[发明专利]一种晶圆检测装置及其检测方法

说明书

本发明提供一种晶圆检测装置，用于检测夹爪上是否有晶圆，并检测晶圆与夹爪底面是否平行。所述晶圆检测装置包含：测晶圆平行单元，设置在CMP清洁干燥装置内，用于发射与夹爪底面平行的测平行光束，并接收所述测平行光束；测晶圆有无单元，用于向晶圆发射测有无光束，并接收所述测有无光束；检测处理单元，电性连接测晶圆平行单元和测晶圆有无单元，根据接收的测有无光束和测平行光束判断夹爪上是否有晶圆、晶圆是否平行于夹爪底面。本发明解决了晶圆在特定角度倾斜时不易检测到的问题，并通过不同频率的测平行光束，提高了检测结果的可靠性；本发明结构简单，不受清洁液体干扰，同时适用于竖直放置和水平放置在夹爪上的晶圆。

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，特别涉及一种检测CMP清洁干燥装置内有无晶圆、晶圆是否与夹爪底面平行的装置。

背景技术

半导体元件是在晶圆(硅圆片)上进行微影、蚀刻、各式化学沉积、平坦化等工艺而形成的电子电路。为了要在晶圆上形成所需的图形，半导体工艺中是先利用微影的方式定义出图形，再利用蚀刻的方式去除多余的部分来形成图形。晶圆完成蚀刻之后，需要进行化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization,CMP)工艺。

CMP设备通常包括半导体设备前端模块(EFEM)、清洗单元和抛光单元。现有CMP清洗单元的清洁干燥装置，例如使用旋转甩干方式清洁干燥晶圆的装置(Spin Rinse Dry，SRD)、或以IPA(异丙醇)清洁干燥晶圆的装置等，将晶圆放入其中后均需通过夹爪进行固定，夹爪顶部的夹持部夹住晶圆的外围，晶圆平行于夹爪底面并与夹爪底面保持一个距离。如果未能按要求将晶圆放至与夹爪底面平行，夹爪存在不能固定住晶圆可能性，造成晶圆在干燥过程中脱离工位而损坏晶圆和清洁干燥晶圆的装置。因此，在清洁干燥装置工作前需要检测晶圆是否成功放置在要求的平面上并与夹爪底面平行。

现有技术中，主要为先使用1束不平行于晶圆的激光束检测夹爪上是否有晶圆，再使用1束平行于晶圆的激光束检测晶圆是否与夹爪底面平行。这种方案的主要问题在于仅1束激光束测平行可能会出现晶圆在特定角度倾斜时传感器检测不到的情况。并且现有技术中要求晶圆水平放置，现有的测晶圆有无装置与测晶圆平行装置只能在清洁干燥模组设计为水平放置晶圆时使用。现有技术中，晶圆下方还需要安装激光传感器等相关器件，在实际应用过程中可能会出现清洁液体滴落在激光传感器上，使得激光传感器不能正常工作等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶圆检测装置，用于检测CMP清洁干燥装置中的夹爪上是否有晶圆，并检测晶圆与夹爪底面是否平行。本发明提高了CMP清洁干燥模块中检测晶圆有无和检测晶圆是否与夹爪底面平行的准确率和检测效率，极大地降低晶圆在清洁干燥工艺中的碎片率。

为了达到上述目的，本发明提供的一种晶圆检测装置，晶圆通过夹爪固定放置在CMP清洁干燥装置内，夹爪顶部的夹持部夹住晶圆的外围，晶圆平行于夹爪底面并与夹爪底面保持一个距离，使晶圆位于工作平面。所述工作平面是指CMP清洁干燥装置中的晶圆需要放置的平面。所述晶圆检测装置用于检测CMP清洁干燥装置中的夹爪上是否有晶圆，并检测晶圆与夹爪底面是否平行，该晶圆检测装置包含：

测晶圆平行单元，设置在所述CMP清洁干燥装置内，用于发射与夹爪底面平行的测平行光束，并接收所述测平行光束；当晶圆平行于夹爪底面时，所述测平行光束不被晶圆遮挡；经测晶圆平行单元转换接收的测平行光束的光信号为对应的第一电信号；

测晶圆有无单元，设置在所述CMP清洁干燥装置内，用于向晶圆发射测有无光束，并接收所述测有无光束；测晶圆有无单元转换接收的测有无光束的光信号为对应的第二电信号，或根据接收的测有无光束的光信号获得一个距离值；

检测处理单元，电性连接所述测晶圆平行单元和测晶圆有无单元；检测处理单元根据所述第一电信号判断晶圆是否平行于夹爪底面；检测处理单元根据所述第二电信号判断夹爪上是否有晶圆；检测处理单元还通过比对所述距离值和预设的距离阈值判断夹爪上是否有晶圆。