專利名稱：檢測晶圓中心線偏離的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于檢測晶圓中心線與加熱板中心線偏離的裝置及方法，以減少偏離造成的損失。
背景技術(shù)：
在半導體器件制造工藝中，經(jīng)常使用光刻工藝，光刻工藝大致要經(jīng)歷晶圓表面清洗烘干、旋涂光刻膠、軟烘、對準曝光、后烘、顯影、硬烘、刻蝕、檢測等工序，其中多個工序經(jīng)歷加熱步驟。晶圓通常由機器人手臂夾持并放置在加熱板上進行加熱，加熱板頂部一般具有與真空連接的支承銷，用于吸附并固定晶圓，加熱完成之后，再由機器人手臂夾持并轉(zhuǎn)移晶圓。參見圖Ia的俯視示意圖，以及與圖Ia對應(yīng)的主視lb，當晶圓的中心線與加熱板中 心線重合時，晶圓得到均勻的加熱。然而，由于生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的各種誤差，例如支承銷的高度誤差、亦或是機器人手臂的運動誤差等，可能會造成晶圓的中心線10與加熱板的中心線20產(chǎn)生位置和/或角度的偏離(參見圖Ic所示的俯視圖)，此時晶圓的加熱不均勻(參見圖Id所示的主視圖)。當上述偏離產(chǎn)生之后，可能導致以下問題1、晶圓表面溫度分布不一致，引起光刻膠厚度分布的不一致以及關(guān)鍵尺寸(critical dimension) 一致性差；2、機器人手臂夾持晶圓時，容易打滑，進而導致晶圓的破裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何檢測晶圓中心線與加熱板中心線產(chǎn)生的偏離，以減少其導致的不良后果。本發(fā)明公開了一種檢測晶圓中心線偏離的裝置，包括設(shè)置于機器人手臂執(zhí)行器末端的多個接觸溫度傳感器，當執(zhí)行器接觸晶圓時，各接觸溫度傳感器與晶圓接觸并測得相應(yīng)接觸點的溫度；處理器，接收上述各接觸溫度傳感器的傳感溫度數(shù)值；所述處理器進一步包括計算單元，將上述溫度數(shù)值進行統(tǒng)計與分析，得出能夠體現(xiàn)各溫度數(shù)值偏差大小的計算數(shù)值；存儲單元，接受外界輸入的參考數(shù)值；比較單元，連接計算單元以及存儲單元，將計算數(shù)值與參考數(shù)值進行比較；報警單元，與比較單元連接，當比較單元檢測到計算數(shù)值大于參考數(shù)值后，觸發(fā)報警單元。本發(fā)明還公開了一種上述裝置的檢測方法，包括如下步驟處理器接收各溫度傳感器的傳感溫度數(shù)值；計算單元將上述溫度數(shù)值進行統(tǒng)計與分析，得出能夠體現(xiàn)各溫度數(shù)值偏差大小的計算數(shù)值；比較單元將計算數(shù)值與參考數(shù)值進行比較，并當計算數(shù)值大于參考數(shù)值后，觸發(fā)報警單元。通過以上設(shè)計，本發(fā)明所具有的優(yōu)點是通過分析計算數(shù)值的大小能間接反應(yīng)晶圓中心線的偏離大小。當檢測出晶圓中心線偏離值在統(tǒng)計控制線以上時，產(chǎn)品在系統(tǒng)上被攔截下來，并由工程師處理判斷；當偏離過多時，報警單元通知執(zhí)行器停止夾持動作，避免由于打滑而造成的晶圓破裂，并且機臺相應(yīng)程序接收到報警信號之后以報錯的方式通知操作人員進行處理。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。圖la、lb展示的是現(xiàn)有技術(shù)中晶圓中心線與加熱板中心線重合的示意圖；圖lc、ld展示的是現(xiàn)有技術(shù)中晶圓中心線與加熱板中心線產(chǎn)生偏離的示意圖；圖2展示的是本發(fā)明的接觸溫度傳感器位置及其控制部分結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例?！⒁妶D2，發(fā)明人首先對設(shè)備結(jié)構(gòu)進行改進，在機器人手臂執(zhí)行器(通常為卡爪)的末端設(shè)置多個接觸溫度傳感器1、2、3，上述多個接觸溫度傳感器f 3連接至處理器8。當執(zhí)行器接觸到晶圓時，接觸溫度傳感器廣3與晶圓接觸并測得相應(yīng)接觸點的溫度。所述處理器8接收上述各個接觸溫度傳感器f 3的傳感溫度數(shù)值。所述處理器8首先包括計算單元81，用于將接收到的上述各個接觸溫度傳感器f 3所測得的溫度數(shù)值進行統(tǒng)計與分析，得出能夠體現(xiàn)各溫度數(shù)值偏差大小的計算數(shù)值；其次包括一個能接受外界輸入的參考數(shù)值的存儲單元82 ;再次是連接計算單元81以及存儲單元82的比較單元83，用于將計算數(shù)值與參考數(shù)值進行比較；以及一個與比較單元83連接的報警單元84，當比較單元83檢測到計算數(shù)值大于參考數(shù)值后，觸發(fā)報警單元84，報警單元84發(fā)出報警信號，并使得執(zhí)行器停止夾持動作。由此，當晶圓的中心線與加熱板的中心線產(chǎn)生偏離時，晶圓各點的溫度具有差異(波動)，該溫度差異由計算單元81輸出的計算數(shù)值所體現(xiàn)，通過分析該計算數(shù)值的大小即能間接反應(yīng)晶圓中心線的偏離大小。當檢測出的晶圓中心線偏離值在統(tǒng)計控制線以上時，產(chǎn)品在系統(tǒng)上被攔截下來，并由工程師處理判斷；當偏離過多時，報警單元84通知執(zhí)行器停止夾持動作，避免由于打滑而造成的晶圓破裂。另外，在本實施例中之所以采用三個接觸溫度傳感器，是因為三點成面，可以保證各接觸溫度傳感器和晶圓背面的接觸。所述計算單元81具有多種統(tǒng)計與分析方法，以體現(xiàn)各溫度偏差大小，例如取最大值與最小值的差值、每個值與平均值差值的最大值、標準差等。在半導體制造技術(shù)領(lǐng)域，通常而言，所述計算單元81計算得出各個溫度數(shù)值的3sigma數(shù)值，其過程如下(I)計算樣本均值m:m=(l/3)*(a[l]+a[2]+a[3])其中a[l]、a[2]、a[3]分別為各個接觸溫度傳感器f 3測得的傳感溫度數(shù)值。(2)計算樣本方差sigma~2:sigma'2= (1/3) * {(a[l] -m) '2+ (a[2] -m) '2+ (a[3] -m) '2} (3)樣本方差開根號得到樣本標準差sigma。(4) sigma 乘以 3 得到 3sigma 值。本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可 以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種檢測晶圓中心線偏離的裝置，設(shè)置于機器人手臂執(zhí)行器的末端，其特征在于，該裝置包括 設(shè)置于執(zhí)行器末端的多個接觸溫度傳感器，當執(zhí)行器接觸晶圓時，各接觸溫度傳感器與晶圓接觸并測得相應(yīng)接觸點的溫度； 處理器，接收上述各接觸溫度傳感器的傳感溫度數(shù)值； 所述處理器進一步包括 計算單元，將上述溫度數(shù)值進行統(tǒng)計與分析，得出能夠體現(xiàn)各溫度數(shù)值偏差大小的計算數(shù)值； 存儲單元，接受外界輸入的參考數(shù)值；· 比較單元，連接計算單元以及存儲單元，將計算數(shù)值與參考數(shù)值進行比較； 報警單元，與比較單元連接，當比較單元檢測到計算數(shù)值大于參考數(shù)值后，觸發(fā)報警單J Li o
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于所述接觸溫度傳感器為三只。
3.—種如權(quán)利要求I所述的裝置的檢測方法，其特征在于包括如下步驟 處理器接收各溫度傳感器的傳感溫度數(shù)值； 計算單元將上述溫度數(shù)值進行統(tǒng)計與分析，得出能夠體現(xiàn)各溫度數(shù)值偏差大小的計算數(shù)值； 比較單元將計算數(shù)值與參考數(shù)值進行比較，并當計算數(shù)值大于參考數(shù)值后，觸發(fā)報警單元。
4.如權(quán)利要求3所述的檢測方法，其特征在于報警單元被觸發(fā)后，發(fā)出報警信號，并使得執(zhí)行器停止夾持動作。
5.如權(quán)利要求3所述的檢測方法，其特征在于計算單元通過統(tǒng)計與分析方法得出各溫度數(shù)值的3sigma數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種檢測晶圓中心線偏離的裝置與方法。該裝置包括設(shè)置于機器人手臂執(zhí)行器末端的多個接觸溫度傳感器；處理器，接收上述各接觸溫度傳感器的傳感溫度數(shù)值；所述處理器進一步包括計算單元，將上述溫度數(shù)值進行統(tǒng)計與分析，得出能夠體現(xiàn)各溫度數(shù)值偏差大小的計算數(shù)值；存儲單元，接受外界輸入的參考數(shù)值；比較單元，將計算數(shù)值與參考數(shù)值進行比較；報警單元，與比較單元連接。通過分析計算數(shù)值的大小能間接反應(yīng)晶圓中心線的偏離大小。當偏離值在統(tǒng)計控制線以上時，產(chǎn)品在系統(tǒng)上被攔截下來，并由工程師處理判斷；當偏離過多時，報警單元通知執(zhí)行器停止夾持動作，避免由于打滑而造成的晶圓破裂。
文檔編號H01L21/66GK102800608SQ201210313310
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者鐘政 申請人:上海宏力半導體制造有限公司