CN112146580A - 一种晶圆厚度检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种晶圆厚度检测设备，包括壳体、晶元传送盒、计算机、预对准装置、机械手、运动台电控箱和气浮厚度检测台，晶元传送盒安装在壳体内置的预对准装置的晶元入口处，位于晶元传送盒和预对准装置之间设置有机械手，位于预对准装置的出料口设置有气浮厚度检测台和光谱共焦传感器，光谱共焦传感器数据连接至计算机。本发明避免了接触式检测的低效和晶圆表面划伤的风险，避免晶圆片被污染，采用FFU顶置保证整个检测设备空间里的洁净度，提高测量精度。

Description

一种晶圆厚度检测设备

技术领域

本发明主要涉及晶圆检测领域，尤其涉及一种晶圆厚度检测设备。

背景技术

随着半导体行业的快速发展，国内半导体行业近两年发展势头也越来越火热。半导体行业离不开晶圆，晶圆是制作芯片的基础，晶圆的厚度尺寸对晶圆的应力和性能有很大影响，4寸晶圆一般厚度为0.520mm,6寸晶圆厚度一般为0.670mm,12寸薄晶圆的尺寸0.06mm。尺寸精度需要保证在微米级的精度控制。因此，快速精准的对晶圆进行厚度检测对半导体厂商而言是非常重要的。

目前传统晶圆检测一般为人工放晶圆及取晶圆，不仅效率低下，而且由于晶圆对环境要求比较高，由于人工的干预，带给晶圆很大被污染的风险，所以亟需设计一款自动化气浮检测设备来满足产线对晶圆厚度高效检测。

已公开中国发明专利，申请号CN201510405487.6，专利名称：一种薄片厚度测量装置，申请日：2015-07-13，本发明涉及一种薄片厚度测量装置，包含上板、下板、第一红外发射器、第一红外接收器、第二红外发射器、第二红外接收器、控制模块、时钟模块和显示模块；控制模块分别和所述第一红外发射器、第一红外接收器、第二红外发射器、第二红外接收器、时钟模块、显示模块电气相连；上板和下板均平面光滑；第一红外发射器、第一红外接收器、第二红外发射器、第二红外接收器均设置在上板上；第一红外发射器、第二红外发射器的发射方向均和下板垂直；显示模块用于显示薄片厚度。本发明结构简单，使用方便，且测量精度高，速度快。

发明内容

本发明提供一种晶圆厚度检测设备，针对现有技术的上述缺陷，提供一种晶圆厚度检测设备，包括壳体1、晶元传送盒2、计算机3、预对准装置4、机械手5、运动台电控箱6和气浮厚度检测台7，所述晶元传送盒2安装在壳体1内置的预对准装置4的晶元入口处，位于所述晶元传送盒2和预对准装置4之间设置有机械手5，位于所述预对准装置4的出料口设置有气浮厚度检测台7和光谱共焦传感器8，所述光谱共焦传感器8数据连接至计算机3。

优选的，晶元传送盒2下方安装有解锁装置，晶元传送盒2采用FOUP，所述晶元传送盒2上设置有锁扣。

优选的，解锁装置上安装有传感器。

优选的，传感器数据连接至计算机3。

优选的，机械手5设置有两个不同的手臂，其中一个所述手臂上设置有传感器。

优选的，壳体1内顶部设置有FFU风机过滤单元9。

优选的，壳体1下方设置有运动台电控箱6，所述运动台电控箱6内安装电源和控制器，所述控制器连接至计算机3。

本发明的有益效果：

(1)使用机械化设备检测晶元厚度，避免晶圆片被污染的风险；

(2)其次采用气浮导轨而不是机械导轨，避免机械导轨加工过程中加工误差而使测量精度不精准；

(3)再次采用光谱共焦传感器而不是采用机械接触式传感器，避免了接触式检测的低效和晶圆表面划伤的风险；

(4)最后采用FFU顶置保证整个检测设备空间里的洁净度。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本发明的俯视图；

图中，

1、壳体；2、晶元传送盒；3、计算机；4、预对准装置；5、机械手；6、运动台电控箱；7、气浮厚度检测台；8、光谱共焦传感器；9、FFU风机过滤单元。

具体实施方式

如图1-2所示可知，本发明包括有：壳体1、晶元传送盒2、计算机3、预对准装置4、机械手5、运动台电控箱6和气浮厚度检测台7，所述晶元传送盒2安装在壳体1内置的预对准装置4的晶元入口处，位于所述晶元传送盒2和预对准装置4之间设置有机械手5，位于所述预对准装置4的出料口设置有气浮厚度检测台7和光谱共焦传感器8，所述光谱共焦传感器8数据连接至计算机3。

在使用中，

(1)气浮厚度检测台运用气浮导轨进行X、Y两个方向运动，因为气浮导轨没有摩擦，运用气压反作用力悬浮运动，摩擦力比接触式导轨小很多，摩擦力几乎忽略不计，所以在运行过程中能保证运行的精度，确保测量的精度。气浮厚度检测台对可对晶圆进行阵列扫描，运用光谱共焦传感器检测数据，传输给计算机；

(2)光谱共焦传感器通过使用特殊透镜，延长不同颜色光的焦点光晕范围，形成特殊放大色差，使其根据不同的被测物体到透镜的距离，会对应一个精确波长的光聚焦到被测物体上，通过测量反射光的波长，就可以得到被测物体到透镜的精确距离。调整透镜到晶圆的距离，通过气浮厚度检测台的移动就可以测量到晶圆表面的厚度；

在本实施中优选的，晶元传送盒2下方安装有解锁装置，晶元传送盒2采用FOUP，所述晶元传送盒2上设置有锁扣。

设置上述结构，晶元传送盒2为放置12寸晶圆的盒子，为避免污染盒子上有密封用的盖子，盖子上设置有锁，必须用专用的解锁机构才能解锁。FOUP用于智能化生产车间时是有专用的行车抓取它运输，自身洁净度高，可以避免人为的干预污染。

在本实施中优选的，解锁装置上安装有传感器。

设置上述结构，传感器用于监测12寸晶圆在FOUP里放置是否在相应位置。

在本实施中优选的，传感器数据连接至计算机3。

设置上述结构，Loadport上安装有传感器，用于监测12寸晶圆在FOUP里放置是否在相应位置。

在本实施中优选的，机械手5设置有两个不同的手臂，其中一个所述手臂上设置有传感器。

设置上述结构，设置有传感器的机械手手臂，用来检测扫描晶圆数量，另外一侧负责抓取机械手，两只手臂都有抓取12寸晶圆的功能。

在本实施中优选的，壳体1内顶部设置有FFU风机过滤单元9。

设置上述结构，FFU风机过滤单元是一种自带风力的送风过滤设备，FFU风机过滤单元从顶部将空气吸入并经过HEPA高效过滤器进入设备内，FFU风机过滤后可达百级无尘净化效果，实现百级以上的洁净度要求。

在本实施中优选的，壳体1下方设置有运动台电控箱6，所述运动台电控箱6内安装电源和控制器，所述控制器连接至计算机3。

设置上述结构，通过计算机系统的控制整个检测台的移动，保证检测的控制精度。

12寸晶圆厚度检测设备检测步骤如下：

1.行车抓取FOUP放置于Loadport上，Loadport传感器检测到有FOUP，进行移动Loadport开锁机构处，开锁机构打开FOUP的盖子，露出12寸晶圆；

2.在抓取晶圆之前机械手利用传感器对FOUP里的晶圆进行检测，纪录晶圆片的位置序号扫描完成后进行抓取晶圆，放入预对准进行对准圆心和缺边；

3.机械手从预对准上抓取晶圆放置于气浮厚度检测台上，通过光谱共焦传感器进行厚度检测，把采集到的数据传送给计算机。

4.计算机进行分析并控制机械手把晶圆抓取放置于FOUP里。上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利请的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种晶圆厚度检测设备，其特征在于，包括壳体(1)、晶元传送盒(2)、计算机(3)、预对准装置(4)、机械手(5)、运动台电控箱(6)和气浮厚度检测台(7)，所述晶元传送盒(2)安装在壳体(1)内置的预对准装置(4)的晶元入口处，位于所述晶元传送盒(2)和预对准装置(4)之间设置有机械手(5)，位于所述预对准装置(4)的出料口设置有气浮厚度检测台(7)和光谱共焦传感器(8)，所述光谱共焦传感器(8)数据连接至计算机(3)。

2.根据权利要求1所述的晶圆厚度检测设备，其特征在于：所述晶元传送盒(2)下方安装有解锁装置，晶元传送盒(2)采用FOUP，所述晶元传送盒(2)上设置有锁扣。

3.根据权利要求2所述的晶圆厚度检测设备，其特征在于：所述解锁装置上安装有传感器。

4.根据权利要求3所述的晶圆厚度检测设备，其特征在于：所述传感器数据连接至计算机(3)。

5.根据权利要求4所述的晶圆厚度检测设备，其特征在于：所述机械手(5)设置有两个不同的手臂，其中一个所述手臂上设置有传感器。

6.根据权利要求5所述的晶圆厚度检测设备，其特征在于：所述壳体(1)内顶部设置有FFU风机过滤单元(9)。

7.根据权利要求6所述的晶圆厚度检测设备，其特征在于：所述壳体(1)下方设置有运动台电控箱(6)，所述运动台电控箱(6)内安装电源和控制器，所述控制器连接至计算机(3)。

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