TWI582852B - 用於監測半導體裝置中邊緣斜角去除區域的方法和裝置以及電鍍系統 - Google Patents

用於監測半導體裝置中邊緣斜角去除區域的方法和裝置以及電鍍系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI582852B
TWI582852B TW104139372A TW104139372A TWI582852B TW I582852 B TWI582852 B TW I582852B TW 104139372 A TW104139372 A TW 104139372A TW 104139372 A TW104139372 A TW 104139372A TW I582852 B TWI582852 B TW I582852B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wafer
edge
semiconductor device
transfer chamber
robot arm
Prior art date
Application number
TW104139372A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201640584A (zh
Inventor
余國忠
翁昇平
吳朝棟
胡宗皓
Original Assignee
台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 台灣積體電路製造股份有限公司 filed Critical 台灣積體電路製造股份有限公司
Publication of TW201640584A publication Critical patent/TW201640584A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI582852B publication Critical patent/TWI582852B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G01N21/9503—Wafer edge inspection
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/001—Apparatus specially adapted for electrolytic coating of wafers, e.g. semiconductors or solar cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
    • C25D5/50—After-treatment of electroplated surfaces by heat-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/12—Semiconductors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G06T7/0006—Industrial image inspection using a design-rule based approach
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G06T7/0008—Industrial image inspection checking presence/absence
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/188—Capturing isolated or intermittent images triggered by the occurrence of a predetermined event, e.g. an object reaching a predetermined position
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10056—Microscopic image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30148—Semiconductor; IC; Wafer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

用於監測半導體裝置中邊緣斜角去除區域的方法和裝置以及電鍍系統
本發明係關於用於監測半導體裝置中邊緣斜角去除區域的方法和裝置以及電鍍系統。
在晶圓的製造過程期間，在晶圓上形成積體電路的金屬線是該過程中的一個重要步驟。可以通過電鍍程序或物理氣相沉積(PVD)程序形成金屬線。為了增加晶圓的集成密度，晶圓的可用區域被擴大至非常靠近晶圓的邊緣。因此，金屬線也形成在非常靠近晶圓的邊緣上。但是，應該通過所謂的邊緣斜角去除(EBR)程序去除晶圓邊緣上的不期望的殘餘的金屬。由於邊緣斜角區域鄰近可用區域，所以控制EBR程序以確保蝕刻劑蝕刻邊緣斜角區域而不損害可用區域。在EBR程序之後，監測晶圓以確定是否出現異常的晶圓邊緣。因此，製造的晶圓的品質受到監測程序的精確度的影響。此外，監測程序還可能影響製造過程的速度。因此，提供可靠和準確的監測方法以增加半導體晶圓的產出率是比較理想的。
本發明的一個實施例提供了一種半導體裝置，其包括轉移室、退火站、 機械臂以及邊緣檢測器。轉移室配置為與電鍍裝置交界。退火站用來使晶圓退火。機械臂用來將所述晶圓從所述轉移室轉移至所述退火站。邊緣檢測器設置在所述機械臂上方，以監測由所述機械臂攜運的所述晶圓的邊緣斜角去除區域的至少一部分。
根據本發明的另一實施例提供了一種用於檢測晶圓的方法，所述方法包括：由機械臂將所述晶圓從轉移室轉移至退火站；以及當所述晶圓從所述轉移室轉移至所述退火站時，監測所述機械臂上方的所述晶圓的邊緣斜角去除區域的至少一部分。
根據本發明的另一實施例提供了一種電鍍系統，其包括電鍍裝置以及半導體裝置。電鍍裝置用來電鍍晶圓。半導體裝置包括轉移室、退火室、機械臂以及邊緣檢測器。轉移室設置為與所述電鍍裝置之交界。退火室用來使所述晶圓退火。機械臂用來將所述晶圓從所述轉移室轉移至所述退火站。邊緣檢測器設置在所述機械臂上方以監測由所述機械臂攜運的所述晶圓的邊緣斜角去除區域的至少一部分。
100‧‧‧電鍍系統
12‧‧‧劑量裝置
14‧‧‧電鍍裝置
16‧‧‧半導體裝置
122‧‧‧劑量器件
124‧‧‧中央鍍液器件
126‧‧‧過濾和泵送器件
128‧‧‧控制器件
141‧‧‧第一電補模組
142‧‧‧第二電補模組
143‧‧‧第三電補模組
144‧‧‧第一後電補模組
145‧‧‧第二後電補模組
146‧‧‧第三後電補模組
147‧‧‧機械臂
161‧‧‧轉移室
162‧‧‧退火站
163、701‧‧‧機械臂
164‧‧‧晶圓匣
165‧‧‧邊緣檢測器
166、506、702‧‧‧晶圓
161a‧‧‧轉移站
161b‧‧‧對準儀
164a‧‧‧第一匣
164b‧‧‧第二匣
201、202、203、204、205、206、207‧‧‧箭頭
208‧‧‧預定位置
301‧‧‧電荷耦合器件相機
302、503‧‧‧照明器件
401‧‧‧主動區
402、505‧‧‧EBR區域
403‧‧‧框
501、706‧‧‧第一CCD感測器
502、707‧‧‧第二CCD感測器
504、708‧‧‧第一部分
507、709‧‧‧第二部分
508‧‧‧控制器件
509‧‧‧個人電腦
510‧‧‧FDC系統
601‧‧‧第一圖像
602‧‧‧第二圖像
603、604‧‧‧位置
605、606‧‧‧可用區域
703‧‧‧觸發器件
704‧‧‧第一照明器件
705‧‧‧第二照明器件
800‧‧‧方法
802、804、806、808、810、812‧‧‧步驟
為協助讀者達到最佳理解效果，建議在閱讀本揭露時同時參考附件圖示及其詳細文字敘述說明。請注意為遵循業界標準作法，本專利說明書中的圖式不一定按照正確的比例繪製。在某些圖式中，尺寸可能刻意放大或縮小，以協助讀者清楚了解其中的討論內容。
圖1是根據一些實施例示出的電鍍系統的示意圖。
圖2是根據一些實施例示出的包括晶圓的處理流程的電鍍系統的示意圖。
圖3是根據一些實施例示出的電荷耦合器件相機、照明器件和晶圓的設置的簡化圖。
圖4是根據一些實施例示出的晶圓的一部分的實物圖片。
圖5是根據一些實施例示出的在半導體裝置中的邊緣檢測器的簡化圖。
圖6是根據一些實施例示出的EBR區域的第一圖像和第二圖像的實物 圖片。
圖7是根據一些實施例示出的半導體裝置的實物圖片。
圖8是根據一些實施例示出的用於檢測晶圓的方法的流程圖。在各個附圖中相同的參考標記指示相同的元件。
以下公開內容提供了許多用於實現所提供主題不同特徵的不同實施例或實例。下面描述了元件和佈置的具體實例以簡化本發明。當然，這些僅僅是實例，而不旨在限制本發明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包含第一部件和第二部件形成為直接接觸的實施例，並且也可以包含在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實施例。此外，本發明可在各個實例中重複參考標號和/或字元。該重複是為了簡單和清楚的目的，並且其本身不指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關係。
在下文中詳細論述了實施例的製造和使用。然而，應當理解，本發明提供了可以體現在各種具體環境中的許多可應用的發明概念。所論述的具體實施例僅僅是用於製造和使用本發明的具體方式的說明，並且不限制本發明的範圍。
而且，為便於描述，在此可以使用諸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”、“左”、“右”等的空間相對術語，以描述如圖所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)元件或部件的關係。除了圖中所示的方位外，空間相對術語旨在包含器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉90度或在其他方位上)，而在此使用的空間相對描述符可以同樣地作相應的解釋。應當理解，當將元件稱為“連接至”或“耦接至”至另一元件時，它可以直接連接或耦接至其他元件，或者可以存在中間元件。
圖1是根據一些實施例示出的電鍍系統100的示意圖。參考圖1，電鍍系統100包括劑量裝置12、電鍍裝置14和半導體裝置16。劑量裝置102包括劑量器件122、中央鍍液(bath)器件124、過濾和泵送器件126以及控制器件128。劑量器件122用來儲存和遞送用於鍍溶液的化學添加劑。中央鍍液器件124用來承放用作電鍍裝置14中的電鍍液的化學溶液。過濾和泵 送器件126用來過濾用於中央鍍液器件124的鍍溶液以及將鍍溶液泵入電鍍裝置14。控制器件128用來提供操作電鍍系統100所需要的電子和介面控制。控制器件128可以包括用於電鍍系統100的電源。
電鍍裝置14包括第一電補(electrofill)模組141、第二電補模組142、第三電補模組143、第一後電補模組144、第二後電補模組145、第三後電補模組146和機械臂147。第一電補模組141、第二電補模組142、第三電補模組143用來在晶圓上電補金屬(例如，銅)。通過第一電補模組141、第二電補模組142或第三電補模組143處理晶圓。在處理晶圓之後，第一後電補模組144、第二後電補模組145或第三後電補模組146用來對晶圓實施期望的操作，諸如EBR程序、背面蝕刻以及酸洗。在電鍍裝置14中，機械臂147用來將晶圓遞送至第一電補模組141、第二電補模組142、第三電補模組143、第一後電補模組144、第二後電補模組145或第三後電補模組146以實施相應的操作。
半導體裝置16是電鍍系統100的半導體前端裝置。半導體裝置16也可以是電鍍系統100的工廠介面(FI)。半導體裝置16包括轉移室161、退火站162、機械臂163和邊緣檢測器165。晶圓匣164也在圖1中示出。機械臂163可以是所謂的前端機械臂。轉移室161設置為與電鍍裝置14交界。轉移室161包括轉移站161a和對準儀161b。轉移站161a是這樣的一種站：在該站處，機械臂147和機械臂163可以在轉移站161a傳遞晶圓而不通過對準儀161b。但是，對準儀161b可以用來將晶圓與機械臂147對準，使得通過機械臂147將晶圓精確地遞送至第一電補模組141、第二電補模組142或第三電補模組143。此外，對準儀161b也可以用來將後電補晶圓與機械臂163對準，使得通過機械臂163將後電補晶圓精確地遞送至退火站162。
退火站162用來將後電補晶圓退火。通過電鍍裝置14處理晶圓之後，機械臂163用來將晶圓(即，後電補晶圓)從轉移室161轉移至退火站162。在退火程序之後，機械臂163用來將退火的晶圓從退火站162轉移至晶圓匣164。晶圓匣164設置為半導體裝置16和半導體裝置16之外的另一個半導體系統之間的介面。在本實施例中，晶圓匣164包括第一匣164a和第二匣164b。
邊緣檢測器165設置在機械臂163上方或頂部以監測由機械臂163攜運的晶圓(如圖1中所示的晶圓166)的邊緣斜角去除(EBR)區域的至少一部分。晶圓166是後電補晶圓。更具體地，在EBR程序之後，控制機械臂163將晶圓166從轉移室161轉移至退火站162，並且在機械臂163仍然攜運晶圓166時，控制邊緣檢測器165以監測晶圓166的EBR區域的至少一部分。根據本實施例，邊緣檢測器165用來即時地監測晶圓166的EBR區域。
圖2是根據一些實施例示出的包括晶圓的處理流程的電鍍系統100的示意圖。處理流程通過一系列的分別由201、202、203、204、205和206表示的箭頭符號示出。當晶圓裝入至晶圓匣164中的匣164a和匣164b中的一個時，機械臂163用來將晶圓遞送至轉移室161的轉移站161a，即箭頭201。機械臂163可以設置為使用真空附著技術以保持晶圓。應該注意，如果晶圓需要與機械臂147對準，機械臂163也可以將晶圓遞送至對準儀161b。
根據本實施例，然後通過機械臂147將晶圓遞送至第一電補模組141，即箭頭202。應該注意，晶圓可以遞送至第一電補模組141、第二電補模組142或第三電補模組143。在第一電補模組141中，可以用諸如銅的金屬電補晶圓。在中央鍍液器件124中的電解質可以用於實施電補程序。
在電補程序之後，如箭頭203所示，通過機械臂147將晶圓遞送至第二後電補模組145以去除晶圓的邊緣斜角區域上的不期望的銅層。可以通過蝕刻溶液蝕刻掉不期望的銅層。第二後電補模組145也可以清洗、沖洗和/或乾燥晶圓。應該注意，可以將晶圓遞送至第一後電補模組144、第二後電補模組145或第三後電補模組146以實施EBR程序。
如箭頭204所示，當完成EBR程序時，通過機械臂147將晶圓從第二後電補模組145遞送至轉移室161的對準儀161b。應該注意，機械臂147可以將晶圓遞送至轉移室161。
根據本實施例，如箭頭205所示，在對準儀161b中的晶圓(即，166)可以通過機械臂163遞送至退火站162。在遞送晶圓166期間，邊緣檢測器165捕捉晶圓166的EBR區域的至少一部分的圖像以即時地監測晶圓166。更具體地，當晶圓166定位在對準儀161b中時，機械臂163伸出至對準儀161b。在保持住晶圓166之後，機械臂163拉回。然後，機械臂163再次伸 出將晶圓166遞送至退火站162。如圖2所示，虛線箭頭207是將晶圓166從對準儀161b遞送至退火站162的轉移路徑。轉移路徑可以是由電鍍系統100的製造者設定的預定路徑。晶圓166將通過邊緣檢測器165下方或附近的預定位置208傳遞。當晶圓166到達預定位置208時，觸發邊緣檢測器165以捕捉晶圓166的EBR區域的至少一部分的圖像。應該注意，預定位置208可以是機械臂163和邊緣檢測器165之間任意合適的位置。
將圖像直接發送至電鍍系統100內的或之外的處理器件。處理器件用來分析用於監測晶圓166的EBR區域的即時的圖像。此外，邊緣檢測器165可以安裝在機械臂163之上的任何地方，只要邊緣檢測器165可以捕捉晶圓166的EBR區域的至少一部分的圖像。應該注意，邊緣檢測器165未安裝在轉移室161中。
如虛線箭頭206所示，當在退火站162中的退火程序完成時，機械臂163將退火的晶圓遞送至匣164a和匣164b中的一個。退火站162可以包括加熱爐。然後，將在晶圓匣164中的退火的晶圓遞送至其他系統，諸如用於進一步處理的化學機械拋光系統。
根據本實施例，邊緣檢測器165包括通過電荷耦合技術用於捕捉晶圓166的EBR區域的至少一部分的圖像的電荷耦合器件(CCD)相機301。邊緣檢測器165還包括用於照亮晶圓166的EBR區域的至少一部分的照明器件302。圖3是根據一些實施例示出的CCD相機301、照明器件302和晶圓166的設置的簡化圖。例如，當CCD相機301捕捉晶圓166的EBR區域的至少一部分的圖像時，控制照明器件302利用紅光照亮晶圓166的EBR區域的至少一部分。如圖3所示，照明器件302可以輸出斜射光至EBR區域的至少一部分。
圖4是根據一些實施例示出的晶圓166的一部分的實物圖片。晶圓166的該部分包括晶圓166的主動區401和EBR區域402。CCD相機301用來捕捉框403中的區域的圖像，主動區401的部分和EBR區域402的部分在框403內。因此，當CCD相機301捕捉框403中的圖像時，控制照明器件302以照亮至少晶圓166的框403中的區域。
另外，為了準確地分析晶圓166的EBR區域402，監測EBR區域402上一個以上的部分(例如，兩個或更多個不同部分)。根據本實施例， CCD相機301包括第一CCD感測器和第二CCD感測器以分別地捕捉EBR區域402上第一部分和第二部分的圖像。圖5是根據一些實施例示出的在半導體裝置16中的邊緣檢測器165的簡化圖。邊緣檢測器165包括第一CCD感測器501、第二CCD感測器502和照明器件503。第一CCD感測器501用來捕捉晶圓506的EBR區域505的第一部分504的圖像。第二CCD感測器502用來捕捉晶圓506的EBR區域505的第二部分507的圖像。第一部分504和第二部分507是EBR區域505的兩個不同的部分。第一CCD感測器501和第二CCD感測器502安裝在用於攜運晶圓506的機械臂(未在圖5中示出)之上的兩個不同位置以清晰地捕捉第一部分504和第二部分507的圖像。應該注意，EBR區域505大致為晶圓506的外邊界附近的區域。
照明器件503基本上安裝在半導體裝置16之上，為了照亮EBR區域505的第一部分504和第二部分507的目的。更具體地，當晶圓506被機械臂(未在圖5中示出)攜運至預定位置時，啟動照明器件503以照亮第一部分504和第二部分507，從而第一CCD感測器501和第二CCD感測器502可以分別地更好地捕捉第一部分504和第二部分507的圖像。在本實施例中，照明器件503用紅光照亮第一部分504和第二部分507。但是，這不是本實施例的限制。照明器件503可以照亮用於第一部分504和第二部分507其它合適的背光源。
此外，儘管圖5中僅示出了一個照明器件503，但是這不是本實施例的限制。照明器件503可以包括兩個分離的照明器件以分別地照亮EBR區域505的第一部分504和第二部分507。如此，第一CCD感測器501和第二CCD感測器502更能夠分別地捕捉第一部分504和第二部分507的圖像。
根據本實施例，第一部分504和第二部分507對稱地位於EBR區域505上。例如，當第一部分504位於EBR區域505的最右邊的區域上時，第二部分507可以位於EBR區域505的最左邊的區域上。但是，這不是本實施例的限制。只要根據捕捉的圖像，可以通過上述的處理器件成功地檢測和分析晶圓506的EBR區域505，第一部分504和第二部分507可以是EBR區域505上的任意兩個不同的部分。
在圖5中，也示出了控制器件508。控制器件508用來控制第一CCD感測器501、第二CCD感測器502和照明器件503的操作。可以將控制器 件508安裝在半導體裝置(即，半導體裝置16)中或與上述控制器件128合併。可選地，可以外部地設定控制器件508以向電鍍系統(即，電鍍系統100)提供控制信號。
當第一CCD感測器501和第二CCD感測器502分別地捕捉EBR區域505的第一部分504和第二部分507的圖像時，圖像資料被傳輸至個人電腦(PC)509以測量晶圓506的第一部分504和第二部分507中EBR區域505的寬度。PC 509可以包括監視器或螢幕以即時地顯示由第一CCD感測器501和第二CCD感測器502捕捉的圖像以及EBR區域505的測量的寬度。然後，測量的寬度被傳輸至故障檢測和分類(FDC)系統510以判定在EBR區域505中是否出現任何異常的蝕刻邊緣。PC 509可以以SECS-II代碼的形式將資料傳輸至FDC系統510。
FDC系統510是電腦整合製造(CIM)FDC系統，能夠在EBR區域505中自動地檢測和分類發現的錯誤。當在EBR區域505中發現錯誤時，FDC系統510可以發送報警信號以告警製造者。因此，在圖5中的實施例可以即時地監測半導體裝置16中的晶圓506的EBR區域505。此外，FDC系統510可以收集通過電鍍裝置(即，電鍍裝置14)處理的每個晶圓的EBR區域的寬度以評估或追蹤電鍍系統(即，電鍍系統100)的性能。
在一個實施例中，由第一CCD感測器501和第二CCD感測器502捕捉的EBR區域505的第一部分504和第二部分507的圖像具有相對較高的數位解析度，並且因此可以準確地判定EBR區域505的寬度。例如，第一CCD感測器501和第二CCD感測器502捕捉第一部分504和第二部分507的全彩色圖像以產生圖像資料。在這種情況下，第一CCD感測器501和第二CCD感測器502設置為不僅感測第一部分504和第二部分507的灰度資訊。
在一些實施例中，PC 509和FDC系統510可以外部地設置。但是，這不是本實施例的限制。在其他實施例中，PC 509和FDC系統510的一些元件可以安裝在半導體裝置(即，半導體裝置16)中或與上述的控制器件128合併。
圖6是根據一些實施例示出的EBR區域的第一圖像601和第二圖像602的實物圖片。第一圖像601和第二圖像602是分別由第一CCD感測器 501(即，CCD1)和第二CCD感測器502(即，CCD2)捕捉的晶圓506的即時圖像。第一圖像601和第二圖像602顯示在PC 509的顯示器上。第一圖像601顯示了EBR區域505的第一部分504，而第二圖像602顯示了EBR區域505的第二部分507。此外，第一圖像601顯示了在第一部分504中的測量的位置603和EBR區域505的約2.23毫米的測量的寬度。第二圖像602顯示了在第二部分507中的測量的位置604和EBR區域505的約2.23毫米的測量的寬度。PC 509包括用於自動地的檢測和測量在第一部分504和第二部分507中的EBR區域505的寬度的處理器件。應該注意，在第一圖像601和第二圖像602中的數位標號605和606代表晶圓506的可用區域(或主動區)。
圖7是根據一些實施例示出的半導體裝置700的實物圖片。半導體裝置700包括機械臂701、晶圓702、觸發器件703、第一照明器件704、第二照明器件705、第一CCD感測器706和第二CCD感測器707。應該注意，機械臂701、晶圓702、第一照明器件704、第二照明器件705、第一CCD感測器706和第二CCD感測器707分別與上述的機械臂163、晶圓166、照明器件503、第一CCD感測器501和第二CCD感測器502相似，因此，為了簡潔，省略詳細的描述。與圖5中的實施例相比，半導體裝置700進一步包括觸發器件703。當觸發器件703判定觸發器件703與機械臂701之間的距離D到達預定距離Dp時，觸發器件703用來啟動第一CCD感測器706和第二CCD感測器707以捕捉晶圓702上的第一部分708和第二部分709的圖像。此外，當觸發器件703判定觸發器件703與機械臂701之間的距離D基本上與預定距離Dp相等時，觸發器件703也啟動第一照明器件704和第二照明器件705以照亮第一部分708和第二部分709，使得第一CCD感測器706和第二CCD感測器707可以分別地清楚地捕捉第一部分708和第二部分709的圖像。觸發器件703設置為使用雷射光束以判定觸發器件703與機械臂701之間的距離D。但是，這不是本實施例的限制。
根據本實施例，當機械臂701將晶圓702從對準儀(未在圖7中示出)攜運至退火站(未在圖7中示出)，並且當晶圓702到達了第一CCD感測器706和第二CCD感測器707可以分別地清晰地捕捉第一部分708和第二部分709的圖像的預定位置時，觸發器件703與機械臂701之間的距離D 是預定距離Dp。例如，預定位置可以是第一部分708和第二部分709分別位於第一CCD感測器706和第二CCD感測器707正下方的位置。因此，一旦觸發器件703檢測出距離D是預定距離Dp，觸發器件703啟動第一照明器件704、第二照明器件705、第一CCD感測器706和第二CCD感測器707。應該注意，第一照明器件704和第二照明器件705可以稍微早於第一CCD感測器706和第二CCD感測器707被啟動。在第一CCD感測器706和第二CCD感測器707分別地捕捉第一部分708和第二部分709的圖像之後，可以關閉第一照明器件704和第二照明器件705直到下一個晶圓到達預定位置。
在一些實施例中，將晶圓702從對準儀遞送至退火站的轉移路徑(例如圖2中的虛線箭頭207)是由半導體裝置700的製造者設置的預定路徑。此外，當晶圓702通過預定路徑上的預定位置時，第一CCD感測器706和第二CCD感測器707安裝在預定路徑之上以分別地捕捉第一部分708和第二部分709的圖像。因此，捕捉第一部分708和第二部分709的圖像的操作不會延遲機械臂701的預置速度，並且本實施例不會影響電鍍系統的晶圓產出量。
圖8是根據一些實施例示出的用於檢測晶圓的方法800的流程圖。參考圖8，在步驟802中，通過前端機械臂將晶圓從轉移室轉移至退火站。
在步驟804中，檢測觸發器件與前端機械臂之間的距離。如果距離是預定距離，意味著晶圓到達預定位置，然後方法800轉到步驟806。如果距離不是預定距離，意味著晶圓未到達預定位置，然後方法800返回步驟804。
在步驟806中，啟動第一照明器件和第二照明器件以分別地照亮晶圓的EBR區域的第一部分和第二部分。
在步驟808中，啟動第一CCD感測器和第二CCD感測器以捕捉照亮的第一部分和第二部分的圖像。
在步驟810中，第一部分和第二部分的圖像和相應的EBR區域的測量的寬度即時地顯示在PC上。
在步驟812中，將對應於晶圓的測量寬度傳輸至FDC系統以判定在EBR區域中是否出現異常的蝕刻邊緣。方法800的步驟可以參考圖1、圖2、圖5和/或圖7中所示的實施例的步驟，其中，為了簡潔，省略方法800 的詳細描述。
簡略地，根據本實施例，邊緣檢測器安裝在半導體裝置中的機械臂之上以當機械臂將晶圓從轉移站轉移至退火站時，捕捉EBR區域的圖像。因此，邊緣檢測器不影響電鍍系統的晶圓產出量。此外，邊緣檢測器使用CCD相機以捕捉由照明器件照亮的EBR區域的圖像。捕捉的圖像通過電腦的處理和分析以即時地檢測EBR區域的異常寬度。此外，當通過CCD相機捕捉EBR區域時，捕捉的圖像可以具有較高的數位解析度，並且因此可以準確地判定EBR區域的寬度，以減小虛報警率。
在一些實施例中，半導體裝置包括轉移室、退火站、機械臂和邊緣檢測器。轉移室設置為與電鍍裝置交界。退火站用來使晶圓退火。機械臂用來將晶圓從轉移室轉移至退火站。邊緣檢測器設置在機械臂上方以監測由機械臂攜運的晶圓的邊緣斜角去除區域的至少一部分。
在一些實施例中，用於檢測晶圓的方法包括：由機械臂將晶圓從轉移室轉移至退火站；以及，當晶圓從轉移室轉移至退火站時，監測機械臂上方的晶圓的邊緣斜角去除區域的至少一部分。
在一些實施例中，電鍍系統包括電鍍裝置和半導體裝置。電鍍裝置用來電鍍晶圓。半導體裝置包括轉移室、退火站、機械臂和邊緣檢測器。轉移室設置為與電鍍裝置的交界。退火站用來使晶圓退火。機械臂用來將晶圓從轉移室轉移至退火站。邊緣檢測器設置在機械臂上方以監測由機械臂攜運的晶圓的邊緣斜角去除區域的至少一部分。
前述內容概述一些實施方式的特徵，因而熟知此技藝之人士可更加理解本揭露之各方面。熟知此技藝之人士應理解可輕易使用本揭露作為基礎，用於設計或修飾其他製程與結構而實現與本申請案所述之實施例具有相同目的與/或達到相同優點。熟知此技藝之人士亦應理解此均等架構並不脫離本揭露揭示內容的精神與範圍，並且熟知此技藝之人士可進行各種變化、取代與替換，而不脫離本揭露之精神與範圍。
100‧‧‧電鍍系統
12‧‧‧劑量裝置
14‧‧‧電鍍裝置
16‧‧‧半導體裝置
122‧‧‧劑量器件
124‧‧‧中央鍍液器件
126‧‧‧過濾和泵送器件
128‧‧‧控制器件
141‧‧‧第一電補模組
142‧‧‧第二電補模組
143‧‧‧第三電補模組
144‧‧‧第一後電補模組
145‧‧‧第二後電補模組
146‧‧‧第三後電補模組
147‧‧‧機械臂
161‧‧‧轉移室
162‧‧‧退火站
163‧‧‧機械臂
164‧‧‧晶圓匣
165‧‧‧邊緣檢測器
166‧‧‧晶圓
161a‧‧‧轉移站
161b‧‧‧對準儀
164a‧‧‧第一匣
164b‧‧‧第二匣

Claims (10)

  1. 一種半導體裝置，包括：轉移室，設置為與電鍍裝置之交界；退火站，用來使晶圓退火；機械臂，用來將所述晶圓從所述轉移室轉移至所述退火站；以及邊緣檢測器，設置在所述機械臂上方，以監測由所述機械臂攜運的所述晶圓的邊緣斜角去除區域的至少一部分。
  2. 根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述邊緣檢測器包括：照明器件，用來照亮所述邊緣斜角去除區域的所述至少一部分。
  3. 根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述邊緣檢測器包括用於捕捉所述邊緣斜角去除區域的所述至少一部分的圖像的電荷耦合器件(CCD)相機。
  4. 根據權利要求3所述的半導體裝置，其中，當所述晶圓由所述機械臂攜運至預定位置時，所述CCD相機捕捉所述邊緣斜角去除區域的所述至少一部分的所述圖像。
  5. 根據權利要求4所述的半導體裝置，其中，所述預定位置位於所述晶圓在所述轉移室和所述退火站之間的轉移路徑上。
  6. 根據權利要求3所述的半導體裝置，其中，所述邊緣檢測器還包括：觸發器件，用來啟動所述CCD相機以當所述觸發器件判定所述觸發器件與所述機械臂之間的距離等於預定距離時捕捉所述至少一部分的所述圖像。
  7. 一種用於檢測晶圓的方法，所述方法包括：由機械臂將所述晶圓從轉移室轉移至退火站；以及當所述晶圓從所述轉移室轉移至所述退火站時，監測所述機械臂上方的所述晶圓的邊 緣斜角去除區域的至少一部分。
  8. 根據權利要求7所述的方法，還包括：照亮所述邊緣斜角去除區域的所述至少一部分。
  9. 一種電鍍系統，包括：電鍍裝置，用來電鍍晶圓；以及半導體裝置，包括：轉移室，設置為與所述電鍍裝置之交界；退火室，用來使所述晶圓退火；機械臂，用來將所述晶圓從所述轉移室轉移至所述退火站；以及邊緣檢測器，設置在所述機械臂上方以監測由所述機械臂攜運的所述晶圓的邊緣斜角去除區域的至少一部分。
  10. 根據權利要求9所述的電鍍系統，其中，所述邊緣檢測器包括：照明器件，用來照亮所述邊緣斜角去除區域的所述至少一部分。
TW104139372A 2015-05-15 2015-11-26 用於監測半導體裝置中邊緣斜角去除區域的方法和裝置以及電鍍系統 TWI582852B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/713,409 US10648927B2 (en) 2015-05-15 2015-05-15 Method and apparatus for monitoring edge bevel removal area in semiconductor apparatus and electroplating system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201640584A TW201640584A (zh) 2016-11-16
TWI582852B true TWI582852B (zh) 2017-05-11

Family

ID=57277350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104139372A TWI582852B (zh) 2015-05-15 2015-11-26 用於監測半導體裝置中邊緣斜角去除區域的方法和裝置以及電鍍系統

Country Status (3)

Country Link
US (4) US10648927B2 (zh)
CN (1) CN106158699B (zh)
TW (1) TWI582852B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10648927B2 (en) * 2015-05-15 2020-05-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Method and apparatus for monitoring edge bevel removal area in semiconductor apparatus and electroplating system
CN110890288B (zh) * 2018-09-07 2022-07-26 台湾积体电路制造股份有限公司 半导体制造系统、边缘检测装置以及检测去除区域的方法
TWI683381B (zh) * 2018-09-07 2020-01-21 台灣積體電路製造股份有限公司 半導體製造系統、邊緣檢測裝置以及檢測半導體晶圓之邊緣斜面去除區域的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6707544B1 (en) * 1999-09-07 2004-03-16 Applied Materials, Inc. Particle detection and embedded vision system to enhance substrate yield and throughput
US20040206375A1 (en) * 2003-04-18 2004-10-21 Applied Materials, Inc. Integrated bevel clean chamber
US20070209684A1 (en) * 2006-03-07 2007-09-13 Applied Materials, Inc. Copper deposition chamber having integrated bevel clean with edge bevel removal detection
US20120234683A1 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Electrochemical plating
TW201513165A (zh) * 2013-06-26 2015-04-01 Novellus Systems Inc 具有整合製程邊緣成像之電鍍及後電塡充系統與量測系統

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3204115B2 (ja) * 1996-01-25 2001-09-04 ダイキン工業株式会社 ワーク搬送ロボット
US6662673B1 (en) * 1999-04-08 2003-12-16 Applied Materials, Inc. Linear motion apparatus and associated method
US6763281B2 (en) * 1999-04-19 2004-07-13 Applied Materials, Inc Apparatus for alignment of automated workpiece handling systems
US6809809B2 (en) * 2000-11-15 2004-10-26 Real Time Metrology, Inc. Optical method and apparatus for inspecting large area planar objects
KR100403862B1 (ko) * 2001-01-26 2003-11-01 어플라이드비전텍(주) 반도체 웨이퍼 검사 장치 및 그 방법
US20040207836A1 (en) * 2002-09-27 2004-10-21 Rajeshwar Chhibber High dynamic range optical inspection system and method
JP4125148B2 (ja) * 2003-02-03 2008-07-30 株式会社荏原製作所 基板処理装置
KR100516405B1 (ko) * 2003-02-28 2005-09-22 삼성전자주식회사 웨이퍼의 에지 노광 영역 검사 장치
US7130036B1 (en) * 2003-09-16 2006-10-31 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for inspection of an entire wafer surface using multiple detection channels
US7508504B2 (en) * 2006-05-02 2009-03-24 Accretech Usa, Inc. Automatic wafer edge inspection and review system
US7773212B1 (en) * 2008-05-21 2010-08-10 Kla-Tencor Corporation Contemporaneous surface and edge inspection
US8628376B2 (en) * 2008-11-07 2014-01-14 Applied Materials, Inc. In-line wafer thickness sensing
TWI417984B (zh) * 2009-12-10 2013-12-01 Orbotech Lt Solar Llc 自動排序之多方向性直線型處理裝置
US10648927B2 (en) * 2015-05-15 2020-05-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Method and apparatus for monitoring edge bevel removal area in semiconductor apparatus and electroplating system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6707544B1 (en) * 1999-09-07 2004-03-16 Applied Materials, Inc. Particle detection and embedded vision system to enhance substrate yield and throughput
US20040206375A1 (en) * 2003-04-18 2004-10-21 Applied Materials, Inc. Integrated bevel clean chamber
US20070209684A1 (en) * 2006-03-07 2007-09-13 Applied Materials, Inc. Copper deposition chamber having integrated bevel clean with edge bevel removal detection
US20120234683A1 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Electrochemical plating
TW201513165A (zh) * 2013-06-26 2015-04-01 Novellus Systems Inc 具有整合製程邊緣成像之電鍍及後電塡充系統與量測系統

Also Published As

Publication number Publication date
US20230375482A1 (en) 2023-11-23
US20160337621A1 (en) 2016-11-17
TW201640584A (zh) 2016-11-16
US10648927B2 (en) 2020-05-12
US11781995B2 (en) 2023-10-10
CN106158699A (zh) 2016-11-23
CN106158699B (zh) 2020-09-18
US11268913B2 (en) 2022-03-08
US20200264112A1 (en) 2020-08-20
US20220187216A1 (en) 2022-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230375482A1 (en) Method and apparatus for monitoring edge bevel removal area in semiconductor apparatus and electroplating system
US10593575B2 (en) System and method for monitoring wafer handling and a wafer handling machine
CN110168712B (zh) 用于半导体或显示系统领域的移送位置测量用试验模型及精密移送测量方法
CN105830206B (zh) 位置灵敏衬底装置
CN111048439A (zh) 用于测量半导体晶片温度的传感器位置调整装置及其方法
CN115668451A (zh) 基板处理方法及基板处理装置
US20180294244A1 (en) Detector for detecting position of ic device and method for the same
TW201906055A (zh) 基板搬出方法
TWI683381B (zh) 半導體製造系統、邊緣檢測裝置以及檢測半導體晶圓之邊緣斜面去除區域的方法
TW202402415A (zh) 基板處理裝置及基板處理方法
JP5999268B2 (ja) 基板装着姿勢判定装置及び基板装着姿勢判定方法
CN114783901A (zh) 半导体制造系统、测量装置及半导体制造方法
CN112490167A (zh) 基板处理装置及基板处理方法
CN110890288B (zh) 半导体制造系统、边缘检测装置以及检测去除区域的方法
US20220367220A1 (en) Substrate inspection method and substrate inspection device
TWI777213B (zh) 運輸監控方法及其系統
US11817336B2 (en) Wafer process monitoring system and method
JP6987693B2 (ja) 検査方法、検査装置、及びこれを備えためっき装置
KR100837546B1 (ko) 피브이디장비의 웨이퍼 확인장치 및 확인 방법
KR20230138915A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
KR20050054545A (ko) 센서가 내장된 카세트 및 이를 포함하는 기판 감지 시스템
JP2008186984A (ja) 搬送装置の位置調整方法、搬送装置の位置調整装置及びｉｃハンドラー