CN204779879U - 电化学电镀设备以及晶片边缘检测系统 - Google Patents
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Abstract
一种电化学电镀设备以及晶片边缘检测系统。该电化学电镀设备包括电镀与边缘金属清洗模块、承载平台、机械手臂以及检测装置。电镀与边缘金属清洗模块对晶片进行电镀制作工艺与边缘金属清洗制作工艺。承载平台承载晶片。机械手臂抓取晶片于电镀与边缘金属清洗模块与承载平台之间移动。检测装置配置于承载平台，以检测晶片的待测边缘。检测装置包括影像撷取单元、第一光源以及第二光源。影像撷取单元位于晶片的上方，撷取晶片的待测边缘的影像。影像撷取单元的光轴与晶片的顶表面之间具有介于30度至90度之间的夹角。第一光源位于晶片的上方，第一光源的发光面面向待测边缘。第二光源位于晶片的下方，第二光源的发光面面向待测边缘。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电化学电镀设备，尤其是涉及一种用于晶片边缘检测系统的电化学电镀设备。
背景技术
在半导体制作工艺中，电化学电镀(ElectroChemicalPlating，简称ECP)制作工艺属于金属化制作工艺的其中一阶段，主要是使用电流以提供电子将金属离子转换成金属原子，并于某一界面的金属薄膜沉积的制作工艺，通常是以物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition,简称PVD)将铜种层增长为铜金属层。
电化学电镀制作工艺主要包括电镀(PlatingCell)、晶片斜边清洗(EdgeBevelRemove,EBR)及回火(Anneal)等制作工艺所组成，其中晶片斜边清除(EBR)主要是将晶片边缘残余的铜通过例如是过氧化氢(H2O2)与硫酸(H2SO4)的化学调剂进行清洗，以避免晶片边缘残余的铜在尔后的化学机械研磨过程中剥离而伤害金属表面，影响后续制作工艺，故必须通过晶片斜边清洗(EBR)制作工艺进行残余铜去除的动作。
然而，在进行晶片斜边清洗(EBR)制作工艺时会因为化学调剂调制不够精确、机台输送化学调剂的输送管损坏、晶片水平偏移以及化学调剂流量过多或过少等因素，产生晶片斜边清洗异常的情况，导致大量不良晶片(BadDie)的产生，因此必须对于晶片斜边清洗制作工艺是否发生异常进行检测与监控，以防止大量不良晶片产生的情况。
目前检测晶片斜边清洗异常的方式，例如是通过定时检测晶片斜边清洗的数据或是抽样裸视检测的方式，但这样的检测方式，不但无法达到即时检测与监控的功效，同时也耗费相当多的人力成本。因此，如何针对上述的问题进行改善，实为本领域相关人员所关注的焦点。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种电化学电镀设备，其具有用以检测晶片的待测边缘的检测装置，以在电化学电镀制作工艺中达成即时检测晶片的边缘是否产生清洗异常的情况。
本实用新型另一目的在于提供一种晶片边缘检测系统，其具有用以检测晶片的待测边缘的检测装置，以在电化学电镀制作工艺中达成即时检测晶片的边缘是否产生清洗异常的情况。
为达上述目的，本实用新型所提供一种电化学电镀设备，包括电镀与边缘金属清洗模块、承载平台、第一机械手臂以及至少一检测装置。电镀与边缘金属清洗模块用以对晶片进行电镀制作工艺与边缘金属清洗制作工艺。承载平台用以承载晶片。第一机械手臂位于电镀与边缘金属清洗模块与承载平台之间，用以抓取晶片于电镀与边缘金属清洗模块与承载平台之间移动。检测装置配置于承载平台，用以检测置放于承载平台的晶片的待测边缘，检测装置包括影像撷取单元、第一光源以及第二光源。影像撷取单元位于晶片的上方，用以撷取晶片的待测边缘的影像，且影像撷取单元的光轴与晶片的顶表面之间具有夹角，夹角的范围介于30度至90度之间。第一光源位于晶片的上方，第一光源的第一发光面面向待测边缘。第二光源位于晶片的下方，第二光源的第二发光面面向待测边缘。
在本实用新型的一实施例中，上述的影像撷取单元与晶片的顶表面之间具有间距，间距大于0厘米且小于5厘米。
在本实用新型的一实施例中，上述的第一光源的第一发光面与晶片的顶表面之间具有夹角，夹角的范围介于20度至70度之间。
在本实用新型的一实施例中，上述的第一光源与晶片的顶表面之间具有间距，间距大于0厘米且小于20厘米。
在本实用新型的一实施例中，上述的第二光源的第二发光面平行于晶片的一与顶表面相对的底表面。
在本实用新型的一实施例中，上述的影像撷取单元的光轴与晶片的顶表面之间的夹角为60度。
在本实用新型的一实施例中，上述的至少一检测装置的数量为多个，这些检测装置沿着圆形轨迹配置，且这些检测装置彼此之间的间距相等。
在本实用新型的一实施例中，上述的第一光源与第二光源所分别发出的光线为波长范围介于620纳米至750纳米之间的红色光线。
在本实用新型的一实施例中，上述的第一光源与第二光源所分别发出的光线为红外线。
在本实用新型的一实施例中，上述的电化学电镀设备，还包括加热模块、晶片传送盒以及第二机械手臂。加热模块用以对晶片进行热处理制作工艺。晶片传送盒用以容置晶片。第二机械手臂位于承载平台、加热模块以及晶片传送盒之间，用以抓取晶片以使晶片于承载平台、加热模块以及晶片传送盒之间移动。
本实用新型另提供一种晶片边缘检测系统，包括上述的电化学电镀设备以及处理单元。处理单元电连接于检测装置，用以接收影像撷取单元所撷取晶片的待测边缘的影像，处理单元根据待测边缘的影像而计算出晶片边缘宽度值，将晶片边缘宽度值与晶片边缘宽度标准值比较后而得到晶片边缘宽度变化量，并将晶片边缘宽度变化量与门槛值比较后而判断晶片是否处于异常状态，处理单元因应晶片处于异常状态而控制电化学电镀设备停止运作。
本实用新型的优点在于，电化学电镀设备以及晶片边缘检测系统，具有用以检测晶片的待测边缘的检测装置，以达成在电化学电镀制作工艺中即时检测晶片的边缘是否产生清洗异常的情况。本实用新型实施例的检测装置包括影像撷取单元、第一光源以及第二光源。通过将影像撷取单元置于晶片上方，且影像撷取单元的光轴与晶片的顶表面之间具有范围介于30度至90度的夹角，搭配第一光源与第二光源分别置于晶片的上方与下方且发光面面向晶片的待测边缘，用以提供充足的光线，在这样结构设计下，能够清楚拍摄到晶片边缘的影像，并根据此影像有效判断晶片边缘是否产生清洗异常的情况。此外，本实用新型实施例的晶片边缘检测系统能够在晶片边缘产生清洗异常时，即时的控制电化学电镀设备停止运作，以阻止晶片边缘清洗异常的情况持续发生。
为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下。
附图说明
图1为本实用新型的一实施例的电化学电镀设备的结构示意图；
图2为本实施例的检测装置的结构示意图；
图3为本实用新型的另一实施例的电化学电镀设备的结构示意图；
图4为本实用新型的一实施例的晶片边缘检测系统的结构示意图。
符号说明
1、1a、1b：电化学电镀设备
11：电镀与边缘金属清洗模块
12：承载平台
13：第一机械手臂
14、14a、14b：检测装置
15：加热模块
16：晶片传送盒
17：第二机械手臂
100：晶片
101：顶表面
102：底表面
111：电镀槽
112：边缘金属清洗槽
121：第一承载区
122：第二承载区
141：影像撷取单元
142：第一光源
143：第二光源
1420、1430：发光面
2：晶片边缘检测系统
20：处理单元
E：待测边缘
OA：光轴
G1、G2：间距
θ1、θ2：夹角
CAθ1、CAθ2、CAθ3：圆心角
具体实施方式
请参照图1，图1为本实用新型的一实施例的电化学电镀设备的结构示意图。如图1所示，本实施例的电化学电镀设备1包括电镀与边缘金属清洗模块11、承载平台12、第一机械手臂13以及至少一检测装置14。电镀与边缘金属清洗模块11用以对晶片100进行电镀制作工艺以及边缘金属清洗制作工艺(也就是晶片斜边清洗制作工艺)。承载平台12用以承载晶片100。第一机械手臂13位于电镀与边缘金属清洗模块11以及承载平台12之间，第一机械手臂13用以抓取晶片100，以使晶片100于电镀与边缘去除模块11与承载平台12之间移动。至少一检测装置14配置于承载平台12，检测装置14用以检测置放于承载平台的晶片100的待测边缘。
以下再就本实用新型实施例的电化学电镀设备的结构作更进一步详细的描述。
如图1所示，本实施例的电化学电镀设备1还包括加热模块15、晶片传送盒(FrontOpeningUnifiedPod，简称FOUP)16以及第二机械手臂17。加热模块15用以对晶片100进行热处理制作工艺，对晶片进行热处理制作工艺的目的在于，为了将化学机械研磨(CMP)后的制作工艺缺陷减到最小，在进行化学机械研磨前，必须对晶片进行热处理制作工艺。晶片传送盒16用以容置晶片，晶片传送盒16对晶片有载卸、存储以及运送的功效，并提供晶片高洁净的容置环境。第二机械手臂17位于承载平台12、加热模块15以及晶片传送盒16之间，第二机械手臂17用以抓取晶片以使晶片于承载平台12、加热模块以及晶片传送盒之间移动。
如图1所示，本实施例的承载平台12包括第一承载区121以及第二承载区122，此外，电镀与边缘金属清洗模块11包括至少一电镀槽111以及至少一边缘金属清洗槽112。承载平台12的第一承载区121为晶片进入电镀与边缘金属清洗模块11的入口，也就是说，第一机械手臂13抓取置放于第一承载区121上的晶片进入到电镀与边缘金属清洗模块11的电镀槽111进行电镀制作工艺，然后，第一机械手臂13再将电镀完成的晶片抓取至边缘金属清洗槽112进行边缘金属清洗制作工艺。承载平台12的第二承载区122为晶片进行电镀制作工艺以及边缘金属清洗制作工艺后离开电镀与边缘金属清洗模块11的出口，也就是说，第一机械手臂13会将电镀以及边缘金属清洗完成的晶片抓取至第二承载区122置放。值得一提的是，在本实施例中，用来检测晶片边缘是否产生清洗异常的检测装置14便是配置于承载平台12的第二承载区122。
请参照图2，其为本实施例的检测装置14的结构示意图。如图2所示，本实施例的检测装置14包括影像撷取单元141、第一光源142以及第二光缘143。影像撷取单元141位于晶片100的上方，也就是位于承载平台12的第二承载区122的上方，影像撷取单元141用以撷取晶片100的待测边缘E的影像，值得一提的是，影像撷取单元141的光轴OA与晶片100的顶表面101之间具有夹角θ1，此夹角θ1的范围例如是介于30度至90度之间。第一光源142位于晶片100的上方，也就是位于承载平台12的第二承载区122的上方，且第一光源142与影像撷取单元141例如是分别位于承载平台12(或是晶片100)的不同侧，第一光源142的发光面1420面向晶片100的待测边缘E。第二光源143位于晶片100的下方，具体而言，第二光源143例如是嵌设于承载平台12，且第二光源143与影像撷取单元141例如是分别位于承载平台12(或是晶片100)的同侧，第二光源143的发光面1430面向晶片100的待测边缘E。
在本实施例中，影像撷取单元141的光轴OA与晶片100的顶表面101之间的夹角θ1例如是60度，但本实用新型并不以此为限，影像撷取单元141的光轴OA与晶片的顶表面101之间的夹角θ1可视实际情况的需求而于30度至90度之间选用最适合的角度，当影像撷取单元141的光轴OA与晶片100的顶表面101之间的夹角θ1为60度时，影像撷取单元141能够撷取到清晰的晶片100的待测边缘E的影像。此外，影像撷取单元141与晶片100的顶表面101之间具有间距G1，此间距G1的范围例如是介于大于0厘米且小于5厘米之间，但本实用新型并不限定影像撷取单元141与晶片100的顶表面101之间的间距G1距离，可视实际情况的需求而于大于0厘米且小于5厘米之间选用最适合的间距距离。
在本实施例中，第一光源142的发光面1420与晶片100的表面101之间具有夹角θ2，夹角θ2例如是介于20度至70度之间。此外，第一光源142与晶片100之间具有间距G2，间距G2的范围例如是介于大于0厘米且小于20厘米之间。本实用新型并不限定第一光源142的发光面1420与晶片100的表面101之间具有夹角θ2角度以及第一光源142与晶片100之间的间距G2距离，可视实际情况的需求在能够提供充足光线的前提下选用最适合的角度以及间距距离。此外，第二光源143的发光面1430例如是平行于晶片100的与顶表面101相对的底表面102，但本实用新型并不以此为限，在能够提供充足光线的前提下，第二光源143与晶片100的底表面102之间也可视实际情况的需求而具有夹角。
在本实施例中，第一光源142与第二光源143所分别发出的光线例如是波长范围介于620纳米至750纳米之间的红色光线，但本实用新型并不以此为限，在其它的实施例中，第一光源142与第二光源143所分别发出的光线例如是红外线。
请参照图3，其为本实用新型的另一实施例的电化学电镀设备的结构示意图。如图3所示，本实施例的电化学电镀设备1a与图1所示的电化学电镀设备1的结构大致类似，不同点在于，本实施例的电化学电镀设备1a包括多个检测装置14、14a、14b。需特别说明的是，为了方便说明，图3仅绘示出承载平台12、晶片100与这些检测装置14、14a、14b等元件，此外，本实施例的检测装置14a、14b的架构与检测装置14的架构相同，而详细的检测装置架构请参照图2。本实施例的检测装置14、14a、14b沿着圆形轨迹配置，也就是沿着晶片100的圆形轨迹配置，且这些检测装置14、14a、14b彼此之间的间距例如是相等。具体而言，检测装置14的配置位置与检测装置14a之间具有圆心角CAθ1，检测装置14a与检测装置14b之间具有、圆心角CAθ2，检测装置14b与检测装置14之间具有圆心角CAθ3，且圆心角CAθ1、圆心角CAθ2以及圆心角CAθ3的角度彼此相等。在本实施例具有多个检测装置14、14a、14b的结构设计下，能够通过这些检测装置14、14a、14b拍摄到晶片100不同待测边缘的影像，根据多个不同待测边缘的影像来判断晶片边缘是否产生清洗异常的情况，用于提升检测的精准度。
需特别说明的是，在本实施例中，检测装置的数量是以3个为例进行说明，但本实用新型并不加以限定检测装置的数量，在电化学电镀设备1a的配置空间充足的情况下，检测装置的配置数量可依实际情况的需求而有所增加。
请参照图4，其为本实用新型的一实施例的晶片边缘检测系统的结构示意图。如图4所示，本实施例的晶片边缘检测系统2包括电化学电镀设备1b以及处理单元20。在本实施例中，电化学电镀设备1b的结构大致与图1所示的电化学电镀设备1的结构类似，其相关元件的说明，请参照图1，在此不另行赘述。本实施例的处理单元20电连接于电化学电镀设备1b的检测装置14，处理单元20用以接收影像撷取单元141所撷取晶片100的待测边缘的影像，处理单元20根据晶片100的待测边缘的影像而计算出晶片边缘宽度值，将晶片边缘宽度值与晶片边缘宽度标准值(例如是2.2mm或是2.8mm)比较后而得到晶片边缘宽度变化量，并将晶片边缘宽度变化量与门槛值比较后而判断晶片是否处于异常状态，倘若晶片边缘宽度变化量超出门槛值，则判定晶片100处于异常状态，处理单元20因应晶片100处于异常状态而控制电化学电镀设备1b停止运作。倘若晶片边缘宽度变化量并未超出门槛值，则判定晶片100处于正常状态，处理单元20不会停止电化学电镀设备1b的运作，并持续进行上述监控晶片是否处于异常状态的步骤。
综上所陈，本实用新型实施例的电化学电镀设备以及晶片边缘检测系统，其具有用以检测晶片的待测边缘的检测装置，以达成在电化学电镀制作工艺中即时检测晶片的边缘是否产生清洗异常的情况。本实用新型实施例的检测装置包括影像撷取单元、第一光源以及第二光源。通过将影像撷取单元置于晶片上方，且影像撷取单元的光轴与晶片的顶表面之间具有范围介于30度至90度的夹角，搭配第一光源与第二光源分别置于晶片的上方与下方且发光面面向晶片的待测边缘，用以提供充足的光线，在这样结构设计下，能够清楚拍摄到晶片边缘的影像，并根据此影像有效判断晶片边缘是否产生清洗异常的情况。此外，本实用新型实施例的晶片边缘检测系统能够在晶片边缘产生清洗异常时，即时的控制电化学电镀设备停止运作，以阻止晶片边缘清洗异常的情况持续发生。
Claims (11)
1.一种电化学电镀设备，其特征在于，该电化学电镀设备包括：
电镀与边缘金属清洗模块，用以对一晶片进行一电镀制作工艺与一边缘金属清洗制作工艺；
承载平台，用以承载该晶片；
第一机械手臂，位于该电镀与边缘金属清洗模块以及该承载平台之间，用以抓取该晶片以使该晶片于该电镀与边缘金属清洗模块与该承载平台之间移动；以及
至少一检测装置，配置于该承载平台，用以检测置放于该承载平台的该晶片的一待测边缘，该检测装置包括：
影像撷取单元，位于该晶片的上方，用以撷取该晶片的该待测边缘的影像，且该影像撷取单元的一光轴与该晶片的一顶表面之间具有一夹角，该夹角的范围介于30度至90度之间；
第一光源，位于该晶片的上方，该第一光源的一第一发光面面向该待测边缘；以及
第二光源，位于该晶片的下方，该第二光源的一第二发光面面向该待测边缘。
2.如权利要求1所述的电化学电镀设备，其特征在于，该影像撷取单元与该晶片的该顶表面之间具有一间距，该间距大于0厘米且小于5厘米。
3.如权利要求1所述的电化学电镀设备，其特征在于，该第一光源的该第一发光面与该晶片的该顶表面之间具有一夹角，该夹角的范围介于20度至70度之间。
4.如权利要求1所述的电化学电镀设备，其特征在于，该第一光源与该晶片的该顶表面之间具有一间距，该间距大于0厘米且小于20厘米。
5.如权利要求1所述的电化学电镀设备，其特征在于，该第二光源的该第二发光面平行于该晶片的一与该顶表面相对的底表面。
6.如权利要求1所述的电化学电镀设备，其特征在于，该影像撷取单元的该光轴与该晶片的该顶表面之间的夹角为60度。
7.如权利要求1所述的电化学电镀设备，其特征在于，该至少一检测装置的数量为多个，该些检测装置沿着一圆形轨迹配置，且该些检测装置彼此之间的间距相等。
8.如权利要求1所述的电化学电镀设备，其特征在于，该第一光源与该第二光源所分别发出的光线为波长范围介于620纳米至750纳米之间的红色光线。
9.如权利要求1所述的电化学电镀设备，其特征在于，该第一光源与该第二光源所分别发出的光线为红外线。
10.如权利要求1所述的电化学电镀设备，其特征在于，该电化学电镀设备还包括：
加热模块，用以对一晶片进行一热处理制作工艺；
晶片传送盒，用以容置该晶片；以及
第二机械手臂，位于该承载平台、该加热模块以及该晶片传送盒之间，用以抓取该晶片以使该晶片于该承载平台、该加热模块以及该晶片传送盒之间移动。
11.一种晶片边缘检测系统，其特征在于，该晶片边缘检测系统包括：
如权利要求1所述的电化学电镀设备；以及
处理单元，电连接于该检测装置，用以接收该影像撷取单元所撷取该晶片的该待测边缘的影像，该处理单元根据该待测边缘的影像而计算出一晶片边缘宽度值，将该晶片边缘宽度值与一晶片边缘宽度标准值比较后而得到一晶片边缘宽度变化量，并将该晶片边缘宽度变化量与一门槛值比较后而判断该晶片是否处于一异常状态，该处理单元因应该晶片处于该异常状态而控制该电化学电镀设备停止运作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |