一种晶圆监测装置及方法制造方法及图纸

本申请提供了一种晶圆监测装置及方法，该装置包括：晶圆承载机构，可承载及旋转晶圆；测距感应元件，用于根据未被晶圆遮挡的光束在第一方向X上的实时宽度值，生成感应信号；处理器，用于将不同时间点所对应的实时宽度值分别与预设宽度值进行比较，判断晶圆当前位姿信息。本申请的晶圆监测装置及方法，可减少晶圆损伤，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆监测装置及方法


[0001]本申请涉及半导体制造
，尤其涉及一种晶圆监测装置及方法。

技术介绍

[0002]在半导体制造工艺中，经常需要通过机械手臂从一个工序的承载面上取出晶圆，传送至另一工序的承载面。针对机台传送晶圆时，由于晶圆在晶圆盒初始位置偏移、或者机械手臂抓取晶圆时位置偏移，导致晶圆圆心与承载面圆心位置发生偏移，晶圆位置偏移会产生刮伤和碰撞风险。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种晶圆监测装置及方法，能够减少由于晶圆偏移导致的晶圆损伤，且可提高生产效率。
[0004]本申请所提供的技术方案如下：
[0005]第一方面，本公开实施例提供了一种晶圆监测装置，包括：
[0006]晶圆承载机构，所述晶圆承载机构的承载面可承载及旋转晶圆；
[0007]测距感应元件，位于所述承载面的一侧，所述测距感应元件包括光发射端和光接收端，所述光发射端用于朝向所述晶圆发射平行光束，所述平行光束沿着垂直所述承载面的第二方向Z传输、且在所述第一方向X上具有预定宽度；所述光接收端用于接收未被晶圆遮挡的光束，并根据未被遮挡光束在所述第一方向X上的实时宽度值，生成所述感应信号；
[0008]处理器，所述处理器与所述晶圆承载机构和所述测距感应元件连接，用于根据不同时间点对应的所述实时宽度值，生成所述晶圆的旋转时间与所述实时宽度值之间的对应关系曲线，并根据所述对应关系曲线，并对不同时间点所对应的所述实时宽度值分别与预设宽度值进行比较，判断所述晶圆当前位姿信息，所述预设宽度值表征所述晶圆的圆心未偏移时所述未被遮挡的光束在所述第一方向X上的宽度值，所述位姿信息包括以下至少一项：晶圆的圆心偏移信息、晶圆晶向定位槽位置信息。
[0009]示例性的，所述根据所述对应关系曲线，并对不同时间点所对应的所述实时宽度值分别与预设宽度值进行比较，判断所述晶圆当前位姿信息，包括：
[0010]根据所述对应关系曲线，选出小于所述预设宽度值且与所述预设宽度值差值最大的第一宽度值，确定为所述晶圆的圆心在所述第一方向X上与所述测距感应元件之间的最近相对距离；
[0011]根据所述对应关系曲线，选出大于所述预设宽度值且与所述预设宽度值差值最大的第二宽度值，确定为所述晶圆的圆心在所述第一方向X上与所述测距感应元件之间的最远相对距离；
[0012]根据所述对应关系曲线、所述第一宽度值与所述预设宽度值的差值、及所述第二宽度值与所述预设宽度值的差值，确定所述晶圆的圆心偏移量
△
d、偏移方向。
[0013]示例性的，所述根据所述对应关系曲线，并对不同时间点所对应的所述实时宽度
值分别与预设宽度值进行比较，判断所述晶圆当前位姿信息，还包括：
[0014]选出所述对应关系曲线中相邻旋转时间所述实时宽度值差值大于阈值的曲线突变点，根据该曲线突变点对应的第一旋转时间及所述晶圆的旋转速度，确定所述晶圆晶向定位槽所在位置。
[0015]示例性的，所述处理器具体还用于在所述根据所述对应关系曲线、所述第一宽度值与所述预设宽度值的差值、及所述第二宽度值与所述预设宽度值的差值，确定所述晶圆的圆心偏移量
△
d、偏移方向之后，
[0016]在所述圆心偏移量
△
d小于或等于第一偏移阈值的情况下，根据所述第一旋转时间T，确定所述晶圆的补偿旋转时间；
[0017]在所述圆心偏移量
△
d大于所述第一偏移阈值且小于第二偏移阈值的情况下，根据所述对应关系曲线、所述圆心偏移量
△
d及所述偏移方向，确定所述晶圆的偏移补偿量及偏移补偿方向，所述第一偏移阈值小于所述第二偏移阈值；
[0018]在所述圆心偏移量
△
d大于所述第二偏移阈值的情况下，控制所述晶圆承载机构停止旋转并发送报警信号。
[0019]示例性的，所述晶圆监测装置还包括：补偿执行机构，与所述处理器连接，用于根据所述圆心偏移量
△
d及所述偏移方向、和/或所述补偿旋转时间，对所述晶圆执行偏移矫正动作。
[0020]一种晶圆监测方法，应用于如上所述的晶圆监测装置，所述方法包括如下步骤：
[0021]通过晶圆承载机构承载及旋转晶圆；
[0022]在所述晶圆旋转过程中，通过测距感应元件的光发射端朝向所述晶圆发射平行光束，所述平行光束沿着垂直晶圆承载机构的承载面的第二方向Z传输、且在第一方向X上具有预定宽度；通过测距感应元件的光接收端接收未被晶圆遮挡的光束，并根据未被遮挡光束在所述第一方向X上的实时宽度值生成感应信号；
[0023]根据不同时间点对应的实时宽度值，生成所述晶圆的旋转时间与所述实时宽度值之间的对应关系曲线，并根据所述对应关系曲线，并对不同时间点所对应的所述实时宽度值分别与预设宽度值进行比较，判断所述晶圆当前位姿信息，所述预设宽度值表征所述晶圆的圆心未偏移时所述未被遮挡的光束在所述第一方向X上的宽度值，所述位姿信息包括以下至少一项：晶圆的圆心偏移信息、晶圆晶向定位槽位置信息。
[0024]示例性的，所述根据不同时间点对应的所述实时宽度值，生成所述晶圆的旋转时间与所述实时宽度值之间的对应关系曲线，并根据所述对应关系曲线，并对不同时间点所对应的所述实时宽度值分别与预设宽度值进行比较，判断所述晶圆当前位姿信息，具体包括：
[0025]根据所述对应关系曲线，选出小于所述预设宽度值且与所述预设宽度值差值最大的第一宽度值，确定为所述晶圆的圆心在所述第一方向X上与所述测距感应元件之间的最近相对距离；
[0026]根据所述对应关系曲线，选出大于所述预设宽度值且与所述预设宽度值差值最大的第二宽度值，确定为所述晶圆的圆心在所述第一方向X上与所述测距感应元件之间的最远相对距离；
[0027]根据所述对应关系曲线、所述第一宽度值与所述预设宽度值的差值、及所述第二
宽度值与所述预设宽度值的差值，确定所述晶圆的圆心偏移量
△
d和偏移方向。
[0028]示例性的，所述根据不同时间点对应的所述实时宽度值，生成所述晶圆的旋转时间与所述实时宽度值之间的对应关系曲线，并根据所述对应关系曲线，并对不同时间点所对应的所述实时宽度值分别与预设宽度值进行比较，判断所述晶圆当前位姿信息，具体还包括：
[0029]选出所述对应关系曲线中相邻旋转时间所述实时宽度值差值大于阈值的曲线突变点，根据该曲线突变点对应的第一旋转时间T及所述晶圆的旋转速度，确定所述晶圆晶向定位槽所在位置。
[0030]示例性的，在所述根据所述对应关系曲线、所述第一宽度值与所述预设宽度值的差值、及所述第二宽度值与所述预设宽度值的差值，确定所述晶圆的圆心偏移量
△
d和偏移方向之后，所述方法还包括：
[0031]在所述圆心偏移量
△
d小于或等于第一偏移阈值的情况下，根据所述第一旋转时间T，确定所述晶圆的补偿旋转时间；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆监测装置，其特征在于，包括：晶圆承载机构(100)，所述晶圆承载机构(100)的承载面(100a)可承载及旋转晶圆(10)；测距感应元件(200)，位于所述承载面(100a)的一侧，所述测距感应元件(200)包括光发射端(210)和光接收端(220)，所述光发射端(210)用于朝向所述晶圆(10)发射平行光束(210a)，所述平行光束(210a)沿着垂直所述承载面(100a)的第二方向Z传输、且在所述第一方向X上具有预定宽度；所述光接收端(220)用于接收未被晶圆(10)遮挡的光束，并根据未被遮挡光束在所述第一方向X上的实时宽度值，生成所述感应信号；处理器(300)，用于根据不同时间点对应的所述实时宽度值，生成所述晶圆(10)的旋转时间与所述实时宽度值之间的对应关系曲线，并根据所述对应关系曲线，并对不同时间点所对应的所述实时宽度值分别与预设宽度值进行比较，判断所述晶圆(10)当前位姿信息，所述预设宽度值表征所述晶圆(10)的圆心未偏移时所述未被遮挡的光束在所述第一方向X上的宽度值，所述位姿信息包括以下至少一项：晶圆(10)的圆心偏移信息、晶圆(10)晶向定位槽位置信息。2.根据权利要求1所述的晶圆监测装置，其特征在于，所述根据所述对应关系曲线，并对不同时间点所对应的所述实时宽度值分别与预设宽度值进行比较，判断所述晶圆(10)当前位姿信息，包括：根据所述对应关系曲线，选出小于所述预设宽度值且与所述预设宽度值差值最大的第一宽度值，确定为所述晶圆(10)的圆心在所述第一方向X上与所述测距感应元件(200)之间的最近相对距离；根据所述对应关系曲线，选出大于所述预设宽度值且与所述预设宽度值差值最大的第二宽度值，确定为所述晶圆(10)的圆心在所述第一方向X上与所述测距感应元件(200)之间的最远相对距离；根据所述对应关系曲线、所述第一宽度值与所述预设宽度值的差值、及所述第二宽度值与所述预设宽度值的差值，确定所述晶圆(10)的圆心偏移量
△
d、偏移方向。3.根据权利要求2所述的晶圆监测装置，其特征在于，所述根据所述对应关系曲线，并对不同时间点所对应的所述实时宽度值分别与预设宽度值进行比较，判断所述晶圆(10)当前位姿信息，还包括：选出所述对应关系曲线中相邻旋转时间所述实时宽度值差值大于阈值的曲线突变点，根据该曲线突变点对应的第一旋转时间T及所述晶圆(10)的旋转速度，确定所述晶圆(10)晶向定位槽所在位置。4.根据权利要求3所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述处理器(300)还用于：在所述根据所述对应关系曲线、所述第一宽度值与所述预设宽度值的差值、及所述第二宽度值与所述预设宽度值的差值，确定所述晶圆(10)的圆心偏移量
△
d、偏移方向之后，在所述圆心偏移量
△
d小于或等于第一偏移阈值的情况下，根据所述第一旋转时间T，确定所述晶圆(10)的补偿旋转时间；在所述圆心偏移量
△
d大于所述第一偏移阈值且小于第二偏移阈值的情况下，根据所述对应关系曲线、所述圆心偏移量
△
d及所述偏移方向，确定所述晶圆(10)的偏移补偿量及
偏移补偿方向，所述第一偏移阈值小于所述第二偏移阈值；在所述圆心偏移量
△
d大于所述第二偏移阈值的情况下，控制所述晶圆承载机构(100)停止旋转并发送报警信号。5.根据权利要求4所述的晶圆监测装置，其特征在于，所述晶圆监测装置还包括：补偿执行机构(400)，与所述处理器(300)连接，用于根据所述圆心偏移量
△
d及所述偏移方向、和/或所述补偿旋转时间，对所述晶圆(10)执行偏移矫正动作。6.根据权利要求1所述的晶圆监测装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范祖金，
申请(专利权)人：杭州富芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：