CN208954953U - 晶圆位置检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆位置检测装置。本实用新型提供了一种晶圆位置检测装置，包括：加热盘，用于承载并加热晶圆；至少一组温度传感器，设置于所述加热盘表面，每组温度传感器包括关于所述加热盘的中心对称分布的两个温度传感器；控制器，同时连接多组所述温度传感器，用于判断是否存在一组温度传感器内的两个温度传感器检测到的温度值不同，若是，则确认所述晶圆的位置发生偏移。本实用新型可以及时了解晶圆在反应腔室内的位置是否发生偏移，提高了晶圆的生产效率，减少了晶圆返工及报废的概率。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆位置检测装置。
背景技术
随着智能手机、平板电脑等移动终端向小型化、智能化、节能化的方向发展，芯片的高性能、集成化趋势明显，促使芯片制造企业积极采用先进工艺，对制造出更快、更省电的芯片的追求愈演愈烈。尤其是许多无线通讯设备的主要元件需用40nm以下先进半导体技术和工艺，因此对先进工艺产能的需求较之以往显著上升，带动集成电路厂商不断提升工艺技术水平，通过缩小晶圆水平和垂直方向上的特征尺寸以提高芯片性能和可靠性，以及通过3D结构改造等非几何工艺技术和新材料的运用来影响晶圆的电性能等方式实现硅集成的提高，以迎合市场需求。然而，这些技术的革新或改进都是以晶圆的生成、制造为基础。
在半导体的制造工艺中，为了设置分立器件和集成电路，需要在晶圆表面沉积不同的膜层。现有的膜层沉积方法包括化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积等。
在现有的半导体加工制造过程中，经常会出现晶圆进入膜层沉积装置的腔体后位置发生偏移的情况。一旦晶圆在腔体内部的位置发生偏移，晶圆表面沉积的膜层在膜厚、膜层均匀性等相关参数会出现异常，进而需要重新进行膜层沉积工艺甚至是直接导致晶圆的报废。然而，现有的膜层沉积装置内并没有侦测晶圆位置的结构，因此，晶圆在腔体内的位置是否发生偏移要等到膜层沉积工艺结束之后，通过检测沉积膜层的相关参数才能得到，严重影响晶圆产品的生产效率以及生产成本。
因此，如何快速、准确的检测晶圆在反应腔室内的位置，及早确定晶圆在反应腔室内的位置是否发生偏移，以确保半导体的产效率，是目前亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种晶圆位置检测装置，用于解决现有技术中不能及早发现晶圆在反应腔室内的位置异常问题，以提高半导体的生产效率。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种晶圆位置检测装置，包括：
加热盘，用于承载并加热晶圆；
至少一组温度传感器，设置于所述加热盘表面，每组温度传感器包括关于所述加热盘的中心对称分布的两个温度传感器；
控制器，同时连接多组所述温度传感器，用于判断是否存在一组温度传感器内的两个温度传感器检测到的温度值不同，若是，则确认所述晶圆的位置发生偏移。
优选的，至少一组温度传感器包括多组温度传感器，且所有的温度传感器以所述加热盘的中心为圆心呈圆环状分布。
优选的，所有的温度传感器构成的圆环的直径大于所述晶圆的直径。
优选的，所有的温度传感器构成的圆环的直径小于所述晶圆的直径。
优选的，还包括位于所述加热盘上的多个固定结构，用于将所述晶圆固定于所述加热盘表面。
优选的，所述固定结构包括多个关于所述加热盘的中心对称分布的真空吸附孔。
优选的，所述固定结构包括多个关于所述加热盘的中心对称分布的机械夹具。
优选的，还包括位于所述加热盘表面且环绕所述加热盘的边缘设置的限位环，用于限定所述晶圆的位置。
本实用新型提供的晶圆位置检测装置，通过在用于承载晶圆的加热盘上设置至少一组温度传感器，且每组温度传感器内的两个温度传感器关于加热盘的中心对称分布，并利用控制器判断每组温度传感器内的两个温度传感器检测到的温度值是否相同，若不同，则说明晶圆当前的放置位置出现了偏移，从而可以及时了解晶圆在反应腔室内的位置情况，避免了在膜层沉积工艺结束之后才知晓晶圆位置出现了偏移的问题，提高了晶圆的生产效率，减少了晶圆返工及报废的概率。
附图说明
附图1是本实用新型具体实施方式中一晶圆位置检测装置的俯视结构示意图；
附图2是本实用新型具体实施方式中一晶圆位置检测装置的截面结构示意图；
附图3是本实用新型具体实施方式中另一晶圆位置检测装置的俯视结构示意图；
附图4是本实用新型具体实施方式中另一晶圆位置检测装置的截面结构示意图；
附图5是本实用新型具体实施方式中控制器与温度传感器的连接框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型提供的晶圆位置检测装置的具体实施方式做详细说明。
本具体实施方式提供了一种晶圆位置检测装置，附图1是本实用新型具体实施方式中一晶圆位置检测装置的俯视结构示意图，附图2是本实用新型具体实施方式中一晶圆位置检测装置的截面结构示意图，附图5是本实用新型具体实施方式中控制器与温度传感器的连接框图。
如图1、图2、图5所示，本具体实施方式提供的晶圆位置检测装置包括：
加热盘10，用于承载并加热晶圆11；
至少一组温度传感器，设置于所述加热盘10表面，每组温度传感器包括关于所述加热盘10的中心对称分布的两个温度传感器12；
控制器50，同时连接多组所述温度传感器，用于判断是否存在一组温度传感器内的两个温度传感器12检测到的温度值不同，若是，则确认所述晶圆11的位置发生偏移。
具体来说，在反应腔室内实施膜层沉积工艺的过程中，晶圆被放置于所述加热盘10表面，所述加热盘10内部设置有电阻丝等电加热元件，用于对所述加热盘10表面承载的所述晶圆11加热。在所述晶圆11未放置于所述加热盘10上时，所述温度传感器12检测到的均为加热盘表面的温度。当将所述晶圆11放置于所述加热盘10表面时，若一组关于所述加热盘10的中心对称分布的温度传感器12检测到的温度值不同，则说明所述晶圆11的位置发生了偏移。这是因为，在未发生偏移时，所述晶圆11的中心在竖直方向上的投影应该与所述加热盘10的中心重合，以确保所述晶圆11表面的温度均匀分布，进而确保后续沉积膜层的厚度以及均匀性，此时，每组温度传感器内的两个温度传感器检测到的温度值应相同。由于所述加热盘10在所述晶圆11进入反应腔室前已开始进行加热并保持在较高温度，所以当所述晶圆11自外界传输至所述加热盘10上时，所述晶圆11与所述加热盘10之间存在较大的温差，例如温差一般高达200℃，因此，当所述晶圆11的位置发生偏移时，即所述晶圆11的中心在竖直方向上的投影与所述加热盘10的中心偏移时，则至少存在一组温度传感器内的两个温度传感器12检测到的温度值不同。
以下以图1、图2中所示的加热盘10中包括2组温度传感器，且一组温度传感器中的两个温度传感器分别设置在图1中的A、C处，另一组温度传感器中的两个温度传感器分别设置在图1中的B、D处。如若在所述晶圆11放置于所述加热盘10上之后，D处的温度传感器12检测到的温度值出现了较大程度的波动，例如急剧降低，而B处的温度传感器12检测到的温度值未出现波动或仅出现小幅波动，例如小幅下降，则此时B处温度传感器12检测到的温度值与D处温度传感器12检测到的温度值不同，说明所述晶圆11的位置发生了偏移。同时，由于D处温度传感器检测到的温度值波动较大，则说明书所述晶圆11的位置向D处偏移。
本具体实施方式在将所述晶圆11刚放置于所述加热盘10上时，即可检测出所述晶圆11的位置是否发生偏移，便于工作人员及时采取措施，从而减少了晶圆返工及报废的概率，提高了晶圆的生产效率。
优选的，至少一组温度传感器包括多组温度传感器，且所有的温度传感器以所述加热盘10的中心为圆心呈圆环状分布。
具体来说，一方面，由于所述晶圆11上通常都设置有缺口(notch)等对准标记，通过设置多组温度传感器可以避免所述晶圆11上的缺口对晶圆位置检测结果的影响；另一方面，通过将所有的温度传感器设置为环绕所述加热盘10的中心对称分布的圆环状，根据各温度传感器检测到的温度值及各温度传感器的温度波动情况，可以进一步确定所述晶圆11的偏移方向，有利于后续调整所述晶圆11的位置。
在本具体实施方式中，所有的温度传感器12构成的圆环的直径大于所述晶圆11的直径。即所有的温度传感器12环绕所述晶圆11的外周设置，以避免对所述晶圆11的表面造成损伤。
附图3是本实用新型具体实施方式中另一晶圆位置检测装置的俯视结构示意图，附图4是本实用新型具体实施方式中另一晶圆位置检测装置的截面结构示意图。如图3、图4所示，在其他具体实施方式中，所有的温度传感器12构成的圆环的直径小于所述晶圆11的直径，例如所有的温度传感器12环绕所述晶圆11的内沿设置。即在所述晶圆11放置于所述加热盘10上后，所述晶圆11覆盖所述温度传感器12。图3的视角下所述温度传感器12不可见，故以虚线表示。
为了将所述晶圆11固定于所述加热盘10表面，使得所述晶圆11与所述加热盘10表面贴合，确保位置检测结果的准确性及可靠性，优选的，所述晶圆位置检测装置还包括位于所述加热盘10上的多个固定结构13，用于将所述晶圆11固定于所述加热盘10表面。更优选的，所述固定结构13包括多个关于所述加热盘10的中心对称分布的真空吸附孔。或者，更优选的，所述固定结构13包括多个关于所述加热盘10的中心对称分布的机械夹具。在图1、图3中所述固定结构13不可见，故以虚线表示。
优选的，所述晶圆位置检测装置还包括位于所述加热盘10表面且环绕所述加热盘10的边缘设置的限位环14，用于限定所述晶圆11的位置。
本具体实施方式提供的晶圆位置检测装置，通过在用于承载晶圆的加热盘上设置至少一组温度传感器，且每组温度传感器内的两个温度传感器关于加热盘的中心对称分布，并利用控制器判断每组温度传感器内的两个温度传感器检测到的温度值是否相同，若不同，则说明晶圆当前的放置位置出现了偏移，从而可以及时了解晶圆在反应腔室内的位置情况，避免了在膜层沉积工艺结束之后才知晓晶圆位置出现了偏移的问题，提高了晶圆的生产效率，减少了晶圆返工及报废的概率。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种晶圆位置检测装置，其特征在于，包括：
加热盘，用于承载并加热晶圆；
至少一组温度传感器，设置于所述加热盘表面，每组温度传感器包括关于所述加热盘的中心对称分布的两个温度传感器；
控制器，同时连接多组所述温度传感器，用于判断是否存在一组温度传感器内的两个温度传感器检测到的温度值不同，若是，则确认所述晶圆的位置发生偏移。
2.根据权利要求1所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，至少一组温度传感器包括多组温度传感器，且所有的温度传感器以所述加热盘的中心为圆心呈圆环状分布。
3.根据权利要求2所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所有的温度传感器构成的圆环的直径大于所述晶圆的直径。
4.根据权利要求2所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所有的温度传感器构成的圆环的直径小于所述晶圆的直径。
5.根据权利要求1所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，还包括位于所述加热盘上的多个固定结构，用于将所述晶圆固定于所述加热盘表面。
6.根据权利要求5所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述固定结构包括多个关于所述加热盘的中心对称分布的真空吸附孔。
7.根据权利要求5所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述固定结构包括多个关于所述加热盘的中心对称分布的机械夹具。
8.根据权利要求1所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，还包括位于所述加热盘表面且环绕所述加热盘的边缘设置的限位环，用于限定所述晶圆的位置。
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|---|---|---|---|---|
| CN112490141A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-12 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 一种晶圆放置状态检测方法、半导体工艺设备 |
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