CN109884085B - 设备检测装置及其工作方法、半导体设备 - Google Patents

Abstract

一种设备检测装置及其工作方法、半导体设备，设备检测装置包括：保护板；设置于保护板侧壁的多个分立发射单元，所述发射单元用于向保护板内发射第一信号；设置于保护板侧壁的多个分立接收单元，所述接收单元用于接收第二信号，所述第二信号为第一信号穿透保护板衰减后的信号，且各接收单元与各发射单元一一对应；数据处理单元，用于通过第二信号获取保护板的裂纹信息。半导体设备包括：腔体；位于腔体内的基座，用于承载待测物体；腔体盖，用于加热腔体；位于腔体盖内的加热装置，用于提供热能；上述任意一种设备检测装置，所述设备检测装置位于加热装置和基座之间，用于保护加热装置。所述设备检测装置的性能得到提高。

Description

设备检测装置及其工作方法、半导体设备

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种设备检测装置及其工作方法、半导体设备。

背景技术

随着半导体制造技术的飞速发展，半导体设备作为制造技术的核心也得到了快速的发展。先进的集成电路制造工艺一般都包含几百步的工序，包括光刻、刻蚀、清洗、薄膜生长和离子注入等几大主要的工艺模块。

半导体制造工艺往往需要在高温环境下进行，因此半导体设备需要适应高温环境。退火工艺是半导体制造工艺中重要的一项工艺，快速退火工艺主要采用快速退火装置实现，快速退火装置的工作原理是在腔体顶部设置加热装置，所述加热装置将热量辐射到下面的晶圆来进行退火，为延长加热装置的寿命会在加热装置与晶圆之间设置保护板。但是，保护板在经过一段的时间之后，由于质量问题可能会提前失效，失去保护作用或者带来污染，造成器件最终电学性能的失效。

因此，现有技术形成的半导体设备的性能有待提高。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种设备检测装置及其工作方法、半导体设备，以提高设备检测装置的性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种设备检测装置，包括：保护板；设置于保护板侧壁的多个分立发射单元，所述发射单元用于向保护板内发射第一信号；设置于保护板侧壁的多个分立接收单元，所述接收单元用于接收第二信号，所述第二信号为第一信号穿透保护板衰减后的信号，且各接收单元与各发射单元一一对应；数据处理单元，用于通过第二信号获取保护板的裂纹信息。

可选的，所述发射单元为光纤发射装置；所述接收单元为光纤接收装置。

可选的，所述保护板包括相互平行的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面之间具有侧壁，所述侧壁与第一表面和第二表面相接触，所述多个发射单元和多个接收单元沿保护板侧壁均匀分布，且每个所述发射单元和对应该发射单元的接收单元相对于保护板的中心点中心对称。

可选的，所述保护板平行于水平面的截面形状包括：方形、圆形，方形，长方形，梯形等任意形状。

可选的，所述保护板第一表面的形状为圆形；所述多个发射单元和多个接收单元沿保护板周向均匀分布，且所述发射单元和相对应的接收单元相对于保护板第一表面的圆心对称。

可选的，所述多个发射单元与多个接收单元沿保护板圆周间隔分布。

可选的，所述多个发射单元组成一个发射单元组，多个接收单元组成一个接收单元组，所述多个发射单元组合和多个接收单元组沿保护板圆周间隔分布。

可选的，所述多个发射单元组成发射部件，多个接收单元组成接收部件，所述发射部件和接收部件相对于任意一条直径对称，所述多个发射单元沿发射部件所在的半圆周均匀分布，所述多个接收单元沿接收部件所在的半圆周均匀分布。

可选的，所述发射单元的个数的范围为8个～10个。

可选的，所述保护板的材料包括：石英石。

本发明还提供一种设备检测装置的工作方法，包括：提供上述所述的任意一种设备检测装置；通过发射单元发射第一信号；通过接收单元获取第二信号，所述第二信号为第一信号自发射单元至接收单元方向上穿透保护板衰减后的信号；通过第二信号获取保护板的裂纹信息。

可选的，通过第二信号获取保护板的裂纹信息的方法包括：获取第二信号后，将接收到的第二信号与基准信号做比对；当接收到的第二信号小于基准信号时，所述保护板有裂纹。

可选的，所述基准信号为所述保护板没有裂纹时，发射单元发出的第一信号经过保护板后发生衰减，所述接收单元接收到的第二信号。

本发明还提供一种半导体设备，包括：腔体；位于腔体内的基座，用于承载待测物体；腔体盖，用于加热腔体；位于腔体盖内的加热装置，用于提供热能；如上述所述的任意一种设备检测装置，所述设备检测装置位于加热装置和基座之间，用于保护加热装置。

可选的，所述加热装置包括：碘钨灯管。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的设备检测装置中，设备检测装置包括多个发射单元和多个接收单元，所述发射单元和接收单元位于保护板侧壁，所述发射单元发出的第一信号穿过保护板到达接收单元，形成接收单元接收到的第二信号。保护板没有裂纹时，接收单元接收到的信号为基准信号，将第二信号与基准信号做比对，当第二信号小于基准信号时，保护板存在缺陷，因此数据处理单元可以根据第二信号与基准信号的比对，确定保护板的状态信息。所述设备检测装置通过发射单元、接收单元和数据处理单元自动获取保护板的裂纹信息，检测时间快，且所获得的保护板的裂纹信息精确度高，从而提高了设备检测装置的性能。

进一步，可以根据发射单元和接收单元的信息确定保护板内缺陷的位置。所获得的保护板的裂纹信息精准度高，从而提高了设备检测装置的性能。

本发明提供的设备检测装置的工作方法中，通过发射单元、接收单元和数据处理单元自动获取保护板的裂纹信息，采用机器化自动获得信息，时间快，精确度高，能快速获得保护板的裂纹信息，且精确度高，可以根据保护板的裂纹信息确认是否需要更换保护板，减小保护板的缺陷，降低待测物体被污染的风险，从而提高了产品的良率，提高了设备检测装置的性能。

本发明提供的半导体设备中，通过设备检测装置自动获得保护板的裂纹信息，可以根据保护板的裂纹信息确认是否需要更换保护板，减小因保护板的缺陷导致待测物体被污染的风险，从而提高了产品的良率，提高了半导体设备的性能。

附图说明

图1是本发明一实施例中设备检测装置的结构示意图；

图2是本发明另一实施例中设备检测装置的结构示意图；

图3是本发明又一实施例中设备检测装置的结构示意图；

图4是本发明一实施例中设备检测装置的工作方法的流程图；

图5至图6是本发明一实施例中半导体设备的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有技术的半导体设备的性能较差。

一种快速退火设备，包括：腔体，用于承载待测物体；腔体盖，用于加热待测物体；位于腔体盖内的加热装置和保护板，所述保护板位于加热装置底部，所述加热装置用于提供热能。

上述快速退火设备中，所述保护板位于加热装置底部，用于保护所述加热装置，防止加热装置上的异物掉落到待测物体表面。所述快速退火设备工作时，腔体盖与腔体密封，同时腔体内的压强较低；所述腔体盖开启时，所述腔体内的压强为大气压强，所述保护板能避免气压变化对加热装置的影响。

然而上述保护板存在破损或者裂纹时，所述保护板的材料为石英石，存在石英碎屑掉落到待测物体表面的风险。目前的检测方法为机器进行检修时才会通过人工检测保护板，然而人工检测存在误差，同时对于相对较小的裂纹无法检测，因此检测快速退火设备中保护板的状态的能力需要提高。

本发明中，设备检测装置包括发射单元和接收单元，所述发射单元和接收单元位于保护板侧壁；所述设备检测装置通过发射单元、接收单元和数据处理单元自动获取保护板的裂纹信息，且所获得的保护板的裂纹信息精确度高，从而提高了设备检测装置的性能。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1是本发明一实施例中设备检测装置的结构示意图。

一种设备检测装置，参考图1，包括：保护板120；设置于保护板120侧壁的多个分立发射单元，所述发射单元用于向保护板120内发射第一信号；设置于保护板120侧壁的多个分立接收单元，所述接收单元用于接收第二信号，所述第二信号为第一信号穿透保护板120衰减后的信号，且各接收单元与各发射单元一一对应；数据处理单元，用于通过第二信号获取保护板120的裂纹信息。

所述保护板120包括相互平行的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面之间具有侧壁，所述侧壁与第一表面和第二表面相接触。

所述保护板120的材料包括：石英石。

所述保护板120的第一表面的形状包括：方形、圆形，方形，长方形，梯形等任意形状。

所述多个发射单元和多个接收单元沿保护板120侧壁均匀分布，且每个所述发射单元和对应该发射单元的接收单元相对于保护板120的中心点中心对称。

所述发射单元为光纤发射装置；且所述接收单元为光纤接收装置。

所述发射单元发出的第一信号穿过保护板120到达接收单元，形成接收单元接收到的第二信号。

基准信号为当所述保护板120没有裂纹时，发射单元发出第一信号经过保护板120后发生衰减，所述接收单元接收到的第二信号。

数据处理单元接收到第二信号后，将第二信号与基准信号做比对；当所述第二信号小于基准信号时，所述保护板120有裂纹；当所述第二信号等于基准信号时，所述保护板120无裂纹。从而获取保护板120的状态信息。

所述设备检测装置通过发射单元、接收单元和数据处理单元自动获取保护板的裂纹信息，检测时间快，且所获得的保护板120的信息精确度高，从而提高了设备检测装置的性能。

本实施例中，所述保护板120第一表面的形状为圆形；所述多个发射单元和多个接收单元沿保护板120周向均匀分布，且所述发射单元和相对应的接收单元相对于保护板120的圆心对称且均匀分布。

所述保护板120包括第一区1201和第二区1202，所述第一区1201和第二区1202相对于直径A-A1对称。

所述多个发射单元组成发射部件151，多个接收单元组成接收部件152。

所述发射部件151和接收部件152相对于保护板120的直径A-A1对称，所述多个发射单元沿发射部件151所在的第一区1201的半圆周均匀分布，所述多个接收单元沿接收部件152所在的第二区1202的半圆周均匀分布。

所述发射单元的个数的范围为8个～10个。

本实施例中，所述发射单元的个数为8个。

所述发射部件151的8个发射单元沿保护板120第一区1201的侧壁均匀分布。所述接收部件152的8个接收单元沿保护板120第二区1202的侧壁均匀分布。

图1中示出了发射单元的一个发射单元T1和一个与T1相对应的接收单元R1，所述发射单元T1和接收单元R1相对于保护板120的圆心O中心对称，所述发射单元T1覆盖保护板120侧壁的圆弧AB，所述接收单元R1覆盖保护板120侧壁的圆弧A1B1。

通过发射单元T1和接收单元R1能检测圆弧AB、直线BA1、圆弧A1B1和直线B1A所组成的区域内的保护板120是否存在裂纹。

在一实施例中，参考图2，图2是本发明另一实施例中设备检测装置的结构示意图。

所述保护板120第一表面的形状为圆形；所述多个发射单元和多个接收单元沿保护板120周向均匀分布，且所述发射单元和相对应的接收单元相对于保护板120的圆心O对称。

所述多个发射单元与多个接收单元沿保护板120圆周间隔分布。

图2中所述发射单元的个数为8个。

所述多个发射单元组成发射部件，多个接收单元组成接收部件。

所述发射部件的8个发射单元和接收部件的8个接收单元沿保护板120圆周间隔分布。

在另一实施例中，参考图3，图3是本发明又一实施例中设备检测装置的结构示意图。

所述保护板120第一表面的形状为圆形；所述多个发射单元和多个接收单元沿保护板120周向均匀分布，且所述发射单元和相对应的接收单元相对于保护板120的圆心O对称。

所述多个发射单元组成发射单元组，与发射单元组内多个发射单元相对应得接收单元组成接收单元组，所述发射部件包括多个发射单元组，所述接收部件包括多个接收单元组，所述多个发射单元组合和多个接收单元组沿保护板圆周间隔分布。

图3中所述发射单元的个数为8个。

2个发射单元组成一个发射单元组，2个接收单元组成一个接收单元组，所述发射部件包括4个发射单元组，所述接收部件包括4个接收单元组，所述4个发射单元组合和4个接收单元组沿保护板120圆周间隔分布。

在又一实施例中，所述接收部件包括多个接收单元组，各发射单元组内的发射单元个数不同，所述多个发射单元组合和多个接收单元组沿保护板120圆周间隔分布。

所述数据处理单元与发射部件151和接收部件152电连接。

所述数据处理单元与多个发射单元和多个接收单元电连接。

所述数据处理单元还包括预警模块，当所述保护板120存在裂纹或缺陷时，预警模块开启，提示需要更换保护板。

本发明还提供一种设备检测装置的工作方法，参考图4，包括：

S11：提供上述所述的任意一种检测装置；

S12：通过发射单元发射第一信号；

S13：通过接收单元获取第二信号，所述第二信号为穿透保护板衰减后的信号；

S13：通过第二信号获取保护板的裂纹信息。

通过第二信号获取保护板120的信息的方法包括：获取第二信号后，将接收到的第二信号与基准信号做比对；当接收到的第二信号小于基准信号时，所述保护板120有裂纹。

所述基准信号为所述保护板120没有裂纹时，发射单元发出的第一信号经过保护板120后发生衰减，所述接收单元接收到的第二信号。

通过发射单元、接收单元和数据处理单元自动获取保护板120的裂纹信息，采用机器化自动获得信息，时间快，精确度高，能快速获得保护板的裂纹信息，且精确度高，可以根据保护板120的裂纹信息确认是否需要更换保护板120，减小保护板的缺陷，降低待测物体被污染的风险，从而提高了产品的良率，提高了设备检测装置的性能。

图5至图6是本发明一实施例中半导体设备的结构示意图。

一种半导体设备，参考图5和图6，图6是沿图5中切割面S的剖面图，包括：腔体130；位于腔体130内的基座131，用于承载待测物体140；腔体盖100，用于加热腔体130；位于腔体盖100内的加热装置110，用于提供热能；如上述所述的任意一种设备检测装置，所述设备检测装置位于加热装置110和基座131之间，用于保护加热装置110。

所述加热装置110包括：碘钨灯管。

所述加热装置110用于为待测物体140温度提高提供热能。

所述设备检测装置包括保护板120，所述保护板120位于加热装置110底部，用于保护所述加热装置110，防止加热装置110上的异物掉落到待测物体140表面。所述半导体设备工作时，腔体盖100与腔体130密封，同时腔体130内的压强较低；所述腔体盖100开启时，所述腔体130内的压强为大气压强，所述保护板120能避免气压变化对加热装置110的影响。

所述半导体设备的工作方法，包括：提供待测物体140；将所述待测物体140放入腔体130内后，合上腔体盖100；通过上述设备检测装置获取保护板120的信息；如果所述保护板120无裂纹，开启位于腔体盖100内的加热装置110加热待测物体140；如所述保护板120有裂纹，更换保护板120后，开启位于腔体盖100内的加热装置110加热待测物体140。

通过所述设备检测装置获取保护板120的信息，根据获取保护板120的信息决定是否需要更换保护板120，能实时的获得保护板120的状态，减小了后续半导体设备高温制程时保护板120碎屑掉落的风险。减小因保护板的缺陷导致待测物体被污染的风险，从而提高了产品的良率，提高了半导体设备的性能。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种设备检测装置，其特征在于，包括：

保护板；

设置于保护板侧壁的多个分立发射单元，所述发射单元用于向保护板内发射第一信号；

设置于保护板侧壁的多个分立接收单元，所述接收单元用于接收第二信号，所述第二信号为第一信号穿透保护板衰减后的信号，且各接收单元与各发射单元一一对应；

数据处理单元，用于通过第二信号获取保护板的裂纹信息；

其中，所述保护板包括相互平行的第一表面和第二表面，所述第一表面和第二表面之间具有侧壁，所述侧壁与第一表面和第二表面相接触，所述多个发射单元和多个接收单元沿保护板侧壁均匀分布，且每个所述发射单元和对应该发射单元的接收单元相对于保护板的中心点中心对称。

2.根据权利要求1所述的设备检测装置，其特征在于，所述发射单元为光纤发射装置；所述接收单元为光纤接收装置。

3.根据权利要求1所述的设备检测装置，其特征在于，所述保护板第一表面的形状包括：方形、圆形、长方形、梯形。

4.根据权利要求1所述的设备检测装置，其特征在于，所述保护板第一表面的形状为圆形；所述多个发射单元和多个接收单元沿保护板周向均匀分布，且所述发射单元和相对应的接收单元相对于保护板第一表面的圆心对称。

5.根据权利要求4所述的设备检测装置，其特征在于，所述多个发射单元与多个接收单元沿保护板圆周间隔分布。

6.根据权利要求4所述的设备检测装置，其特征在于，所述多个发射单元组成一个发射单元组，多个接收单元组成一个接收单元组，所述多个发射单元组合和多个接收单元组沿保护板圆周间隔分布。

7.根据权利要求4所述的设备检测装置，其特征在于，所述多个发射单元组成发射部件，多个接收单元组成接收部件，所述发射部件和接收部件相对于任意一条直径对称，所述多个发射单元沿发射部件所在的半圆周均匀分布，所述多个接收单元沿接收部件所在的半圆周均匀分布。

8.根据权利要求4所述的设备检测装置，其特征在于，所述发射单元的个数的范围为8个～10个。

9.根据权利要求1所述的设备检测装置，其特征在于，所述保护板的材料包括：石英石。

10.一种设备检测装置的工作方法，其特征在于，包括：

提供如权利要求1至9所述的任意一种设备检测装置；

通过发射单元发射第一信号；

通过接收单元获取第二信号，所述第二信号为第一信号穿透保护板衰减后的信号；

通过第二信号与基准信号做比对，获取保护板的裂纹信息。

11.根据权利要求10所述的设备检测装置的工作方法，其特征在于，通过第二信号获取保护板的裂纹信息的方法包括：获取第二信号后，将接收到的第二信号与所述基准信号做比对；当接收到的第二信号小于所述基准信号时，所述保护板有裂纹；

其中，所述基准信号为所述保护板没有裂纹时，发射部件发出的第一信号经过保护板后发生衰减，所述接收部件接收到的第二信号。

12.一种半导体设备，其特征在于，包括：

腔体；

位于腔体内的基座，用于承载待测物体；

腔体盖，用于加热腔体；

位于腔体盖内的加热装置，用于提供热能；

如权利要求1至9所述的任意一种设备检测装置，所述设备检测装置位于加热装置和基座之间，用于保护加热装置。

13.根据权利要求12所述的半导体设备，其特征在于，所述加热装置包括：碘钨灯管。

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