專利名稱：晶圓位置檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種晶圓位置檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體元器件是在半導(dǎo)體晶圓上使用多個(gè)不同的處理步驟制造而成，每一步驟可能涉及不同的加工裝置，通常，晶圓由機(jī)械手搬運(yùn)至各加工裝置內(nèi)進(jìn)行與各加工裝置對(duì)應(yīng)的工藝處理，在各加工裝置內(nèi)通常設(shè)置有載置臺(tái)用于載置晶圓，為了對(duì)載置臺(tái)上的晶圓進(jìn)行工藝處理，需要將晶圓正確的放置在載置臺(tái)上而不能有位 置偏移，一旦晶圓偏離正確的位置，就會(huì)對(duì)工藝的可靠性和工藝效果造成不良影響。例如，在半導(dǎo)體元器件的金屬互連線的制作過(guò)程中，沉積在晶圓上電介質(zhì)材料非凹陷區(qū)域的金屬薄膜通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光工藝去除后，需要對(duì)晶圓表面進(jìn)行清洗，從而去除晶圓表面的顆粒等污染物，通常，先采用刷洗的方式清洗晶圓表面，然后，再將晶圓放入清洗腔中進(jìn)行二次清洗和干燥，機(jī)械手將晶圓放置在清洗腔的載置臺(tái)上后，在進(jìn)行二次清洗和干燥之前，需要先檢測(cè)晶圓在載置臺(tái)上的位置是否正確，如果不正確，二次清洗和干燥工藝則無(wú)法進(jìn)行。目前，公知的檢測(cè)晶圓位置的方法是利用照相機(jī)等攝像部件拍攝晶圓的外周邊緣部，根據(jù)得到的圖像數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)晶圓的位置是否偏離正確的位置。仍以上述制作半導(dǎo)體元器件的金屬互連線為例，晶圓在被放置在清洗腔的載置臺(tái)上進(jìn)行二次清洗和干燥之前，晶圓的表面可能會(huì)出現(xiàn)有的地方有水膜，而有的地方?jīng)]有水膜的現(xiàn)象，晶圓表面的此種狀態(tài)會(huì)影響攝像部件圖像數(shù)據(jù)的采集，從而不能準(zhǔn)確檢測(cè)晶圓在載置臺(tái)上的位置是否正確，為二次清洗和干燥工藝埋下隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述背景技術(shù)存在的缺陷提供一種晶圓位置檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置能夠準(zhǔn)確檢測(cè)晶圓位置是否正確。本發(fā)明的又一目的是提供一種晶圓位置檢測(cè)方法，該方法能夠準(zhǔn)確檢測(cè)晶圓位置是否正確。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種晶圓位置檢測(cè)裝置，包括載置臺(tái)、驅(qū)動(dòng)裝置、吹氣裝置、攝像裝置及圖像處理裝置。其中，所述載置臺(tái)用于載置晶圓；所述驅(qū)動(dòng)裝置與所述載置臺(tái)相連，用于驅(qū)動(dòng)載置臺(tái)旋轉(zhuǎn)；所述吹氣裝置設(shè)置在所述載置臺(tái)的上方并向載置臺(tái)上的晶圓的外周邊緣部吹氣，使晶圓的外周邊緣部干燥；所述攝像裝置設(shè)置在所述載置臺(tái)的上方，用于給載置臺(tái)上的晶圓拍攝圖像，并將拍攝的圖像發(fā)送至所述圖像處理裝置；所述圖像處理裝置接收所述攝像裝置拍攝的圖像后，將圖像中晶圓外周邊緣部上一部分區(qū)域內(nèi)的圖像轉(zhuǎn)換成像素，并將該像素與該部分區(qū)域內(nèi)的圖像參考像素比較，若二者一致，則晶圓被正確的放置于載置臺(tái)上，若二者不一致，則晶圓在載置臺(tái)上的位置偏離了正確位置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種晶圓位置檢測(cè)方法，包括如下步驟選定晶圓圖像檢測(cè)區(qū)域并獲取該檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的晶圓圖像參考像素；
將晶圓放置在載置臺(tái)上；低速旋轉(zhuǎn)載置臺(tái)，并向晶圓的外周邊緣部吹氣，干燥晶圓的外周邊緣部；拍攝晶圓的圖像，并將晶圓的圖像發(fā)送至圖像處理裝置；將檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的晶圓圖像轉(zhuǎn)換成像素；將像素與檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的晶圓圖像參考像素比較，若二者一致，則晶圓被正確的放置于載置臺(tái)上，若二者不一致，則晶圓在載置臺(tái)上的位置偏離了正確位置。綜上所述，本發(fā)明晶圓位置檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法通過(guò)向晶圓的外周邊緣部吹氣，干燥晶圓的外周邊緣部后再給晶圓拍攝圖像，因此，該裝置和方法能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)晶圓在載置臺(tái)上的位置是否正確，不會(huì)出現(xiàn)誤檢，提高了工藝的可靠性。


圖I是本發(fā)明晶圓位置檢測(cè)裝置的一實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明晶圓位置檢測(cè)裝置的一實(shí)施例的立體圖。圖3是本發(fā)明晶圓位置檢測(cè)裝置的另一實(shí)施例的立體圖。圖4是本發(fā)明晶圓位置檢測(cè)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合圖式予以詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖I和圖2，為本發(fā)明晶圓位置檢測(cè)裝置的一實(shí)施例的示意圖。本發(fā)明晶圓位置檢測(cè)裝置包括工藝腔10、載置臺(tái)20、驅(qū)動(dòng)裝置30、吹氣裝置40、攝像裝置50及圖像處理裝置(圖中未示)。工藝腔10用于對(duì)晶圓W進(jìn)行相應(yīng)的工藝處理，在本發(fā)明中，工藝腔10可以用于對(duì)晶圓W進(jìn)行濕法清洗和干燥處理。載置臺(tái)20具有圓形的用于放置晶圓W的承載部21和一端與承載部21中心相連接而另一端穿過(guò)工藝腔10與驅(qū)動(dòng)裝置30相連接的支撐部22，承載部21收容于工藝腔10內(nèi)，承載部21設(shè)置有數(shù)個(gè)定位銷23用于將晶圓W卡固在承載部21上。定位銷23通常設(shè)置為3個(gè)或3個(gè)以上以達(dá)到較好的卡固效果。驅(qū)動(dòng)裝置30用于驅(qū)動(dòng)載置臺(tái)20旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)裝置30可以是一馬達(dá)。吹氣裝置40設(shè)置在載置臺(tái)20的上方，用于向承載部21上的晶圓W的外周邊緣部吹氮?dú)饣蚱渌稍餁怏w，從而使晶圓W的外周邊緣部干燥，吹氣裝置40具有設(shè)置于晶圓W外周邊緣部上方的吹氣口 41和與吹氣口 41相連通的氣體管路42，吹氣口 41的直徑為2至4毫米。攝像裝置50設(shè)置在載置臺(tái)20的上方，用于給承載部21上的晶圓W拍攝圖像，并將拍攝的圖像發(fā)送至圖像處理裝置，攝像裝置50可以是一照相機(jī)或攝像機(jī)。本發(fā)明晶圓位置檢測(cè)裝置檢測(cè)晶圓W是否被正確地放置于載置臺(tái)20的承載部21上的具體過(guò)程如下先手動(dòng)的將晶圓W放置在承載部21的正確位置上，調(diào)整吹氣裝置40的吹氣口 41與晶圓W之間的垂直距離為2至6厘米，驅(qū)動(dòng)裝置30驅(qū)動(dòng)載置臺(tái)20低速旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)吹氣裝置40向晶圓W的外周邊緣部吹氮?dú)?，直至晶圓W的外周邊緣部完全干燥，驅(qū)動(dòng)裝置30驅(qū)動(dòng)載置臺(tái)20旋轉(zhuǎn)的速度為20 lOOrpm，該轉(zhuǎn)速可以保證即使晶圓W沒(méi)有被正確地放置在承載部21上，晶圓W也不會(huì)由于離心力的作用離開(kāi)承載部21，吹氣裝置40向晶圓W的外周邊緣部吹的氮?dú)獾膲毫?0 lOOpsi，時(shí)間為10 25秒。然后，攝像裝置50給放置于承載部21上的晶圓W拍攝圖像，并將拍攝的圖像發(fā)送至圖像處理裝置，圖像處理裝置接收到攝像裝置50發(fā)送的圖像后，選取圖像中晶圓W外周邊緣部上一部分區(qū)域作為檢測(cè)區(qū)域，然后將該檢測(cè)區(qū)域內(nèi)晶圓W的圖像轉(zhuǎn)換成像素，并將該像素儲(chǔ)存作為檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的圖像參考像素。承載部21上的晶圓W經(jīng)過(guò)相應(yīng)的工藝處理后取走，然后再將另一片晶圓W放置于承載部21上，此時(shí)，可以是手動(dòng)放置或通過(guò)機(jī)械手放置，驅(qū)動(dòng)裝置30以相同的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)載置臺(tái)20低速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，吹氣裝置40向晶圓W的外周邊緣部吹氮?dú)?，吹的氮?dú)獾膲毫?0 lOOpsi，時(shí)間為10 25秒。然后，攝像裝置50給晶圓W拍攝圖像，并將拍攝的圖像發(fā)送至圖像處理裝置，圖像處理裝置接收到圖像后，將檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的晶圓W的圖像轉(zhuǎn)換成像素，并將該像素與儲(chǔ)存的檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的圖像參考像素比較，若兩者一致，即表明晶圓W被正確的放置于承載部21上，工藝腔10中的工藝處理可以開(kāi) 始；若兩者不一致，即表明晶圓W在承載部21上的位置偏離了正確位置，在工藝腔10中的工藝處理需停止。優(yōu)選地，上述攝像裝置50在拍攝晶圓W的圖像的同時(shí)持續(xù)向晶圓W的外周邊緣部吹氮?dú)?，使晶圓W的外周邊緣部保持干燥。此外，由于當(dāng)載置臺(tái)20轉(zhuǎn)動(dòng)的速度過(guò)低時(shí)，晶圓W上的水滴無(wú)法通過(guò)甩干去除，而且當(dāng)吹的氮?dú)獾膲毫^(guò)低時(shí)(小于50psi)，晶圓W上的水滴被氮?dú)獯甸_(kāi)后又會(huì)重新聚攏在一起。為了解決此問(wèn)題，如圖3所示，優(yōu)選地將吹氣裝置40的吹氣口 41設(shè)置在距離檢測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的晶圓W外周邊緣部l-3cm處，同時(shí)使氣流的方向與晶圓W旋轉(zhuǎn)的方向保持一致，保證了檢測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的晶圓W外周邊緣部干燥的同時(shí)即可給晶圓W拍攝圖像進(jìn)行位置檢測(cè)，進(jìn)而節(jié)省了工藝時(shí)間。請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明還揭示了一種晶圓位置檢測(cè)方法，包括如下步驟SllO :選定晶圓圖像檢測(cè)區(qū)域并獲取該檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的晶圓圖像參考像素；S120 :將晶圓W放置在載置臺(tái)20的承載部21上；S130 :低速旋轉(zhuǎn)載置臺(tái)20，并向晶圓W的外周邊緣部吹氮?dú)飧稍锞AW的外周邊緣部；S140 :拍攝晶圓W的圖像，并將圖像發(fā)送至圖像處理裝置；S150 :將檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的晶圓圖像轉(zhuǎn)換成像素；S160:將像素與檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的晶圓圖像參考像素比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷晶圓W的位置是否正確，具體地，若像素與檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的晶圓圖像參考像素一致，即表明晶圓W被正確的放置于承載部21上；若像素與檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的晶圓圖像參考像素不一致，即表明晶圓W在承載部21上的位置偏離了正確位置。進(jìn)一步的，選定晶圓圖像檢測(cè)區(qū)域并獲取該檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的晶圓圖像參考像素，包括如下步驟首先，將晶圓W放置在載置臺(tái)20的承載部21的正確位置上；其次，低速旋轉(zhuǎn)載置臺(tái)20，并向晶圓W的外周邊緣部吹氮?dú)飧稍锞AW的外周邊緣部;然后，拍攝晶圓W的圖像，并將晶圓W的圖像發(fā)送至圖像處理裝置；最后，選取圖像中晶圓W外周邊緣部上一部分區(qū)域作為檢測(cè)區(qū)域，并將檢測(cè)區(qū)域內(nèi)晶圓W的圖像轉(zhuǎn)換成像素，該像素即為晶圓圖像參考像素。優(yōu)選地，在拍攝晶圓W的圖像的同時(shí)持續(xù)向晶圓W的外周邊緣部吹氮?dú)?。由上述可知，本發(fā)明晶圓位置檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法通過(guò)向晶圓W的外周邊緣部吹氮?dú)飧稍锞AW的外周邊緣部后再給晶圓W拍攝圖像，因此，該裝置和方法能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)晶圓W在承載部21上的位置是否正確，不會(huì)出現(xiàn)誤檢，提高了工藝的可靠性。
綜上所述，本發(fā)明晶圓位置檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法通過(guò)上述實(shí)施方式及相關(guān)圖式說(shuō)明，已具體、詳實(shí)的揭露了相關(guān)技術(shù)，使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以據(jù)以實(shí)施。而以上所述實(shí)施例只是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，而不是用來(lái)限制本發(fā)明的，本發(fā)明的權(quán)利范圍，應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求來(lái)界定。至于本文中所述元件數(shù)目的改變或等效元件的代替等仍都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利范圍。
權(quán)利要求
1.一種晶圓位置檢測(cè)裝置，其特征在于，包括載置臺(tái)、驅(qū)動(dòng)裝置、吹氣裝置、攝像裝置及圖像處理裝置，其中，所述載置臺(tái)用于載置晶圓，所述驅(qū)動(dòng)裝置與所述載置臺(tái)相連，用于驅(qū)動(dòng)載置臺(tái)旋轉(zhuǎn)，所述吹氣裝置設(shè)置在所述載置臺(tái)的上方并向載置臺(tái)上的晶圓的外周邊緣部吹氣，使晶圓的外周邊緣部干燥，所述攝像裝置設(shè)置在所述載置臺(tái)的上方，用于給載置臺(tái)上的晶圓拍攝圖像，并將拍攝的圖像發(fā)送至所述圖像處理裝置，所述圖像處理裝置接收所述攝像裝置拍攝的圖像后，將圖像中晶圓外周邊緣部上一部分區(qū)域內(nèi)的圖像轉(zhuǎn)換成像素，并將該像素與該部分區(qū)域內(nèi)的圖像參考像素比較，若二者一致，則晶圓被正確的放置于載置臺(tái)上，若二者不一致，則晶圓在載置臺(tái)上的位置偏離了正確位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶圓位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)載置臺(tái)旋轉(zhuǎn)的速度為20 lOOrpm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶圓位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述吹氣裝置具有設(shè)置于晶圓外周邊緣部上方的吹氣口和與所述吹氣ロ相連通的氣體管路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶圓位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述吹氣ロ的直徑為2至4毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶圓位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述吹氣ロ與晶圓之間的垂直距離為2至6厘米。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶圓位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述吹氣裝置向載置臺(tái)上的晶圓的外周邊緣部吹的氣體為氮?dú)饣蚋稍餁怏w。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶圓位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述吹氣裝置向載置臺(tái)上的晶圓的外周邊緣部吹的氣體的壓カ為40 lOOpsi，時(shí)間為5 25秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶圓位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述吹氣裝置設(shè)置在距離選取的部分區(qū)域所對(duì)應(yīng)的晶圓外周邊緣部l-3cm處，同時(shí)氣流的方向與晶圓旋轉(zhuǎn)的方向一致。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶圓位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述攝像裝置為一照相機(jī)或攝像機(jī)。
10.一種晶圓位置檢測(cè)方法，其特征在于，包括 選定晶圓圖像檢測(cè)區(qū)域并獲取該檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的晶圓圖像參考像素； 將晶圓放置在載置臺(tái)上； 低速旋轉(zhuǎn)載置臺(tái)，井向晶圓的外周邊緣部吹氣，干燥晶圓的外周邊緣部； 拍攝晶圓的圖像，并將晶圓的圖像發(fā)送至圖像處理裝置； 將檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的晶圓圖像轉(zhuǎn)換成像素； 將像素與檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的晶圓圖像參考像素比較，若二者一致，則晶圓被正確的放置于載置臺(tái)上，若二者不一致，則晶圓在載置臺(tái)上的位置偏離了正確位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的晶圓位置檢測(cè)方法，其特征在于，所述選定晶圓圖像檢測(cè)區(qū)域并獲取該檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的晶圓圖像參考像素的步驟進(jìn)一歩包括 首先，將晶圓放置在載置臺(tái)的正確位置上； 其次，低速旋轉(zhuǎn)載置臺(tái)，井向晶圓的外周邊緣部吹氣，干燥晶圓的外周邊緣部； 然后，拍攝晶圓的圖像，并將晶圓的圖像發(fā)送至圖像處理裝置； 最后，選取圖像中晶圓外周邊緣部上一部分區(qū)域作為檢測(cè)區(qū)域，并將檢測(cè)區(qū)域內(nèi)晶圓的圖像轉(zhuǎn)換成像素，該像素即為晶圓圖像參考像素。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的晶圓位置檢測(cè)方法，其特征在于，在拍攝晶圓的圖像的同時(shí)持續(xù)向晶圓的外周邊緣部吹氣。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種晶圓位置檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，該裝置包括載置臺(tái)、驅(qū)動(dòng)裝置、吹氣裝置、攝像裝置及圖像處理裝置。其中，載置臺(tái)用于載置晶圓；驅(qū)動(dòng)裝置與載置臺(tái)相連，用于驅(qū)動(dòng)載置臺(tái)旋轉(zhuǎn)；吹氣裝置設(shè)置在載置臺(tái)的上方并向載置臺(tái)上的晶圓的外周邊緣部吹氣，使晶圓的外周邊緣部干燥；攝像裝置設(shè)置在載置臺(tái)的上方，用于給載置臺(tái)上的晶圓拍攝圖像，并將拍攝的圖像發(fā)送至圖像處理裝置；圖像處理裝置接收攝像裝置拍攝的圖像后，將圖像中晶圓外周邊緣部上一部分區(qū)域內(nèi)的圖像轉(zhuǎn)換成像素，并將該像素與該部分區(qū)域內(nèi)的圖像參考像素比較，若二者一致，則晶圓被正確的放置于載置臺(tái)上，若二者不一致，則晶圓在載置臺(tái)上的位置偏離了正確位置。
文檔編號(hào)H01L21/67GK102867765SQ201210369969
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者王堅(jiān), 何增華, 賈照偉, 王暉 申請(qǐng)人:盛美半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司