CN111347341A - 半导体制备装置和具有其的化学机械研磨设备 - Google Patents

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Abstract

该发明公开了一种半导体制备装置和具有其的化学机械研磨设备，所述半导体制备装置包括容纳部，所述容纳部适于放置晶圆，非光学物体侦测装置，以用于侦测所述容纳部内是否设有晶圆，所述非光学物体侦测装置设在所述容纳部上，且所述非光学物体侦测装置与晶圆位于所述容纳部内时的晶圆所在位置对应设置。根据本发明实施例的半导体制备装置，在对容纳部内的晶圆进行侦测时，晶圆的表面不会形成氧化铜，避免了由于光电反应造成的氧化铜残留问题，从而有利于晶圆的WAT和CP检测，提高晶圆良率。

Description

半导体制备装置和具有其的化学机械研磨设备
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种半导体制备装置和具有其的化学机械研磨设备。
背景技术
半导体由微细的电路高度密集地制造而成，半导体晶圆在制造过程中一般需要经过化学机械研磨工艺进行精细研磨，当前晶圆通过化学机械研磨设备研磨清洗后，在进行WAT和CP测试时晶圆的良率偏低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体制备装置，有利于WAT合CP测试，提高晶圆良率。
本发明是基于以下的认识和发现获得的：
如背景技术所述，晶圆经过化学机械研磨设备研磨后，晶圆的WAT和CP测试的良率偏低，发明人对晶圆进行分析测试发现，经过化学机械研磨设备研磨清洗后的晶圆其表面部分区域有氧化铜产生，正是由于氧化铜形成在晶圆的表面，从而影响晶圆WAT和CP测试，导致晶圆良率偏低。
对于上述问题发明人对晶圆形成氧化铜的区域进行了研究测试，其中，晶圆在化学机械研磨设备的研磨清洗过程中，需要对晶圆进行侦测，发明人发现晶圆表面产生氧化铜的区域即晶圆侦测过程中光学侦测装置的光线打在晶圆上的位置，由于光学侦测装置的管线打在晶圆的表面，尤其是打在铜层表面时会激发光电化学反应，进而导致晶圆表面形成氧化铜，从而影响了芯片的WAT和CP测试，进而影响晶圆的良率。
有鉴于此，本发明提出了一种半导体制备装置。
根据本发明实施例的半导体制备装置，容纳部，所述容纳部适于放置晶圆；非光学物体侦测装置，以用于侦测所述容纳部内是否设有晶圆，所述非光学物体侦测装置设在所述容纳部上，且所述非光学物体侦测装置与晶圆位于所述容纳部内时的晶圆所在位置对应设置。
由此根据本发明实施例的半导体制备装置，在对容纳部内的晶圆进行侦测时，晶圆的表面不会形成氧化铜，避免了由于光电反应造成的氧化铜残留问题，从而有利于晶圆的WAT和CP检测，提高晶圆良率。
根据本发明的一些实施例，所述非光学物体侦测装置包括发射部、接收部和控制部，所述发射部用于向晶圆所在位置发出发射信号，所述接收部用于接收反射回来的反射信号，所述控制部用于控制所述发射部发出发射信号且根据所述反射信号判断所述容纳部内是否设有晶圆。
可选地，所述发射部发出声波或电磁波，所述接收部用于接收声波或电磁波。
可选地，所述非光学物体侦测装置为超声波传感器，
可选地，所述非光学物体侦测装置为微波传感器。
根据本发明的一些实施例，所述非光学物体侦测设在所容纳部的侧壁上且设在所述晶圆的轴向方向的一侧。
可选地，所述容纳部底部设有适于放置晶圆的卡爪，所述卡爪适于与晶圆的边缘处卡接配合。
根据本发明的一些实施例，所述非光学物体侦测装置为压力传感器，所述压力传感器设在所述容纳部内且位于所述晶圆所在位置的下方。
本发明还提出了一种化学机械研磨设备。
根据本发明实施例的化学机械研磨设备，包括上述任意实施例的所述的半导体制备装置。
附图说明
图1是根据本发明实施例的半导体制备装置的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的半导体制备装置的非光学物体侦测装置的结构示意图；
图3是现有技术中的红外光打在晶圆表面形成氧化铜的影像图。
附图标记：
100：圆检测装置；1：容纳部；2：晶圆；
3：非光学物体侦测装置；31：发射部，32：接收部，33：控制部。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种半导体制备装置作进一步详细说明。
本发明是基于以下的认识和发现获得的：
如背景技术所述，晶圆经过化学机械研磨设备研磨后，晶圆的WAT和CP测试的良率偏低，发明人对晶圆进行分析测试发现，经过化学机械研磨设备研磨清洗后的晶圆其表面部分区域有氧化铜产生，如图3所示，正是由于氧化铜形成在晶圆的表面，从而影响晶圆WAT和CP测试，导致晶圆良率偏低。
对于上述问题发明人对晶圆形成氧化铜的区域进行了研究测试，其中，晶圆在化学机械研磨设备的研磨清洗过程中，需要对晶圆进行侦测，发明人发现晶圆表面产生氧化铜的区域即晶圆侦测过程中光学侦测装置的光线打在晶圆上的位置，进一步地发现由于光学侦测装置的光线打在晶圆的表面，尤其是打在铜层表面时会激发光电化学反应，进而导致晶圆表面形成氧化铜，从而影响了芯片的WAT和CP测试，进而影响晶圆的良率。
下面参考附图描述根据本发明实施例的半导体制备装置100。
如图1所示，根据本发明实施例的半导体制备装置100包括容纳部1和非光学物体侦测装置3，容纳部1适于放置晶圆2，非光学物体侦测装置3用于侦测容纳部1内是否设有晶圆2，其中非光学物体侦测装置3设在容纳部上且非光学物体侦测装置3与晶圆所在位置对应设置。需要说明的是，这里的晶圆所在位置即晶圆2位于容纳部1内时所在的位置区域，非光学物体侦测装置3与晶圆所在位置对应设置，这样，在晶圆2位于容纳部1且处于晶圆所在位置时，非光学物体侦测装置3与晶圆2对应设置，非光学物体侦测装置3对晶圆所在位置进行侦测，从而利于非光学物体侦测装置3侦测容纳部1内是否设有晶圆。
其中非光学物体侦测装置3即不通过向目标物体发射光线来进行物体侦测的装置，例如非光学物体侦测装置3可为声波物体侦测装置3、微波物体侦测装置3或者压力侦测装置等。由此在晶圆2位于晶圆所在位置，非光学物体侦测装置3进行检测时，晶圆2的表面不会形成氧化铜，避免了由于光电反应造成的氧化铜残留问题，从而有利于晶圆2的WAT和CP检测，提高晶圆2良率。
由此根据本发明实施例的半导体制备装置100，通过设置非光学物体侦测装置以对容纳部内是否设有晶圆2进行侦测，可避免晶圆表面发生光电反应而形成氧化铜，从而可提高晶圆2的良率。
在本发明的一些实施例中，如图2所示，非光学物体侦测装置3可以包括发射部31、接收部32和控制部33，其中发射部31可用于向晶圆所在位置发出发射信号，接收部32用于接收反射回来的反射信号，控制部33可控制发射部发出发射信号且能够根据反射信号来判断容纳部1内是否设有晶圆2。
具体地，发射部31设在可以向晶圆所在位置发出发射信号的范围内，即在晶圆2位于晶圆所在位置时，发射部31发出的发射信号能够发射至晶圆2表面。这样发射部31向晶圆2发出发射信号，发射信号传递至晶圆2后反射回反射信号，接收部32设在可以接收晶圆2反射信号的范围内，控制部33与发射部31和接收部32连接，控制部33能够控制发射部31朝向晶圆所在位置发射信号，并可根据反射回来的发射信号判断晶圆所在位置是否设有晶圆，根据控制部33的检测信息以确定半导体后续工艺的进行。
可选地，发射部31可以发射声波或电磁波，接收部32可接收声波和电磁波，具体地，发射部31可向晶圆所在位置发出声波，接收部32接收反射回来的声波，这样，非光学物体侦测装置3可通过声波的发射和反射来侦测容纳部1内是否设有晶圆2。或者发射部31也可发出电磁波，接收部32接收反射回来的电磁波，这样非光学物体侦测装置3通过电磁波的发射和反射来侦测晶圆所在位置处是否有晶圆2。由此电磁波和声波与晶圆2的表面铜层不会发生化学反应，从而避免了晶圆2侦测过程中产生的氧化铜，进而提高了晶圆2的WAT和CP。
在本发明的一些具体示例中，非光学物体侦测装置3可以为声波物体侦测装置，声波物体侦测装置包括声波发射部、声波接收部和声波控制部，声波发射部向晶圆所在位置发出发射声波，在容纳部1内设有晶圆2时，发射声波遇到晶圆2后发射回来，在容纳部1内未设有晶圆2时，声波经过晶圆所在位置后继续传递遇到障碍物后返回，由此，在容纳部1内设有晶圆2和未设有晶圆2时，声波的传播和反射时间是不同的，声波控制部根据发射声波和反射声波的时间可判断容纳部1内是否设有晶圆2。可选地，非光学物体侦测装置3可以为声波传感器，结构简单且易于安装。进一步地，声波物体侦测装置3可以为超声波传感器，从而可进一步地提高侦测的精确度。
可选地，非光学物体侦测装置3还可以为电磁波物体侦测装置3，例如非光学物体侦测装置3可以为微波传感器，进一步地，非光学物体侦测装置3可以为微波雷达传感器，从而能够检测晶圆所在位置处晶圆2的状态位置，实现侦测容纳部1内是否设有晶圆2的目的。具体地，微波传感器由发射天线发出的微波，遇到晶圆2时被反射，接收天线接收晶圆2反射回来的微波，并将其转化成电信号，经过测量电路处理，利用微波特性来感应晶圆所在位置处晶圆2的存在和位置等信息。
对于非光学物体侦测装置3而言，在本发明的一些实施例中，非光学物体侦测装置3可设在容纳部1内，且设在晶圆2的轴向方向的一侧，即非光学物体侦测装置3位于晶圆2的背面或正面的一侧的容纳部1上，例如非光学物体侦测装置3可设在晶圆2正面一侧的容纳部1的侧壁上，或者非光学物体侦测装置3可设在晶圆2的背面的一侧的容纳部1的侧壁。其中晶圆2和非光学物体侦测装置3之间间隔开且不设有遮挡障碍物，这样，非光学物体侦测装置3向晶圆所在位置处发出发射信号，从而利于发射信号传递至晶圆2，而且晶圆2的正面和背面的面积较大，从而较容易接收到发射信号。
进一步地，容纳部1的底部设有卡爪，晶圆2可放置在卡爪上，对应卡爪的形状而言，卡爪可与晶圆2的边缘相适配，通过卡爪与晶圆2的边缘卡接配合从而能够对对晶圆2进行固定，
在本发明的一些实施例中，非光学物体侦测装置3可以为压力传感器，压力传感器可设在晶圆所在位置处，晶圆所在位置处置有晶圆2时，压力传感器可检测到压力变化，从而根据压力变化判断晶圆所在位置是否设置有晶圆2。例如压力传感器可设在容纳部1的底壁上，晶圆2位于容纳部1时，晶圆2位于压力传感器的上方，压力传感器检测到晶圆所在位置发生压力变化以判断容纳部1内设有晶圆。或者非光学物体侦测装置3可为振动传感器，根据振动信号变化判断晶圆所在位置是否设置有晶圆2。
本发明还提出了一种化学机械研磨设备。
根据本发明实施例的化学机械研磨设备，包括上述实施例的半导体制备装置100，由于设置上述实施例的半导体制备装置100，从而可能够提高化学机械研磨设备制造的晶圆2的良率，进而提高化学机械研磨设备的工作效率。
具体地，晶圆2在半导体制备过程中，由于晶圆2表面具有异物颗粒，从而需要对晶圆2的表面进行清洗，晶圆2置于清洗区域内进行清洗，其中容纳部1设在清洗区域内，非光学物体侦测装置3用于侦测晶圆2在清洗区域的状态，以检测晶圆所在位置处是否设有晶圆2。
例如半导体制备装置100包括容纳部1和非光学物体侦测装置3，其中容纳部1可以为化学机械研磨设备的清洗装置，例如容纳部1可以为滤波清洗器，非光学物体侦测装置3设在滤波清洗器内。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种半导体制备装置，其特征在于，包括：
容纳部，所述容纳部适于放置晶圆；
非光学物体侦测装置，以用于侦测所述容纳部内是否设有晶圆，所述非光学物体侦测装置设在所述容纳部上，且所述非光学物体侦测装置与晶圆位于所述容纳部内时的晶圆所在位置对应设置。
2.根据权利要求1所述的半导体制备装置，其特征在于，所述非光学物体侦测装置包括发射部、接收部和控制部，所述发射部用于向晶圆所在位置发出发射信号，所述接收部用于接收反射回来的反射信号，所述控制部用于控制所述发射部发出发射信号且根据所述反射信号判断所述容纳部内是否设有晶圆。
3.根据权利要求2所述的半导体制备装置，其特征在于，所述发射部发出声波或电磁波，所述接收部用于接收声波或电磁波。
4.根据权利要求3所述的半导体制备装置，其特征在于，所述非光学物体侦测装置为超声波传感器。
5.根据权利要求3所述的半导体制备装置，其特征在于，所述非光学物体侦测装置为微波传感器。
6.根据权利要求1-5所述的半导体制备装置，其特征在于，所述非光学物体侦测设在所容纳部的侧壁上且设在所述晶圆的轴向方向的一侧。
7.根据权利要求1所述的半导体制备装置，其特征在于，所述容纳部底部设有适于放置晶圆的卡爪，所述卡爪适于与晶圆的边缘卡接配合。
8.根据权利要求1所述的半导体制备装置，其特征在于，所述非光学物体侦测装置为压力传感器，所述压力传感器设在所述容纳部内且位于所述晶圆所在位置的下方。
9.一种化学机械研磨设备，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的半导体制备装置。
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