TWI601962B - 靜電檢測系統與方法 - Google Patents

Description

靜電檢測系統與方法

本發明是有關於一種靜電檢測系統與方法。

在目前的半導體製程中，通常藉由基板傳送裝置（例如機械手臂、傳送帶等等）在不同的處理站之間傳送基板。然而，在傳送的過程中，基板與基板傳送裝置之間的界面磨擦會產生電荷累積的現象，容易導致基板上的元件受損。此外，在移除基板上的膜層的處理（例如撕膜處理）或將膜層貼附於基板上的處理（例如貼膜處理）中，靜電會大量的產生，因此也會導致元件受損的問題。

為了檢測產生於基板處的靜電，目前大多是在傳送基板的路徑上設置靜電檢測裝置來對通過的基板進行檢測。然而，這些檢測裝置皆是位於固定位置來自基板的主動表面上方進行單點檢測，因此無法有效且精確地檢測出靜電發生位置，且無法即時地對基板進行檢測。

此外，對於撕膜或貼膜處理中的基板來說，由於處理空間較為狹小，因此無法在撕膜或貼膜處理的過程中自基板的主動表面上方來進行靜電檢測。

本發明提供一種靜電檢測系統，其具有設置於至少鄰近基板的與主動表面相對的背面的感測裝置。

本發明提供一種靜電檢測方法，其用於檢測產生於基板的主動表面處的靜電。

本發明的靜電檢測系統包括感測裝置與訊號處理裝置。所述靜電檢測系統適於檢測產生於基板的主動表面處的靜電。感測裝置設置於至少鄰近所述基板的與所述主動表面相對的背面，用以量測產生於所述主動表面處的靜電並產生初始電訊號。訊號處理裝置與所述感測裝置電性連接，用以接收所述初始電訊號並對所述初始電訊號以電壓補償值進行修正以得到最終電訊號。

本發明的靜電檢測方法包括以下步驟：將感測裝置設置於至少鄰近基板的與主動表面相對的背面；藉由所述感測裝置量測產生於所述主動表面處的靜電並產生初始電訊號；以及藉由訊號處理裝置接收所述初始電訊號並對所述初始電訊號以電壓補償值進行修正，以得到最終電訊號。

基於上述，本發明將用以量測靜電的感測裝置設置於至少鄰近基板的背面，而非設置於基板的主動表面處上方位置且待基板通過時才進行靜電量測，因此可以達到即時監控及掌握靜電路徑的目的。此外，在本發明中，由於感測裝置設置於至少鄰近基板的背面，因此在處理空間較狹小而無法自基板的主動表面處量測靜電的情況下，仍可以有效地進行量測產生於基板的主動表面處的靜電。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

在以下實施例中，藉由本發明的靜電檢測系統可自基板的背面（與主動表面相對的表面）處檢測產生於基板的主動表面處的靜電，可以有效地解決因製程空間狹小而無法即時進行檢測的問題。此外，本發明的靜電檢測系統可即時地對基板進行靜電檢測，因此可以有效地避免基板上的元件因靜電的產生而損壞。

圖1為依據本發明實施例的靜電檢測方法的流程圖。圖2為依據本發明一實施例的靜電檢測系統的示意圖。圖3為圖2中的基板與基板承載裝置的上視示意圖。請同時參照圖1、圖2與圖3，在本實施例中，以靜電檢測系統20對基板S進行靜電檢測。基板S可以是各種製程中所使用的任何基板，例如矽基板、玻璃基板、塑膠基板等。基板S具有彼此相對的主動表面S1與背面S2。主動表面S1為待形成元件於其上或元件已形成於其上的表面。在本實施例中，基板S位於基板承載裝置（機械手臂200或輸送帶）上，以在不同處理站之間運送基板S。機械手臂200藉由分為位於基板S的背面S2的兩邊緣處的支撐臂來支撐基板S。當機械手臂200與基板S接觸或分離時，或者當基板S經受撕膜或貼膜處理時，靜電產生。如此一來，形成於主動表面上的元件則會因靜電而損壞。

靜電檢測系統20包括感測裝置202與訊號處理裝置204。在步驟100中，將感測裝置202設置於鄰近基板S的背面S2。在本實施例中，感測裝置202為多個感測元件，且這些感測元件可以陣列方式（例如一維陣列方式或二維陣列方式）排列。上述的感測元件可為一般熟知的用以感測靜電並可產生電訊號的感測元件，可舉例為金屬電極、介電層或其組合，金屬電極包括銅、銀、鉑、鈀、石墨、鈦、碳黑、鐵、鈷、鎳或其組合；介電層包括鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鉛、鈦酸鉛鋯或其組合，但不以此限。如圖2所示，感測裝置202設置於鄰近基板S的背面S2，且與背面S2相隔一段距離，例如不超過10公分，較佳不超過5公分，以有效提升所測得的感測訊號的強度。感測裝置202用以自基板S的背面S2處量測產生於基板S的主動表面S1處的靜電，並產生初始電訊號。在本實施例中，上述的初始電訊號例如為電壓訊號。在其他實施例中，感測裝置202可以設置於基板承載裝置（機械手臂200或輸送帶）上，與基板承載裝置一起移動，本發明不限於此。

在圖2中，感測裝置202例如是以陣列方式排列的多個感測元件，且這些感測元件的配置區域幾乎佈及整個基板S，除了基板S與機械手臂200接觸的區域。如此一來，感測裝置202幾乎可量測產生於整個主動表面處的靜電，因此可以更精確地判定靜電產生的位置。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，這些感測元件也可以是以任何其他方式排列。此外，感測裝置202也可以是一個感測元件。在感測元件的配置區域僅佈及基板S的少部分的情況下，依據過往經驗而可將感測元件設置於對應於靜電較常產生的位置。

訊號處理裝置204與感測裝置200電性連接，用以接收感測裝置200所產生的初始電訊號，並對此初始電訊號進行修正以得到最終電訊號。後續將對此作進一步的說明。

接著，在步驟102中，利用設置於鄰近基板S的背面S2處的感測裝置200量測產生於基板S的主動表面S1處的靜電。由於所量測的靜電為產生於主動表面S1處的靜電，因此與自主動表面S1處量測靜電相比，自背面S2處量測所得到的電訊號會存在一個差異值。因此，在後續步驟中，將使用訊號處理裝置204來對此電訊號進行修正，以得到近似於自主動表面S1處量測而得到的電訊號。特別一提的是，視實際需求，可調整感測裝置200與背面S2之間的距離，且起因於上述距離而造成的電訊號差異可藉由訊號處理裝置204來修正。

之後，在步驟104中，訊號處理裝置204接收感測裝置200所產生的電訊號，並對此電訊號進行修正。詳細地說，訊號處理裝置204與感測裝置200電性連接。當感測裝置200量測靜電並產生電訊號（初始電訊號）之後，訊號處理裝置204接收此初始電訊號。然後，訊號處理裝置204經由處理器依據預先建立的資料庫中的資料對初始電訊號進行修正，以得到足以反映產生於基板S的主動表面S1處的靜電的最終電訊號。舉例來說，在接收到初始電訊號之後，訊號處理裝置204可將初始電訊號（電壓訊號）加上一個電壓補償值來進行修正。上述的補償值一般取決於基板S的厚度、基板S的介電常數以及感測裝置200與背面S2之間的距離。然而，本發明不限於此。在其他實施例中，訊號處理裝置204也可以採用其他方式來對初始電訊號進行修正。

以下將以實驗例來驗證本發明的靜電檢測方法的準確性。在本實驗例中，使用介電常數為4.4且厚度為1 mm的玻璃基板，如圖7所示，玻璃基板700的主動表面上具有多個10 mm×10 mm的電極702，各電極702之間由線路704與電阻器706連接，使用1000 V的饋入電壓源施加電壓於電壓饋入點。如此一來，經由各電極而形成一電壓分布。此外，使用相同的感測裝置（例如感測部分由金屬銅電極與鈦酸鋇複合介電層組成的感測裝置）。分別於玻璃基板700的主動表面與背面（與主動表面相對）的上方25 mm處量測產生於主動表面處的靜電。測試結果如圖6所示。由圖6可以清楚看出，自背面處所量測四個電極702處（電極編號E1、E2、E3、E4）且經訊號處理裝置修正後的電壓值與自主動表面處所量測的電壓值近乎相同。訊號處理裝置對於量測電壓值的修正方式乃是根據基板尺寸、介電係數、距離等因素由電場基本理論推導而得。因此，本發明的靜電檢測方法確實可精確地檢測產生於基板的主動表面處的靜電。

此外，在本發明的靜電檢測系統中，感測裝置是設置於至少鄰近基板的背面，並非設置於基板的主動表面處上方位置且待基板通過時才進行靜電量測，因此可以達到即時監控及掌握靜電路徑的目的。另外，由於感測裝置是設置於至少鄰近基板的背面，因此在因處理空間較為狹小而無法自基板的主動表面處量測靜電的情況下，仍可以有效地檢測產生於基板的主動表面處的靜電。

在上述實施例中，基板S位於機械手臂200上。在其他實施例中，例如在進行撕膜或貼膜處理時，基板S也可以是位於支撐平台400上。如圖4所示，基板S的背面S2設置於支撐平台400上。此時，感測裝置202設置於支撐平台400下方（即支撐平台400位於背面S2與感測裝置202之間），且自背面S2處量測產生於所述主動表面S1處的靜電。在此實施例中，由於感測裝置202與基板S之間存在支撐平台400，因此訊號處理裝置204在對初始電訊號進行修正時會將關於支撐平台400的參數（例如厚度或介電常數等）併入運算來得到補償值。

圖5為依據本發明另一實施例的靜電檢測系統的示意圖。請參照圖5，在本實施例中，基板S的背面S2設置於支撐平台400上，且感測裝置202設置基板S與支撐平台400之間。在此情況下，由於自背面S2處量測產生於所述主動表面處的靜電時，感測裝置202與基板S之間不存在支撐平台400，因此訊號處理裝置204在對初始電訊號進行修正時不會併入關於支撐平台400的參數。

雖然本發明已以實施例發明如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

20‧‧‧靜電檢測系統

100、102、104‧‧‧步驟

200‧‧‧機械手臂

202‧‧‧感測裝置

204‧‧‧訊號處理裝置

400‧‧‧支撐平台

700‧‧‧玻璃基板

702‧‧‧電極

704‧‧‧線路

706‧‧‧電阻器

E1、E2、E3、E4‧‧‧電極編號

S‧‧‧基板

S1‧‧‧主動表面

S2‧‧‧背面

圖1為依據本發明實施例的靜電檢測方法的流程圖。 圖2為依據本發明一實施例的靜電檢測系統的示意圖。 圖3為圖2中的基板與基板承載裝置的上視示意圖。 圖4為依據本發明另一實施例的靜電檢測系統的示意圖。 圖5為依據本發明另一實施例的靜電檢測系統的示意圖。 圖6為分別自基板的主動表面與背面進行靜電檢測的結果。 圖7為用以驗證本發明的靜電檢測方法的基板的上視示意圖。

20‧‧‧靜電檢測系統

200‧‧‧機械手臂

202‧‧‧感測裝置

204‧‧‧訊號處理裝置

S‧‧‧基板

S1‧‧‧主動表面

S2‧‧‧背面

Claims (16)

1. 一種靜電檢測系統，適於檢測產生於基板的主動表面處的靜電，所述靜電檢測系統包括：感測裝置，設置於至少鄰近所述基板的與所述主動表面相對的背面，用以量測產生於所述主動表面處的靜電並產生初始電訊號；以及訊號處理裝置，與所述感測裝置電性連接，用以接收所述初始電訊號並對所述初始電訊號以電壓補償值進行修正以得到最終電訊號，其中所述電壓補償值至少由所述基板的厚度和介電常數以及所述感測裝置與所述背面之間的距離所決定。
2. 如申請專利範圍第1項所述的靜電檢測系統，其中所述感測裝置與所述基板的所述背面接觸。
3. 如申請專利範圍第1項所述的靜電檢測系統，其中所述基板的所述背面設置於基板承載裝置上，且所述感測裝置位於所述背面與所述基板承載裝置之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述的靜電檢測系統，其中所述基板的背面設置於基板承載裝置上，且所述基板承載裝置位於所述背面與所述感測裝置之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述的靜電檢測系統，其中所述感測裝置包括多個感測元件。
6. 如申請專利範圍第5項所述的靜電檢測系統，其中所述 感測元件以陣列方式排列。
7. 如申請專利範圍第1項所述的靜電檢測系統，其中所述初始電訊號與所述最終電訊號為電壓訊號。
8. 如申請專利範圍第1項所述的靜電檢測系統，其中所述感測裝置與所述背面之間的距離不超過10公分。
9. 一種靜電檢測方法，包括：將感測裝置設置於至少鄰近基板的與主動表面相對的背面；藉由所述感測裝置量測產生於所述主動表面處的靜電並產生初始電訊號；以及藉由訊號處理裝置接收所述初始電訊號並對所述初始電訊號以電壓補償值進行修正，以得到最終電訊號，其中所述電壓補償值至少由所述基板的厚度和介電常數以及所述感測裝置與所述背面之間的距離所決定。
10. 如申請專利範圍第9項所述的靜電檢測方法，其中所述感測裝置與所述基板的所述背面接觸。
11. 如申請專利範圍第9項所述的靜電檢測方法，更包括將基板的所述背面設置於基板承載裝置上，其中所述感測裝置位於所述背面與所述基板承載裝置之間。
12. 如申請專利範圍第9項所述的靜電檢測方法，更包括將基板的所述背面設置於基板承載裝置上，其中所述基板承載裝置位於所述背面與所述感測裝置之間。
13. 如申請專利範圍第9項所述的靜電檢測方法，其中所述 感測裝置包括多個感測元件。
14. 如申請專利範圍第13項所述的靜電檢測方法，其中所述感測元件以陣列方式排列。
15. 如申請專利範圍第9項所述的靜電檢測方法，其中所述初始電訊號與所述最終電訊號為電壓訊號。
16. 如申請專利範圍第9項所述的靜電檢測方法，其中所述感測裝置與所述背面之間的距離不超過10公分。