[实用新型]一种晶圆温度监控装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体检测装置，特别是涉及一种晶圆温度监控装置。

背景技术

温度是半导体生产中最为常见也是非常重要的物理指标，因此对半导体生产过程中的温度检测具有重要意义。温度传感器(temperature sensor)是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多，按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。目前常用的温度传感器为光纤温度传感器，与传统温度传感器相比，光纤温度传感器具有工作频率宽、动态范围大、抗电磁干扰能力强等优点。光纤温度传感器利用部分物质吸收的光谱随温度变化而变化的原理，分析光纤传输的光谱了解实时温度。光纤温度传感器采用一种和光纤折射率相匹配的高分子温敏材料涂覆在二根熔接在一起的光纤外面，使光能由一根光纤输入该反射面出另一根光纤输出，由于这种新型温敏材料受温度影响，折射率发生变化，因此输出的光功率与温度呈函数关系。其物理本质是利用光纤中传输的光波的特征参量，如振幅、相位、偏振态、波长和模式等，对外界环境因素，如温度，压力，辐射等具有敏感特性，属于非接触式测温。

现有技术中检测晶圆温度的原理如下，在待测晶圆的底部设置1～7个固定监测点，如图1及图2所示，在本实施例中，固定监测点设定为6个，依次排布于待测晶圆1的半径方向上，将6个温度传感器2分别设置于设定好的固定监测点处，所述6个温度传感器2另一端连接于接收器，接收器采集到6个数据，然后通过外部设备控制待测晶圆1绕其圆心旋转，同时接收器采集数据，待测晶圆1完成一周的旋转，接收器完成数据的采集。如图3所示为接收器接收到的一组数据，为温度直径线上分布line scan的示意图，图中显示为一条待测晶圆直径d线上的温度分布，该温度值一般用电阻R表征。由于温度传感器2监测的是6个固定点，所以在半径方向上接收到的数据为一个个独立数据的集合，从基于RS485总线的温度测控系统中得到的图像为具有明显区域差别的等高线图，如图4所示为温度全片等高线分布contour map的示意图。在半导体制备的后段区分良品的CP测试中，也会得到影响良率的环纹图。可以说这种监测结果对于各种芯片测试系统是一个较大的考验，而且以6个监测点抽样得出的监测数据作为整个晶圆温度监测的结果显然不具全面性，具有很大的误差，不能如实反映待测晶圆1的温度分布情况，同时这种等高线图或环纹图的监测结果对于具有一定量程范围的数据处理系统是很难识别的，在实际的应用过程中误差大、操作性不佳。

因此，如何全面、如实的反映待测晶圆1上温度的分布情况，并将监测到的温度数据反馈给温度控制系统，做进一步调整以实现高的晶圆温度片内均匀性，提高晶圆良率是本领域的技术人员亟待解决的问题之一。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种晶圆温度监控装置，用于解决现有技术中温度检测误差大、操作性差等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种晶圆温度监控装置，所述晶圆温度监控装置至少包括：温度传感器，固定于所述温度传感器外侧的夹持装置以及连接于所述夹持装置的用于控制所述温度传感器移动的步进控制器。

优选地，所述温度传感器包括接近于待测晶圆底部的光纤探头，套设于所述光纤探头顶端的保护套管，连接于所述保护套管下端的连接管路。

更优选地，所述光纤探头包括传输信号的光纤及涂覆于光纤端面的荧光层。

更优选地，所述保护套管的材质为玻璃。

优选地，所述温度传感器连接于接收器。

优选地，所述晶圆温度监控装置做直线往返平移。

更优选地，所述直线往返平移的距离为待测晶圆的半径。

如上所述，本实用新型的晶圆温度监控装置，具有以下有益效果：

本实用新型的晶圆温度监控装置通过移动一个温度传感器来实现实时、灵活、动态监测整个待测晶圆的温度分布，同时将监测结果反馈给系统，用于调整温度控制，使晶圆片内温度均匀性大大提高，同时提高晶圆的良率。

附图说明

图1显示为现有技术中的温度监控原理俯视示意图。

图2显示为现有技术中的温度监控原理侧视示意图。

图3显示为现有技术中温度直径线上分布line scan的示意图。

图4显示为现有技术中温度全片等高线分布contour map的示意图。

图5显示为本实用新型的晶圆温度监控装置示意图。

图6显示为本实用新型的晶圆温度监控装置的工作原理示意图。