CN206947297U - 基板对准及检测装置与基板处理机台 - Google Patents
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Abstract
一种基板对准及检测装置与基板处理机台，应用于单片式基板的处理工艺。基板对准及检测装置包括基座、保持单元以及检测单元。保持单元设置于基座，用以保持基板。检测单元设置于基座，用以对基板进行至少基板对准程序或基板损伤检测。
Description
技术领域
本新型关于一种半导体处理装置，特别是一种具有基板对准与基板损伤检测功能的基板对准及检测装置与基板处理机台。
背景技术
一般而言，在半导体工艺中，常仅针对晶圆外围所发生的缺陷大致可分为破损以及裂缝等两种形式。所谓破损，指的是晶圆外围区域发生一定面积的崩坏。至于裂缝，则是指晶圆外围区域发生了细长的裂缝，但并未有部份面积崩坏的情形。其实，不论是何种模式的损坏，都很容易造成整片晶圆的失效，而导致制造成本大量的浪费。此外，在半导体工艺中，要经过很多处理步骤，例如曝光、显影、蚀刻。在这些步骤中，为了形成想要的集成电路器件，晶圆上的各层材料层之间的电路图案必须有准确的相对位置。目前现有的基板对准机台只具有对准晶圆位置的功能，无法检测基板是否损伤，若在对准程序中无法得知基板已损伤，让已损伤基板进入后续工艺，会造成半导体工艺机台损坏的情况发生，因此有改进的必要。
实用新型内容
本新型的主要目的在提供一种具有基板对准与基板损伤检测功能的基板对准及检测装置。
为达成上述的目的，本新型的基板对准及检测装置应用于单片式基板的处理工艺。基板对准及检测装置包括基座、保持单元以及检测单元。保持单元设置于基座，用以保持基板。检测单元设置于基座，用以对基板进行至少基板对准程序或基板损伤检测。
藉由本新型之设计，于基板对准阶段即可检测基板是否损伤比如：找出前段工艺中因应力造成裂痕的基板，利用光检测功能、压力检测功能或翘曲检测功能，将有损伤的基板检出、对准，以避免受损基板影响后续工艺或损伤机台设备，例如：后续工艺因裂痕造成真空异常、翘曲偏准，而损害机台。
附图说明
图1A为本新型的基板对准及检测装置的第一实施例的示意图。
图1B为本新型的基板对准及检测装置的第一实施例的方块图。
图1C为本新型的基板对准及检测装置的第二实施例的方块图。
图2A为本新型的基板对准及检测装置的第三实施例的方块图。
图2B为本新型的基板对准及检测装置的第三实施例的上视图。
图2C至图2E为本新型的第三实施例的动作示意图。
图2F与图2G为本新型的第四实施例的动作示意图。
图3A为本新型的基板对准及检测装置的第五实施例的示意图。
图3B为本新型的基板对准及检测装置的第六实施例的示意图。
附图标记为：
基板对准及检测装置1、1a、1b、1c、1d、1e
基座10基板90、90a
保持单元20、20a夹持单元21、21a
夹持驱动单元22、22a旋转保持单元23
检测单元30、30a发光单元31
压力检测单元31a收光单元32
侦测单元32a处理单元33
侧边检测单元34、34a基板输出入单元40
具体实施方式
为能让贵审查委员能更了解本新型的技术内容，特举较佳具体实施例说明如下。以下请一并参考图1A、图1B与图1C关于本新型的基板对准及检测装置的第一实施例的示意图、方块图以及第二实施例的方块图。
如图1A、图1B与图1C所示，本新型的基板对准及检测装置1的各实施例皆应用于基板的处理工艺，其中基板可以是晶圆、基板、载板等半导体相关的代处理对象。
根据本新型之一实施例，本新型的基板对准及检测装置1可与基板处理单元配合而形成基板处理机台，基板处理单元经基板对准及检测装置1的后续工艺的设备，其中进入基板处理单元的基板为已经通过基板对准及检测装置1并已完成基板对准程序及基板损伤检测的基板，以避免损伤基板进入影响后续工艺或损伤基板处理单元，例如：后续工艺因裂痕造成真空异常而损害基板处理单元。根据本新型之一具体实施例，基板处理单元包括基板处理槽、或基板处理腔室。
如图1A与图1B所示，在本实施例中，本新型的基板对准及检测装置1包括基座10、保持单元20以及检测单元30，其中保持单元20设置于基座10，保持单元20用以保持基板90，于实施例中，该基板90放置于该保持单元20之上，检测单元30设置于基座10，用以对基板90进行至少基板对准程序或基板损伤检测。根据本新型之一具体实施例，基板对准程序为对位置偏移的基板90进行位置对准校正，基板损伤检测为检测该基板90是否破损、裂损、缺损、污损、翘曲、及/或异常凸起。本新型的检测单元是利用光检测方式、压力检测方式或翘曲检测方式对基板进行至少基板对准程序或基板损伤检测，以下将分开解释各检测方式的具体实施方法。
如图1A与图1B所示，在本实施例中，保持单元20更包括夹持单元21以及夹持驱动单元22，其中夹持单元21电性连接夹持驱动单元22，夹持驱动单元22根据基板90的尺寸驱动夹持单元21进行夹持。在本实施例中，夹持驱动单元22驱动夹持单元21由基板90的左右两侧靠近，夹持基板90的侧壁，以利直接进行基板对准程序。
如图1A与图1C所示，在本实施例中，当检测单元30利用光检测方式对基板90进行至少基板对准程序或基板损伤检测时，检测单元30包括发光单元31、收光单元32以及处理单元33，其中发光单元31发光照射基板90，收光单元32接收发光单元31所发光照射基板90的光影像，处理单元33电性连接收光单元32，处理单元33依据光影像，进行至少基板对准程序或基板损伤检测。根据本新型之一具体实施例，发光单元31与收光单元32可设置于基板90设置于相对的两侧(如图1A所示)，或是基板90的同侧。于相对的两侧的实施例，可针对基板90进行基板裂痕透光侦测，于同侧的实施例，可针对基板90进行基板细微损伤侦测。
发光单元31可发出可见光或不可见光，收光单元32可以是光信号接收器、影像接收器、CCD等，处理单元33可以是微处理器，光影像可以是图像或是光数据。举例来说，如图1A与图1C所示，发光单元31可发出光束照射基板90，若收光单元32接收的光影像为图像时，处理单元33可比对基板90的图像与处理单元33内建的预设图像的差异，对基板90进行基板损伤检测，以便得知此基板90是否有损伤，是否移除此基板90。根据本新型的另一具体实施例，处理单元33藉由比对光影像的透光度与预设透光度间的差异进行基板90的损伤检测，藉由透光度的差异，因为基板90有裂痕区域的透光度一定大于没有裂痕的区域，所以在此状况下，基板对准及检测装置1对基板90进行的基板损伤检测可进一步视为对基板90进行基板裂痕透光侦测。
根据本新型之一具体实施例，处理单元33可依据收光单元32接收的光影像对基板90进行整面或局部的基板损伤检测，其中当基板90整面进行基板损伤检测时，处理单元33得分次或一次对基板90进行整面损伤检测。于实施例中，对基板90进行整面的基板损伤检测，可完整的检测基板损伤，而非仅限于外围。根据本新型的另一实施例，光影像可以是发光单元31照射基板90后的反射光或折射光，处理单元33依据基板90的反射光或折射光与处理单元33内建的预设值得差异度对基板90进行基板损伤检测。根据本新型之一具体实施例，收光单元32接收的光影像，除了用于基板损伤检测外，处理单元33亦可依据该光影像进行光影像对位处理，并产生对准值以进行基板90的基板对准程序，藉此完成基板90的基板对准程序与基板损伤检测。于实施例中，其中光影像对位处理并可依据光影像进行基板的尺寸比对，将可自动对应不同尺寸的基板工艺。根据本新型之一具体实施例，光影像为照射基板90的正面或反面的主要面积处，而非基板90周缘的侧壁面。
于实施例中，检测单元30电性连接保持单元20，处理单元33依据该光影像进行光影像对位处理，并产生对准值提供给保持单元20，保持单元20依据对准值，对基板90进行基板对准程序。
如图1A与图1C所示，在本实施例中，更包括一基板输出入单元40，基板输出入单元40电性连接检测单元30，其中基板输出入单元40将基板90输入并放置于保持单元20，供检测单元30的处理单元33依据该光影像进行光影像对位处理，并产生对准值。基板输出入单元40待检测单元30提供对准值，基板输出入单元40依据对准值，对基板90进行基板对准程序。根据本新型的一具体实施例，待检测单元30提供对准值后，基板输出入单元40进行取出基板90时，依据该对准值直接调整取出基板90的位置，达成基板对准程序。根据本新型的另一具体实施例，待检测单元30提供对准值后，基板输出入单元40直接进行取出基板90，并依据该对准值于后续工艺的设备中调整放置基板90的位置，达成基板对准程序。后续工艺的设备可为基板处理单元。
以下请一并参考图2A、图2B、图2C至图2G关于本新型的基板对准及检测装置的第三实施例的示意图、方块图、上视图、动作示意图以及第四实施例的动作示意图。
如图2A与图2B所示，在本实施例中，保持单元20a包括夹持单元21a、夹持驱动单元22a以及旋转保持单元23，其中夹持单元21a电性连接夹持驱动单元22a，夹持驱动单元22a根据基板90的尺寸驱动夹持单元21a进行夹持。如图2B与图2C所示，在本实施例中，夹持单元21a为三个圆柱，在理想状况下夹持驱动单元22a根据基板90的尺寸驱动夹持单元21a的三个圆柱相对基座10线性移动一预设距离至夹持基板90的一侧壁，以进行基板90的基板对准程序。在前述理想状况的实施例，仅需对基板90进行一次夹持对准，即完成基板对准程序。如图2D与图2E所示，但实际状况下进入基板对准及检测装置1b的基板90可能因为翘曲度问题(基板90可能有上弯曲或下弯曲的情形)，使得基板90水平的直径有差异，因此，若每一个进入基板对准及检测装置1b的基板90水平的直径有些许差异时，会造成夹持单元21a(本实施例为三个圆柱)无法顺利夹持基板90a的情况发生，将无法正确完成基板对准程序。因此如图2D与图2E所示，当检测单元30a依据夹持单元21a无法正确夹持基板90a时，判定需对该基板90a进行多次基板损伤对准检测。在此须注意的是，因为本新型的基板损伤检测包括检测基板是否翘曲及/或异常凸起，故在此状态下的基板对准程序，也称为基板损伤对准检测。
如图2A至图2E所示，在本实施例中，基板损伤对准检测进行的方式为检测单元30a电性连接保持单元20a，以控制旋转保持单元23旋转基板90或基板90a并控制夹持单元21a对基板90或基板90a进行多次夹持，以进行多次基板损伤对准检测，其中进行多次基板损伤对准检测是指检测单元30a控制旋转保持单元23每旋转基板一预设角度并控制夹持单元21a(本实施例为三个圆柱)对基板90或基板90a进行一次夹持。在此须注意的是，该预设角度没有特别限制，可由视需求自行决定，且检测单元30a控制旋转保持单元23旋转的次数也不限，只要进行到能完成基板90或基板90a的基板对准程序即可。
于此实施例，检测单元30a可对处理工艺中全部的基板90或部分的基板90进行多次基板损伤对准检测。对全部的基板90进行检测意指不论基板为正常或异常，皆进行多次基板损伤对准检测。对部分的基板90进行多次基板损伤对准检测意指将先排除正常平整的基板或损伤严重的基板。
于此实施例，检测单元30a可依据夹持单元21a是否正确夹持基板90，以判定是否进行多次基板损伤对准检测。
于此实施例，检测单元30a储存有一翘曲偏差值，检测单元30a依据翘曲偏差值，当基板90符合翘曲偏差值才进行该多次基板损伤对准检测。反之，当基板90不符合翘曲偏差值，此基板90损伤严重的情形，将判断是否移除基板90。
根据本新型的另一具体实施例，参考如图2F与图2G所示，可一并参考图2A(将仅描述与前一实施例的差异处)，当基板对准及检测装置1c的检测单元30a也可利用压力检测方式对基板90进行至少基板对准程序或基板损伤检测时，检测单元30a包括压力检测单元31a以及侦测单元32a，其中压力检测单元31a依据一气压吸附基板90，侦测单元32a电性连接压力检测单元31a，以进行至少基板对准程序或基板损伤检测。在本实施例中，侦测单元32a依据气压反馈的一气压差，以对基板90进行至少基板对准程序或基板损伤检测。当基板90有损伤情形时，侦测单元32a依据气压反馈的一气压差，不同于一预设气压差时(此预设气压差为正常基板的气压反馈值)，将可检测出异常的基板90。根据本新型的一具体实施例，压力检测单元31a得调整气压的压力，以对基板90进行至少基板对准程序或基板损伤检测。压力检测单元31a得调整气压的压力，以测试基板90是否产生损伤情形(此压力为正常的基板90可承受的压力范围，并且正常的基板90不会因此压力而产生损伤情形，反之经由此压力检测方式将可检测出异常的基板90)。根据本新型的另一具体实施例，压力检测单元31a更包括至少一气压通道，其中压力检测单元31a控制至少一气压通道的开启数量，以对基板90进行至少基板对准程序或基板损伤检测。根据本新型的一具体实施例，压力检测单元根据基板90的尺寸，控制至少一气压通道的开启数量，以进行至少基板对准程序或基板损伤检测。
以下请一并参考图3A与图3B关于本新型的基板对准及检测装置的第五实施例与第六实施例的示意图。
根据本新型之一具体实施例，如图3A与图3B所示，检测单元30还包括一侧边检测单元34、34a，侧边检测单元可设置于基座10，并沿基板90的侧壁进行基板损伤检测，侧边检测单元34、34a可以是光收发单元、摄影机或照相机。但本新型不以此实施例为限，本新型的侧边检测单元亦可包括于前述的光检测方式、压力检测方式或翘曲检测方式的实施例，其中检测单元可依据侧边检测单元，检测基板翘曲问题，获得基板的翘曲偏差值。根据本新型的另一具体实施例，检测单元30还包括一旋转单元(图未示)，设置于基座10，旋转单元旋转基板90，进行至少基板对准程序或基板损伤检测。当检测单元30利用重量检测方式对基板90进行至少基板对准程序或基板损伤检测时，检测单元30亦可对基板90进行一重量侦测，以对基板90进行至少基板对准程序或基板损伤检测。
于前述的光检测方式、压力检测方式或翘曲检测方式的实施例，基板对准及检测装置可选择对基板进行至少基板对准程序或基板损伤检测，可包含进行至少其一、或至少其两者。如为至少其两者，基板对准程序及基板损伤检测，可同时或分段进行。
藉由本新型的基板对准及检测装置1、1a、1b、1c、1d、1e的设计，于基板对准阶段即可检测基板90是否损伤，利用光检测功能、压力检测功能或翘曲检测功能，将有损伤的基板90检出，以避免受损基板90影响后续工艺或损伤机台设备，例如：后续工艺因裂痕造成真空异常而损害机台。
需注意的是，上述仅为实施例，而非限制于实施例。譬如此不脱离本新型基本架构者，皆应为本专利所主张的权利范围，而应以权利要求范围为准。
Claims (31)
1.一种基板对准及检测装置，应用于一单片式基板的一处理工艺，该基板对准及检测装置包括：
一基座；
一保持单元，设置于该基座，用以保持该基板；以及
一检测单元，设置于该基座，用以对该基板进行至少一基板对准程序或一基板损伤检测，其中该检测单元利用一光检测方式、一压力检测方式或一翘曲检测方式对该基板进行至少该基板对准程序或该基板损伤检测。
2.如权利要求1所述的基板对准及检测装置，其特征在于，当该检测单元利用该光检测方式时，该检测单元包括一发光单元、一收光单元以及一处理单元，其中该发光单元发光照射该基板，该收光单元接收该发光单元所发光照射该基板的一光影像，该处理单元电性连接该收光单元，该处理单元依据该光影像，进行至少该基板对准程序或该基板损伤检测。
3.如权利要求2所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该发光单元及该收光单元设置于该基板的相对两侧或同侧。
4.如权利要求2所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该处理单元依据该光影像对该基板进行整面或局部的该基板损伤检测，当该基板整面进行该基板损伤检测时，该处理单元得分次或一次对该基板进行整面损伤检测。
5.如权利要求2所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该处理单元依据该光影像对该基板进行该基板损伤检测，该光影像为一图像，该处理单元藉由比对该图像与一预设图像的差异对该基板进行该基板损伤检测。
6.如权利要求2所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该处理单元依据该光影像对该基板进行该基板损伤检测，该处理单元藉由比对该光影像的透光度与一预设透光度间的差异对该基板进行该基板损伤检测。
7.如权利要求2所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该处理单元依据该光影像对该基板进行该基板损伤检测，该基板损伤检测为对该基板进行基板裂痕透光侦测。
8.如权利要求2所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该处理单元依 据该光影像对该基板进行该基板损伤检测，该光影像包括该发光单元所发光照射该基板的一反射光或一折射光，该处理单元依据该反射光或该折射光与一预设值的差异度对该基板进行该基板损伤检测。
9.如权利要求2所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该处理单元依据该光影像进行一光影像对位处理，并产生一对准值以进行该基板对准程序。
10.如权利要求9所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该检测单元电性连接该保持单元，该保持单元依据该对准值，对该基板进行该基板对准程序。
11.如权利要求9所述的基板对准及检测装置，其特征在于，更包括一基板输出入单元，该基板输出入单元电性连接该检测单元，该基板输出入单元将该基板放置于该保持单元，待该检测单元提供该对准值，该基板输出入单元依据该对准值，对该基板进行该基板对准程序。
12.如权利要求11所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该基板输出入单元取出该基板，依据该对准值直接调整取出该基板的位置。
13.如权利要求11所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该基板输出入单元取出该基板，依据该对准值于后续工艺的设备中调整放置该基板的位置。
14.如权利要求9所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该处理单元依据该光影像对位处理进行该基板的尺寸比对。
15.如权利要求1所述的基板对准及检测装置，其特征在于，当该检测单元利用该压力检测方式时，该检测单元包括一压力检测单元以及一侦测单元，其中该压力检测单元依据一气压吸附该基板，该侦测单元电性连接该压力检测单元，该侦测单元依据该气压反馈的一气压差，对该基板进行至少该基板对准程序或该基板损伤检测。
16.如权利要求15所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该侦测单元对该基板进行一重量侦测，以对该基板进行至少该基板对准程序或该基板损伤检测。
17.如权利要求15所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该压力检测单元调整该气压的压力，以对该基板进行至少该基板对准程序或该基板损伤检测。
18.如权利要求15所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该压力检测单元包括至少一气压信道，该压力检测单元控制该至少一气压通道的开启数量，以对该基板进行至少该基板对准程序或该基板损伤检测。
19.如权利要求18所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该压力检测单元根据该基板的尺寸，控制该至少一气压通道的开启数量，以进行至少该基板对准程序或该基板损伤检测。
20.如权利要求1所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该保持单元包括一夹持单元，该夹持单元夹持该基板的一侧壁，以直接进行该基板对准程序。
21.如权利要求20所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该保持单元包括一夹持驱动单元，其根据该基板的尺寸驱动该夹持单元进行夹持。
22.如权利要求20所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该保持单元包括一旋转保持单元，其中该检测单元系电性连接该保持单元，以控制该旋转保持单元旋转该基板并控制该夹持单元对该基板进行多次夹持，以进行一多次基板损伤对准检测，其中该多次基板损伤对准检测，系该检测单元控制该旋转保持单元每旋转该基板一预设角度并控制该夹持单元对该基板进行一次夹持。
23.如权利要求22所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该检测单元对该处理工艺中全部的该基板或部分的该基板进行该多次基板损伤对准检测。
24.如权利要求23所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该检测单元依据该夹持单元是否正确夹持该基板，以判定是否进行该多次基板损伤对准检测。
25.如权利要求23所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该检测单元对该基板进行一光检测，以判定是否进行该多次基板损伤对准检测。
26.如权利要求25所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该检测单元依据该光检测得到一翘曲偏差值，并依据该翘曲偏差值，当该基板符合该翘曲偏差值才进行该多次基板损伤对准检测。
27.如权利要求1所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该检测单元还包括一侧边检测单元，设置于该基座，其沿该基板的侧壁进行基板损伤检测。
28.如权利要求1所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该检测单元还包括一旋转单元，设置于该基座，其旋转该基板，进行至少该基板对准程序 或该基板损伤检测。
29.如权利要求1所述的基板对准及检测装置，其特征在于，该基板对准及检测装置可同时或分段进行该基板对准程序及该基板损伤检测。
30.一种基板处理机台，其特征在于，包括；
如权利要求1至29任一项之一基板对准及检测装置；以及一基板处理单元，经该基板对准及检测装置的后续工艺的设备，该基板处理单元所接收的一基板，皆已通过该基板对准及检测装置完成该基板对准程序及该基板损伤检测。
31.如权利要求30所述的基板处理机台，其特征在于，该基板处理单元包括一基板处理槽、或一基板处理腔室。
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