本發(fā)明屬于微電子加工技術領域，具體涉及一種檢測裝置及半導體加工設備。

背景技術：

半導體制造行業(yè)是一個高度自動化的行業(yè)，為提高工藝過程的可靠性，需要進行多方面的檢測，再根據檢測結果來判斷工藝是否正常，例如，需要進行在傳輸過程和/或傳輸過程之后檢測晶片是否存在，通常稱之為WPS(Wafer Presence Sensor)檢測。

目前，為實現(xiàn)WPS檢測，現(xiàn)有技術中常用以下兩種檢測方式實現(xiàn)。具體地，第一種方式為：請參閱圖1a和圖1b，WPS檢測裝置為回歸反射式傳感器，其包括發(fā)射接收部1和反射板2，且二者分別設置在腔室的頂壁3上方和底壁4下方，發(fā)射接收部1用于朝向反射板2發(fā)送光并接收被反射板2反射回來光，反射板2用于將發(fā)射接收部5發(fā)送的光反射回去，頂壁3和底壁4在光入射路徑L1和反射路徑L2的位置處設置有透明窗，以實現(xiàn)光在發(fā)射接收部1和反射板2之間傳輸。在圖1a所示的檢測位置未存在晶片S情況下，入射路徑L1未受到晶片S的阻擋，發(fā)射接收部1會接收到反射板2反射回來的光；在圖2b所示的檢測位置存在晶片S的情況下，檢測位置為圖2b中晶片所在的位置處，晶片S會阻擋入射路徑L1，發(fā)射接收部1不會接收到反射板2反射回來的光?；谏鲜鲈?，可以根據發(fā)射接收部1是否接收到反射板2反射回來的光來檢測檢測位置是否存在晶片。

第二種方式為：請參閱圖2a和圖2b，WPS傳感器為漫反射傳感器5，其設置在腔室的頂壁3上方，用于朝向腔室的底壁4發(fā)射激光，頂壁3在激光的傳輸路徑L1上的位置處設置有透明窗，以實現(xiàn)激光向底壁4發(fā)射。在圖2a所示的檢測位置未存在晶片S情況下，入射路徑 L1未受到晶片S阻擋，激光會打到底壁4上并發(fā)生漫反射；在圖2b所示的檢測位置存在晶片S的情況下，入射路徑L1受到晶片S阻擋，激光會打到晶片S上發(fā)生漫反射，漫反射傳感器5根據檢測反射回來的光強判斷是否為晶片S反射回來的光強，若是，則檢測位置存在晶片S，若否，則檢測位置未存在晶片S。

然而，采用上述兩種方式實現(xiàn)WPS檢測在實際應用中具有一定的不足。具體地，采用第一種方式一般會存在以下問題：通常為了提高第一種方式的檢測可靠性，以防止高亮鏡面的晶片S的誤檢測，要求發(fā)射的光為偏振光且與接收到的反射偏振光之間的角度為90°，但是，對于一些表面具有凹槽等結構的晶片S，其反射回去的光同樣會發(fā)生偏振，從而會導致誤檢測。

采用第二種方式一般會存在以下問題：若檢測表面如鏡面般的晶片S，該晶片S不會發(fā)生漫反射，不易將光發(fā)射會漫反射傳感器5，因此不易檢測；而且若底壁4與晶片S表面的反光度相近，則底壁4反射回來的光強和晶片S反射回來的光強相近，容易造成誤檢測。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一，提出了一種檢測裝置及半導體加工設備，可以降低晶片反射的光對檢測造成的影響，從而可以實現(xiàn)檢測表面具有凹槽等結構、表面如鏡面般和反光度與腔室底壁相近的特殊晶片，進而可以提高檢測裝置的適用性和檢測精度，提高半導體加工設備的可靠性。

為解決上述問題之一，本發(fā)明提供了一種檢測裝置，用于檢測腔室內的檢測位置是否存在晶片，所述檢測裝置包括發(fā)射部、接收部和反射部；所述發(fā)射部用于朝向所述反射部發(fā)送光；所述反射部用于將所述發(fā)射部發(fā)送的光反射至少一次且反射至所述接收部；所述接收部用于接收所述反射部反射回來的光；所述發(fā)射部和所述反射部對應設置在位于檢測位置的晶片的上下兩側，所述接收部與所述發(fā)射部設置在同一側，光傳輸路徑經過位于所述檢測位置的晶片所在位置，通過判斷所述接收部是否接收到光來判斷檢測位置是否存在晶片。

具體地，所述反射部為具有鏡面反射功能的反射部。

優(yōu)選地，在所述反射部的朝向晶片的表面上形成有凹部，所述凹部的側壁為具有鏡面反射功能的表面，且其與水平面之間的夾角為45°；所述發(fā)射部用于沿豎直方向朝向所述凹部的側壁發(fā)送光，以實現(xiàn)光在所述凹部的側壁經過兩次反射后沿豎直方向朝向所述接收部射出。

優(yōu)選地，所述反射部采用不銹鋼材料制成。

具體地，所述反射部為具有全反射功能的反射部，所述發(fā)射部用于沿垂直所述反射部上表面的方向朝向所述反射部發(fā)送光，以實現(xiàn)光在所述反射部內經過兩次反射后朝向所述接收部全反射射出。

優(yōu)選地，所述反射部采用石英或玻璃材料制成。

優(yōu)選地，所述反射部的上表面水平設置，所述反射部的側壁與水平面之間的夾角為45°。

優(yōu)選地，所述反射部為棱鏡。

具體地，所述發(fā)射部和所述接收部均設置在所述腔室的外壁上，在所述腔室的腔室壁上的發(fā)射部和接收部所在位置處安裝有透明窗。

優(yōu)選地，所述反射部設置在所述腔室的內壁上。

優(yōu)選地，所述反射部設置在所述腔室的外壁上，在所述腔室的腔室壁上的反射部所在位置處安裝有透明窗。

優(yōu)選地，所述發(fā)射部與所述反射部之間以及所述反射部與所述接收部之間的光傳輸路徑均經過位于所述檢測位置的晶片所在位置。

本發(fā)明還提供一種半導體加工設備，包括檢測裝置，所述檢測裝置采用本發(fā)明另一技術方案提供的檢測裝置。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的檢測裝置，其包括發(fā)射部、接收部和反射部，反射部用于至少反射一次述發(fā)射部發(fā)送的光且反射至接收部，發(fā)射部和反射部分別設置在位于檢測位置的晶片的上下兩側，接收部和反射部設置在同一側，光傳輸路徑經過位于檢測位置的晶片所在位置，在這種情況下，若檢測位置存在晶片，則晶片會阻擋光傳輸，接收部不會接收到光；若檢測位置不存在晶片，則光傳輸路徑不會被阻擋，接收部 可以接收光。由上可知，本發(fā)明提供的檢測裝置可以通過判斷接收部是否接收到光來檢測位置是否存在晶片，并且，發(fā)射部和接收部為獨立設置的部件，可以通過調整反射部和接收部的位置來使得反射部的反射路徑會和晶片的反射路徑明顯錯開，這與現(xiàn)有技術的兩種檢測方式中反射板或腔室底壁的反射路徑和晶片的反射路徑重合相比，可以降低晶片反射的光對檢測造成的影響，從而可以實現(xiàn)檢測表面具有凹槽等結構、表面如鏡面般和反光度與腔室底壁相近的特殊晶片，進而可以提高檢測裝置的適用性和檢測精度。

本發(fā)明提供的半導體加工設備，其采用本發(fā)明另一技術方案提供的檢測裝置，可以實現(xiàn)檢測表面具有凹槽等結構、表面如鏡面般和反光度與腔室底壁相近的特殊晶片，從而可以提高檢測裝置的適用性和檢測精度，進而提高半導體加工設備的可靠性。

附圖說明

圖1a為現(xiàn)有的第一種WPS檢測裝置在檢測位置不存在晶片時的檢測示意圖；

圖1b為現(xiàn)有的第一種WPS檢測裝置在檢測位置存在晶片時的檢測示意圖；

圖2a為現(xiàn)有的第二種WPS檢測裝置在檢測位置不存在晶片時的檢測示意圖；

圖2b為現(xiàn)有的第二種WPS檢測裝置在檢測位置存在晶片時的檢測示意圖；

圖3a為本發(fā)明第一實施例提供的檢測裝置在檢測位置不存在晶片時的檢測示意圖；

圖3b為本發(fā)明第一實施例提供的檢測裝置在檢測位置存在晶片時的檢測示意圖；

圖4a為本發(fā)明第二實施例提供的檢測裝置在檢測位置不存在晶片時的檢測示意圖；以及

圖4b為本發(fā)明第二實施例提供的檢測裝置在檢測位置存在晶片時的檢測示意圖。

具體實施方式

為使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖來對本發(fā)明提供的檢測裝置及半導體加工設備進行詳細描述。

圖3a為本發(fā)明第一實施例提供的檢測裝置在檢測位置不存在晶片時的檢測示意圖；圖3b為本發(fā)明第一實施例提供的檢測裝置在檢測位置存在晶片時的檢測示意圖。請一并參閱圖3a和圖3b，本發(fā)明第一實施例提供的檢測裝置，用于檢測腔室內的檢測位置是否存在晶片，其包括發(fā)射部10、接收部11和反射部12。其中，發(fā)射部10用于朝向反射部12發(fā)送光；反射部12用于將發(fā)射部10發(fā)送的光反射至少一次且反射至接收部11；接收部11用于接收反射部12反射回來的光。

并且，發(fā)射部10和反射部12對應設置在位于檢測位置的晶片S的上下兩側，接收部11與發(fā)射部10設置在同一側，光傳輸路徑經過位于檢測位置的晶片S所在位置，檢測位置為預設的用于放置晶片S的位置，如圖3b中晶片S所在的位置。為實現(xiàn)光傳輸路徑經過位于檢測位置的晶片S所在位置，在實際應用中，具體通過調整發(fā)射部10、接收部11和反射部12的位置實現(xiàn)。

通過判斷接收部11是否接收到光來判斷檢測位置是否存在晶片S。具體地，若接收部11接收到光，則檢測位置不存在晶片S，若接收部11未接收到光，則檢測位置存在晶片S。

為便于理解本發(fā)明，下文中將發(fā)射部10和反射部12之間的光傳輸路徑稱之為“入射路徑L1”；將反射部12和接收部11之間的光傳輸路徑稱之為“反射路徑L2”；將反射部12自身反射光的傳輸路徑稱之為“中間路徑L3”；入射路徑L1、反射路徑L2和中間路徑L3統(tǒng)稱為光傳輸路徑。

可以理解，若反射部12僅反射一次光，則不存在中間路徑L3，若反射部12反射N次光，N為大于等于2的整數(shù)，則存在N-1條中間路徑L3。在本實施例中，如圖3a所示，反射部12用于反射2次光，因此，存在一條中間路徑L3。

下面結合圖3a和圖3b詳細描述本發(fā)明實施例提供的檢測裝置實 現(xiàn)檢測檢測位置是否存在晶片S的工作原理。如圖3a和圖3b所示，優(yōu)選地，入射路徑L1和反射路徑L2均經過位于檢測位置的晶片S所在位置，在這種情況下，若檢測位置存在晶片S，如圖3b所示，則晶片S會阻擋入射路徑L1，接收部11不會接收到光；若檢測位置不存在晶片S，如圖3a所示，當然晶片S不會阻擋入射路徑L1，接收部11可以接收光。因此，本發(fā)明實施例提供的檢測裝置可以通過判斷接收部11是否接收到光來檢測檢測位置是否存在晶片S。

當然，在實際應用中，也可以通過調節(jié)發(fā)射部10、接收部11和反射部12的位置以及設置不同結構的反射部12，來實現(xiàn)調整入射路徑L1和反射路徑L2中任意一個經過位于檢測位置的晶片S所在位置，這樣在檢測位置存在晶片S時接收部11不會接收到光，以及在檢測位置不存在晶片S時接收部11會接收到光，因此，同樣可以通過斷接收部11是否接收到光來檢測檢測位置是否存在晶片S。

對比本實施例提供的檢測裝置和現(xiàn)有技術中的兩種檢測裝置：在本實施例中，發(fā)射部10和接收部11為獨立設置的部件，入射路徑L1沿豎直方向發(fā)送光，晶片S反射光的反射路徑與入射路徑L1重疊且方向相反。由此可知，反射路徑L2與晶片S反射光的反射路徑明顯錯開，這與現(xiàn)有技術的兩種檢測方式中反射板或腔室底壁的反射路徑和晶片S的反射路徑重合相比，可以降低晶片S反射的光對檢測造成的影響，從而可以實現(xiàn)檢測表面具有凹槽等結構、表面如鏡面般和反光度與腔室底壁相近的特殊晶片，進而可以提高檢測裝置的適用性和檢測精度。

可以理解，本實施例提供的檢測裝置是基于晶片S遮擋光傳輸?shù)脑韺崿F(xiàn)檢測晶片S是否存在的，因此，檢測裝置對于非透明狀的晶片S的檢測準確度很高。另外，本實施例中，由于入射路徑L1和反射路徑L2均經過位于檢測位置的晶片S所在位置，因此，針對透明度較高(例如，半透明)的晶片S，在檢測位置存在晶片S時，光需要兩次穿透晶片S，這與現(xiàn)有技術相比，增加了一次光穿透晶片S，因而增大了反射至接收部11的光損失，從而可以增大接收部11接收不到的可能性，也就提高了針對透明度是較高(例如，半透明)的晶片S的檢測可靠性，并且，通過實驗驗證，本實施例提供的檢測裝置可以實現(xiàn) 準確檢測半透明狀的鍵合片是否存在。

優(yōu)選地，在本實施例中，如圖3a和圖3b所示，反射部12為具有鏡面反射功能的反射部12，即，反射部12利用鏡面反射原理實現(xiàn)光的反射。具體地，在反射部12的朝向晶片S的表面上形成有凹部121，凹部121的側壁122為具有鏡面反射功能的表面，且其與水平面之間的夾角A為45°；發(fā)射部10用于沿豎直方向朝向凹部121的側壁122發(fā)送光，以實現(xiàn)光在凹部121的側壁122經過兩次反射后沿豎直方向朝向接收部11射出?？梢岳斫?，該檢測裝置的入射路徑L1和反射路徑L2均在豎直方向上，不僅可以降低光在具有凹槽等結構的晶片S表面上反射至接收部11的可能性，從而可以提高檢測裝置的抗干擾和準確度，而且還方便安裝和調節(jié)。

另外優(yōu)選地，反射部12采用諸如不銹鋼材料等的不腐蝕材料制成。由于腔室壁多采用不銹鋼材料制成，因此，采用不銹鋼材料制成的反射部12易安裝在腔室壁上，可以采用螺釘?shù)劝惭b方式安裝。具體地，可通過對凹部121的側壁打磨形成具有鏡面反射功能的表面，該方法可行性高、方便且成本較低。當然，在實際應用中，還可以在凹部121的側壁上安裝反光鏡。

另外，在本實施例中，發(fā)射部10和接收部11均設置在腔室的外壁上，在腔室的腔室壁上的發(fā)射部10和接收部11所在的位置處安裝有透明窗13，以便于光的傳輸。

優(yōu)選地，反射部12設置在腔室的內壁上，在這種情況下，不僅不需要在腔室的腔室壁上的反射部12所在位置處打孔安裝透明窗，而且還不需要占用腔室的外部空間，從而可以降低對腔室的加工和裝配要求。當然，在實際應用中，反射部12還可以設置在腔室的外壁上，在此情況下，在腔室的腔室壁上的反射部12所在位置處安裝有透明窗，以便于光的傳輸。

圖4a為本發(fā)明第二實施例提供的檢測裝置在檢測位置不存在晶片S時的檢測示意圖；圖4b為本發(fā)明第二實施例提供的檢測裝置在檢測位置存在晶片S時的檢測示意圖。請一并參閱圖4a和圖4b，本發(fā)明第二實施例提供的檢測裝置與上述第一實施例提供的檢測裝置相比，同 樣包括發(fā)射部10’、接收部11’和反射部12’，由于發(fā)射部10’、接收部11’和反射部12’的功能和關系在上述實施例中已有了詳細描述，在此不再詳述。

下面僅對本實施例提供的檢測裝置與上述第一實施例提供的檢測裝置的不同之處進行詳細描述。具體地，反射部12’為具有全反射功能的反射部12’，即，反射部12’采用全反射原理實現(xiàn)光的反射，發(fā)射部10’用于沿垂直反射部12’上表面的方向朝向反射部12’發(fā)送光，以實現(xiàn)光在反射部12’內經過兩次反射后朝向接收部10’全反射射出。具體地，反射部12’可以為具有全反射功能的棱鏡。

所謂全反射是指光由光密介質射到光疏介質的界面時全部被反射回原介質的現(xiàn)象，也就是說，實現(xiàn)全反射的條件包括光自光密介質射到光疏介質，本實施例中，檢測裝置所在的真空環(huán)境為光疏介質，反射部12’相對真空環(huán)境為光密介質，借助發(fā)射部沿垂直反射部上表面的方向朝向反射部12’發(fā)送光，才能避免光在反射部12’的上表面上發(fā)生反射或折射，來保證光的全反射。

具體地，反射部12’采用石英或玻璃材料制成。優(yōu)選地，反射部的上表面水平設置，反射部的側壁與水平面之間的夾角為45°，這是因為石英或玻璃材料的全反射角42°左右，因此，在反射部12’的側壁與水平面之間的夾角B為45°的情況下，光入射反射部12’側壁的入射角度為45°大于石英或玻璃的全反射角度(42°左右)，因此，該實施例可以實現(xiàn)光的全反射，從而不僅不會產生折射造成的復雜光路，而且還可以避免光的損耗，保證檢測精度；另外，還可以實現(xiàn)光在反射部12’的側壁經過兩次反射后沿豎直方向朝向接收部11’射出，不僅可以降低光在具有凹槽等結構的晶片S表面上反射至接收部11的可能性，從而可以提高檢測裝置的抗干擾和準確度，而且還方便安裝和調節(jié)。

作為另外一個技術方案，本發(fā)明實施例還提供一種半導體加工設備，包括上述第一實施例和第二實施例提供的檢測裝置。

具體地，半導體加工設備包括機械手傳輸腔室和工藝腔室，檢測裝置設置在傳輸腔室或工藝腔室上。

根據第一實施例和第二實施例的介紹可知：檢測裝置的光傳輸路徑在檢測位置不存在晶片S時，不能存在任何遮擋光的部件。針對機械手傳輸腔室，機械手的手指中央是空的，因此，當檢測位置未存在晶片S時，光傳輸路徑暢通無阻。若反射部安裝在機械手傳輸腔室的內壁上，則反射部僅僅是暴露在真空之中，沒有烘烤等操作，對其并無太高要求，但反射部在真空中不應釋放出任何會對真空環(huán)境靠污染的氣體。

針對工藝腔室，工藝腔室內設置有空心的承載晶片S的環(huán)狀結構，該環(huán)狀結構旋轉至預設位置時，驅動基座自環(huán)狀結構的環(huán)孔將晶片S頂起至工藝位置，在這種情況下，可在環(huán)狀結構未旋轉至預設位置時，借助檢測裝置檢測是否存在晶片S。若反射部安裝在工藝腔室的內壁上，則反射需要能經受住加熱燈的烘烤及等離子體的發(fā)光輻射，同時反射部12也不應放出對工藝環(huán)境任何有污染的氣體。

本發(fā)明實施例提供的半導體加工設備，采用本發(fā)明另一技術方案提供的檢測裝置，可以實現(xiàn)檢測表面具有凹槽等結構、表面如鏡面般和反光度與腔室底壁相近的特殊晶片，從而可以提高檢測裝置的適用性和檢測精度，進而提高半導體加工設備的可靠性。

可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。