CN117373951A - 一种晶圆的预装载腔室及其检测方法 - Google Patents

一种晶圆的预装载腔室及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种晶圆的预装载腔室及其检测方法，所述预装载腔室包括包括装载腔体、支撑件和位置检测机构；所述装载腔体具有装载口，所述装载口与所述装载腔体导通；所述支撑件设于所述装载腔体内，用于支撑从所述装载口输送至所述装载腔内的晶圆；所述位置检测机构对应所述支撑件设置，并可朝所述晶圆发射第一检测光，所述第一检测光的部分可从所述晶圆的边缘穿过，形成第二检测光；所述位置检测机构通过将预设光的光强值与所述第二检测光的光强值进行比对，得到比对结果，所述位置检测机构根据所述比对结果判断所述晶圆的位置。本发明提供的预装载腔室可对晶圆的位置进行检测，避免了晶圆在传送过程中被破坏，提高了晶圆传送的安全性。

Description

一种晶圆的预装载腔室及其检测方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆的预装载腔室及其检测方法。
背景技术
无论物理还是化学镀膜设备，主要由设备前端模块(Equipment Front EndModule，EFEM)、预装载腔室(Load lock，LL)模块、传递模块(Transfer module，TM)和工艺模块(Process module，PM)几大部分组成。
目前，晶圆由EFEM进入LL的过程中，无法准确的判断晶圆进入的角度和位置的准确性，并且由于LL模组需要在真空及大气状态下不断的切换，会造成晶圆位置不准确的问题。
比如，EFEM内的取件机械人在长时间的工作过程中位置精度失真，导致晶圆放置的位置跑位。或者，LL的腔体内升降机构热变形、老化问题，很容易导致升降动作不稳定进而使晶圆位置发生偏移。又或者，LL在腔体内进行充气和抽气时会产生较大气流，也容易引起晶圆位置发生偏移。以上问题均可能导致的晶圆跑位，在后续门阀开关及取片动作时，容易使得晶圆边缘破损，影响道晶圆的质量。
发明内容
本发明的目的在于一种晶圆的预装载腔室及其检测方法，可对晶圆的位置进行检测，避免了晶圆在传送过程中被破坏，提高了晶圆传送的安全性。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种晶圆的预装载腔室，包括装载腔体、支撑件和位置检测机构；
所述装载腔体具有装载口，所述装载口与所述装载腔体导通；
所述支撑件设于所述装载腔体内，用于支撑从所述装载口输送至所述装载腔内的晶圆；
所述位置检测机构对应所述支撑件设置，并可朝所述晶圆发射第一检测光，所述第一检测光的部分可从所述晶圆的边缘穿过，形成第二检测光；
所述位置检测机构通过将预设光的光强值与所述第二检测光的光强值进行比对，得到比对结果，所述位置检测机构根据所述比对结果判断所述晶圆的位置。
在一些实施例中，所述预设光的光强值与所述第一检测光的光强值相等；
当所述比对结果为所述第二检测光的光强值为所述预设光的光强值的一半时，所述位置检测机构判断出所述晶圆的位置在安全位置；
当所述比对结果为所述第二检测光的光强值大于所述预设光的光强值、或所述第二检测光的光强值小于所述预设光的光强值时，所述位置检测机构判断出所述晶圆的位置偏移。
在一些实施例中，所述位置检测机构包括至少两个激光传感器和与所述激光传感器相对设置的反光板；
至少两个所述激光传感器分别均匀且间隔的设于所述晶圆的一侧，所述激光传感器用于朝所述晶圆发射所述第一检测光；
所述反光板的数量与所述激光传感器的数量相同，每个所述反光板对应一个所述激光传感器设于所述晶圆的另一侧，所述反光板用于接收所述第二检测光，并将所述第二检测光反射至所述激光传感器。
在一些实施例中，当所述激光传感器的数量为两个时，两个所述激光传感器相对设置，且两个所述激光传感器均靠近所述晶圆的边缘；
当其中一个所述激光传感器接收到的所述第二检测光的光强值大于所述预设光的光强值时，则表示所述晶圆朝另一个所述激光传感器的方向偏移；
当其中一个所述激光传感器接收到的所述第二检测光的光强值小于所述预设光的光强值时，则表示所述晶圆朝远离另一个所述激光传感器的方向偏移。
在一些实施例中，所述位置检测机构还包括透光件；
所述装载腔体的顶部开设有透光口，所述透光件设于所述透光口并将所述装载腔体的顶部密封；
所述激光传感器设置在所述装载腔体的顶部并靠近所述透光件，所述第一检测光和所述第二检测光均可穿过所述透光件。
在一些实施例中，所述位置检测机构还包括报警器；
所述报警器与所述激光传感器电连接；
当所述晶圆的位置偏移时，所述报警器发出警报。
在一些实施例中，所述透光件的材质包括石英玻璃。
第二方面，本发明提供了一种预装载腔室内晶圆位置的检测方法，该方法应用于所述的预装载腔室，所述检测方法包括：
将晶圆通过装载口输送至装载腔体内的支撑件上；
采用位置检测机构朝所述晶圆发射第一检测光，且所述第一检测光的部分可从所述晶圆的边缘穿过，形成第二检测光；
所述位置检测机构预先设置预设光的光强值；
所述位置检测机构通过将预设光的光强值与所述第二检测光的光强值进行比对，并生成比对结果；
所述位置检测机构根据所述比对结果判断所述晶圆的位置。
在一些实施例中，所述预设光的光强值与所述第一检测光的光强值相等；
所述位置检测机构根据所述比对结果判断所述晶圆的位置，包括：
当所述第二检测光的光强值为所述预设光的光强值的一半时，所述晶圆的位置在安全位置；
当所述第二检测光的光强值大于或小于所述预设光的光强值的一半时，所述晶圆的位置偏移。
在一些实施例中，当所述激光传感器的数量为两个时，两个所述激光传感器相对设置，且两个所述激光传感器均靠近所述晶圆的边缘；
所述当所述第二检测光的光强值大于或小于所述预设光的光强值的一半时，所述晶圆的位置偏移，包括：
当其中一个所述激光传感器接收到的所述第二检测光的光强值大于所述预设光的光强值的一半时，则表示所述晶圆朝另一个所述激光传感器的方向偏移；
当其中一个所述激光传感器接收到的所述第二检测光的光强值小于所述预设光的光强值的一半时，则表示所述晶圆朝远离另一个所述激光传感器的方向偏移。
本发明提供的一种晶圆的预装载腔室及其检测方法的有益效果在于：可对晶圆的位置进行检测，并可判断晶圆是安全位置还是偏移位置，避免了晶圆在传送过程中被破坏，提高了晶圆传送时的安全性。
附图说明
图1为本发明提供的实施例预装载腔室的结构示意图；
图2为本发明提供的实施例预装载腔室除去装载腔体后的俯视图；
图3为本发明提供的预装载腔室内晶圆位置的检测方法的流程图。
附图标记：
装载腔体1、装载口11、支撑件2、位置检测机构3、激光传感器31、第一检测光311、第二检测光312、反光板32、透光件33、报警器34、晶圆4。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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作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。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
图1为本发明提供的实施例预装载腔室的结构示意图。
图2为本发明提供的实施例预装载腔室除去装载腔体后的俯视图。
参考图1和图2所示，本发明实施例提供了一种晶圆的预装载腔室，包括装载腔体1、支撑件2和位置检测机构3。其中，所述装载腔体1具有装载口11和卸载口12，所述转载口11和所述卸载口12相对设置，且所述转载口11和所述卸载口12均与所述装载腔体1导通，晶圆4被抓取后，可通过所述装载口11放置在所述装载腔体1内，然后可通过所述卸载口12输送至下一个工位。所述支撑件2设于所述装载腔体1内，所述支撑件2用于支撑从所述装载口11输送至所述装载腔体1内的晶圆4。
所述位置检测机构3对应所述支撑件2设置，并可垂直的朝所述晶圆4发射第一检测光311。因为所述位置检测机构3与所述支撑件2位置的设置，使所述晶圆4只能部分遮挡住所述第一检测光311，所以所述第一检测光311的部分可从所述晶圆4的边缘穿过，形成第二检测光312。所述位置检测机构3会预先设置预设光的光强值，所述预设光的光强值与所述第一检测光的光强值相等，并且通过将所述预设光的光强值与所述第二检测光312的光强值进行比对，得到比对结果，所述位置检测机构3根据所述比对结果判断所述晶圆4的位置，以判断所述晶圆4在所述支撑件2的位置是安全位置，还是偏移位置。
在本实施例中，将所述预设光的光强值设置为与所述第一检测光311的光强值相等。当所述晶圆4的位置没有偏移在安全位置时，所述晶圆4会遮挡一半的所述第一检测光311，以使所述第二检测光312的光强值为所述预设光的光强值的一半，从而通过判断所述第二检测光312的光强值是否为所述预设光的光强值的一半，即可判断所述晶圆4的位置是否在安全位置。
当所述第二检测光312的光强值与所述预设光的光强值的一半不相等时，可判断所述晶圆4的位置出现偏移，此时所述装载腔体1内的门阀和机器人抓手的动作会被暂停，有效避免门阀开关或者取片动作时，对晶圆4产生破坏。
在一些实施例中，所述位置检测机构3包括至少两个激光传感器31和与所述激光传感器31相对设置的反光板32。至少两个所述激光传感器31分别均匀且间隔的环形设于所述晶圆4的一侧，所述激光传感器31用于朝所述晶圆4发射所述第一检测光311。
所述反光板32的数量与所述激光传感器31的数量相同，每个所述反光板32对应一个所述激光传感器31设于所述晶圆4的另一侧，所述反光板32用于接收所述第二检测光312，并将所述第二检测光312反射至所述激光传感器31，从而所述激光传感器31可通过所述第二检测光312的光强值与所述预设光的光强值判断所述晶圆4的位置。
在本实施例中，所述激光传感器31的数量设有两个，两个所述激光传感器31相对设置，并且两个所述激光传感器31均靠近所述晶圆4的边缘，以使两个所述激光传感器31均可以朝所述晶圆4的边缘发射所述第一检测光311。
为了区分两个所述激光传感器31，将其中一个所述激光传感器31定义为第一激光传感器31，将另一个所述激光传感器31定义为第二激光传感器31。当所述第一激光传感器31接收到的所述第二检测光312大于所述预设光的光强值的一半，且第二激光传感器31接收到的所述第二检测光312小于所述预设光的光强值的一半时，则表示所述晶圆4朝所述第二激光传感器31的方向偏移。当所述第一激光传感器31接收到的所述第二检测光312的光强值小于所述预设光的光强值一半，且所述第二激光传感器31接收到的所述第二检测光312大于所述预设光的光强值的一半时，则表示所述晶圆4朝所述第一激光传感器31的方向偏移。
在本实施例中，所述预装载腔室不仅可以判断所述晶圆4的位置是在安全位置还是在偏移位置，还能具体判断出所述晶圆4的位置是朝哪个方向偏移，便于后续对所述晶圆4的位置做出调整。
在一些实施例中，所述位置检测机构3还包括透光件33，所述装载腔体1的顶部开设有透光口，所述透光件33设于所述透光口并将所述装载腔体1的顶部密封。所述激光传感器31设置在所述装载腔体1的顶部并靠近所述透光件33，所述第一检测光311和所述第二检测光312均可穿过所述透光件33。
在本实施例中，所述透光件33的厚度相对设置的比较薄，通过设置所述透光件33，可将所述激光传感器31设置在所述装载腔体1的外部，便于对所述激光传感器31的安装位置进行调整，同时避免所述激光传感器31占用所述装载腔体1的内部空间。
需要说明的是，所述透光件33的材质包括石英玻璃。
在一些实施例中，所述位置检测机构3还包括报警器34，所述报警器34与所述激光传感器31电连接，当所述晶圆4的位置偏移时，所述激光传感器31将报警信息反馈至所述报警器34，以使所述报警器34发出警报，用于提醒工作人员。
在本实施例中，所述报警器为指示灯，当所述激光传感器31将报警信息反馈至所述报警器34时，所述报警器会一直闪烁。
在有些实施例中，所述报警器可为计算机中的报警软件，当所述激光传感器31将报警信息反馈至所述报警器34时，所述报警软件发出警报，以提醒工作人员。
图3为本发明提供的预装载腔室内晶圆位置的检测方法的流程图。
参考图1至图3所示，在本发明提供的又一个实施例中，提供一种预装载腔室内晶圆4位置的检测方法，应用于所述的预装载腔室，所述检测方法包括：
S301：将晶圆通过装载口输送至装载腔体内的支撑件上。
在该步骤中，具体的，机器人抓手将设备前端模块中的晶圆4抓取后通过所述装载口11放置在所述装载腔体1内的支撑件2上。
S302：采用位置检测机构朝所述晶圆发射第一检测光，且所述第一检测光的部分可从所述晶圆的边缘穿过，形成第二检测光。
在该步骤中，由于所述位置检测机构3和所述晶圆4的位置设计关系，使所述晶圆4可遮挡部分所述第一检测光311，另一部分从所述晶圆4的边缘穿过的光定义为所述第二检测光312。
S303：所述位置检测机构预先设置预设光的光强值。
该步骤中，可将所述预设光的光强值设置为与所述第一检测光311的光强值相等。
当然，在有些实施例中，所述位置检测机构3也可根据实际情况进行所述预设光的光强值的设置。
S304：所述位置检测机构通过将预设光的光强值与所述第二检测光的光强值进行比对，并生成比对结果。
在本实施例中，通过所述比对结果为后续晶圆4位置判断提供依据。
S305：所述位置检测机构根据所述比对结果判断所述晶圆的位置。
该步骤中，具体的，当所述第二检测光312的光强值为所述预设光的光强值的一半时，所述晶圆4的位置在安全位置。当所述第二检测光312的光强值大于或小于所述预设光的光强值的一半时，所述晶圆4的位置偏移。
在本实施例中，所述位置检测机构3包括激光传感器31，当所述激光传感器31的数量为两个时，两个所述激光传感器31相对设置，且两个所述激光传感器31均靠近所述晶圆4的边缘。
并且为了区分两个所述激光传感器31，将其中一个所述激光传感器31定义为第一激光传感器31，将另一个所述激光传感器31定义为第二激光传感器31。当所述第一激光传感器31接收到的所述第二检测光312大于所述预设光的光强值的一半，且所述第二激光传感器31接收到的所述第二检测光312小于所述预设光的光强值的一半时，则表示所述晶圆4朝所述第二激光传感器31的方向偏移。当所述第一激光传感器31接收到的所述第二检测光312的光强值小于所述预设光的光强值一半，且所述第二激光传感器31接收到的所述第二检测光312大于所述预设光的光强值的一半时，则表示所述晶圆4朝所述第一激光传感器31的方向偏移。
同样的，在有些实施例中，可设置多个所述激光传感器31，通过采用上述的方法，当所述晶圆4的位置出现偏移时，可具体判断出所述晶圆4是朝哪个方向进行偏移的。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (10)

1.一种晶圆的预装载腔室，其特征在于，包括装载腔体、支撑件和位置检测机构；
所述装载腔体具有装载口，所述装载口与所述装载腔体导通；
所述支撑件设于所述装载腔体内，用于支撑从所述装载口输送至所述装载腔内的晶圆；
所述位置检测机构对应所述支撑件设置，并可朝所述晶圆发射第一检测光，所述第一检测光的部分可从所述晶圆的边缘穿过，形成第二检测光；
所述位置检测机构通过将预设光的光强值与所述第二检测光的光强值进行比对，得到比对结果，所述位置检测机构根据所述比对结果判断所述晶圆的位置。
2.根据权利要求1所述的晶圆的预装载腔室，其特征在于，所述预设光的光强值与所述第一检测光的光强值相等；
当所述比对结果为所述第二检测光的光强值为所述预设光的光强值的一半时，所述位置检测机构判断出所述晶圆的位置在安全位置；
当所述比对结果为所述第二检测光的光强值大于所述预设光的光强值、或所述第二检测光的光强值小于所述预设光的光强值时，所述位置检测机构判断出所述晶圆的位置偏移。
3.根据权利要求2所述的晶圆的预装载腔室，其特征在于，所述位置检测机构包括至少两个激光传感器和与所述激光传感器相对设置的反光板；
至少两个所述激光传感器分别均匀且间隔的设于所述晶圆的一侧，所述激光传感器用于朝所述晶圆发射所述第一检测光；
所述反光板的数量与所述激光传感器的数量相同，每个所述反光板对应一个所述激光传感器设于所述晶圆的另一侧，所述反光板用于接收所述第二检测光，并将所述第二检测光反射至所述激光传感器。
4.根据权利要求3所述的晶圆的预装载腔室，其特征在于，当所述激光传感器的数量为两个时，两个所述激光传感器相对设置，且两个所述激光传感器均靠近所述晶圆的边缘；
当其中一个所述激光传感器接收到的所述第二检测光的光强值大于所述预设光的光强值时，则表示所述晶圆朝另一个所述激光传感器的方向偏移；
当其中一个所述激光传感器接收到的所述第二检测光的光强值小于所述预设光的光强值时，则表示所述晶圆朝远离另一个所述激光传感器的方向偏移。
5.根据权利要求3或4所述的晶圆的预装载腔室，其特征在于，所述位置检测机构还包括透光件；
所述装载腔体的顶部开设有透光口，所述透光件设于所述透光口并将所述装载腔体的顶部密封；
所述激光传感器设置在所述装载腔体的顶部并靠近所述透光件，所述第一检测光和所述第二检测光均可穿过所述透光件。
6.根据权利要求3或4所述的晶圆的预装载腔室，其特征在于，所述位置检测机构还包括报警器；
所述报警器与所述激光传感器电连接；
当所述晶圆的位置偏移时，所述报警器发出警报。
7.根据权利要求5所述的晶圆的预装载腔室，其特征在于，所述透光件的材质包括石英玻璃。
8.一种预装载腔室内晶圆位置的检测方法，其特征在于，应用于权利要求1至7任一项所述的预装载腔室，所述检测方法包括：
将晶圆通过装载口输送至装载腔体内的支撑件上；
采用位置检测机构朝所述晶圆发射第一检测光，且所述第一检测光的部分可从所述晶圆的边缘穿过，形成第二检测光；
所述位置检测机构预先设置预设光的光强值；
所述位置检测机构通过将预设光的光强值与所述第二检测光的光强值进行比对，并生成比对结果；
所述位置检测机构根据所述比对结果判断所述晶圆的位置。
9.根据权利要求8所述的预装载腔室内晶圆位置的检测方法，其特征在于，所述预设光的光强值与所述第一检测光的光强值相等；
所述位置检测机构根据所述比对结果判断所述晶圆的位置，包括：
当所述第二检测光的光强值为所述预设光的光强值的一半时，所述晶圆的位置在安全位置；
当所述第二检测光的光强值大于或小于所述预设光的光强值的一半时，所述晶圆的位置偏移。
10.根据权利要求9所述的预装载腔室内晶圆位置的检测方法，其特征在于，所述位置检测机构包括激光传感器，当所述激光传感器的数量为两个时，两个所述激光传感器相对设置，且两个所述激光传感器均靠近所述晶圆的边缘；
所述当所述第二检测光的光强值大于或小于所述预设光的光强值的一半时，所述晶圆的位置偏移，包括：
当其中一个所述激光传感器接收到的所述第二检测光的光强值大于所述预设光的光强值的一半时，则表示所述晶圆朝另一个所述激光传感器的方向偏移；
当其中一个所述激光传感器接收到的所述第二检测光的光强值小于所述预设光的光强值的一半时，则表示所述晶圆朝远离另一个所述激光传感器的方向偏移。
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