检测晶圆中心线偏离的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及半导体制造技术领域，尤其是一种检测晶圆中心线偏离的装置与方法。该装置包括设置于机器人手臂执行器末端的多个接触温度传感器；处理器，接收上述各接触温度传感器的传感温度数值；所述处理器进一步包括：计算单元，将上述温度数值进行统计与分析，得出能够体现各温度数值偏差大小的计算数值；存储单元，接受外界输入的参考数值；比较单元，将计算数值与参考数值进行比较；报警单元，与比较单元连接。通过分析计算数值的大小能间接反应晶圆中心线的偏离大小。当偏离值在统计控制线以上时，产品在系统上被拦截下来，并由工程师处理判断；当偏离过多时，报警单元通知执行器停止夹持动作，避免由于打滑而造成的晶圆破裂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，尤其是一种用于检测晶圆中心线与加热板中心线偏离的装置及方法，以减少偏离造成的损失。
技术介绍
在半导体器件制造工艺中，经常使用光刻工艺，光刻工艺大致要经历晶圆表面清洗烘干、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序，其中多个工序经历加热步骤。晶圆通常由机器人手臂夹持并放置在加热板上进行加热，加热板顶部一般具有与真空连接的支承销，用于吸附并固定晶圆，加热完成之后，再由机器人手臂夹持并转移晶圆。参见图Ia的俯视示意图，以及与图Ia对应的主视lb，当晶圆的中心线与加热板中 心线重合时，晶圆得到均匀的加热。然而，由于生产中可能出现的各种误差，例如支承销的高度误差、亦或是机器人手臂的运动误差等，可能会造成晶圆的中心线10与加热板的中心线20产生位置和/或角度的偏离(参见图Ic所示的俯视图)，此时晶圆的加热不均匀(参见图Id所示的主视图)。当上述偏离产生之后，可能导致以下问题1、晶圆表面温度分布不一致，引起光刻胶厚度分布的不一致以及关键尺寸(critical dimension) 一致性差；2、机器人手臂夹持晶圆时，容易打滑，进而导致晶圆的破裂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何检测晶圆中心线与加热板中心线产生的偏离，以减少其导致的不良后果。本专利技术公开了一种检测晶圆中心线偏离的装置，包括设置于机器人手臂执行器末端的多个接触温度传感器，当执行器接触晶圆时，各接触温度传感器与晶圆接触并测得相应接触点的温度；处理器，接收上述各接触温度传感器的传感温度数值；所述处理器进一步包括计算单元，将上述温度数值进行统计与分析，得出能够体现各温度数值偏差大小的计算数值；存储单元，接受外界输入的参考数值；比较单元，连接计算单元以及存储单元，将计算数值与参考数值进行比较；报警单元，与比较单元连接，当比较单元检测到计算数值大于参考数值后，触发报警单元。本专利技术还公开了一种上述装置的检测方法，包括如下步骤处理器接收各温度传感器的传感温度数值；计算单元将上述温度数值进行统计与分析，得出能够体现各温度数值偏差大小的计算数值；比较单元将计算数值与参考数值进行比较，并当计算数值大于参考数值后，触发报警单元。通过以上设计，本专利技术所具有的优点是通过分析计算数值的大小能间接反应晶圆中心线的偏离大小。当检测出晶圆中心线偏离值在统计控制线以上时，产品在系统上被拦截下来，并由工程师处理判断；当偏离过多时，报警单元通知执行器停止夹持动作，避免由于打滑而造成的晶圆破裂，并且机台相应程序接收到报警信号之后以报错的方式通知操作人员进行处理。附图说明通过附图中所示的本专利技术的优选实施例的更具体说明，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图la、lb展示的是现有技术中晶圆中心线与加热板中心线重合的示意图；图lc、ld展示的是现有技术中晶圆中心线与加热板中心线产生偏离的示意图；图2展示的是本专利技术的接触温度传感器位置及其控制部分结构图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。·参见图2，专利技术人首先对设备结构进行改进，在机器人手臂执行器(通常为卡爪)的末端设置多个接触温度传感器1、2、3，上述多个接触温度传感器f 3连接至处理器8。当执行器接触到晶圆时，接触温度传感器广3与晶圆接触并测得相应接触点的温度。所述处理器8接收上述各个接触温度传感器f 3的传感温度数值。所述处理器8首先包括计算单元81，用于将接收到的上述各个接触温度传感器f 3所测得的温度数值进行统计与分析，得出能够体现各温度数值偏差大小的计算数值；其次包括一个能接受外界输入的参考数值的存储单元82 ;再次是连接计算单元81以及存储单元82的比较单元83，用于将计算数值与参考数值进行比较；以及一个与比较单元83连接的报警单元84，当比较单元83检测到计算数值大于参考数值后，触发报警单元84，报警单元84发出报警信号，并使得执行器停止夹持动作。由此，当晶圆的中心线与加热板的中心线产生偏离时，晶圆各点的温度具有差异(波动)，该温度差异由计算单元81输出的计算数值所体现，通过分析该计算数值的大小即能间接反应晶圆中心线的偏离大小。当检测出的晶圆中心线偏离值在统计控制线以上时，产品在系统上被拦截下来，并由工程师处理判断；当偏离过多时，报警单元84通知执行器停止夹持动作，避免由于打滑而造成的晶圆破裂。另外，在本实施例中之所以采用三个接触温度传感器，是因为三点成面，可以保证各接触温度传感器和晶圆背面的接触。所述计算单元81具有多种统计与分析方法，以体现各温度偏差大小，例如取最大值与最小值的差值、每个值与平均值差值的最大值、标准差等。在半导体制造
，通常而言，所述计算单元81计算得出各个温度数值的3sigma数值，其过程如下(I)计算样本均值m:m=(l/3)*(a+a+a)其中a、a、a分别为各个接触温度传感器f 3测得的传感温度数值。(2)计算样本方差sigma~2:sigma'2= (1/3) * {(a -m) '2+ (a -m) '2+ (a -m) '2} (3)样本方差开根号得到样本标准差sigma。(4) sigma 乘以 3 得到 3sigma 值。本专利技术虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本专利技术的精神和范围内，都可 以做出可能的变动和修改，因此本专利技术的保护范围应当以本专利技术权利要求所界定的范围为准。权利要求1.一种检测晶圆中心线偏离的装置，设置于机器人手臂执行器的末端，其特征在于，该装置包括 设置于执行器末端的多个接触温度传感器，当执行器接触晶圆时，各接触温度传感器与晶圆接触并测得相应接触点的温度； 处理器，接收上述各接触温度传感器的传感温度数值； 所述处理器进一步包括 计算单元，将上述温度数值进行统计与分析，得出能够体现各温度数值偏差大小的计算数值； 存储单元，接受外界输入的参考数值；· 比较单元，连接计算单元以及存储单元，将计算数值与参考数值进行比较； 报警单元，与比较单元连接，当比较单元检测到计算数值大于参考数值后，触发报警单J Li o2.如权利要求I所述的装置，其特征在于所述接触温度传感器为三只。3.—种如权利要求I所述的装置的检测方法，其特征在于包括如下步骤 处理器接收各温度传感器的传感温度数值； 计算单元将上述温度数值进行统计与分析，得出能够体现各温度数值偏差大小的计算数值； 比较单元将计算数值与参考数值进行比较，并当计算数值大于参考数值后，触发报警单元。4.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于报警单元被触发后，发出报警信号，并使得执行器停止夹持动作。5.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于计算单元通过统计与分析方法得出各温度数值的3sigma数值。全文摘要本专利技术涉及半导体制造
，尤其是一种检测晶圆中心线偏离的装置与方法。该装置包括设置于机器人手臂执行器末端的多个接触温度传感器；处理器，接收上述各接触温度传感器的传感温度数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测晶圆中心线偏离的装置，设置于机器人手臂执行器的末端，其特征在于，该装置包括：设置于执行器末端的多个接触温度传感器，当执行器接触晶圆时，各接触温度传感器与晶圆接触并测得相应接触点的温度；处理器，接收上述各接触温度传感器的传感温度数值；所述处理器进一步包括：计算单元，将上述温度数值进行统计与分析，得出能够体现各温度数值偏差大小的计算数值；存储单元，接受外界输入的参考数值；比较单元，连接计算单元以及存储单元，将计算数值与参考数值进行比较；报警单元，与比较单元连接，当比较单元检测到计算数值大于参考数值后，触发报警单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟政，
申请(专利权)人：上海宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：