半导体晶圆位置检测装置、检测方法以及检测系统制造方法及图纸

一种半导体晶圆位置检测装置、检测方法以及检测系统，半导体晶圆位置检测装置包括腔室，腔室中设置有对准标记，检测方法包括：在腔室中放置晶圆，对准标记设置在晶圆边缘以外，照明光从正面照射在晶圆边缘和对准标记上，晶圆中心区域是暗的，边缘区域是亮的，从而晶圆的图像的边缘和对准标记的清晰度较高，从而第一待测图像中的晶圆的图像和对准标记的图像的形成质量好，易于精准获取晶圆中心位置与基准坐标系的基准点的第一位置偏差；晶圆的边缘设置有缺口，第一待测图像中具有清晰的缺口图像，依据清晰的缺口图像，精准的获得缺口的位置与晶圆中心位置的连线，获取缺口的位置和晶圆中心位置的连线与基准方向的夹角，提高了晶圆的检测精度。圆的检测精度。圆的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
半导体晶圆位置检测装置、检测方法以及检测系统


[0001]本专利技术涉及半导体检测领域，尤其涉及一种半导体晶圆位置检测装置、检测方法以及检测系统。

技术介绍

[0002]晶圆(Wafer)通常用作集成电路的载体以制作芯片，集成电路包括大量的晶体管，芯片制作的过程中，如果不同工序步骤中晶圆的位置和角度存在偏差，会导致不良的工艺结果。另外，当晶圆在工艺设备中被处理时，需要进行传送，传送位置的偏差可能带来晶圆传送失败、晶圆掉落、晶圆破碎等严重问题。例如，芯片的制作过程中，在采用离子注入工艺进行掺杂前，均需要对晶圆进行缺口识别，通过识别晶圆缺口确定晶圆的角度及位置。传统识别方法采用传感器检测，检测精度低，耗时较长。
[0003]现有的半导体晶圆位置检测装置的检测方法对真腔室体内的晶圆进行检测的过程中，通常需要配置合适的照明，确定晶圆固定的位置和转角，从而能够提高相机拍到的晶圆图片的清晰度，进而提高晶圆对准的准确率和检测精度，提高制作的半导体芯片的良率。
[0004]然而，现有的半导体晶圆位置检测装置的检测方法仍有待改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的问题是提供一种半导体晶圆位置检测装置、检测方法以及检测系统，获取高质量的晶圆和对准标记的图像以提升半导体晶圆位置检测装置的性能。
[0006]为解决上述问题，本专利技术提供了用于半导体晶圆位置检测装置，包括：真空的腔室，待检测的圆晶被放置在所述腔室中，所述腔室的顶部具有腔室开口；透明窗口，设置在所述腔室开口处，与所述腔室开口形成密封连接；承片台，位于所述真空的腔室内，用于承载晶圆；晶圆，被放置在所述承片台上；发光装置，位于所述腔室外部，且位于所述透明窗口的上方，用于提供穿过所述透明窗口的照明光；反光装置，在所述腔室中，且位于所述腔室开口和晶圆之间，用于反射所述照明光至所述晶圆的边缘；对准标记，位于所述腔室中；图像获取装置，位于所述发光装置的上方，用于获取晶圆和对准标记的图片。
[0007]相应的，本专利技术实施例还提供一种用于半导体晶圆位置检测装置的检测方法，所述半导体晶圆位置检测装置包括腔室，所述腔室中设置有对准标记，所述检测方法包括：在所述腔室中放置晶圆，对准标记设置在晶圆边缘以外；从所述晶圆和对准标记的正面，向所述晶圆的边缘和所述对准标记发射照明光；向所述晶圆的边缘和所述对准标记发射照明光之后，获得第一待测图像，所述第一待测图像中具有所述晶圆的图像和对准标记的图像；基于所述对准标记的图像，获取所述腔室的基准坐标系；基于所述晶圆的图像，获取所述晶圆的中心位置；根据所述晶圆的中心位置以及所述基准坐标系的基准点，获取所述晶圆的中心位置相对于所述基准点的第一位置偏差。
[0008]相应的，本专利技术实施例还提供一种用于半导体晶圆位置检测装置的检测系统，所述半导体晶圆位置检测装置包括腔室，所述腔室中设置有对准标记，包括：承载模块，在所
述腔室中，用于放置晶圆，且使对准标记设置在晶圆边缘以外；光路模块，位于所述腔室外部，用于从所述晶圆和对准标记的正面，向所述晶圆的边缘和所述对准标记发射照明光；待测图像获取模块，位于所述晶圆和对准标记的正面，用于获得第一待测图像，所述第一待测图像中具有所述晶圆的图像和对准标记的图像；晶圆位置偏差获取模块，用于基于所述对准标记的图像，获取腔室的基准坐标系，用于基于所述晶圆的图像，获取晶圆的中心位置，根据所述晶圆的中心位置以及所述基准坐标系的基准点，获取所述晶圆的中心相对于所述基准点的位置偏差。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：
[0010]本专利技术实施例提供的用于半导体晶圆位置检测装置的检测方法，所述半导体晶圆位置检测装置包括腔室，所述腔室中设置有对准标记，在所述腔室中放置晶圆，对准标记设置在晶圆边缘以外，从所述晶圆和对准标记的正面，向所述晶圆和所述对准标记发射照明光，从而对准标记的图像能够在第一待测图像中清晰的向光显示，有利于依据对准标记图像获取腔室中的基准坐标系，所述基准坐标系的基准点作为判断晶圆的中心位置偏差大小的基准，并用于作为晶圆位置调整的基准。晶圆露出所述对准标记，晶圆的边缘被所述照明光从正面照射，从而晶圆的中心区域是暗的，晶圆的边缘区域是亮的，因此晶圆的图像的边缘清晰度较高，有利于依据晶圆图像边缘的照明光确定晶圆轮廓，从而依据晶圆轮廓和基准坐标系，能够更准确的获得晶圆的中心位置，进而根据晶圆的中心位置和基准点的位置，能够准确获得晶圆中心位置相对于基准坐标系的基准点的第一位置偏差，提高半导体晶圆位置检测装置的准确率和检测精度。
[0011]可选方案中，在所述腔室中放置晶圆的步骤中，所述晶圆的边缘设置有缺口，晶圆边缘被照明光照射，因此所述第一待测图像中具有清晰的缺口图像，依据清晰的缺口图像，能够获取缺口的位置，进而能够获取缺口的位置与晶圆中心位置的连线，根据所述连线与所述基准方向，获取所述缺口的位置和晶圆中心位置的连线与所述基准方向的夹角，提高半导体晶圆位置检测装置的准确率和检测精度。
附图说明
[0012]图1是本专利技术实施例中的半导体晶圆位置检测装置的结构示意图；
[0013]图2是本专利技术实施例中的半导体晶圆位置检测装置的光路图；
[0014]图3是本专利技术实施例晶圆边缘缺口的示意图；
[0015]图4是本专利技术实施例中所获得的晶圆及对准标记的图像；
[0016]图5是本专利技术实施例中的发光装置的剖面示意图；
[0017]图6是本专利技术实施例中的发光装置的爆炸图；
[0018]图7是本专利技术实施例中的反光装置的剖面示意图；
[0019]图8是本专利技术实施例的检测方法的流程图；
[0020]图9是本专利技术实施例中在半导体晶圆位置检测装置室中放置晶圆的结构示意图；
[0021]图10是本专利技术实施例中图像获取装置拍摄的图片的示意图；
[0022]图11是本专利技术实施例第一待测图像的示意图；
[0023]图12是本专利技术实施例第一待测图像中直角坐标系的示意图；
[0024]图13是本专利技术实施例第一待测图像中缺口的位置和晶圆中心位置的连线示意图；
[0025]图14是本专利技术实施例第一待测图像中缺口两侧边的中心的示意图；
[0026]图15是本专利技术实施例检测系统的功能框图。
具体实施方式
[0027]由
技术介绍
可知，现有的半导体晶圆位置检测装置的检测方法有待改进。
[0028]为解决上述问题，本专利技术实施例提供的用于半导体晶圆位置检测装置的检测方法，所述半导体晶圆位置检测装置包括腔室，所述腔室中设置有对准标记，在所述腔室中放置晶圆，对准标记设置在晶圆边缘以外，从所述晶圆和对准标记的正面，向所述晶圆和所述对准标记发射照明光，从而对准标记的图像能够在第一待测图像中清晰的向光显示，有利于依据对准标记图像获取腔室中的基准坐标系，所述基准坐标系的基准点作为判断晶圆的中心位置偏差大小的基准，并用于作为晶圆位置调整的基准。晶圆露出所述对准标记，晶圆的边缘被所述照明光从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体晶圆位置检测装置，其特征在于，包括：真空的腔室，待检测的圆晶被放置在所述腔室中，所述腔室的顶部具有腔室开口；透明窗口，设置在所述腔室开口处，与所述腔室开口形成密封连接；承片台，位于所述真空的腔室内，用于承载晶圆；晶圆，被放置在所述承片台上；发光装置，位于所述腔室外部，且位于所述透明窗口的上方，用于提供穿过所述透明窗口的照明光；反光装置，在所述腔室中，且位于所述腔室开口和晶圆之间，用于反射所述照明光至所述晶圆的边缘；对准标记，位于所述腔室中；图像获取装置，位于所述发光装置的上方，用于获取晶圆和对准标记的图片。2.如权利要求1所述的半导体晶圆位置检测装置，其特征在于，所述发光装置包括：环形安装部；第一锥度孔，位于所述环形安装部的底部，且所述第一锥度孔的顶部为小径端，所述第一锥度孔的底部为大径端；环形光源，沿周向设置在所述第一锥度孔的侧壁上。3.如权利要求2所述的半导体晶圆位置检测装置，其特征在于，所述发光装置还包括：匀光板，位于所述第一锥度孔的内壁上，覆盖所述环形光源。4.如权利要求2所述的半导体晶圆位置检测装置，其特征在于，所述环形光源包括多个间隔排布在第一锥度孔侧壁的发光二极管。5.如权利要求2所述的半导体晶圆位置检测装置，其特征在于，所述第一锥度孔为圆形锥孔或多边形锥孔。6.如权利要求1所述的半导体晶圆位置检测装置，其特征在于，所述反光装置包括：环形反射罩，所述环形反射罩包括第二锥度孔，所述第二锥度孔的顶部开口小于底部开口。7.如权利要求2所述的半导体晶圆位置检测装置，其特征在于，所述发光装置还包括：通孔，位于第一锥度孔的顶部，且贯穿所述环形安装部，用于使所述图像获取装置透过所述发光装置的通孔，获取晶圆表面图像。8.如权利要求1所述的半导体晶圆位置检测装置，其特征在于，所述半导体晶圆位置检测装置包括：对准标记固定部，位于腔室中，用于设置对准标记。9.如权利要求1所述的半导体晶圆位置检测装置，其特征在于，用所述图片中所述对准标记的图像定义一个基准坐标系。10.如权利要求1所述的半导体晶圆位置检测装置，其特征在于，所述承片台固定的或者活动的设置在所述腔室中。11.一种用于半导体晶圆位置检测装置的检测方法，其特征在于，所述半导体晶圆位置检测装置包括腔室，所述腔室中设置有对准标记，所述检测方法包括：在所述腔室中放置晶圆，对准标记设置在晶圆边缘以外；从所述晶圆和对准标记的正面，向所述晶圆的边缘和所述对准标记发射照明光；
向所述晶圆的边缘和所述对准标记发射照明光之后，获得第一待测图像，所述第一待测图像中具有所述晶圆的图像和对准标记的图像；基于所述对准标记的图像，获取所述腔室的基准坐标系；基于所述晶圆的图像，获取所述晶圆的中心位置；根据所述晶圆的中心位置以及所述基准坐标系的基准点，获取所述晶圆的中心位置相对于所述基准点的第一位置偏差。12.如权利要求11所述的检测方法，其特征在于，在所述腔室中放置晶圆的步骤中，所述晶圆的边缘具有缺口；在获得第一待测图像的步骤中，所述第一待测图像还具有缺口图像；所述检测方法还包括：定义基准方向；依据所述缺口图像，获取所述缺口的位置；根据所述缺口的位置以及所述晶圆的中心位置，获取所述缺口的位置和晶圆中心位置的连线；获取所述缺口的位置和晶圆中心位置的连线与所述基准方向的夹角。13.如权利要求12所述的检测方法，其特征在于，定义基准方向的步骤中，所述基准方向经过所述基准点。14.如权利要求11所述的检测方法，其特征在于，基于所述对准标记的图像，获取所述腔室的基准坐标系的步骤包括：获取各个所述对准标记的图像的外轮廓；依据各个所述对准标记的图像的外轮廓，获取所述对准标记的图像的中心；根据各个所述对准标记的图像的中心的相对位置，获取所述腔室的基准坐标系。15.如权利要求14所述的检测方法，其特征在于，依据所述对准标记的图像的外轮廓，获取所述对准标记的图像的中心的步骤包括：利用所述第一待测图像，获取所述对准标记的图像的轮廓；在所述对准标记的图像轮廓选取多个点，采用最小二乘法拟合出对准标记的中心点。16.如权利要求11所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：获取所述基准点后，以所述基准点为坐标原点，建立直角坐标系；获取所述晶圆的中心位置相对于所述基准点的第一位置偏差的步骤中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李轩，夏世伟，杰夫，
申请(专利权)人：北京凯世通半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：