CN113257698A - 用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法及检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法及检测系统，检测方法中基于对半导体薄膜沉积设备中薄膜沉积腔内晶圆的厚度检测，依据检测的晶圆厚度来间接反映出晶圆是否发生倾斜，进而判断绝缘柱的升降状态，一旦绝缘柱的升降状态存在异常，则可控制机械手臂停止进行取片动作，进而避免机械手臂与晶圆发生碰撞，从降低腔体碎片概率、机械手指撞片损伤的概率，减少设备故障时间以及晶圆异常沉积造成的电弧硬件损伤；该检测方法，简单易行，可为后续的机械手臂进行预警，可有效降低设备的故障率；所述检测系统，是基于上述检测方法而研发的一套检测系统，具有设计合理，结构简单等优点。
Description
技术领域
本发明公开涉及半导体薄膜沉积设备中部件检测的技术领域，尤其涉及一种用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法及检测系统。
背景技术
目前，在晶圆的镀膜加工过程中多采用自动化，包括半导体薄膜沉积设备中传片机台的取送片工作，也都是通过机械手臂完成的。
以往的半导体薄膜沉积设备中没有关于绝缘柱升降状态的检测设备，实际工作中发现：如果绝缘柱升降状态异常，会导致晶圆发生倾斜，此时，如果机械手臂直接进行取片的话，会碰触到晶圆，将晶圆插碎或将机械手臂的手指撞坏，存在故障率高的问题。
因此，如何实现对半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测，以降低设备运行的故障率，成为人们亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，本发明提供了用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法及检测系统，以实现对于绝缘柱升降状态的检测的检测，降低设备运行的故障率。
一方面，本发明提供了一种用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法，该检测方法包括如下步骤：
检测所述半导体薄膜沉积设备中薄膜沉积腔内晶圆的厚度；
依据所述晶圆的检测厚度，判断所述绝缘柱升降状态是否存在异常。
优选，所述检测所述半导体薄膜沉积设备中薄膜沉积腔内晶圆的厚度步骤，具体为：
在所述半导体薄膜沉积设备中机械手臂的底部设置激光传感器，并控制所述机械手臂相对所述半导体薄膜沉积设备中的传片机台沿高度方向向上/向下移动；
获取所述激光传感器检测到晶圆的时间以及所述机械手臂向上/向下的移动速度，并计算获得所述晶圆的厚度。
进一步优选，所述激光传感器为映射传感器。
进一步优选，所述依据所述晶圆的检测厚度，判断所述绝缘柱升降状态是否存在异常步骤，具体为：
将所述晶圆的检测厚度与晶圆的厚度阈值进行比较，所述晶圆的厚度阈值包括：厚度上限值和厚度下限值；
当所述晶圆的检测厚度大于等于厚度下限值且小于等于厚度上限值时，所述绝缘柱升降状态为正常，否则存在异常。
另一方面，本发明还提供了一种用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测系统，所述半导体薄膜沉积设备设置有机械手臂，所述机械手臂用于向所述半导体薄膜沉积设备中的传片机台取送片，且所述机械手臂可相对所述传片机台进行高度方向的上下移动，所述检测系统包括：激光传感器以及控制器；
所述激光传感器安装在所述机械手臂的底部；
所述控制器包括：控制单元、计时单元、计算单元以及比较单元；
所述控制单元内存储有所述机械手臂相对所述传片机台进行高度方向上下移动的速度以及晶圆的厚度阈值，所述控制单元的输入端与所述激光传感器的输出端连接，用于接收所述激光传感器发送的检测信号；
所述计时单元的控制端与所述控制单元的输出端连接，所述控制单元根据接收的检测信号，控制所述计时单元开始/停止计时；
所述计算单元的输入端分别与控制单元的输出端以及所述计时单元的输出端连接，用于接收所述控制单元发送的所述机械手臂相对所述传片机台进行高度方向上下移动的速度以及所述计时单元发送的计时结果，并计算获得晶圆的检测厚度；
所述比较单元的输入端分别与所述控制单元的输出端以及所述计算单元的输出端连接，用于接收所述控制单元发送的晶圆的厚度阈值以及所述计算单元发送的晶圆的检测厚度，并将所述晶圆的检测厚度与所述晶圆的厚度阈值进行比较，获得比较结果；
所述控制单元的输入端与所述比较单元的输出端连接，所述控制单元的输出端与所述机械手臂的控制端连接，所述控制单元接收所述比较单元发送的比较结果，并依据所述比较结果控制所述机械手臂继续/停止取片。
优选，所述激光传感器为映射传感器。
本发明提供的用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法，基于对半导体薄膜沉积设备中薄膜沉积腔内晶圆的厚度检测，依据检测的晶圆厚度来间接反映出晶圆是否发生倾斜，进而判断绝缘柱的升降状态，一旦绝缘柱的升降状态存在异常，则可控制机械手臂停止进行取片动作，进而避免机械手臂与晶圆发生碰撞，从降低腔体碎片概率、机械手指撞片损伤的概率，减少设备故障时间以及晶圆异常沉积造成的电弧硬件损伤。
本发明提供的用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法，简单易行，可为后续的机械手臂进行预警，可有效降低设备的故障率。
本发明提供的用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测系统，是基于上述检测方法而研发的一套检测系统，具有设计合理，结构简单等优点。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员而言，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为本发明公开实施例提供的一种用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法的流程示意图；
图2为本发明公开实施例提供的一种用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法中步骤S1的流程示意图；
图3为本发明公开实施例提供的一种用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法中步骤S2的流程示意图；
图4为本发明公开实施例提供的一种用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测系统的组成模块图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
为了实现对于绝缘柱升降状态的检测，降低设备运行的故障率，本实施方案提供了一种用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法，通过对绝缘柱升降状态的检测，进而对机械手臂的后续取片作业进行相应的预警控制，避免机械手臂在绝缘柱升降状态异常时进入取片，出现机械手臂碰撞晶圆的现象，避免晶圆碎片或者机械手指损伤等现象发生，降低设备的故障率。
本实施方案提供的绝缘柱升降状态的检测方法中，将难度系数较大的绝缘柱升降状态的检测问题转化为难度系数较低的晶圆厚度检测问题，进而使得整个检测方法简单易行。
参见图1，该绝缘柱升降状态的检测方法，具体包括如下步骤：
S1：检测半导体薄膜沉积设备中薄膜沉积腔内晶圆的厚度；
S2：依据晶圆的检测厚度，判断绝缘柱升降状态是否存在异常。
该检测方法，首先对薄膜沉积腔内晶圆的厚度进行检测，获得晶圆的检测厚度，依据晶圆的检测厚度，判断晶圆是否发生倾斜，进而间接判断绝缘柱升降状态是否正常，如果晶圆没有发生倾斜，则代表绝缘柱升降状态正常，否则，绝缘柱升降状态异常。
其中，步骤S1中对于晶圆的厚度检测，参见图2，具体包括如下步骤：
S101：在半导体薄膜沉积设备中机械手臂的底部设置激光传感器，并控制机械手臂相对半导体薄膜沉积设备中的传片机台沿高度方向向上/向下移动；
S102：获取激光传感器检测到晶圆的时间以及机械手臂向上/向下的移动速度，并计算获得所述晶圆的厚度。
在对晶圆的厚度检测过程中，激光传感器是对于晶圆的检测装置，用于进行计时装置的启动/停止的触发，获得机械手臂在上下移动过程中检测到晶圆的时间，再依据机械手臂的移动速度，将时间与速度相乘，获得对应的晶圆厚度。
上述激光传感器对于晶圆的检测，具体为：当激光传感器移动接近晶圆最上缘时，此时接收光源的总数量会下降，当低于标准值，激光传感器即开始动作(ON),此时，计时装置启动，开始计时，当激光传感器移动离开晶圆最下缘时，此时激光传感器动作变为(OFF)，计时装置停止计时。利用激光传感器ON的区域可检测晶圆的厚度。
上述的激光传感器优选采用映射传感器，由光学传感器头和放大器两部分构成，该映射传感器可市购。
步骤S2中，对于绝缘柱升降状态是否存在异常的判断，参见图3，具体步骤如下：
S201：将圆的检测厚度与晶圆的厚度阈值进行比较，晶圆的厚度阈值包括：厚度上限值和厚度下限值；
S202：当晶圆的检测厚度大于等于厚度下限值且小于等于厚度上限值时，绝缘柱升降状态为正常，否则存在异常。
绝缘柱升降状态正常情况下，对于正常晶圆厚度在一定范围内，超过最大厚度或者低于最小厚度就属于异常，需报警提醒。
基于上述实施方案提供的检测方法，本实施方案还提供了一种用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测系统，其中，半导体薄膜沉积设备设置有机械手臂，机械手臂用于向半导体薄膜沉积设备中的传片机台取送片，且机械手臂可相对传片机台进行高度方向的上下移动，参见图4，该检测系统主要由激光传感器1以及控制器2两部分构成，其中，激光传感器1安装在机械手臂的底部，用于进行晶圆的检测。控制器2主要由控制单元21、计时单元22、计算单元23以及比较单元24构成，其中，控制单元21内存储有机械手臂相对传片机台进行高度方向上下移动的速度以及晶圆的厚度阈值，控制单元21的输入端与激光传感器1的输出端连接，用于接收所述激光传感器1发送的检测信号，计时单元22的控制端与控制单元21的输出端连接，控制单元21根据接收的检测信号，控制计时单元22开始/停止计时，计算单元23的输入端分别与控制单元21的输出端以及计时单元22的输出端连接，用于接收控制单元21发送的机械手臂相对传片机台进行高度方向上下移动的速度以及计时单元22发送的计时结果，并计算获得晶圆的检测厚度，比较单元24的输入端分别与控制单元21的输出端以及计算单元23的输出端连接，用于接收控制单元21发送的晶圆的厚度阈值以及计算单元23发送的晶圆的检测厚度，并将晶圆的检测厚度与晶圆的厚度阈值进行比较，获得比较结果，控制单元21的输入端与比较单元24的输出端连接，控制单元21的输出端与机械手臂的控制端连接，控制单元21接收比较单元24发送的比较结果，并依据比较结果控制所述机械手臂继续/停止取片。
上述检测系统的具体工作过程为：在机械手臂移动的过程中，激光传感器进行晶圆的检测，当检测到晶圆后，发送信号给控制单元，控制单元发送控制信号给计时单元，计时单元进行计时，当检测不到晶圆后，再次发送信号给控制单元，控制单元控制计时单元停止计时，计时单元将统计的时间值发送到计算单元中，同时控制单元将机械手臂的运行速度也发送计算单元，计算单元根据S＝VT计算出晶圆的检测厚度，并将计算获得的晶圆的检测厚度发送到比较单元中，同时控制单元也将晶圆的厚度阈值发送到比较单元，比较单元将晶圆的检测厚度与晶圆的厚度阈值进行比较，当检测厚度大于等于厚度下限值且小于等于厚度上限值时，绝缘柱升降状态为正常，否则存在异常，当存在异常时，控制单元发送信号给机械手臂，机械手臂停止取片动作，进而避免晶圆破碎或机械手指损伤。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (6)
1.一种用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
检测所述半导体薄膜沉积设备中薄膜沉积腔内晶圆的厚度；
依据所述晶圆的检测厚度，判断所述绝缘柱升降状态是否存在异常。
2.根据权利要求1所述用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法，其特征在于，所述检测所述半导体薄膜沉积设备中薄膜沉积腔内晶圆的厚度步骤，具体为：
在所述半导体薄膜沉积设备中机械手臂的底部设置激光传感器，并控制所述机械手臂相对所述半导体薄膜沉积设备中的传片机台沿高度方向向上/向下移动；
获取所述激光传感器检测到晶圆的时间以及所述机械手臂向上/向下的移动速度，并计算获得所述晶圆的厚度。
3.根据权利要求2所述用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法，其特征在于，所述激光传感器为映射传感器。
4.根据权利要求1所述用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测方法，其特征在于，所述依据所述晶圆的检测厚度，判断所述绝缘柱升降状态是否存在异常步骤，具体为：
将所述晶圆的检测厚度与晶圆的厚度阈值进行比较，所述晶圆的厚度阈值包括：厚度上限值和厚度下限值；
当所述晶圆的检测厚度大于等于厚度下限值且小于等于厚度上限值时，所述绝缘柱升降状态为正常，否则存在异常。
5.一种用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测系统，所述半导体薄膜沉积设备设置有机械手臂，所述机械手臂用于向所述半导体薄膜沉积设备中的传片机台取送片，且所述机械手臂可相对所述传片机台进行高度方向的上下移动，其特征在于，所述检测系统包括：激光传感器(1)以及控制器(2)；
所述激光传感器(1)安装在所述机械手臂的底部；
所述控制器(2)包括：控制单元(21)、计时单元(22)、计算单元(23)以及比较单元(24)；
所述控制单元(21)内存储有所述机械手臂相对所述传片机台进行高度方向上下移动的速度以及晶圆的厚度阈值，所述控制单元(21)的输入端与所述激光传感器(1)的输出端连接，用于接收所述激光传感器(1)发送的检测信号；
所述计时单元(22)的控制端与所述控制单元(21)的输出端连接，所述控制单元(21)根据接收的检测信号，控制所述计时单元(22)开始/停止计时；
所述计算单元(23)的输入端分别与控制单元(21)的输出端以及所述计时单元(22)的输出端连接，用于接收所述控制单元(21)发送的所述机械手臂相对所述传片机台进行高度方向上下移动的速度以及所述计时单元(22)发送的计时结果，并计算获得晶圆的检测厚度；
所述比较单元(24)的输入端分别与所述控制单元(21)的输出端以及所述计算单元(23)的输出端连接，用于接收所述控制单元(21)发送的晶圆的厚度阈值以及所述计算单元(23)发送的晶圆的检测厚度，并将所述晶圆的检测厚度与所述晶圆的厚度阈值进行比较，获得比较结果；
所述控制单元(21)的输入端与所述比较单元(24)的输出端连接，所述控制单元(21)的输出端与所述机械手臂的控制端连接，所述控制单元(21)接收所述比较单元(24)发送的比较结果，并依据所述比较结果控制所述机械手臂继续/停止取片。
6.根据权利要求5所述用于半导体薄膜沉积设备中绝缘柱升降状态的检测系统，其特征在于，所述激光传感器为映射传感器。
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