CN114623862B - 半导体量测设备及清洁方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于半导体量测技术领域，具体涉及一种半导体量测设备及其清洁方法，所述半导体量测设备包括：晶圆装载端口，所述晶圆装载端口用于存放晶圆；晶圆量测装置，所述晶圆量测装置用于测量所述晶圆的参数；EFEM模块，所述晶圆转送装置用于将晶圆在所述量测设备各个模块之间传送；清洁模块，所述清洁模块用于在所述半导体量测设备运行时清洁所述晶圆装载端口、EFEM模块和晶圆量测装置。根据本申请的半导体量测设备，通过在半导体量测设备中设置清洁模块，使半导体量测设备在不停机的状态下，即可对晶圆装载端口、EFEM模块和晶圆量测装置等进行周期性清洁，从而提高半导体量测设备的生产效率。

Description

半导体量测设备及清洁方法

技术领域

本申请属于半导体检测技术领域，具体涉及一种半导体量测设备及清洁方法。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

半导体晶圆在经过多道加工工艺之后，需要对加工后的晶圆进行参数测量，以保证晶圆满足客户要求。晶圆大多采用量测设备对其厚度、形貌、缺陷、电学性质等参数进行测量，量测设备通常为一体机，可以测量多个晶圆参数，因此，晶圆在测量设备内会经过多个位置的移动。由当测量测设内部某个测量工位被污染或者晶圆被污染时，晶圆在各量测工位移动时会扩大污染面积造成进一步的多个模块的污染，而且受到污染的量测设备可能会对后续进行量测的晶圆造成污染。

现有技术中，通常通过清理量测设备内部各个模块各测量工位的污染。但该清理过程需要将量测设备停机，量测停机过程使生产过程停止，从而降低了生产效率。

发明内容

本发明提供了一种半导体量测设备，所述半导体量测设备包括：晶圆装载端口，所述晶圆装载端口用于存放晶圆；晶圆量测装置，所述晶圆量测装置用于测量所述晶圆的参数；EFEM模块，所述EFEM模块用于在所述晶圆装载端口与所述晶圆量测装置之间传递晶圆；清洁模块，所述清洁模块用于在所述半导体量测设备运行时清洁所述晶圆装载端口、所述晶圆量测装置和所述EFEM模块。

附图说明

通过阅读下文具体实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出具体实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。其中：

图1为本发明的半导体量测设备的结构示意图；

图2为图1所示清洁模块的静电晶圆工作状态图；

图3为图1所示清洁模块的部分结构示意图；

图4为本发明的清洁方法的步骤流程图。

附图标记：

100：半导体量测设备；

10：晶圆装载端口；

20：EFEM模块、21：机械臂；

30：晶圆量测装置；

40：清洁模块、41：静电晶圆、411：绝缘件、42：静电晶圆盒、43：静电晶圆回收盒；

50：洁净度量测模块；

60：控制模块；

70：壳体；

80：卡盘；

90：颗粒。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施方式。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在附图中示出了根据本公开实施方式的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种室、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的室/层。

在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

如图1所示，本发明第一方面的实施例提供了一种半导体量测设备100，半导体量测设备100包括：晶圆装载端口10、EFEM模块20、晶圆量测装置30和清洁模块40，具体地，晶圆装载端口10用于存放晶圆，晶圆量测装置30用于测量晶圆的参数，EFEM模块20用于在晶圆装载端口10与晶圆量测装置30之间传递晶圆，，清洁模块40用于在半导体量测设备100运行时清洁晶圆装载端口10、晶圆量测装置30和EFEM模块20。

根据本发明实施例的半导体量测设备100，通过在半导体量测设备100中设置清洁模块40，使半导体量测设备100在不停机的状态下，可对晶圆装载端口10、EFEM模块20和晶圆量测装置30等进行清洁，从而避免因清洁半导体量测设备100而使半导体量测设备100停机造成的生产率降低的情况，同时，清洁模块40为自动化模块，减轻了操作人员的工作压力，同时降低了操作人员的成本。

具体地，半导体量测设备100还包括壳体70，晶圆装载端口10设置在壳体70的一侧，且晶圆装载端口10为晶圆暂存处，晶圆装载端口10上可以防止晶圆盒以存放晶圆。晶圆量测装置30位于壳体70的内且与晶圆装载口10相对地设置在壳体70的另一侧，晶圆量测装置30内设有缺陷检测模块、厚度检测模块或者电性检测模块等，晶圆在晶圆量测装置30内进行相应检测。在本发明的另一些实施例中，晶圆量测装置30也可以设置在晶圆装载端口10的同一侧，只要壳体70内空间足够，晶圆量测装置30可以设置在任意位置。EFEM模块20设置在晶圆装端口10和晶圆量测装置30之间，EFEM模块20内设有机械臂21，机械臂21将暂存在晶圆装载端口10的晶圆运输到晶圆量测装置30中，以使晶圆量测装置30内的检测模块对晶圆进行检测。另外，当晶圆装载端口10和晶圆量测装置30位于壳体70的同一侧时，EFEM模块20可以位于晶圆装载端口10与晶圆量测装置30之间，也可以位于壳体70内与晶圆装载端口10、晶圆量测装置30所在一侧相对的位置。清洁模块40设置在壳体70内，且位于机械臂21能够进行传递的室。

在本发明的一些实施例中，清洁模块40包括静电晶圆41、静电晶圆盒42和静电晶圆回收盒43，具体地，静电晶圆盒40与电源电连接，电源通过静电晶圆40为静电晶圆41充静电。机械臂21将带有静电的静电晶圆41从静电晶圆盒42传递到晶圆装载端口10中，使静电晶圆41在晶圆装载端口10中卡盘80上吸附颗粒90、杂质等沾污(如图2所示)，然后机械臂21将静电晶圆41传递到晶圆量测装置30中，使静电晶圆41对晶圆量测装置30内的颗粒90或杂质等沾污进行吸附，最后机械臂21将静电晶圆41传递到静电晶圆回收盒43中，以完成静电晶圆41清洁半导体量测设备100的清洁。机械臂21将静电晶圆41从晶圆装载端口10传递到晶圆量测装置30之间时，可使静电晶圆41在EFEM模块20进行停留并对EFEM模块20进行清洁。

本实施例中，静电晶圆盒42和静电晶圆回收盒43可以设置在晶圆装载端口10处，静电晶圆盒42和静电晶圆回收盒43设置在晶圆装载端口10处容易取放，便于对静电晶圆盒42和静电晶圆回收盒43进行定期清洁。

在其他实施例中，静电晶圆盒42和静电晶圆回收盒43也可以设置在壳体70内，且位于EFEM模块20的内部，同时静电晶圆盒42和静电晶圆回收盒43的位置均不影响机械臂21的正常使用。在本发明的另一些实施例中，静电晶圆盒42和静电晶圆回收盒43均可以位于壳体70内任意不影响其他模块正常运行的位置。

进一步地，静电晶圆回收盒43中的使用后的静电晶圆41被清洗后可以重新放置于静电晶圆盒42中补充静电，再次循环使用。也可以将静电晶圆回收盒43中的使用后的静电晶圆41收集之后丢弃。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，半导体量测设备100内设有去除静电的元件，通过在在静电晶圆41的底面或侧面粘贴具有阻断电流能力的绝缘性质的绝缘件411可以防止电流的泄漏，避免静电晶圆41在壳体70内移动时，被除去静电而失去对颗粒90或杂质的吸附能力。

进一步地，绝缘件411的面积远小于静电晶圆41的面积，以便于机械臂21对静电晶圆41进行吸附或者夹取，避免因绝缘件411的面积过大造成机械臂21难以夹持静电晶圆41的情况，保证静电晶圆41的正常移动，同时可以避免因绝缘件过大造成清洁效率降低的情况。另外，在其他实施例中，也可以根据静电晶圆41的面积调整绝缘件411的面积和位置，只要是能够起到绝缘效果，且不会影响静电晶圆41的正常使用均可。

在本发明的一些实施例中，半导体量测设备100还包括洁净度量测模块50，洁净度量测模块50设置在壳体70的内部，洁净度量测模块50可以为单个设置在固定位置，也可以是多个分别设置在晶圆装载端口10、EFEM模块20和晶圆量测装置30内，在静电晶圆41对各腔体清洁之后，洁净度量测模块50对各室进行洁净度检测，以确定各室是否达到洁净要求，若到达洁净要求可结束清洁过程，若未到达洁净要求则可对未达标室进行二次清洁，以使该室到达标准位置。

在本发明的一些实施例中，半导体量测设备100还包括控制模块60，控制模块60与晶圆装载端口10、EFEM模块20的机械臂21、晶圆量测装置30、清洁模块40和洁净度量测模块50均电连接。控制模块60控制机械臂21将晶圆在晶圆装载端口10和晶圆量测装置30内进行传递，以完成晶圆的缺陷或厚度等参数的测量。控制模块60根据洁净度量测模块50对晶圆装载端口10、EFEM模块20和晶圆量测装置30等各室监测的洁净度已超标的情况，控制机械臂21将静电晶圆41从静电晶圆盒42中取出，并控制机械臂21将静电晶圆41放置于晶圆装载端口10、EFEM模块20及晶圆量测装置30中，以使静电晶圆41在各室放置一段时间以是静电晶圆41对该室的颗粒90或杂质尽可能多的吸附，之后，控制模块60控制机械臂21将静电晶圆41放置于静电晶圆回收盒43中，控制模块60再根据洁净度量测模块50对各室洁净度的监测情况，判断是否需要对个别腔体进行再次清洁，以保证各腔体的洁净度均达到测量标准。另外，控制模块60根据清洁模块40停止运行的时间，控制清洁模块40再一次对晶圆装载端口10、EFEM模块20及晶圆量测装置30进行清洁，从而实现半导体量测设备的自动化。

本发明第二方面的实施例提供了一种半导体量测设备100的清洁方法，如图4所示，清洁方法根据上述任一实施例所述的半导体量测设备100实施，清洁方法包括以下步骤：

S1：控制清洁模块充静电；

控制模块控制静电晶圆盒对静电晶圆进行静电补充，以保证静电晶圆具有足够吸附颗粒的静电量。

S2：装载清洁模块；

控制模块控制EFEM模块内的机械臂将静电晶圆从静电晶圆盒中取出，并传递到需要清洁的晶圆装载端口、EFEM模块或者晶圆量测装置。

S3：在半导体量测设备运转的状态下，控制清洁模块分别对晶圆装载端口、EFEM模块、晶圆量测装置进行清洁；

S4：获取半导体量测设备内的清洁度；

获取半导体量测设备内的晶圆装载端口、EFEM模块或者晶圆量测装置的洁净度。

S5：根据半导体量测设备内的清洁度高于清洁度预设值，控制清洁模块停止清洁动作；

若某一腔体的洁净度高于清洁度预设值，则清洁模块停止该腔体的清洁，直至半导体量测设备内的晶圆装载端口、EFEM模块和晶圆量测装置的清洁度均高于清洁度预设值，此时清洁模块停止清洁动作。

S6：获取清洁模块的停止清洁时间；

S7：根据清洁模块的停止运行时间大于等于时间预设值，控制半导体量测设备进行下一个清洁循环。

通过清洁模块停止运行的时间，控制清洁模块对晶圆装载端口、EFEM模块和晶圆量测装置进行周期性的清理，从而实现半导体量测设备的自动化。根据本发明实施例的清洁方法，通过在半导体量测设备100中设置清洁模块40，使半导体量测设备100在不停机的状态下，即可对晶圆装载端口10、EFEM模块20和晶圆量测装置30等进行清洁，从而避免因清洁半导体量测设备100而使半导体量测设备100停机造成的生产率降低的情况，同时，清洁模块40为自动化模块，减轻了操作人员的工作压力，同时降低了操作人员的成本。

步骤S3具体还包括以下步骤：

S301：清洁模块的静电晶圆对晶圆装载端口进行静电吸附；

S302：静电晶圆对EFEM模块进行静电吸附；

S303：静电晶圆对晶圆量测装置进行静电吸附。

控制模块控制静电晶圆依次在晶圆装载端口、EFEM模块、晶圆量测内进行传递，并在各腔体分别进行停留，以保证静电晶圆具有足够的时间对该腔体的脏污进行吸附。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。为了实现相同的目的，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (9)

1.一种半导体量测设备，其特征在于，所述半导体量测设备包括：

晶圆装载端口，所述晶圆装载端口用于存放晶圆；

晶圆量测装置，所述晶圆量测装置用于测量所述晶圆的参数；

EFEM模块，所述EFEM模块用于在所述晶圆装载端口与所述晶圆量测装置之间传递晶圆；

清洁模块，所述清洁模块用于在所述半导体量测设备运行时清洁所述晶圆装载端口、所述EFEM模块和所述晶圆量测装置；

所述清洁模块包括静电晶圆，所述静电晶圆带有静电，所述静电晶圆能够通过所述EFEM模块内设置的机械臂在所述晶圆装载端口和所述晶圆量测装置之间传递，所述静电晶圆用于在所述晶圆装载端口、所述EFEM模块和所述晶圆量测装置中吸附颗粒、杂质。

2.根据权利要求1所述的半导体量测设备，其特征在于，所述清洁模块还包括静电晶圆盒，所述静电晶圆盒与电源电连接，所述静电晶圆盒用于容纳所述静电晶圆且用于为所述静电晶圆补充静电。

3.根据权利要求1所述的半导体量测设备，其特征在于，所述清洁模块还包括静电晶圆回收盒，所述静电晶圆回收盒用于存放使用后的所述晶圆。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体量测设备，其特征在于，所述静电晶圆上设有绝缘件。

5.根据权利要求4所述的半导体量测设备，其特征在于，所述绝缘件的面积远小于所述静电晶圆的面积。

6.根据权利要求1至3任一项所述的半导体量测设备，其特征在于，所述半导体量测设备还包括洁净度量测模块，所述洁净度量测模块用于检测所述晶圆装载端口、所述EFEM模块和所述晶圆量测装置的洁净度。

7.根据权利要求6所述的半导体量测设备，其特征在于，所述半导体量测设备还包括控制模块，所述控制模块与所述EFEM模块、所述清洁模块和所述洁净度量测模块均电连接。

8.一种半导体量测设备的清洁方法，其特征在于，所述清洁方法根据权利要求1至7中任一项所述的半导体量测设备实施，所述清洁方法包括以下步骤：

S1：控制清洁模块补充静电；

S2：控制清洁模块的静电晶圆装载到待清洁区域；

S3：在半导体量测设备运转的状态下，控制清洁模块分别对各待清洁区域进行清洁；

S4：获取半导体量测设备内的清洁度；

S5：根据半导体量测设备内的清洁度高于清洁度预设值，控制清洁模块停止清洁动作；

S6：获取清洁模块的停止清洁时间；

S7：根据清洁模块的停止运行时间大于等于时间预设值，控制半导体量测设备进行下一个清洁循环。

9.根据权利要求8所述的清洁方法，其特征在于，步骤S3还包括以下步骤：

S301：控制静电晶圆移动到晶圆装载端口并在晶圆装载端口处静置一段时间；

S302：控制静电晶圆移动到晶圆传递区并在EFEM模块静置一段时间；

S303：控制静电晶圆移动到晶圆量测装置并在晶圆量测装置静置一段时间。