CN110767563B

CN110767563B - 检测晶圆完整性的方法、rtp机台

Info

Publication number: CN110767563B
Application number: CN201911022638.4A
Authority: CN
Inventors: 王家辉; 何春雷; 顾海龙
Original assignee: Shanghai Huali Integrated Circuit Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shanghai Huali Integrated Circuit Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2039-10-25
Also published as: CN110767563A

Abstract

本申请公开了检测晶圆完整性的方法、RTP机台，涉及半导体制造领域。该方法包括通过晶圆取片刀从RTP机台的腔室中取出晶圆；RTP机台的腔室隔离门外侧设置有红外对射传感器，红外对射传感器垂直于晶圆取片刀，红外对射传感器关于晶圆的切槽与圆心的连线对称，每个红外对射传感器包括发射器和接收器，晶圆取片刀上设置有检测传感器；通过红外对射传感器检测晶圆上的第一区域是否发生破损，通过检测传感器检测晶圆的第二区域是否发生破损，第一区域与所述第二区域之和大于等于晶圆的表面区域；解决了现有的RTP机台检测晶圆破损情况时存在盲区，无法检测晶圆全部区域是否破损的问题；达到了消除检测盲区，全面检测晶圆的破损情况的效果。

Description

检测晶圆完整性的方法、RTP机台

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种检测晶圆完整性的方法、RTP机台。

背景技术

RTA(rapid thermal anneal，快速热退火)是半导体制造过程中的常见工艺步骤。快速热退火结束时，晶圆从快速热退火设备中取出，并通过晶圆传送设备传送至其他处理设备中。在晶圆进行RTA工艺时，最高温度甚至可以达到1000多度，导致晶圆在形变过程中很可能因为原本晶圆质量或前道工艺应力问题发生破损。

目前对晶圆进行RTA的机台，比如AMAT RTP 5.x Vantage平台，具有检测晶圆是否发生破损的功能，然而，机台在检测时存在盲区，无法检测出晶圆在3点、9点方向的破损情况。

发明内容

本申请提供了一种检测晶圆完整性的方法，可以解决相关技术中现有机台无法准确检测退火处理后的晶圆是否出现破损的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种检测晶圆完整性的方法，该方法包括：

通过晶圆取片刀从快速热处理RTP机台的腔室中取出晶圆，晶圆取片刀上设置有检测传感器；

通过红外对射传感器检测晶圆上的第一区域是否发生破损，通过检测传感器检测晶圆的第二区域是否发生破损；红外对射传感器设置于RTP机台的腔室隔离门外侧，红外对射传感器垂直于晶圆取片刀，红外对射传感器关于晶圆的切槽与圆心的连线对称，每个红外对射传感器包括发射器和接收器；

其中，晶圆上的第一区域是指晶圆上对应3点和9点方向的区域，晶圆上的第二区域是指晶圆上对应6点和12点方向的区域，第一区域与第二区域之和大于等于晶圆的表面区域。

可选的，通过红外对射传感器检测晶圆上的第一区域是否发生破损，包括：

当晶圆经过红外对射传感器的发射器和接收器之间时，检测红外对射传感器的发射器和接收器之间的光线是否被阻挡；

若检测到红外对射传感器的发射器和接收器之间的光线被阻挡，则确定晶圆的第一区域未发生破损；

若检测到红外对射传感器的发射器和接收器之间的光线未被阻挡，则确定晶圆的第一区域发生破损。

可选的，该方法还包括：

当检测到晶圆上的第一区域和/或第二区域发生破损时，RTP机台报警。

可选的，该方法还包括：

当检测到晶圆上的第一区域和第二区域未发生破损时，通过晶圆取片刀将晶圆送入晶圆传送盒。

可选的，还包括：

在RTP机台的腔室隔离门外侧设置红外对射传感器。

可选的，RTP机台的腔室隔离门外侧设置有两个红外对射传感器。

可选的，红外对射传感器的数量为两个，晶圆的切槽与圆心的连线和每个红外对射传感器之间的距离为150mm。

可选的，晶圆取片刀的根部设置有检测传感器。

可选的，晶圆取片刀的根部对应晶圆上的12点方向。

第二方面，本申请实施例提供了一种RTP机台，该RTP机台的腔室隔离门的外侧设置有红外对射传感器，RTP机台的晶圆取片刀上设置有检测传感器；

其中，红外对射传感器垂直于晶圆取片刀，红外对射传感器关于晶圆的切槽与圆心的连线对称，每个红外对射传感器包括发射器和接收器；

红外对射传感器用于检测晶圆上的第一区域是否发生破损；晶圆上的第一区域是指晶圆上对应3点和9点方向的区域；

检测传感器用于检测晶圆的第二区域是否发生破损；晶圆上的第二区域是指晶圆上对应6点和12点方向的区域，第一区域与第二区域之和大于等于晶圆的表面区域。

可选的，RTP机台的腔室隔离门外侧设置有至少两个红外对射传感器。

可选的，晶圆取片刀的根部设置有检测传感器。

可选的，晶圆取片刀的根部对应晶圆上的12点方向。

本申请技术方案，至少包括如下优点：

通过在RTP机台的腔室隔离门外侧设置红外对射传感器，红外对射传感器垂直于晶圆取片刀，通过晶圆取片刀从RTP机台的腔室内取出晶圆，通过腔室隔离门外侧设置的红外对射传感器检测晶圆上的第一区域是否发生破损，通过晶圆取片刀上的检测传感器检测晶圆上的第二区域是否发生破损，解决了现有的RTP机台检测晶圆破损情况时存在盲区，无法检测晶圆全部区域是否破损的问题；达到了消除检测盲区，全面检测晶圆的破损情况的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中晶圆取片刀的取片示意图；

图2是本申请实施例提供的一种检测晶圆完整性的方法的流程图；

图3是本申请实施例提供的检测晶圆完整性的方法的实施示意图；

图4是本申请实施例中晶圆取片刀、晶圆、腔室隔离门的位置示意图；

图5是本申请实施例中晶圆与红外对射传感器的位置示意图；

图6是本申请实施例中晶圆取片刀、晶圆、腔室隔离门的位置示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

目前，晶圆在RTP(rapid thermal process，快速热处理)机台的腔室内进行热退火后，通过晶圆取片刀从腔室内取出，并送回晶圆传送盒，由晶圆传送盒将晶圆运送至下一个站点。由于热退火工艺过程的高温令晶圆在形变的过程中容易出现破损，如图1所示，现有机台的晶圆取片刀22可以对晶圆21的破损情况进行检测，但是只能检测到晶圆21上对应6点方向和12点方向的区域，无法检测晶圆21上对应3点方向和9点方向的区域，即无法检测晶圆21在线圈A1和线圈A2范围内的区域。

如图2所示，其示出了本申请实施例提供的一种检测晶圆完整性的方法的流程图，该检测晶圆完整性的方法可以包括如下步骤：

步骤201，通过晶圆取片刀从RTP机台的腔室中取出晶圆。

RTP机台的腔室隔离门外侧设置有红外对射传感器。

红外对射传感器垂直于晶圆取片刀，红外对射传感器关于晶圆的切槽与圆心的连线对称。

每个红外对射传感器包括发射器和接收器。

晶圆取片刀上设置有检测传感器。可选的，检测传感器为红外线传感器。

在一个例子中，如图3所示，RTP机台的腔室隔离门24的外侧设置有红外对射传感器31和32；如图4所示，每个红外对射传感器包括发射器和接收器，即红外对射传感器31包括发射器311和接收器312，红外对射传感器32包括发射器321和接收器322。如图5所示，红外对射传感器31、红外对射传感器32关于晶圆21的切槽211与圆心O的连线对称。

当红外对射传感器工作时，红外对射传感器的发射器向接收器发射光线。

需要说明的是，红外对射传感器中发射器和接收器的设置位置可以颠倒，即在图4中，发射器311和接收器312颠倒，发射器321和接收器322颠倒，本申请实施例对此不作限定。

步骤202，通过红外对射传感器检测晶圆上的第一区域是否发生破损，通过检测传感器检测晶圆上的第二区域是否发生破损。

晶圆上的第一区域指的是晶圆上对应3点和9点方向的区域，晶圆上的第二区域是指晶圆上对应6点和12点方向的区域。

如图1和图3所示，晶圆21上对应3点和9点方向的区域为线圈A1和线圈A2范围内的区域。

第一区域与第二区域之和大于等于晶圆的表面区域。

需要说明的是，红外对射传感器的检测范围可以大于晶圆上对应3点和9点方向的区域，检测传感器的检测范围可以大于晶圆上对应6点和12点方向的区域，且红外对射传感器的检测范围小于晶圆的表面区域，检测传感器的检测范围小于晶圆的表面区域；即红外对射传感器的检测范围与检测传感器的检测范围可以有重叠，红外对射传感器的检测范围覆盖的区域加上检测传感器的检测范围覆盖的区域大于等于晶圆的表面区域。

当检测到晶圆上的第一区域发生破损，或，晶圆上的第二区域发生破损，或，晶圆上的第一区域和第二区域都发生破损，则发出警报，提醒取出破损的晶圆；若检测到晶圆上的第一区域和第二区域都没有发生破损，则将晶圆流转至下一站点。

需要说明的是，当晶圆上的第一区域发生破损时，可以是仅晶圆上对应3点方向的区域发生破损，也可以是仅晶圆上对应9点方向的区域发生破损，还可以是晶圆上对应3点方向的区域和晶圆上对应9点方向的区域都发生破损。

需要说明的是，通过红外对射传感器检测晶圆上的第一区域是否发生破损，与，通过检测传感器检测晶圆上第二区域是否发生破损，可以同时进行，也可以不同时进行，本申请实施例对此不作限定。

综上所述，本申请实施例通过在RTP机台的腔室隔离门外侧设置红外对射传感器，红外对射传感器垂直于晶圆取片刀，通过晶圆取片刀从RTP机台的腔室内取出晶圆，通过腔室隔离门外侧设置的红外对射传感器检测晶圆上的第一区域是否发生破损，通过晶圆取片刀上的检测传感器检测晶圆上的第二区域是否发生破损，解决了现有的RTP机台检测晶圆破损情况时存在盲区，无法检测晶圆全部区域是否破损的问题；达到了消除检测盲区，全面检测晶圆的破损情况的效果。

在基于图2所示实施例的可选实施例中，在通过所述晶圆取片刀从快速热处理RTP机台的腔室中取出晶圆之前，该方法还包括：在RTP机台的腔室隔离门外侧设置红外对射传感器。

在基于图2所示实施例的可选实施例中，RTP机台的腔室隔离门外侧设置有至少两个红外对射传感器。在一种情况下，RTP机台的腔室隔离门外侧设置有两个红外对射传感器，晶圆的切槽与圆心的连线和每个红外对射传感器之间的距离为150mm。

如图1和图3所示，晶圆取片刀22的根部设置有检测传感器23。晶圆取片刀22的根部对应晶圆21上的12点方向。

在基于图2所示实施例的可选实施例中，通过红外对射传感器检测晶圆上第一区域是否发生破损，可以通过如下步骤实现：

当晶圆经过红外对射传感器的发射器和接收器之间时，检测红外对射传感器的发射器和接收器之间的光线是否被阻挡。

若检测到红外对射传感器的发射器和接收器之间的光线被阻挡，则确定晶圆的第一区域未发生破损；若检测到红外对射传感器的发射器和接收器之间的光线未被阻挡，则确定晶圆的第一区域发生破损。

由于红外对射传感器在工作时，红外对射传感器的发射器向接收器发射光线41，如图6所示，在晶圆取片刀22从腔室内取出晶圆21的过程中，晶圆21会经过红外对射传感器的检测区域，以红外对射传感器31为例，若晶圆21上的第一区域未发生破损，红外对射传感器31的发射器311向接收器312发射的光线41被阻挡，红外对射传感器31的信号值发生变化；若晶圆21上第一区域发生破损，则红外对射传感器31的发射器311向接收器312发射的光线41不会被阻挡，红外对射传感器31的信号值不发生变化，因此，可以通过红外对射传感器的信号值来判断晶圆上的第一区域是否发生破损。

当若干个红外对射传感器中的任意一个红外对射传感器的信号值发生变化时，则确定晶圆上的第一区域发生破损，再根据该信号值发生变化的红外对射传感器的设置位置，确定出发生破损的位置位于晶圆上对应3点方向的区域或者位于晶圆上对应9点方向的区域。

在基于图2所示实施例的可选实施例中，在对晶圆上的第一区域和第二区域进行检测后，根据检测结果进行相应操作。具体地，当检测到晶圆上的第一区域发生破损，或晶圆上的第二区域发生破损，或，晶圆上的第一区域和第二区域发生破损时，RTP机台报警，工作人员根据RTP机台的报警取出发生破损的晶圆，避免晶圆传送至下一站点。当检测到晶圆上的第一区域和第二区域均未发生破损时，通过晶圆取片刀将晶圆送入晶圆传送盒，利用晶圆传送盒将晶圆传送至下一站点。

本申请实施例提供了一种RTP机台，该RTP机台的腔室隔离门外侧设置有至少两个红外对射传感器，RTP机台的的晶圆取片刀上设置有检测传感器，如图3所示。可选的，检测传感器为红外线传感器。

红外对射传感器垂直于晶圆取片刀，红外对射传感器关于晶圆的切槽与圆心的连线对称，如图5所示；每个红外对射传感器包括发射器和接收器，如图4所示。

可选的，晶圆取片刀的根部设置有检测传感器。

可选的，晶圆取片刀的根部对应晶圆上的12点方向。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims

1.一种检测晶圆完整性的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过晶圆取片刀从快速热处理RTP机台的腔室中取出晶圆；所述晶圆取片刀的根部设置有检测传感器，所述晶圆取片刀的根部对应晶圆上的12点方向；

通过红外对射传感器检测所述晶圆上的第一区域是否发生破损，通过所述检测传感器检测所述晶圆的第二区域是否发生破损；所述红外对射传感器设置于所述RTP机台的腔室隔离门外侧，所述红外对射传感器垂直于晶圆取片刀，所述红外对射传感器关于晶圆的切槽与圆心的连线对称，每个所述红外对射传感器包括发射器和接收器；

其中，所述晶圆上的第一区域是指晶圆上对应3点和9点方向的区域，所述晶圆上的第二区域是指晶圆上对应6点和12点方向的区域，所述第一区域与所述第二区域之和大于等于所述晶圆的表面区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述红外对射传感器检测所述晶圆上的第一区域是否发生破损，包括：

当所述晶圆经过所述红外对射传感器的发射器和接收器之间时，检测所述红外对射传感器的发射器和接收器之间的光线是否被阻挡；

若检测到所述红外对射传感器的发射器和接收器之间的光线被阻挡，则确定所述晶圆的第一区域未发生破损；

若检测到所述红外对射传感器的发射器和接收器之间的光线未被阻挡，则确定所述晶圆的第一区域发生破损。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当检测到晶圆上的第一区域和/或第二区域发生破损时，所述RTP机台报警。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当检测到晶圆上的第一区域和第二区域未发生破损时，通过所述晶圆取片刀将所述晶圆送入晶圆传送盒。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述晶圆取片刀从快速热处理RTP机台的腔室中取出晶圆之前，还包括：

在所述RTP机台的腔室隔离门外侧设置所述红外对射传感器。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RTP机台的腔室隔离门外侧设置有至少两个红外对射传感器。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述红外对射传感器的数量为两个，所述晶圆的切槽与圆心的连线和每个所述红外对射传感器之间的距离为150mm。

8.一种RTP机台，其特征在于，所述RTP机台的腔室隔离门的外侧设置有红外对射传感器，所述RTP机台的晶圆取片刀上设置有检测传感器；

其中，所述红外对射传感器垂直于所述晶圆取片刀，所述红外对射传感器关于晶圆的切槽与圆心的连线对称，每个所述红外对射传感器包括发射器和接收器；

所述红外对射传感器用于检测所述晶圆上的第一区域是否发生破损；所述晶圆上的第一区域是指晶圆上对应3点和9点方向的区域；

所述检测传感器用于检测所述晶圆的第二区域是否发生破损；所述晶圆上的第二区域是指晶圆上对应6点和12点方向的区域，所述第一区域与所述第二区域之和大于等于所述晶圆的表面区域。

9.根据权利要求8所述的RTP机台，其特征在于，所述RTP机台的腔室隔离门外侧设置有至少两个红外对射传感器。

10.根据权利要求8所述的RTP机台，其特征在于，所述红外对射传感器的数量为两个，所述晶圆的切槽与圆心的连线和每个所述红外对射传感器之间的距离为150mm。

11.根据权利要求8所述的RTP机台，其特征在于，所述晶圆取片刀的根部设置有所述检测传感器。

12.根据权利要求11所述的RTP机台，其特征在于，所述晶圆取片刀的根部对应晶圆上的12点方向。