常状况时，可提供操作人员及时停止晶圆清洗工艺的操作，借以避免影响后续的清洗工艺，进而可避免因晶圆位置偏移而造成晶圆破片等问题，并可确保晶圆清洗工艺顺利进行。

附图说明

为了更完整了解实施例及其优点，现参照结合所附附图所做的下列描述，其中：

图1是绘示依照本发明的一实施方式的一种晶圆清洗机的装置示意图；

图2是绘示依照本发明的一实施方式的一种晶圆清洗机的侧视图；

图3A是绘示根据符合需求的晶圆所建立的初始轮廓外形示意图；

图3B是绘示晶圆叠片时的侦测轮廓外形示意图；

图3C是绘示晶圆破片或缺角时的侦测轮廓外形示意图；

图3D是绘示晶圆歪斜时的侦测轮廓外形示意图；以及

图4是绘示依照本发明的另一实施方式的一种晶圆清洗机的侧视图。

具体实施方式

以下实施例中所提到的方向用语，例如上、下、前、后、左、右等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。

请参照图1及图2，其是分别绘示依照本发明的一实施方式的一种晶圆清洗机的装置示意图以及侧视图。本实施方式的晶圆清洗机100主要包含槽体200、晶圆夹臂300以及晶圆侦测装置400。槽体200具有容置空间200a，且容置空间200a主要是用来容纳清洗液。容置空间200a中设有晶圆放置架210，配置成放置晶圆W。晶圆夹臂300设置在槽体200上方，配置成夹持晶圆W。也就是说，晶圆夹臂300是用来夹持待清洗的晶圆W并放置到槽体200的晶圆放置架210上，当晶圆清洗完毕后，再将晶圆W夹持出槽。

在本实施例中，晶圆夹臂300的开合夹取动作方式、以及槽体200中的清洗装置等结构均与目前常见的晶圆清洗机的槽体与晶圆夹臂类似，所以在此不再赘述。在一实施例中，晶圆夹臂300可连接升降装置(未绘示)，升降装置配置成驱动晶圆夹臂300相对槽体200移动，进而驱使晶圆夹臂300进入槽体200中放置或夹取晶圆。在其他实施例中，晶圆夹臂300也可不连接升降装置，而通过晶圆放置架210连接升降装置的方式，来驱动晶圆放置架210升起朝向晶圆夹臂300移动，进而使得晶圆伸出槽体200外，以利晶圆夹臂300夹取晶圆。在本实施例中，升降装置可利用马达驱动螺杆或使用直驱式马达等常见机构来实现，所以在此不再赘述。

请继续参照图1及图2，晶圆侦测装置400配置成侦测晶圆W的状态。欲陈明者，晶圆W的状态是指晶圆的位置、排列方式、或是数量。晶圆侦测装置400包含光发射元件410、光接收元件420以及处理装置430。光发射元件410设置在可对晶圆W发射光线的范围内，且光发射元件410配置成对晶圆W发射光线。光接收元件420设置在光发射元件410的一侧，配置成接收从晶圆W反射的光线。在图1的实施例中，光发射元件410与光接收元件420均为光学表面轮廓仪401的一部分。在一些实施例中，光发射元件410与光接收元件420均为激光轮廓仪的一部分，且光发射元件410与光接收元件420分别为激光发射元件与激光接收元件。在此例子中，激光具有较大的光源强度、以及较不受环境与距离的影响的优点，所以可提升后续信号处理的准确性。在其他实施例中，光发射元件410与光接收元件420也可为各自独立的装置。

如图1及图2所示，处理装置430信号连接光接收元件420。处理装置430主要包含处理单元431、判断单元432以及储存单元433。储存单元433配置成储存初始光强信号与初始轮廓外形。初始光强信号与初始轮廓外形是根据符合工作人员需求的晶圆排列方式与数量所建构的信号波形或轮廓线。请参照图3A所示，其是绘示根据符合需求的晶圆所建立的初始轮廓外形示意图，如图3A所示，晶圆在正常情况下是整齐地排列于晶圆夹臂300或晶圆放置架210上。欲陈明者，图3A绘示的晶圆数量为5个仅为示范说明用，并非用以限制本发明。

处理单元431配置成将光接收元件420所接收的光线转换成侦测光强信号及/或侦测轮廓外形。在此所指的侦测光强信号是指光发射元件410发送光线至晶圆W而从晶圆W反射至光接收元件420的光线强弱的波形。侦测轮廓外形是指晶圆排列于晶圆夹臂300或晶圆放置架210上的外形轮廓(例如图3B至图3D所示，但并非以此为限)。

判断单元432配置成根据侦测光强信号及/或侦测轮廓外形来判断晶圆的状态。具体而言，判断单元432配置成比对初始光强信号与侦测光强信号的差异，或比对初始轮廓外形与侦测轮廓外形的差异，来判断晶圆W的状态。

在一实施例中，判断单元432是利用影像比对的方式，来比对初始轮廓外形(例如图3A所示)与侦测轮廓外形(例如图3B至图3D所示)。例如，图3B所示的侦测轮廓外形所指出的部分A1较图3A所示初始轮廓外形厚，且从图3B的侦测轮廓外形最右边看起来晶圆有缺片的情形，代表晶圆在图3B所指出的部分A1出现叠片的情形。又例如，图3C所示的侦测轮廓外形所指出的部分A2的高度较图3A低，这表示晶圆在图3C所指出的部分A2出现晶圆破片或缺角的情形。而图3D所示的侦测轮廓外形所指出的部分A3的斜度较图3A斜，这表示晶圆在图3D所指出的部分A3出现晶圆歪斜的情形。

欲陈明者，前述实施例的光发射元件410与光接收元件420是设置在晶圆夹臂300的一侧，但这并非用以限制本发明。在其他实施例中，光发射元件410与光接收元件420也可设置在晶圆夹臂300的上方。请参照图4所示，其是绘示依照本发明的另一实施方式的一种晶圆清洗机的侧视图。本实施方式的晶圆清洗机100’的结构与前述实施方式的晶圆清洗机100的结构相同，差异仅在于晶圆清洗机100’的光发射元件410与光接收元件420是设置在晶圆夹臂300的上方，同样可达到侦测晶圆W的状态的目的。

在其他实施例中，光发射元件410与光接收元件420也可设置在其他适当的地方，只要能够扫描到晶圆的排列位置与数量即可。此外，当光发射元件410与光接收元件420分别为激光发射元件与激光接收元件时，光发射元件410与光接收元件420可以设置在离槽体200距离较远的地方，或是可覆盖一层玻璃保护盖在光发射元件410与光接收元件420的表面，借此可避免槽体200附近的化学物质侵蚀光发射元件410与光接收元件420。

由前述实施方式可知，本发明是利用光发射元件与光接收元件来扫描晶圆的轮廓，以在晶圆清洗工艺中随时侦测晶圆的位置与数量是否正确。若发生晶圆位置不正确、数量不正确或是排列不正确等异常状况时，可提供操作人员及时停止晶圆清洗工艺的操作，借以避免影响后续的清洗工艺。

虽然本发明已经以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (7)

1.一种晶圆侦测装置，适用以在晶圆清洗工艺中侦测多个晶圆的状态，其特征在于，所述晶圆侦测装置包含：

光发射元件，其设置在能够对所述多个晶圆发射光线的范围内，所述光发射元件配置成对所述多个晶圆发射光线；

光接收元件，其设置在所述光发射元件的一侧，且所述光接收元件配置成接收从所述多个晶圆反射的光线；以及

处理装置，其信号连接所述光接收元件，其中所述处理装置包含：

处理单元，其配置成将所述光接收元件所接收的光线转换成侦测光强信号及/或侦测轮廓外形；以及

判断单元，其配置成根据所述侦测光强信号及/或所述侦测轮廓外形判断所述多个晶圆的状态。

2.如权利要求1所述的晶圆侦测装置，其特征在于，所述光发射元件与所述光接收元件分别为激光发射元件与激光接收元件。

3.如权利要求1所述的晶圆侦测装置，其特征在于，

所述处理装置还包含储存单元，其配置成储存初始光强信号与初始轮廓外形；以及

所述判断单元配置成比对所述初始光强信号与所述侦测光强信号的差异，或比对所述初始轮廓外形与所述侦测轮廓外形的差异，来判断所述多个晶圆的状态。

4.一种晶圆清洗机，适用以清洗多个晶圆，其特征在于，所述晶圆清洗机包含：

槽体，其具有容置空间，且所述容置空间设有晶圆放置架，所述晶圆放置架配置成承载所述多个晶圆；

晶圆夹臂，其设置在所述槽体上方，且所述晶圆夹臂配置成夹持所述多个晶圆；以及

晶圆侦测装置，其配置成侦测所述多个晶圆的状态，且所述晶圆侦测装置包含：

光发射元件，其设置在能够对所述多个晶圆发射光线的范围内，所述光发射元件配置成对所述多个晶圆发射光线；

光接收元件，其设置在所述光发射元件的一侧，且所述光接收元件配置成接收从所述多个晶圆反射的光线；以及

处理装置，其信号连接所述光接收元件，其中所述处理装置包含：

处理单元，其配置成将所述光接收元件所接收的光线转换成侦测光强信号及/或侦测轮廓外形；

判断单元，其配置成根据所述侦测光强信号及/或所述侦测轮廓外形判断所述多个晶圆的状态。

5.如权利要求4所述的晶圆清洗机，其特征在于，所述光发射元件与所述光接收元件分别为激光发射元件与激光接收元件。

6.如权利要求4所述的晶圆清洗机，其特征在于，

所述处理装置还包含储存单元，其配置成储存初始光强信号与初始轮廓外形；以及

所述判断单元配置成比对所述初始光强信号与所述侦测光强信号的差异，或比对所述初始轮廓外形与所述侦测轮廓外形的差异，来判断所述多个晶圆的状态。

7.如权利要求4的晶圆清洗机，其特征在于，所述晶圆清洗机还包含升降装置，其连接所述晶圆放置架或所述晶圆夹臂，所述升降装置配置成驱动所述晶圆放置架或所述晶圆夹臂，以改变所述晶圆放置架与所述晶圆夹臂之间的相对位置。