CN113013057A - 处理晶圆的系统与方法 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一种处理晶圆的系统与方法。该系统及方法包括侦测一晶圆传递机器人的振动、基于这些振动来产生信号，及处理这些信号以用于决定通过该晶圆传递机器人保持的这些晶圆的一条件。

Description

处理晶圆的系统与方法

技术领域

本揭露有关于处理晶圆的系统与方法。

背景技术

集成电路(Integrated circuit；IC)制造利用各种处理步骤，包括蚀刻及沉积遮罩晶圆上的膜(亦即，层)以便创造被动及主动电路的沟槽、通孔、金属接线、组件，诸如电容器、电阻器、感应器、晶体管、天线，及通常在由半导体基板材料形成的晶圆的批次上的集成电路的生产过程中形成绝缘及导电结构。

通常，处理步骤是以线性装配线方式经由自动化或至少半自动化系统执行。处理步骤可包括在腔室或溶液的单独槽罐中清洁、蚀刻、冲洗，及/或沉积晶圆上的材料。晶圆可经移入且移出含于不同槽罐中的处理溶液，因而需要将晶圆置放在槽罐运输装置或机构上，及自槽罐运输装置或机构移除晶圆，以及在不同的槽罐运输装置之间移动晶圆。亦即，晶圆可在晶圆处理期间自动地移动、运输且/或传递多次，该晶圆处理通常涉及晶圆对于高温/低温、温度变化、高压/低压、压力变化，及不同化学试剂的暴露。因而，晶圆可在晶圆的处理期间，以及在伴随处理的晶圆的运输/传递期间遭受应力及甚至应变。

发明内容

在一个实施例中，系统包括晶圆升降机、晶圆传递机器人、附接至晶圆传递机器人的振动感测器及通讯地耦合至振动感测器的处理模块。晶圆升降机用以将至少一个晶圆移动至用于对至少一个晶圆执行处理步骤的化学浴中且自化学浴移除至少一个晶圆。晶圆传递机器人用以保持至少一个晶圆，将至少一个晶圆置放在晶圆升降机上，且自晶圆升降机移除至少一个晶圆。振动感测器用以在通过晶圆传递机器人保持或移除至少一个晶圆期间侦测晶圆传递机器人的振动且基于振动来产生信号。处理模块用以处理信号以用于决定至少一个晶圆的条件。

在另一实施例中，提供用于与半导体工作台一起使用的系统。半导体工作台包括至少一个半导体处理槽罐及至少一个晶圆升降机。每个半导体处理槽罐含有化学浴，且每个晶圆升降机经组配来用于将晶圆移动至对应的半导体处理槽罐的化学浴中及将晶圆移出化学浴。系统包括晶圆传递机器人，该晶圆传递机器人用以保持至少一个晶圆，将至少一个晶圆置放在晶圆升降机上且自晶圆升降机移除至少一个晶圆。系统亦包括振动感测器，该振动感测器附接至晶圆传递机器人且用以在晶圆传递机器人自晶圆升降机移除至少一个晶圆之后侦测晶圆传递机器人的振动，基于振动来产生信号，且将信号发送至处理模块以用于决定在自晶圆升降机移除之后通过晶圆传递机器人保持的至少一个晶圆的条件。

在又一实施例中，提供用于在通过晶圆处理系统处理晶圆期间决定晶圆的条件的方法。方法包括在处理槽罐中处理晶圆中的一或多个、利用晶圆升降机自处理槽罐移除一或多个晶圆、将一或多个晶圆接收在晶圆传递机器人处、侦测晶圆传递机器人的振动、基于振动来产生信号及处理信号以用于决定通过晶圆传递机器人保持的一或多个晶圆的条件。

附图说明

当与随附附图一起阅读时，根据以下详细描述更好地理解本揭露的态样。应注意，根据工业中的标准实践，各种特征未按比例描绘。实际上，出于论述的清晰性可任意地增加或减少各种特征的尺寸。

图1例示根据本揭露的一实施例的用于在晶圆的处理期间决定晶圆的条件的系统；

图2A例示根据本揭露的一实施例的接近于图1的晶圆升降机的底部部分的图1的晶圆传递机器人的臂的端视图；

图2B例示根据本揭露的另一实施例接近于图1的晶圆升降机的底部部分的图1的晶圆传递机器人的臂的端视图；

图3A例示根据本揭露的一实施例的如图1的监视器上所例示的晶圆传递机器人的振动的时间序列；

图3B例示根据本揭露的一实施例的描绘正由晶圆传递机器人抓住的断裂晶圆的如图1的监视器上所例示的晶圆传递机器人的振动的时间序列；

图3C例示根据本揭露的一实施例的描绘正自晶圆传递机器人遗漏的晶圆的如图1的监视器上所例示的晶圆传递机器人的振动的时间序列；以及

图4为根据本揭露的一实施例的用于在晶圆的处理期间决定晶圆的条件的方法的流程图。

【符号说明】

100:系统

102:机器人

104:振动感测器

106:升降机

108:处理区域/槽罐

110:处理模块

112:监视器

114:光学感测器

116:晶圆计数感测器

118:化学浴

120:晶圆

121:臂

122:底部部分

124:狭槽

126:侧部分

128:垂直方向

130:水平方向

132:有线连接

134:有线连接

136:有线连接

202:狭槽

204:边缘

206:大体上水平向外

208:大体上水平向内

400:方法

402～408:步骤

具体实施方式

以下揭露的实施例提供用于实行所提供主题的不同特征的许多不同实施例或实例。以下描述组件及配置的特定实例以简化本揭露。当然，这些仅为实例且不欲为限制。例如，以下描述中的第二特征上方或第二特征上的第一特征的形成可包括其中第一特征及第二特征是直接接触地形成的实施例，且可亦包括其中额外特征可形成在第一特征与第二特征之间，使得第一特征及第二特征可不直接接触的实施例。另外，本揭露可在各种实例中重复元件符号及/或字母。此重复是用于简单性及清晰性的目的且实质上并不规定所论述的各种实施例及/或组态之间的关系。

此外，为便于描述可在本文中使用诸如“在……下方”、“在……以下”、“下”、“在……以上”、“上”、“垂直”、“水平”等的空间相对术语，以描述如图中所例示的一个元件或特征与另一元件(多个)或特征(多个)的关系。除附图中所描绘的定向之外，空间相对术语意欲涵盖使用或操作中的装置的不同定向。设备可以其他方式定向(旋转90度或以其他定向)且同样可据此解释本文使用的空间相对描述符。

晶圆可在IC制造步骤期间经历诸如应力的力，以及例如应变的相对分子移动。例如，力及所得应变可由晶圆对于化学制程的暴露引起，这些化学制作诸如化学浴、电流、高压/低压、压力变化、高温/低温、温度变化、离子轰击、掺杂、氧化、金属化，及其他制造制程。许多制造制程可通过机械系统或装置自动化或半自动化，这些机械系统或装置包括机器人或其他自动化装置，这些其他自动化装置可使晶圆经受通过晶圆的处置、传递及/或运输引起的添加应力及应变。

晶圆可在不同处理步骤期间或在不同处理步骤之间遭受实体损坏(physicaldamage)，诸如破裂或断裂。此外，晶圆可在自一个装置传递至另一装置时，或由于在装置将晶圆自处理装配线中的一个位置移动至处理装配线中的另一位置时，在自动化装置中运输晶圆，而变得不正确地定位在自动化装置中。另外，晶圆可自用来抓取晶圆的批次、运输晶圆，且/或将晶圆传递至其他装置的自动化装置遗漏。

例如，当使用湿工作台对晶圆执行湿式蚀刻制程步骤时，湿工作台的第一机械化自动化子系统可将晶圆的批次移入且移出不同化学溶液(亦称为化学浴)，且第二机械化自动化子系统可将晶圆的批次运输至第一子系统的组件附近的位置且然后将晶圆的批次传递至第一子系统的组件且自第一子系统的组件收集晶圆。晶圆可在处于化学浴中时、在经置放于化学浴中或自化学浴移除时、在晶圆在第一自动化子系统与第二自动化子系统之间的传递期间，及/或在通过第一自动化子系统及/或第二自动化子系统的晶圆的运输期间遭受损坏。化学浴通常保持在处理槽罐或腔室中。若一或多个晶圆经实体损坏，或由于自动化系统之间的不良传递而不正确地保持或定位在自动化系统内，则晶圆可自自动化系统脱落(亦即，遗漏)。例如，通过自动化系统的组件保持的损坏或误定向晶圆可降落至处理槽罐中或保留在处理槽罐中。

在正由晶圆处理系统处理时决定晶圆的条件将为有利的，诸如决定一或多个晶圆是否已经损坏且/或不正确地定位在设计来在处理期间传递/运输晶圆的系统的组件中，或自这些组件遗漏，使得处理可停止以避免对正由系统处理的其他晶圆的污染及/或损坏，且/或避免对自动化系统自身的组件的损坏。

图1例示根据本揭露的一实施例的用于在晶圆的处理期间决定晶圆的条件的系统100。系统100包括晶圆传递机器人102及一或多个振动感测器104。系统100可任择地包括一或多个晶圆升降机106、一或多个处理区域108、处理模块110、监视器112、一或多个光学感测器114及一或多个晶圆计数感测器116中的至少一个。处理区域108可通过诸如处理容器(例如，处理槽罐或处理腔室)的外壳，或其中对晶圆执行一或多个处理程序的任何其他区域限定。处理区域可为其中可控制诸如处理剂的温度、压力、类型及浓度的一或多个处理参数的任何区域。在一个实施例中，处理区域可含有化学浴。在其他实施例中，处理容器包括诸如化学气相沉积(chemical vapor deposition；CVD)及物理气相沉积(physical vapordeposition；PVD)系统的沉积系统的处理槽罐及处理腔室。出于以下论述的目的，一或多个处理区域为一或多个处理槽罐(108)，但本揭露的范畴涵盖任何类型的处理区域或处理容器。每个处理槽罐108可含有形成化学浴118的一或多个晶圆处理剂。处理剂可包括使用在晶圆的处理中的任何溶液，包括用于冲洗的离子化水。在一个实施例中，化学浴可经使用在对半导体晶圆执行的IC制造程序中，该IC制造程序诸如湿式蚀刻、冲洗或晶圆上的材料的化学沉积。然而，本揭露的范畴包括对半导体晶圆执行的所有类型的处理程序，包括对由绝缘体及/或金属形成的晶圆执行的制程。

在一个实施例中，晶圆传递机器人102、一或多个晶圆升降机106、一或多个处理槽罐108、处理模块110、监视器112，及光学感测器114的任何组合可为晶圆处理系统的组件，诸如半导体处理工作台。例如，湿工作台用来在亦称为化学浴的不同化学溶液中蚀刻半导体晶圆，且其他制造工作台经使用于执行用于由半导体晶圆制造包括集成电路的半导体晶粒的其他处理程序。

晶圆传递机器人102用以保持一或多个晶圆120，包括晶圆的批次(未示出)。晶圆传递机器人102亦用以将晶圆120置放在晶圆升降机106上，自晶圆升降机106移除晶圆120，且将晶圆120自一个晶圆升降机(例如，晶圆升降机106)附近的位置运输至另一晶圆升降机(未示出)附近的位置，以用于将晶圆120置放在该另一晶圆升降机上，且然后自该另一晶圆升降机移除晶圆120。在一个实施例中，晶圆传递机器人102包括组配来用于保持晶圆120的两个臂121。两个臂121彼此可直接是相对地定位设置。

晶圆升降机106用以将自晶圆传递机器人102接收的晶圆120移动至化学浴118中，且通常在给定的处理时间之后，自化学浴118移除晶圆120。在一个实施例中，晶圆升降机106用以降低至化学浴118中且自该化学浴升起，用于将晶圆120浸入化学浴118中且自化学浴118移除晶圆120。在一个实施例中，晶圆升降机106用以大体上垂直向下移动以用于降低至化学浴118中且大体上垂直向上移动以用于自化学浴118升起。在一个实施例中，晶圆升降机106具有带有内接狭槽124的底部部分122。例如，底部部分122可为金属、陶瓷或塑胶板材。狭槽124的大小、深度及间距经组配，使得单个狭槽可接收单个晶圆的边缘的一部分，用于暂时适当地将晶圆保持在晶圆升降机106上。晶圆升降机106可亦包括侧部分126，该侧部分用以与垂直传递构件啮合以用于在大体上垂直方向128上移动晶圆升降机。垂直传递构件为在晶圆制造的领域中熟知的，且可包括机器人臂或具有大体上垂直地移动的组件的其他类型的电动装置。

在一个实施例中，晶圆传递机器人102用以在任何方向上移动。尽管未示出，但晶圆传递机器人102可附接至机器人臂或用以在任何方向上移动晶圆传递机器人的其他机械系统。例如，处理模块110或其他外部计算机或控制模块(未示出)可执行用于在晶圆120在用于例如处理制造周期的完成的各种化学浴中的处理期间，导向晶圆传递机器人102以及诸如晶圆升降机106的其他组件的运动的预程序化码。

在一个实施例中，晶圆传递机器人102用以在大体上水平方向130且在大体上垂直方向128上移动。例如，且如所例示，保持晶圆120的晶圆传递机器人102定位在晶圆升降机106附近的位置处。晶圆传递机器人102然可在大体上垂直向下方向上移动，用于邻近于晶圆升降机106的置放，或沿圆周包围晶圆升降机106的置放。

图2A及图2B为例示根据本揭露的实施例的接近于晶圆升降机106的底部部分122的晶圆传递机器人102的臂121的端视图的示意图。在一个实施例中，晶圆传递机器人102的至少一个臂121用以在大体上水平方向上可移动的，然而本揭露的范畴涵盖包括两个可移动臂121的晶圆传递机器人102。至少一个臂121，或替代地两个臂121经组配为具有多个狭槽202(亦称为凹槽)，用于接收晶圆120的边缘204的一部分以用于将晶圆120适当地保持在晶圆传递机器人102上。

如通过图2A所例示，晶圆传递机器人102先前已在大体上垂直向下方向上移动，以用于邻近于晶圆升降机106置放臂121。一旦邻近于晶圆升降机106而定位，晶圆传递机器人102的臂121中的一个或两者大体上水平向外206(亦即，彼此远离)移动，借此使晶圆120能够自晶圆传递机器人102变位或降落至晶圆升降机106的底部部分122上的位置中。在一个实施例中，晶圆120的边缘204的一部分降落至内接在晶圆升降机106的底部部分122中的狭槽124(图1)中。每个狭槽124经组配用于接收对应的晶圆的边缘124的一部分，使得对应的晶圆在晶圆升降机106的底部部分122上固定在直立位置中。

一旦晶圆升降机106已自晶圆传递机器人102接收晶圆120，晶圆升降机106可在大体上垂直向下方向上降低，用于将晶圆120浸入化学浴118中。在预定处理时间之后，晶圆升降机106可在大体上垂直向上方向上上升，用于将晶圆升降机106重新定位在晶圆传递机器人102附近的位置中。

一旦晶圆升降机106经重新定位在晶圆传递机器人102附近，如通过图2B所例示，晶圆传递机器人102的臂121中的一个或两者大体上水平向内208(亦即，朝向彼此)移动，用于自晶圆升降机106收集(亦即，移除)晶圆120。在一个实施例中，在臂121中的一个或两者大体上水平向内208移动时，晶圆传递机器人102的臂121中的狭槽202啮合晶圆120的边缘204的部分。在一个实施例中，臂121中的狭槽202经设计，使得在臂121啮合晶圆120的边缘204的部分时，晶圆120经垂直向上提升小距离，借此使每个晶圆120自晶圆升降机106的底部部分122中的该晶圆的对应狭槽124脱离。在另一实施例中，在晶圆传递机器人102在大体上垂直向上方向上远离晶圆升降机106而移动时，晶圆120自晶圆升降机106的底部部分122中的狭槽124脱离。

一旦晶圆传递机器人102已移动充分的垂直向上距离(例如，用以清洁所有升降机106及可附接至处理槽罐108的其他组件的充分距离，晶圆传递机器人102可在大体上水平方向130上移动以用于置放在对应于另一处理槽罐的另一晶圆升降机附近的位置中，以用于对晶圆传递机器人102的晶圆120执行下一处理程序。

当晶圆以包括已知半导体制程的液体、气体或固体处理时，这些晶圆可经受通过对于高温/低温、快速温度变化、高压/低压、快速压力变化、各种化合物及/或振动的暴露引起的应力及所得应变。振动可经故意地诱发，例如，作为处理步骤的部分的化学浴的振动，或通过自一个机械运输/传递系统至另一机械运输/传递系统的晶圆的传递诱发。例如，晶圆120可经受在晶圆120通过晶圆升降机106运输至化学浴118中且运输出化学浴118时，及通过自晶圆运输机器人102至晶圆升降机106的晶圆120的传递及/或通过由晶圆传递机器人102自晶圆升降机106收集晶圆120发生的应力/应变。这些应力/应变单独地或以任何组合方式可改变晶圆120中的一或多个的条件，诸如使晶圆120破裂或断裂。若晶圆断裂成一或多个部分，则部分中的一些可自晶圆传递机器人102降落至化学浴118中，或部分中的全部可自晶圆传递机器人102降落，从而导致晶圆传递机器人102具有一或多个遗漏晶圆。此外，破裂或断裂晶圆，及在一些场合，未破裂、未断裂晶圆(亦即，无损晶圆)可在通过晶圆传递机器人102自晶圆升降机106收集时未通过晶圆运输机器人102适当地保持。

例如，当在自晶圆升降机106收集晶圆120时将要由晶圆传递机器人102的狭槽202啮合的晶圆120的边缘204的一部分未由狭槽202或任何狭槽接收，或由不正确的狭槽接收时，晶圆会由晶圆传递机器人102不正确地保持。不正确的狭槽为已接收二或更多个晶圆的边缘204的部分的狭槽，例如，或是接收晶圆的边缘204的一部分的晶圆传递机器人102的一个臂121上的狭槽，该狭槽与已接收晶圆的相反边缘的一部分的另一相反臂上的狭槽直接并非直接相对。

诸如破裂、断裂、不正确地保持的晶圆，或遗漏晶圆的这些晶圆条件可在这些晶圆经传递至其他晶圆升降机以用于后续处理时，影响通过晶圆传递机器人102保持的晶圆的后续处理，或可由于已降落或保持在化学浴118中的晶圆或晶圆的部分的存在而影响晶圆的新批次的后续处理。

根据本文所描述的实施例，一或多个振动感测器104附接至晶圆传递机器人102。在一个实施例中，振动感测器104附接至晶圆传递机器人102的一个臂121，或替代地，一个振动感测器104附接至晶圆传递机器人102的每个臂121。

振动感测器104用以侦测晶圆传递机器人102的振动。尽管振动感测器104可在晶圆传递机器人102的操作期间的任何时间侦测晶圆传递机器人102的振动，但在晶圆传递机器人102自晶圆升降机106移除(亦即，收集)晶圆120之后侦测的振动可为尤其感兴趣的。在一个实施例中，振动感测器104为用于侦测诸如振动运动的运动的基于惯性的运动侦测器。在一些实施例中，振动感测器104包括加速度计、回转仪组件、一或多个其他合适的组件，或其组合。

根据本揭露的一实施例，振动感测器104侦测晶圆传递机器人102的振动且基于所侦测振动产生信号。本揭露的范畴涵盖包括处理所侦测振动以产生诸如电流、电压或磁性信号的电气信号的微处理器或CPU的振动感测器，及可不包括处理器，但可包括由诸如压电材料的材料形成的组件的其他振动感测器，这些组件自其振动运动产生电气信号。

处理模块110可包括一或多个处理器、CPU、微控制器、记忆体、ADC/DAC单元及用于数字及/或模拟信号处理的相关联逻辑电路图及/或固件。在一个实施例中，处理模块110用以接收来自振动感测器104的信号且处理信号。例如，处理模块110可处理用于在监视器112上显示为时间序列或频谱的信号。处理模块110可替代地，或除显示处理后信号之外，将处理后信号或频域及/或时域中的处理后信号的图案与储存在记忆体中的信号或信号的图案进行比较。储存在记忆体中的每个信号或信号图案可与亦储存在记忆体中的信号的对应原因相关联。

例如，图3A例示根据本揭露的一实施例的如监视器112上所例示的晶圆传递机器人102的振动的时间序列。自t＝0至t＝t1，晶圆传递机器人102正经移动以经定位来用于自晶圆升降机106收集晶圆120，在t＝t1处，晶圆传递机器人102自晶圆升降机106收集晶圆120，且对于大于t＝t1的时间，晶圆传递机器人102正自晶圆升降机106移开。t＝t1处的振动中的尖峰指示自晶圆升降机106的晶圆120的收集(亦即，移除)，且对于大于t＝t1的时间发生的较小振动指示由t＝t1处的收集事件引起的初始振动的阻尼。图3A不指示晶圆中的任何晶圆断裂、破裂、遗漏或由晶圆传递机器人102不正确地保持。

图3B例示根据本揭露的一实施例的描绘断裂晶圆正由晶圆传递机器人102保持的如监视器112上所例示的晶圆传递机器人102的振动的时间序列。收集事件通过t＝t1处的振动中的尖峰指示，然而，时间t>t1处的尖峰的图案指示正由晶圆传递机器人102保持的晶圆断裂。

图3C例示根据本揭露的一实施例的描绘晶圆正自晶圆传递机器人102遗漏的如监视器112上所例示的晶圆传递机器人102的振动的时间序列。收集事件通过t＝t1处的振动中的尖峰指示，然而，t>t1处的尖峰的图案指示在晶圆传递机器人102已自晶圆升降机106收集晶圆120之后，晶圆正自晶圆传递机器人102遗漏。因而，遗漏晶圆，或遗漏晶圆的至少部分可能处于对应于晶圆升降机106的处理槽罐108的化学浴118中。

尽管处理模块110可处理自振动感测器104接收的信号用于显示为时间序列，但处理模块110可产生时间序列的频谱且分析频谱或频谱及时间序列的组合。在其他实施例中，处理模块110可结合储存在处理模块110的记忆体中的信号或信号图案分析处理后信号，以决定正处理及/或正由晶圆传递机器人102保持的晶圆的条件。

参考回图1，振动感测器104可经由有线连接132通讯地耦合至处理模块110。然而，本揭露的范畴包括振动感测器104与处理模块110的间的无线通讯。

监视器112可经由有线连接134或以无线方式通讯地耦合至处理模块110。在一个实施例中，当处理模块110决定正由晶圆传递机器人102保持的晶圆120的条件包括晶圆为破裂、断裂、不正确地保持，及/或遗漏中的至少一个时，处理模块110产生用于显示在监视器112上的警报信号。警报信号警告操作者，借此允许操作者使当前制造处理步骤暂停，使得遗漏晶圆可经自处理槽罐移除，断裂及/或破裂晶圆可经自晶圆传递机器人102移除，且不正确地保持的晶圆可经调整，如此这些不正确地保持的晶圆由晶圆传递机器人102正确地保持。此外，操作者可基于警报信号及通过处理模块110决定的晶圆条件(多个)的类型及/或在针对遗漏晶圆检查一或多个处理槽罐之后，断定丢弃当前正处理的所有晶圆且以新晶圆开始新处理周期。

一或多个光学感测器114可经由有线连接136或以无线方式通讯地耦合至处理模块110。光学感测器114可经定位来用于捕获含于一或多个处理槽罐内的化学浴中的至少一个的影像。在另一实施例中，光学感测器114可用以捕获晶圆升降机106及/或晶圆传递机器人102的额外影像。在一个实施例中，光学感测器114为电荷耦合装置。处理模块110用以处理所捕获影像且/或将所捕获影像发送至监视器112用于显示。

光学感测器114可与晶圆传递机器人102的振动的分析相结合地由系统100的操作者使用来决定正由晶圆传递机器人102保持的晶圆120的条件。例如，光学感测器114具有有限解析度，且可未经充分照射的处理槽罐内侧的所捕获影像可难以解译。此外，一些化学浴包含可为对于光不透明或部分透明的化合物，且/或一些化学浴的不透明性可在晶圆的处理期间改变。此外，化学浴的成像亦可受来自化学浴的表面的成像光的反射阻碍。另外，浴的表面可具有波纹，从而增添成像物品的难度，这些物品诸如可浸没在浴中的晶圆或晶圆的部分。

尽管用于决定晶圆的条件的光学成像方法或用于处理晶圆的系统可并非始终充分且精确的，但根据所揭示实施例，含于处理槽罐中的浴的所捕获影像可与晶圆传递机器人102的所侦测振动相结合地使用。例如，来自光学成像感测器114的结果可用来通过使诸如如通过所侦测振动的分析决定及如通过所捕获影像验证的断裂、破裂、遗漏及/或不正确地保持的晶圆的晶圆条件与对应振动信号相关联来帮助训练，以用于创建具有对应晶圆条件的时间空间或频率空间中的振动信号或振动信号的图案的表。表可经储存在处理模块110的记忆体或处理模块110外部的记忆体中。在另一实施例中，当振动信号独自并非晶圆120的条件(亦即，状态)的决定因素时，所捕获影像可与振动信号相结合地使用来决定晶圆传递机器人102上的晶圆120的条件。

一或多个晶圆计数感测器116可用以侦测通过晶圆传递机器人102保持的晶圆的数目且产生对应的晶圆计数信号。在一个实施例中，晶圆计数感测器116附接至晶圆传递机器人102，诸如晶圆传递机器人102的一个或两个臂121。晶圆计数感测器116可包括用于侦测臂121的对应狭槽中的晶圆的存在且产生对应的晶圆计数信号的一或多个压力感测器、机械感测器及/或机电感测器。晶圆计数感测器116可经由有线连接或无线连接通讯地耦合至处理模块110。处理模块110进一步用以接收来自每个晶圆计数感测器116的晶圆计数信号且处理晶圆计数信号(多个)以用于决定正由晶圆传递机器人102保持的晶圆的数目。处理模块110及监视器112可用以将晶圆的决定的数目显示在监视器112上，且/或与晶圆传递机器人102的振动的分析及/或所捕获影像相结合地使用晶圆的决定的数目来决定由晶圆传递机器人102保持的晶圆120的条件，且/或用于创建具有对应晶圆条件的时间空间或频率空间中的振动信号或振动信号的图案的表。

根据本揭露的一实施例，晶圆计数感测器116包括多个晶圆感测器，晶圆传递机器人102的臂121上的至少一个狭槽202包括用于侦测狭槽202是否含有各别晶圆的边缘204的一部分(亦即，与该部分啮合)的晶圆感测器。在一个实施例中，晶圆感测器附接至晶圆传递机器人102的臂121上的每个狭槽202的一部分。机电感测器可包括压电材料，当压电材料通过晶圆抵靠感测器的力加应力，借此引起导致计数信号的产生的压电材料中的应变时，该压电材料产生计数信号。

图4为根据本揭露的一实施例的用于在晶圆的处理期间决定晶圆的条件的方法400的流程图。晶圆可通过任何已知半导体处理系统处理，该任何已知半导体处理系统包括半导体处理工作台。工作台经组配来用于对半导体晶圆的批次执行一或多个处理程序。例如，处理程序可包括但不限于湿式蚀刻、冲洗及/或清洁。然而，本揭露的范畴涵盖任何类型的晶圆处理程序，这些晶圆处理程序涉及往返于处理腔室或处理槽罐的晶圆的机械传递及/或在晶圆运输/传递系统及装置之间的晶圆的机械传递。

工作台可包括至少一个处理区域，诸如处理槽罐，及对应的晶圆升降机。出于以下论述的目的，一或多个处理区域为一或多个处理槽罐，但本揭露的范畴涵盖任何类型的处理区域或处理容器。每个处理槽罐用以对一或多个晶圆执行一或多个处理步骤，亦称为处理程序。例如，处理槽罐可含有用来执行特定处理步骤或程序的化学浴或其他流体剂。每个晶圆升降机经组配来用于将晶圆移动至对应的处理槽罐中且将晶圆移出对应的处理槽罐。在一个实施例中，晶圆升降机在大体上垂直方向上移动晶圆。系统进一步包括晶圆传递机器人及振动感测器，该振动感测器附接至晶圆传递机器人。晶圆传递机器人经组配来用于保持晶圆，将晶圆传递至至少一个晶圆升降机且自至少一个晶圆升降机移除晶圆。根据一个实施例，晶圆传递机器人用以将晶圆自一个晶圆升降机移动至另一晶圆升降机。在一个实施例中，晶圆传递机器人用以在大体上垂直方向上移动以用于将晶圆置放在晶圆传递升降机上，及/或自晶圆传递升降机移除晶圆，且在大体上水平方向上移动以用于将晶圆自第一晶圆传递升降机附近的位置移动至第二晶圆传递升降机附近的位置。晶圆传递机器人然后可在大体上垂直方向上移动以用于将晶圆置放在第二晶圆传递升降机上，及/或自第二晶圆传递升降机移除晶圆。

在方法的步骤402中，侦测晶圆传递机器人102的振动。在一个实施例中，一或多个振动感测器104侦测晶圆传递机器人102的振动。根据另一实施例，晶圆传递机器人102包括至少两个臂121，该至少两个臂121经组配来用于保持晶圆120，将晶圆置放在晶圆升降机106及自晶圆升降机106移除晶圆。至少一个臂可相对于另一臂移动，以用于将晶圆置放在晶圆升降机106上及自晶圆升降机106移除晶圆。在一个实施例中，至少一个振动感测器104附接至晶圆传递机器人102的至少一个臂121。

在步骤404中，基于振动产生信号。在一个实施例中，振动感测器104用以基于晶圆传递机器人102的所侦测振动来产生信号。信号可为电气信号，诸如电流、电压、磁性或电磁信号。信号可为模拟或数字信号，任何一个可表示例如所侦测振动的模拟或数字时间序列或所侦测振动的模拟或数字频谱。在一个实施例中，振动感测器104为机电感测器，该机电感测器可包括例如回转组件、压电组件及/或加速度计组件。

在步骤406中，信号经处理以用于决定通过晶圆传递机器人102保持的晶圆120的条件。在一个实施例中，信号通过处理模块110处理，该处理模块110包括例如微处理器、CPU、微控制器、记忆体、模拟/数字转换器及数字逻辑及处理电路。尽管本揭露的范畴涵盖在晶圆传递机器人102及/或用于处理晶圆120的系统组件的操作期间的任何及所有时间侦测振动、产生信号，及处理信号，但根据一个实施例，信号直接在晶圆120通过晶圆传递机器人102自晶圆升降机106移除之后经处理来用于决定通过晶圆传递机器人102保持的晶圆120的条件。根据本揭露的另一实施例，信号是在包括晶圆120通过晶圆传递机器人102自第一晶圆升降机移除、晶圆传递机器人102移动至第二晶圆升降机附近的位置，及晶圆120通过晶圆传递机器人102置放在第二晶圆升降机上的时间段期间处理来用于决定通过晶圆传递机器人102保持的晶圆120的条件。

在一个实施例中，晶圆120的条件可包括一或多个晶圆为破裂、断裂，通过晶圆传递机器人102不正确地保持，及/或自晶圆传递机器人102遗漏。

若方法决定晶圆120的条件包括一或多个晶圆为破裂、断裂、通过晶圆传递机器人102不正确地保持，及/或自晶圆传递机器人102遗漏，则在步骤408中，包括晶圆升降机106及晶圆传递机器人102的操作的晶圆的处理停止，且操作者可针对自晶圆传递机器人102遗漏的任何晶圆，或晶圆的部分核对处理槽罐108，调整晶圆传递机器人102上的任何不正确地保持的晶圆的定位，自晶圆传递机器人102移除且/或替换任何破裂或断裂晶圆，替换任何污染的化学浴118或保持在处理槽罐108中的其他溶液，且/或以新晶圆批次替换当前正处理的所有晶圆且重复处理程序中的一或多个。

本揭露提供用于在晶圆的处理期间决定晶圆的条件的系统及方法。晶圆可通过半导体工作台或用于对晶圆执行处理程序以用于例如集成电路的制造的其他系统或组件处理。本揭露的系统及方法不限于晶圆处理，但亦可与处理物件的任何系统一起使用，这些物件通过自动或半自动机械系统在执行处理程序的各种腔室或槽罐之间运输且/或传递。

在一个实施例中，系统包括晶圆升降机、晶圆传递机器人、附接至晶圆传递机器人的振动感测器及通讯地耦合至振动感测器的处理模块。晶圆升降机用以将至少一个晶圆移动至用于对至少一个晶圆执行处理步骤的化学浴中且自化学浴移除至少一个晶圆。晶圆传递机器人用以保持至少一个晶圆，将至少一个晶圆置放在晶圆升降机上，且自晶圆升降机移除至少一个晶圆。振动感测器用以在通过晶圆传递机器人保持或移除至少一个晶圆期间侦测晶圆传递机器人的振动且基于振动来产生信号。处理模块用以处理信号以用于决定至少一个晶圆的条件。在一个实施例中，晶圆的条件包含至少一个晶圆中的一或多个晶圆为破裂、断裂、不正确地保持，及/或遗漏。在一个实施例中，系统进一步包含一监视器，监视器通讯地耦合至处理单元。当处理模块决定晶圆的条件包含晶圆中的一或多个晶圆为破裂、断裂、不正确地保持，及/或遗漏时，处理模块产生一警报信号，且监视器显示警报信号。在一个实施例中，晶圆传递机器人包含至少一个可移动臂。可移动臂具有多个狭槽。当可移动臂移动以自晶圆升降机移除至少一个晶圆时，每个狭槽用以接收个晶圆中的一晶圆的一边缘的一部分，且振动感测器附接至一个可移动臂。在一个实施例中，当晶圆的边缘的部分未由一狭槽接收时或当狭槽接收二或更多个晶圆的边缘的部分时，一个晶圆通过晶圆传递机器人不正确地保持。在一个实施例中，系统进一步包含晶圆计数感测器。晶圆计数感测器用以侦测在自晶圆升降机移除晶圆之后通过晶圆传递机器人保持的晶圆的一晶圆数目且产生晶圆计数信号。晶圆计数感测器通讯地耦合至处理模块，且处理模块进一步用以处理晶圆计数信号以用于决定在自晶圆升降机移除之后通过晶圆传递机器人保持的晶圆的条件。在一个实施例中，晶圆计数感测器包含多个晶圆感测器，且每个狭槽包括用于侦测狭槽是否含有一各别晶圆的一边缘的一部分的一晶圆感测器。在一个实施例中，处理区域为含有一化学浴的一处理槽罐。晶圆升降机用以将晶圆移动至化学浴中以用于对晶圆执行一处理步骤，且自化学浴移除至少一个晶圆。系统进一步包含光学感测器以及监视器。光学感测器通讯地耦合至处理模块且定位来用于捕获含于处理槽罐内的化学浴、晶圆升降机及晶圆传递机器人中的至少一个的影像。监视器通讯地耦合至处理模块且用以显示所捕获影像。在一个实施例中，振动感测器用以在晶圆传递机器人自晶圆升降机移除至少一个晶圆之后侦测晶圆传递机器人的振动，且处理模块用以处理信号以用于决定在晶圆自晶圆升降机移除之后通过晶圆传递机器人保持的晶圆的一条件。

在另一实施例中，提供用于与半导体工作台一起使用的系统。半导体工作台包括至少一个半导体处理槽罐及至少一个晶圆升降机。每个半导体处理槽罐含有化学浴，且每个晶圆升降机经组配来用于将晶圆移动至对应的半导体处理槽罐的化学浴中及将晶圆移出化学浴。系统包括晶圆传递机器人，该晶圆传递机器人用以保持至少一个晶圆，将至少一个晶圆置放在晶圆升降机上且自晶圆升降机移除至少一个晶圆。系统亦包括振动感测器，该振动感测器附接至晶圆传递机器人且用以在晶圆传递机器人自晶圆升降机移除至少一个晶圆之后侦测晶圆传递机器人的振动，基于振动来产生信号，且将信号发送至处理模块以用于决定在自晶圆升降机移除之后通过晶圆传递机器人保持的至少一个晶圆的条件。在一个实施例中，一个晶圆的条件包含至少一个晶圆中的一或多个晶圆为破裂、断裂、不正确地保持，及/或遗漏。在一个实施例中，晶圆传递机器人包含至少一个可移动臂。可移动臂具有多个狭槽。当可移动臂移动以自晶圆升降机移除至少一个晶圆时。每个狭槽用以接收至少一个晶圆中的一晶圆的一边缘的一部分，且振动感测器附接至至少一个可移动臂。在一个实施例中，当晶圆的边缘的部分未由狭槽接收时或当狭槽接收二或更多个晶圆的边缘的部分时，晶圆通过晶圆传递机器人不正确地保持。在一个实施例中，系统进一步包含一晶圆计数感测器。晶圆计数感测器用以侦测在自晶圆升降机移除之后通过晶圆传递机器人保持的晶圆的一晶圆数目且产生一晶圆计数信号。晶圆计数感测器耦合至处理模块，且处理模块进一步用以处理晶圆计数信号以用于决定在自晶圆升降机移除之后通过晶圆传递机器人保持的晶圆的条件。在一个实施例中，一个半导体处理区域为至少一个半导体处理容器。每个半导体处理容器含有一化学浴。每个晶圆升降机经组配来用于将晶圆移动至一对应半导体处理容器的化学浴中及将晶圆移出化学浴。系统进一步包含光学感测器以及监视器。光学感测器通讯地耦合至处理模块且定位来用于捕获含于处理容器中的一或多个处理容器内的化学浴、晶圆升降机及晶圆传递机器人中的至少一个的影像。监视器通讯地耦合至处理模块。监视器用以显示所捕获影像。

在又一实施例中，提供用于在通过晶圆处理系统处理晶圆期间决定晶圆的条件的方法。方法包括在处理槽罐中处理晶圆中的一或多个、利用晶圆升降机自处理槽罐移除一或多个晶圆、将一或多个晶圆接收在晶圆传递机器人处、侦测晶圆传递机器人的振动、基于振动来产生信号及处理信号以用于决定通过晶圆传递机器人保持的一或多个晶圆的条件。在一个实施例中，一或多个晶圆的条件包含一或多个晶圆为破裂、断裂、通过晶圆传递机器人不正确地保持及/或自晶圆传递机器人遗漏。在一个实施例中，方法进一步包含捕获处理槽罐的影像。处理信号的步骤包含处理信号及所捕获影像以用于决定在一或多个晶圆通过晶圆传递机器人自晶圆升降机移除之后通过晶圆传递机器人保持的一或多个晶圆的条件。在一个实施例中，方法进一步包含侦测在自晶圆升降机移除之后通过晶圆传递机器人保持的晶圆的一数目以及基于侦测的晶圆的数目来产生一晶圆计数信号。处理信号的步骤进一步包含处理信号及晶圆计数信号以用于决定在通过晶圆传递机器人自晶圆升降机移除晶圆之后通过晶圆传递机器人保持的晶圆的条件。在一个实施例中，晶圆包含半导体晶圆且处理容器含有一化学浴。

先前内容概括若干实施例的特征，使得熟悉此项技术者可更好地理解本揭露的态样。熟悉此项技术者应了解，这些熟悉此项技术者可容易地使用本揭露作为基础，以用于设计或修改用于执行相同目的及/或达成本文介绍的实施例的相同优点的其他制程及结构。

熟悉此项技术者亦应意识到这些等效构造不脱离本揭露的精神及范畴，且这些熟悉此项技术者可在不脱离本揭露的精神及范畴的情况下在本文中做出各种变化、置换，及变更。

Claims (10)

1.一种处理晶圆的系统，其特征在于，包含：

一晶圆升降机，用以将至少一个晶圆移动至一处理区域中以用于对该至少一个晶圆执行一处理步骤且自该处理区域移除该至少一个晶圆；

一晶圆传递机器人，用以保持该至少一个晶圆、将该至少一个晶圆置放在该晶圆升降机上，且自该晶圆升降机移除该至少一个晶圆；

一振动感测器，附接至该晶圆传递机器人且用以在通过该晶圆传递机器人保持或移除该至少一个晶圆期间侦测该晶圆传递机器人的振动且基于该振动来产生信号；以及

一处理模块，通讯地耦合至该振动感测器，该处理模块用以处理所述信号以用于决定该至少一个晶圆的一条件。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该至少一个晶圆的该条件包含该至少一个晶圆中的一或多个晶圆为破裂、断裂、不正确地保持，及/或遗漏。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，该晶圆传递机器人包含至少一个可移动臂，该至少一个可移动臂具有多个狭槽，当该至少一个可移动臂移动以自该晶圆升降机移除该至少一个晶圆时，每个狭槽用以接收该至少一个晶圆中的一晶圆的一边缘的一部分，且其中该振动感测器附接至该至少一个可移动臂。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，进一步包含一晶圆计数感测器，该晶圆计数感测器用以侦测在自该晶圆升降机移除该至少一个晶圆之后通过该晶圆传递机器人保持的该至少一个晶圆的一晶圆数目且产生一晶圆计数信号，该晶圆计数感测器通讯地耦合至该处理模块，且该处理模块进一步用以处理该晶圆计数信号以用于决定在自该晶圆升降机移除之后通过该晶圆传递机器人保持的该至少一个晶圆的该条件。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该处理区域为含有一化学浴的一处理槽罐，其中该晶圆升降机用以将该至少一个晶圆移动至该化学浴中以用于对该至少一个晶圆执行一处理步骤，且自该化学浴移除该至少一个晶圆，且其中该系统进一步包含：

一光学感测器，通讯地耦合至该处理模块且定位来用于捕获含于该处理槽罐内的该化学浴、该晶圆升降机及该晶圆传递机器人中的至少一个的影像；以及

一监视器，通讯地耦合至该处理模块且用以显示所捕获影像。

6.一种处理晶圆的系统，用于与一半导体工作台一起使用，该半导体工作台包括至少一个半导体的处理区域及至少一个晶圆升降机，每个晶圆升降机经组配来用于将多个晶圆移动至一对应半导体处理槽罐的该处理区域中且将所述多个晶圆移出该处理区域，其特征在于，该系统包含：

一晶圆传递机器人，用以保持至少一个晶圆、将该至少一个晶圆置放在一晶圆升降机上，且自该晶圆升降机移除该至少一个晶圆；以及

一振动感测器，附接至该晶圆传递机器人且用以在该晶圆传递机器人自该晶圆升降机移除该至少一个晶圆之后侦测该晶圆传递机器人的振动，基于该振动来产生信号，且将所述信号发送至一处理模块以用于决定在自该晶圆升降机移除之后通过该晶圆传递机器人保持的该至少一个晶圆的一条件。

7.一种处理晶圆的方法，用于在通过一晶圆处理系统处理多个晶圆期间决定所述多个晶圆的条件，其特征在于，该方法包含：

在一处理容器中处理所述多个晶圆中的一或多个晶圆；

利用一晶圆升降机自该处理容器移除该一或多个晶圆；

将该一或多个晶圆接收在一晶圆传递机器人处；

侦测该晶圆传递机器人的振动；

基于该振动来产生信号；以及

处理所述信号以用于决定通过该晶圆传递机器人保持的该一或多个晶圆的一条件。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该一或多个晶圆的该条件包含一或多个晶圆为破裂、断裂、通过该晶圆传递机器人不正确地保持及/或自该晶圆传递机器人遗漏。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包含：捕获该处理槽罐的影像，且其中该处理所述信号的步骤包含处理所述信号及所捕获影像以用于决定在该一或多个晶圆通过该晶圆传递机器人自该晶圆升降机移除之后通过该晶圆传递机器人保持的该一或多个晶圆的该条件。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包含：

侦测在自该晶圆升降机移除之后通过该晶圆传递机器人保持的所述多个晶圆的一数目；以及

基于侦测的该晶圆的数目来产生一晶圆计数信号，

其中该处理所述信号的步骤进一步包含处理所述信号及所述多个晶圆计数信号以用于决定在通过该晶圆传递机器人自该晶圆升降机移除所述多个晶圆之后通过该晶圆传递机器人保持的所述多个晶圆的该条件。

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