CN116169061A - 一种晶圆侦测模组及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种晶圆侦测模组，包括：晶圆盒承载平台，设置有若干中间镂空的晶圆盒承载位，用于承载晶圆盒；晶圆侦测装置，包括：接收集成组件和光源集成组件，所述接收集成组件和光源集成组件分别位于晶圆盒承载平台底部、对应镂空位置的两侧；其中，所述接收集成组件整体升降移动和/或旋转摆动，以接收并转向传导光线，所述光源集成组件整体升降移动和/或旋转摆动，以集成所述接收集成组件传导的光线，并通过所述镂空位置对晶圆盒内晶圆片进行的光学扫描，本发明还提供了一种晶圆侦测方法。本发明提供的一种晶圆侦测模组及方法可对晶圆盒与晶圆片三维位置或动作是否偏移、晶圆片是否发生破损进行侦测。

Description

一种晶圆侦测模组及方法
技术领域
本发明涉及晶圆片传输的领域，尤其是涉及一种晶圆侦测模组及方法。
背景技术
半导体晶圆片湿法槽式清洗设备在透过晶圆片传递达成晶圆片或是晶圆盒在整体工艺过程中进行传递，对单位时间内达成高效率的晶圆片传输尤其重视。在晶圆片传输的过程中需要保持晶圆盒内的晶圆片确保传递过程的动作协调,全程过程可控制,必须避免晶圆盒因为晃动产生各种外力破坏,所以需要进行传递过程晶圆盒与晶圆片计量以及晶圆盒的位置侦测。
晶圆片在传输的过程中有方向调整的过程，晶圆片在直线方位传输的过程由于运动状态较为稳定，在转向的过程中晶圆片运动的速度并不稳定，容易产生振动，由于晶圆片脆性较高，且晶圆片在晶圆盒内有多层，晶圆片在传输过程中容易发生震荡，导致晶圆片容易产生破损、倾斜的现象，现有技术中多在晶圆盒承载位设置支撑脚，支撑脚中设置压力传感器的方式对晶圆盒的位置和状态进行侦测，难以针对晶圆盒内晶圆片的状态进行及时侦测。
发明内容
为了及时对传输过程中的晶圆盒及晶圆片的状态进行侦测，本发明提供一种晶圆侦测模组。
第一方面，本发明提供的一种晶圆侦测模组采用如下的技术方案：
一种晶圆侦测模组，包括：
晶圆盒承载平台，设置有若干中间镂空的晶圆盒承载位，用于承载晶圆盒；
晶圆侦测装置，包括：接收集成组件和光源集成组件，所述接收集成组件和光源集成组件分别位于晶圆盒承载平台底部、对应镂空位置的两侧；
其中，所述接收集成组件整体升降移动和/或旋转摆动，以接收并转向传导光线，所述光源集成组件整体升降移动和/或旋转摆动，以集成所述接收集成组件传导的光线，并通过所述镂空位置对晶圆盒内晶圆片进行的光学扫描。
可选的，所述晶圆侦测装置还包括第一运动组件，以带动所述接收集成组件整体升降移动和旋转摆动；
所述第一运动组件包括：
第一微型汽缸，以单一汽缸提供水平与转向偏转运动动力；
第一微型阻尼器，稳定所述微型汽缸的推力；
第一转向器结构件，连接所述第一微型汽缸，用于将接收集成组件进行角度旋转动作。
可选的，所述光源集成组件包括：可进行微量角度旋转的导光片，光栅和滤光片及快门和光圈结构，其中，所述导光片设置在入射光线的直射位置，所述光栅和滤光片垂直所述导光片所在位置设置，所述快门和光圈结构位于所述光栅和滤光片之上，且与所述镂空位置对应；光线经所述导光片传导后，经光栅和滤光片过滤后，经由快门和光圈结构对晶圆片进行弧形扫描。
可选的，所述光源集成组件包括第二运动组件，以带动所述光源集成组件整体升降移动和旋转摆动；
所述第二运动组件包括：
第二微型汽缸，以单一汽缸提供模组水平与转向偏转运动动力；
第二微型阻尼器，用于稳定微型汽缸的推力；
第二转向器结构件，连接第二微型汽缸，用于将接收器集成装置进行角度旋转动作；
微型磁流式无刷汽缸，通过快速前后移动带动导光片进行微量角度的旋转。
可选的，所述第一转向器结构件和所述第二转向器构件的转向角度均包括30度、45度、60度、75度或90度。
可选的，所述接收集成组件包括沿光线入射方向依次设置的第一弯月负透镜、双凸正透镜及第二弯月负透镜。
可选的，晶圆侦测模组还包括分光组件，用于在接收集成组件接收光线前对光线进行分光。
可选的，所述接收集成组件和光源集成组件分别一定角度对称分布镂空位置的两侧，所述分光组件设置在所述光源集成组件的一侧。
可选的，晶圆侦测模组还包括探测集成组件，用于探测晶圆片扫描后的光线，对晶圆盒内晶圆片进行成像。
可选的，晶圆侦测模组还包括晶圆盒定位块，设置在所述晶圆盒承载平台上镂空位置的四周，用于定位晶圆盒。
可选的，所述晶圆盒定位块上设置有侦测传感器，用于侦测晶圆盒是否放置在晶圆盒定位块的定位脚上。
可选的，所述晶圆侦测模组配置在槽式湿法设备的入货区和出货区。
第二方面，本发明提供的一种晶圆侦测方法采用如下的技术方案：包括：
S1、侦测传感器侦测到晶圆盒放置在晶圆盒定位块；
S2、光源不断向晶圆盒承载平台发射光线；
S3、接收集成组件接收并转向传导光线；
S4、光源集成组件集成所述接收集成组件传导的光线，并通过晶圆盒承载平台的镂空位置对晶圆盒内晶圆片进行的光学扫描。
可选的，所述接收集成组件整体升降移动和/或旋转摆动，以接收并转向传导光线；
所述光源集成组件整体升降移动和/或旋转摆动，以集成所述接收集成组件传导的光线，并通过所述镂空位置对晶圆盒内晶圆片进行的光学扫描。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中接收集成组件和光源集成组件可整体升降移动和/或旋转摆动，实现对晶圆盒内晶圆进行的光学扫描，可直接侦测晶圆盒与批量晶圆片在转移过程的位置、距离、偏移错位等，进一步的，晶圆侦测模组集成在槽式湿法设备上，可以大幅度的减少红外线光学传感器的使用，甚至可以直接取消多个红外线光学传感器的使用。
附图说明
图1为本发明一种晶圆侦测模组的结构示意图；
图2为本发明为晶圆盒的俯视图；
图3为本发明为正常情况下晶圆盒与晶圆盒定位块的位置关系图；
图4为本发明为异常情况下晶圆盒与晶圆盒定位块的位置关系图；
图5为本发明一种晶圆侦测模组中侦测模组朝背离晶圆盒一侧移动的示意图；
图6为本发明一种晶圆侦测模组中光源集成组件与接收集成组件的旋转示意图；
图7为本发明一种晶圆侦测模组中接收集成组件的结构示意图；
图8为本发明一种晶圆侦测模组中光源集成组件的结构示意图；
图9为本发明一种晶圆侦测模组中侦测的光线路径图；
图10为本发明一种晶圆侦测模组中晶圆片正常状态下侦测图；
图11为本发明一种晶圆侦测模组中晶圆片异常状态下侦测图。
图中：1、晶圆盒承载平台；2、晶圆盒承载位；3、晶圆侦测装置；31、接收集成组件；311、第一弯月负透镜；312、双凸正透镜；313、第二弯月负透镜；32、光源集成组件；321、导光片；322、光栅和滤光片；323、快门和光圈结构；4、分光组件；5、晶圆盒定位块；6、晶圆盒；7、晶圆片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在晶圆片7或是晶圆盒6传递的过程需要保持晶圆盒6内的晶圆盒6确保传递过程的动作协调,全程过程可控制,必须避免晶圆盒6因为晃动产生各种外力破坏,所以需要进行传递过程晶圆盒6与晶圆片7计量以及晶圆盒6的位置侦测。
在传统常规的设计都是采取在晶圆盒6传递的移动模组或着是衔接移动的平台上配置多种红外光学传感器来进行侦测，其中，红外光学传感器通常设置在传送平台，利用晶圆盒6脚座感应，仅能利用光源被阻挡产生侦测效果主要用以判断晶圆盒6在传递过程是否到达定位点，如图3所示。但当晶圆盒6脚座发生倾斜，如图4所示，红外光学传感器只能侦测晶圆盒6到达定位点，但并不能侦测晶圆盒6倾斜(晶圆片7倾斜)。
另外，多个红外光学传感器安装在传送平台上,进行多方向传递晶圆盒6的过程,在传感器安装配置的方法,通常会需要安装特定的支架来组合。仅仅只能进行目标物如晶圆片7或是晶圆盒6是否在定位点上或者是否通过传感器发射与接收的路径上，使用这方式反而限制了入料模组的设计的空间与配置。
进一步的，对于晶圆片7(批量或是单入)的计数复合传感器的配置，对应到晶圆片7的数量为10片则需要配置10个传感器，然后将该种集成的传感器组合集成到一个载体上，当晶圆片7经过该传感器时则可以对应侦测。通常该方式需要结合抬升装置(如电缸或是汽缸)将晶圆片7(批量或是单入)的计数复合传感器直接安装在其上，使其上下移动对晶圆片7进行侦测计数。
所以根据上述的种类可以看出在红外光学传感器的侦测方法，被大量的使用在晶圆片7或是晶圆盒6的具体位置侦测，但是都面临了只能直接性的面对位置的侦测，属于很常见的单点位置侦测，并不能全面、及时对传输过程中的晶圆盒6及晶圆片7的状态进行侦测。针对以上的难题，本发明提供一种创新的晶圆侦测模组。
参照图1至图11，本发明提供的一种晶圆侦测模组的实施例，晶圆侦测模组，包括：
晶圆盒承载平台1，设置有若干中间镂空的晶圆盒承载位2，晶圆盒承载位2用于承载晶圆盒6；
晶圆侦测装置3，包括：接收集成组件31和光源集成组件32，接收集成组件31和光源集成组件32分别位于晶圆盒承载平台1底部、对应镂空位置的两侧。
接收集成组件31整体升降移动和/或旋转摆动，以接收并转向传导光线，光源集成组件32整体升降移动和/或旋转摆动，以集成接收集成组件31传导的光线，并通过镂空位置对晶圆盒6内晶圆片7进行的光学扫描，接收不同角度不同位置的成像信息。
具体的，晶圆侦测装置3包括第一运动组件，以带动接收集成组件31整体升降移动和旋转摆动。
第一运动组件包括：
第一微型汽缸，以单一汽缸提供水平与转向偏转运动动力；
第一微型阻尼器，稳定微型汽缸的推力；
第一转向器结构件，连接第一微型汽缸，用于将接收集成组件31进行角度旋转动作,接收集成组件31与第一转向器结构件连接。
示例性的，第一微型气缸为微型磁流式无刷汽缸，通过快速前后移动带动接收集成组件31进行微量角度的旋转。第一转向器结构件的转向角度包括30度、45度、60度、75度或90度。第一微型气缸和第一转向器结构件可带动接收集成组件31整体升降移动和旋转摆动，对晶圆盒6内不同位置不同角度的晶圆片7进行扫描侦测。
相应的，光源集成组件32包括第二运动组件，以带动光源集成组件32整体升降移动和旋转摆动。
第二运动组件包括：
第二微型汽缸，以单一汽缸提供模组水平与转向偏转运动动力；
第二微型阻尼器，用于稳定微型汽缸的推力；
第二转向器结构件，连接第二微型汽缸，用于将接收器集成装置进行角度旋转动作。
示例性的，第二微型气缸为微型磁流式无刷汽缸，通过快速前后移动带动导光片321进行微量角度的旋转。第二转向器构件的转向角度均包括30度、45度、60度、75度或90度。第二微型汽缸和第二转向器结构件相互作用带动光源集成组件32整体升降移动和旋转摆动，对光线进行接收并对晶圆盒6内的晶圆片7进行侦测。
进一步的，如图7所示，接收集成组件31包括沿光线入射方向依次设置的第一弯月负透镜311、双凸正透镜312及第二弯月负透镜313，接收集成组件31接收光源集成组件32的光线，第一弯月负透镜311、双凸正透镜312及第二弯月负透镜313对光线进行接收并对光线进行汇聚，并射向光源集成组件32，提高对晶圆片7的扫描和成像效果。
如图8所示，光源集成组件32包括：可进行微量角度旋转的导光片321、光栅和滤光片322及快门和光圈结构323，其中，导光片321设置在入射光线的直射位置，导光片321可进行移动和旋转，导光片321对光线进行传导，使光线射入到光栅和滤光片322中，并对光线进行接受。光栅和滤光片322垂直导光片321所在位置设置，光栅和滤光片322对光线进行过滤和调制，提高成像效果，同时对光线进行传导。
光栅和滤光片322可进行旋转与平移，从而调整光线的入射角度与位置，对晶圆片7进行弧形扫描，从而实现对不同位置的晶圆片7进行扫描和侦测。快门和光圈结构323位于光栅和滤光片322之上，且与镂空位置对应，光线的弧形扫描区域与晶圆片7平行，光线最后经由快门和光圈结构322对晶圆片7进行扫描和侦测。
光线经导光片321传导后，经光栅和滤光片322过滤后和传导，最后经由快门和光圈结构323对晶圆片7进行弧形扫描，对晶圆盒6内的晶圆片7成像信息进行全方位扫描。
图10和图11为从侧面展示了晶圆侦测的光学路径，图10为晶圆盒6中晶圆片7正常状态放置，图11为晶圆盒6中晶圆片7异常(倾斜)状态放置，通过对晶圆盒6内的晶圆片7扫描，实现晶圆片7的有效侦测。
本实例提供的晶圆侦测模组还包括分光组件4，用于在接收集成组件31接收光线前对光线进行分光和传导，所述接收集成组件31和光源集成组件32分别以一定角度对称分布镂空位置的两侧，分光组件4设置在光源集成组件32靠近光源的一侧。图9展示了一种晶圆扫描的光路图，如图9所示，接收集成组件31和光源集成组件32分布镂空位置的两侧，分光组件4设置在光源集成组件32的一侧，经过分光组件4分光的光线经过接收集成组件31和光源集成组件32传到后，通过镂空位置对晶圆盒6内的晶圆片7进行扫描。需要说明的是，图9仅是本发明中一实施例中的光路设计，在本发明的其他实施例中，也可以采用其他的光路设计，只需要在本发明可整体升降移动和/或旋转摆动的接收集成组件31和光源集成组件32的配合下，进行光线传导，实现晶圆片7扫描侦测即可。另外，可整体升降移动和/或旋转摆动的接收集成组件31和光源集成组件的光路设计可以采用如图7和如图8中的光学组件设计实现光路走向，也可以采用其他的(例如图9)光学组件设计。
进一步的，晶圆侦测模组还包括探测集成组件，用于探测晶圆片7扫描后的光线，对晶圆盒6内晶圆片7进行成像。
晶圆侦测模组还包括晶圆盒定位块5，如图1和图2所示，设置在晶圆盒承载平台1上镂空位置的四周，用于定位晶圆盒6。晶圆盒定位块5上设置有侦测传感器，用于侦测晶圆盒6是否放置在晶圆盒定位块5的定位脚上，晶圆盒定位块5对晶圆盒6进行初步侦测。
示例性的，本发明提供的晶圆侦测模组可直接配置在槽式湿法设备的入货区和出货区(LD/ULD)，通过晶圆入货区和出货区的结构设计的改善，建构一高效率的晶圆传输系统，进行晶圆盒6中的批量晶圆片7的有效性的转移,满足高度晶圆片7吞吐量的同时，对晶圆片7传递的安全性问题以及侦测的改良提供了有效的解决方案。
相应的，本发明还提供一种晶圆侦测方法包括：
S1、侦测传感器侦测到晶圆盒6放置在晶圆盒定位块5；
S2、光源不断向晶圆盒承载平台1发射光线；
S3、接收集成组件31接收并转向传导光线；
S4、光源集成组件32集成所述接收集成组件31传导的光线，并通过晶圆盒承载平台1的镂空位置对晶圆盒6内晶圆片7进行的光学扫描。
接收集成组件31整体升降移动和/或旋转摆动，以接收并转向传导光线；
光源集成组件32整体升降移动和/或旋转摆动，以集成接收集成组件31传导的光线，并通过镂空位置对晶圆盒6内晶圆片7进行的光学扫描。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (14)

1.一种晶圆侦测模组，其特征在于，包括：
晶圆盒承载平台(1)，设置有若干中间镂空的晶圆盒承载位(2)，用于承载晶圆盒；
晶圆侦测装置(3)，包括：接收集成组件(31)和光源集成组件(32)，所述接收集成组件(31)和光源集成组件(32)分别位于晶圆盒承载平台(1)底部、对应镂空位置的两侧；
其中，所述接收集成组件(31)整体升降移动和/或旋转摆动，以接收并转向传导光线，所述光源集成组件(32)整体升降移动和/或旋转摆动，以集成所述接收集成组件(31)传导的光线，并通过所述镂空位置对晶圆盒内晶圆片进行的光学扫描。
2.根据权利要求1所述的晶圆侦测模组，其特征在于，所述晶圆侦测装置(3)还包括第一运动组件，以带动所述接收集成组件(31)整体升降移动和旋转摆动；
所述第一运动组件包括：
第一微型汽缸，以单一汽缸提供水平与转向偏转运动动力；
第一微型阻尼器，稳定所述微型汽缸的推力；
第一转向器结构件，连接所述第一微型汽缸，用于将接收集成组件(31)进行角度旋转动作。
3.根据权利要求1所述的一种晶圆侦测模组，其特征在于，所述光源集成组件(32)包括：可进行微量角度旋转的导光片(321)，光栅和滤光片(322)及快门和光圈结构(323)，其中，所述导光片(321)设置在入射光线的直射位置，所述光栅和滤光片(322)垂直所述导光片(321)所在位置设置，所述快门和光圈结构(323)位于所述光栅和滤光片(322)之上，且与所述镂空位置对应；光线经所述导光片(321)传导后，经光栅和滤光片(322)过滤后，经由快门和光圈结构(323)对晶圆片进行弧形扫描。
4.根据权利要求3所述的一种晶圆侦测模组，其特征在于，所述光源集成组件(32)包括第二运动组件，以带动所述光源集成组件(32)整体升降移动和旋转摆动；
所述第二运动组件包括：
第二微型汽缸，以单一汽缸提供模组水平与转向偏转运动动力；
第二微型阻尼器，用于稳定微型汽缸的推力；
第二转向器结构件，连接第二微型汽缸，用于将接收器集成装置进行角度旋转动作；
微型磁流式无刷汽缸，通过快速前后移动带动导光片(321)进行微量角度的旋转。
5.根据权利要求2或4所述的一种晶圆侦测模组，其特征在于，所述第一转向器结构件和所述第二转向器构件的转向角度均包括30度、45度、60度、75度或90度。
6.根据权利要求1所述的一种晶圆侦测模组，其特征在于，所述接收集成组件(31)包括沿光线入射方向依次设置的第一弯月负透镜(311)、双凸正透镜(312)及第二弯月负透镜(313)。
7.根据权利要求1所述的一种晶圆侦测模组，其特征在于，还包括分光组件(4)，用于在接收集成组件(31)接收光线前对光线进行分光。
8.根据权利要求7所述的一种晶圆侦测模组，其特征在于，所述接收集成组件(31)和光源集成组件(32)分别以一定角度对称分布镂空位置的两侧，所述分光组件(4)设置在所述光源集成组件(32)的一侧。
9.根据权利要求1所述的一种晶圆侦测模组，其特征在于，还包括探测集成组件，用于探测晶圆片扫描后的光线，对晶圆盒内晶圆片进行成像。
10.根据权利要求1所述的一种晶圆侦测模组，其特征在于，还包括：晶圆盒定位块(5)，设置在所述晶圆盒承载平台(1)上镂空位置的四周，用于定位晶圆盒。
11.根据权利要求10所述的一种晶圆侦测模组，其特征在于，所述晶圆盒定位块(5)上设置有侦测传感器，用于侦测晶圆盒是否放置在晶圆盒定位块(5)的定位脚上。
12.根据权利要求1所述的一种晶圆侦测模组，其特征在于，所述晶圆侦测模组配置在槽式湿法设备的入货区和出货区。
13.一种晶圆侦测方法，其特征在于，包括：
S1、侦测传感器侦测到晶圆盒放置在晶圆盒定位块(5)；
S2、光源不断向晶圆盒承载平台(1)发射光线；
S3、接收集成组件(31)接收并转向传导光线；
S4、光源集成组件(32)集成所述接收集成组件(31)传导的光线，并通过晶圆盒承载平台(1)的镂空位置对晶圆盒内晶圆片进行的光学扫描。
14.根据权利要求13所述的一种晶圆侦测方法，其特征在于，
所述接收集成组件(31)整体升降移动和/或旋转摆动，以接收并转向传导光线；
所述光源集成组件(32)整体升降移动和/或旋转摆动，以集成所述接收集成组件(31)传导的光线，并通过所述镂空位置对晶圆盒内晶圆片进行的光学扫描。
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