TWM565876U - Substrate processing device - Google Patents

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劉茂林
吳庭宇
林世佳
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Abstract

一種基板處理裝置，適於處理一基板。基板處理裝置包括一基座、一載台、一傳送模組及一第一光學檢測模組。載台連接於基座，以承載基板。傳送模組用以將基板傳送至載台。第一光學檢測模組用以檢測基板，並得到一檢測訊息。當傳送模組傳送基板至載台的過程中，第一光學檢測模組對基板進行一校準檢測，並將一校準檢測訊息傳送至傳送模組，使傳送模組依據準檢測訊息將基板調整至一校準位置或是取消該基板的傳送作業。

Description

基板處理裝置
本新型係關於一種基板處理裝置，特別是一種具有基板位置調校功能的基板處理裝置。
在半導體晶圓的生產過程中，晶圓會運送至對應的晶圓製程設備上，以進行不同的製程處理。一般而言，在進行晶圓處理之前，晶圓預先完成校準或是定位作業，以提高晶片之產生品質。
然而，傳統的晶圓對準裝置係藉由定位機構實質地與晶圓接觸，以將晶圓的中心點對齊於製程設備的處理位置的中心。然而，晶圓的外型係有各式型態，且實質接觸的定位方式容易產生位置誤差(公差)。換言之，傳統的晶圓對準裝置仍無法有效進行定位作業。即使，晶圓於晶圓製程設備的腔室外完成定位作業，仍無法確保晶圓於腔室內的製程載台上是位於適當的加工位置上。
本新型之主要目的係在提供一種基板處理裝置，以有效且精確地校準晶圓的處理位置。
為達成上述之目的，本新型提供一種基板處理裝置，其適於處理一基板。該基板處理裝置包括一基座、一載台、一傳送模組及一第一光學檢測模組。該載台連接於該基座，以承載該基板。該傳送模組用以將該基板傳送至該載台。該第一光學檢測模組則用以檢測該基板，並得到一檢測訊息。其中，當該傳送模組傳送該基板至該載台的過程中，該第一光學檢測模組對該基板進行一校準檢測，並將一校準檢測訊息傳送至該傳送模組，使該傳送模組依據該準檢測訊息將該基板調整至一校準位置或是取消該基板的傳送作業。
在本新型中，該第一光學檢測模組具有一第一校準閥值，並依該第一校準閥值對該基板進行該校準檢測，而當該基板不符合該第一校準閥值，該傳送模組取消該基板的傳送作業。
在本新型中，當該傳送模組傳送該基板至該載台上方時，該基板會位於一第一位置，而該第一光學檢測模組對位於該第一位置的該基板進行一第一校準檢測，並將一第一校準檢測訊息傳送至該傳送模組，使該傳送模組依據該第一校準檢測訊息將該基板調整至該載台上方的一第一校準位置或是取消該基板的傳送作業。
在本新型中，當該傳送模組傳送該基板至該載台上後，該基板會位於一第二位置，而該第一光學檢測模組對位於該第二位置的該基板進行一第二校準檢測，並將一第二校準檢測訊息傳送至該傳送模組，使該傳送模組依據該第二校準檢測訊息將該基板調整至該載台的一第二校準位置或是取消該基板的傳送作業。
在本新型中，當該傳送模組傳送該基板至該載台上，且該載台轉動後，該基板會位於一第三位置，而該第一光學檢測模組對位於該第三位置的該基板進行一第三校準檢測，並將一第三校準檢測訊息傳送至該傳送模組，使該傳送模組依據該第三校準檢測訊息將該基板調整至該載台的該第二校準位置。
在本新型中，該第一光學檢測模組會依據該基板之形狀差異，調整該傳送模組將該基板放置於該載台的位置。
在本新型中，該校準檢測包括對該基板之全面積或部分面積進行一校準比對。
在本新型中，該校準比對包括圖像比對、顏色比對、光源輪廓比對。
在本新型中，該第一光學檢測模組更包括對該基板進行一光學損傷檢測，並控制該傳送模組移出損傷的該基板。
在本新型中，該第一光學檢測模組更包括對該基板進行一光學蝕刻檢測，用於判斷至少一蝕刻層終點，以控制該基板的蝕刻程序。
在本新型中，該基板處理裝置更包括一噴嘴機構，而該第一光學檢測模組會檢測該噴嘴機構與該載台之間的相對位置。
在本新型中，該基板處理裝置更包括一處理腔室，而該載台以及該第一光學檢測模組位於該處理腔室內。
在本新型中，該基板處理裝置更包括一基板儲存模組及一持取模組。該基板儲存模組用於放置有至少一基板。該持取模組可於該基板儲存模組持取該基板，以供該傳送模組傳送至該載台進行處理。
在本新型中，該基板處理裝置更包括一第二光學檢測模組，而當該持取模組持取該基板時，該第二光學檢測模組會進行一光學比對，並產生一比對值，再依據該比對值進行該校準檢測。
在本新型中，該第二光學檢測模組具有一第二校準閥值，當該比對值不符合該第二校準閥值，該傳送模組取消該基板的傳送作業。
基於上述，本新型是直接於基板處理裝置內設置一光學檢測模組以對待加工的晶圓進行校準定位作業，進而簡化晶圓處理流程及降低額外設置一定位設備的成本。
為能讓 貴審查委員能更瞭解本新型之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。
圖1繪示本新型一實施例的基板處理裝置的示意圖。圖2A與圖2B繪示圖1的基板於傳送及加工過程的示意圖。請參考圖1以及圖2A與圖2B，本實施例的基板處理裝置100例如適於對基板200進行一溼式處理，基板200例如是晶圓。基板處理裝置100主要包括一基座110、一載台120、一傳送模組130及一第一光學檢測模組140。此外，本實施例的基板處理裝置100還可以包括一處理腔室150、一基板儲存模組160及一持取模組170。其中，載台120以及第一光學檢測模組140是位於處理腔室150內。特別的是，第一光學檢測模組140是設於處理腔室150內部的上方。根據本新型之一具體實施例，第一光學檢測模組140為包含影像擷取裝置(如:光耦合元件(CCD)或攝影鏡頭)以及影像處理裝置之模組。
在本實施例中，載台120是連接於基座110，用以承載基板200。另外，例如是晶圓盒的基板儲存模組160用於放置至少一待處理的基板200，而傳送模組130可以驅使持取模組170於基板儲存模組160持取基板200。進而，傳送模組130可將基板200傳送至載台120進行處理。
其中，傳送模組130驅使持取模組170於基板儲存模組160持取基板200後，即將未經校準之基板200直接傳送至處理腔室150，由處理腔室150內的第一光學檢測模組140對基板200進行一校準檢測，傳送模組130即可依據校準檢測訊息將基板200調整至一校準位置，放置於載台120，進行基板處理。
值得一提的是，在本實施例中，第一光學檢測模組140可用以檢測基板200，並得到一檢測訊息，進而對基板200進行光學校準作業。詳細地說，在本實施例的傳送模組130傳送基板200至載台120的過程中，例如是位於處理腔室150內的第一光學檢測模組140會對基板200進行一校準檢測，並將一校準檢測訊息傳送至傳送模組130。進而，傳送模組130即可依據校準檢測訊息將基板200調整至一校準位置，放置於載台120或是取消基板200的傳送作業。換言之，本實施例的基板處理裝置100能有效地校準基板200與載台120之間的誤差值。上述校準檢測訊息例如是包括基板200的實際位置於各個軸向上相對校準位置的偏移量。
其中，第一光學檢測模組140可對進入處理腔室150內的每一片基板200進行一校準檢測。進而，傳送模組130即可依據校準檢測訊息將每一片基板200調整至一校準位置，放置於載台120或是取消基板200的傳送作業。
此外，當傳送模組130傳送基板200至載台120上方時，基板200會位於一第一位置P1，而第一光學檢測模組140對位於第一位置P1的基板200會進行一第一校準檢測，並將一第一校準檢測訊息傳送至傳送模組130，使傳送模組130依據第一校準檢測訊息將基板200調整至載台120上方的一第一校準位置，放置於載台120或是取消基板200的傳送作業。圖2A所示的第一位置P1即為第一校準位置，因此當基板200被傳送至第一位置P1，且第一光學檢測模組140在檢測之後，傳送模組130係無須進行任何調整作業(傳送模組130將基板200調整至載台120上方的第一校準位置，調整值為零。)。與上述說明相同，若基板200未位於圖2A所示之第一位置P1，經第一光學檢測模組140檢測之後，即獲知基板200的位置不符合第一校準位置。故，傳送模組130須進行調整作業，以將基板200調整至第一位置P1。基於基板200會精確地被定位在第一校準位置，因此本實施例的基板處理裝置100可以有效地校準基板200與載台120之間的誤差值。當然，若基板200實際的位置若大幅偏移第一校準位置或是其他不適當的情況發生時，基板200的傳送作業亦可被取消。
承上所述，當傳送模組130傳送基板200至該載台120上後，該基板200會位於一第二位置P2(如圖2B所示)，而第一光學檢測模組140即可對位於第二位置P2的該基板200進行一第二校準檢測，並將一第二校準檢測訊息傳送至傳送模組130，使傳送模組130依據第二校準檢測訊息將基板200調整至載台120的一第二校準位置或是取消該基板200的傳送作業。在本實施例中，圖2B所示的第二位置P2即為第二校準位置，因此當基板200被傳送至第二位置P2，且第一光學檢測模組140在檢測之後，傳送模組130係無須進行任何調整作業(傳送模組130將基板200調整至載台120上的第二校準位置，調整值為零。)。與上述說明相同，若基板200未位於圖2B所示之第二位置P2，經第一光學檢測模組140檢測之後，即有基板200的位置不符合第二校準位置的情況。故，傳送模組130須重新持取基板200進行調整作業，以將基板200調整至第二位置P2，放置於載台120。基於基板200會精確地被定位在第二校準位置，因此本實施例的基板處理裝置100可以有效地校準基板200與載台120之間的誤差值。當然，若基板200實際的位置若大幅偏移第二校準位置或是其他不適當的情況發生時，基板200的傳送作業亦可被取消。
在一較佳實施例中，如圖2B所示，基板處理裝置100更包括輔助光源141，其係設置於第一光學檢測模組140之一側，但本新型不以此為限，輔助光源141也可設置於基板200上方或下方，輔助光源141發出光照射基板200，以輔助第一光學檢測模組140對基板200進行校準檢測。在一較佳實施例中，當傳送模組130傳送基板200至載台120上，且載台120轉動後，該基板200會位於一第三位置，而該第一光學檢測模組140會對位於第三位置的基板200進行一第三校準檢測，並將一第三校準檢測訊息傳送至傳送模組130，使傳送模組130依據第三校準檢測訊息判斷是否需將基板200調整至載台120的第二校準位置。亦即，若第三位置仍與第二校準位置相同，傳送模組130係無須進行任何調整作業(傳送模組130將基板200調整至載台120上的第二校準位置，調整值為零。)。相對地，若第三位置不同於第二校準位置，基板200即有偏移的情況，傳送模組130即會重新持取基板200進行調整作業，以將基板200調整至第二校準位置，放置於載台120。基於基板200會精確地被定位在第二校準位置，因此本實施例的基板處理裝置100可以有效地校準基板200與載台120之間的誤差值。上述載台120的轉動例如是基板處理裝置100為了測試而預先使載台120旋轉該基板200，以進行上述之光學校準作業。在其他較佳實施例中，基板處理裝置亦可在基板處理的過程中使載台120旋轉該基板200，以藉由上述之光學校準來即時確認基板200在處理過程中仍保持在校準位置上。當然，若基板200實際的位置若大幅偏移校準位置或是其他不適當的情況發生時，基板200的處理作業可被取消，或移除基板200。
在本實施例中，第一光學檢測模組140例如具有一第一校準閥值，而第一光學檢測模組140即是依據第一校準閥值來對基板200進行校準檢測。值得一提的是，當基板200的位置不符合第一校準閥值時，傳送模組130例如是不進行相關位置調整作業，而是直接取消基板200的傳送作業。另一方面，雖上文列舉多個第一光學檢測模組140對基板200進行校準檢測的位置，但本新型在此並不作任何限制。亦即，第一光學檢測模組140只要於上述列舉檢測位置的至少其中之一個或其他適當位置對基板200進行校準作業皆屬本新型的精神與範疇。
另外，本實施例的第一光學檢測模組140會依據基板200之尺寸或是形狀差異來調整傳送模組130將基板200放置於載台120的位置。詳細地說，即使是同樣型號的基板200仍會因製作公差而於尺寸上有些微差異。此外，基板200的翹曲度亦會造成形狀的差異。因此，本實施例可藉由第一光學檢測模組140的光學校準作業來使每一個基板200均能被置放於正確的位置上，該正確的位置即例如是前述之校準位置。
其中，本實施例的校準檢測例如是包括對基板200之全面積或部分面積進行一校準比對。該校準比對可包括圖像比對、顏色比對、或光源輪廓比對。進一步地說，本實施例的基板處理裝置100例如具有一樣本資料，樣本資料例如是一樣本圖像，而第一光學檢測模組140可以將對基板200的校準檢測訊息來和樣本資料進行比對，進而提供精確的校準位置予傳送模組130，並進行基板200的調校作業。
在本實施例中，第一光學檢測模組140還可對基板200進行一光學損傷檢測，並控制傳送模組130移出損傷的基板200。簡單地說，待加工的基板200可能在搬運過程中有破/裂損傷的情況，或是因製作過程中有不當因子發生而導致基板200翹曲度過大的情況產生。因此，本實施例可以藉由上述的光學損傷檢測來大幅提升基板200的加工良率，並可保護待加工的基板200及基板處理裝置100。
圖3A與圖3B繪示本實施例的第一光學檢測模組對基板進行光學蝕刻檢測的示意圖。請一併參考圖3A與圖3B，本實施例的第一光學檢測模組140亦可對基板200進行一光學蝕刻檢測，用於判斷至少一蝕刻層終點，以控制基板200的蝕刻程序。詳細地說，於蝕刻程序中，基板200上可能會形成至少一蝕刻層210。基板200和該蝕刻層210的材質不同，因此基板200和該蝕刻層210的表面會有各自對應之透射/反射之光波特性。進而，本實施例可應用第一光學檢測模組140進行上述的光波特性檢測。如此一來，即可獲知目前與光波接觸(所裸露)的是蝕刻層210或是基板200的表面 (若蝕刻層210蝕刻完成，即會裸露出基板200的表面)，進而得知蝕刻作業的進度。圖3A與圖3B係以一層蝕刻層為例做說明，在其他有多層蝕刻層的情況下，基於各蝕刻層亦會有各自對應之透射/反射之光波特性，因此本實施例亦可藉此判斷蝕刻作業的進度，並控制蝕刻程序之切換。舉例來說，第一蝕刻層需要用第一處理液，第二蝕刻層需要用第二處理液，而本實施例即可藉由上述檢測來進行處理液的更換控制。
有關圖示之基板200、蝕刻層210、載台120及傳送模組130，其中相對應之體積尺寸比例僅為示意，本新型不以此為限。
在一較佳實施例中，基板處理裝置100還可包括一噴嘴機構180。噴嘴機構180例如是用以提供上述之處理液。為能讓噴嘴機構180有效且穩定地提供處理液至基板200，本實施例的第一光學檢測模組140亦會檢測該噴嘴機構與該載台120之間的相對位置，進而對噴嘴機構進行校準定位作業。
請再參考圖1，在一較佳實施例中，基板處理裝置100還可包括一第二光學檢測模組190，其例如是配設於基板儲存模組160及處理腔室150外部之間。因此，當持取模組170自基板儲存模組160持取出基板200時，第二光學檢測模組190即會進行另一光學比對，並產生一比對值，再依據該比對值進行該校準檢測。特別的是，與第一光學檢測模組140相似，第二光學檢測模組190係具有一第二校準閥值。因此，當上述比對值不符合第二校準閥值時，傳送模組130亦會取消基板200的傳送作業。
綜上所述，本新型的基板處理裝置是直接於處理腔室內部的上方設置一光學檢測模組，並藉由此光學檢測模組來對待加工的晶圓進行高精確度的校準定位作業，簡化了晶圓處理流程，且降低額外設置一定位設備的成本。此外，本新型還可對基板進行光學損傷檢測以及光學蝕刻檢測，更是提升且增加了基板處理裝置的工作性能。
需注意的是，上述僅為實施例，而非限制於實施例。譬如 此不脫離本新型基本架構者，皆應為本專利所主張之權利範圍，而應以專利申請範圍為準。
100‧‧‧基板處理裝置
110‧‧‧基座
120‧‧‧載台
130‧‧‧傳送模組
140‧‧‧第一光學檢測模組
150‧‧‧處理腔室
160‧‧‧基板儲存模組
170‧‧‧持取模組
180‧‧‧噴嘴機構
200‧‧‧基板
210‧‧‧蝕刻層
L‧‧‧傳送路徑
P1、P2‧‧‧基板的位置
R‧‧‧轉動路徑
141‧‧‧輔助光源
190‧‧‧第二光學檢測模組
圖1繪示本新型一實施例的基板處理裝置的示意圖。 圖2A與圖2B繪示圖1的基板於傳送及加工過程的示意圖。 圖3A與圖3B繪示本實施例的第一光學檢測模組對基板進行光學蝕刻檢測的示意圖。

Claims (14)

  1. 一種基板處理裝置，適於處理一基板，該基板處理裝置包括：一基座；一載台，連接於該基座，以承載該基板；一傳送模組，將該基板傳送至該載台；以及一第一光學檢測模組，檢測該基板，並得到一檢測訊息；其中，當該傳送模組傳送該基板至該載台的過程中，該第一光學檢測模組對該基板進行一校準檢測，並將一校準檢測訊息傳送至該傳送模組，使該傳送模組依據該校準檢測訊息將該基板調整至一校準位置或是取消該基板的傳送作業。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，其中該第一光學檢測模組具有一第一校準閥值，並依該第一校準閥值對該基板進行該校準檢測，而當該基板不符合該第一校準閥值，該傳送模組取消該基板的傳送作業。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，其中當該傳送模組傳送該基板至該載台上方時，該基板會位於一第一位置，而該第一光學檢測模組對位於該第一位置的該基板進行一第一校準檢測，並將一第一校準檢測訊息傳送至該傳送模組，使該傳送模組依據該第一校準檢測訊息將該基板調整至該載台上方的一第一校準位置或是取消該基板的傳送作業。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的基板處理裝置，其中當該傳送模組傳送該基板至該載台上後，該基板會位於一第二位置，而該第一光學檢測模組對位於該第二位置的該基板進行一第二校準檢測，並將一第二校準檢測訊息傳送至該傳送模組，使該傳送模組依據該第二校準檢測訊息將該基板調整至該載台的一第二校準位置或是取消該基板的傳送作業。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的基板處理裝置，其中當該傳送模組傳送該基板至該載台上，且該載台轉動後，該基板會位於一第三位置，而該第一光學檢測模組對位於該第三位置的該基板進行一第三校準檢測，並將一第三校準檢測訊息傳送至該傳送模組，使該傳送模組依據該第三校準檢測訊息將該基板調整至該載台的該第二校準位置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，其中該第一光學檢測模組會依據該基板之形狀差異，調整該傳送模組將該基板放置於該載台的位置。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，其中該校準檢測包括對該基板之全面積或部分面積進行一校準比對。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，其中該第一光學檢測模組更包括對該基板進行一光學損傷檢測，並控制該傳送模組移出損傷的該基板。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，其中該第一光學檢測模組更包括對該基板進行一光學蝕刻檢測，用於判斷至少一蝕刻層終點，以控制該基板的蝕刻程序。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，更包括一噴嘴機構，而該第一光學檢測模組會檢測該噴嘴機構與該載台之間的相對位置。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，更包括一處理腔室，而該載台以及該第一光學檢測模組位於該處理腔室內。
  12. 如申請專利範圍第1項至第11項任一項所述的基板處理裝置，更包括：一基板儲存模組，放置有至少一基板；以及一持取模組，於該基板儲存模組持取該基板，以供該傳送模組傳送至該載台進行處理。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的基板處理裝置，更包括一第二光學檢測模組，而當該持取模組持取該基板時，該第二光學檢測模組會進行一光學比對，並產生一比對值，再依據該比對值進行該校準檢測。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的基板處理裝置，其中該第二光學檢測模組具有一第二校準閥值，當該比對值不符合該第二校準閥值，該傳送模組取消該基板的傳送作業。
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