專利名稱：檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝，特別涉及;f全測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置及方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制程的電鍍銅工藝中，晶圓邊緣的銅薄膜可能會(huì)生成不應(yīng)有的微 細(xì)顆粒并且增加后續(xù)的化學(xué)機(jī)械研磨工藝的困難。因此晶圓邊緣的銅薄膜并
不是生產(chǎn)所需要的，所以必須被去除掉。在Novellus公司的Sarbe型號(hào)的電化學(xué) 鍍銅工具中，洗邊槽被用來去除晶圓邊緣的銅薄膜，此項(xiàng)操作被稱為洗邊。 然而在這樣一個(gè)電化學(xué)鍍銅工具中，并沒有針對(duì)晶圓邊緣洗邊效果做出檢測(cè) 的裝置。如果洗邊工藝沒有被正確執(zhí)行，晶圓就達(dá)不到后續(xù)化學(xué)機(jī)械研磨工 藝的標(biāo)準(zhǔn)。而洗邊槽并不會(huì)知道洗邊失敗，這樣將會(huì)導(dǎo)致大量的洗邊失敗的 晶圓被送往后續(xù)化學(xué)機(jī)械研磨工藝流程中。并且這種洗邊失敗的晶圓現(xiàn)今只 能在光學(xué)顯微鏡檢測(cè)流程中被生產(chǎn)制造助理發(fā)現(xiàn)，而此時(shí)已經(jīng)是在化學(xué)機(jī)械 研磨工藝之后了。 一般來說，20堆或500片的洗邊失敗的晶圓將在生產(chǎn)制造助 理發(fā)現(xiàn)之前被生產(chǎn)出來。因此現(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于大量洗邊失敗的晶圓會(huì) 被送往后續(xù)化學(xué)機(jī)械研磨工藝，給后續(xù)研磨工藝增加難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置，避免大量 洗邊失敗的晶圓被送往后續(xù)化學(xué)機(jī)械研磨工藝，增加研磨工藝難度。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置，包括下 列部件晶圓架，用于放置晶圓；光敏傳感器，用于向放置晶圓的平面發(fā)射 探測(cè)光探測(cè)晶圓是否存在，并發(fā)送探測(cè)結(jié)果信號(hào)；顏色分辨光敏傳感器，位 于晶圓上有銅薄膜面的上方，用于通過接收向晶圓邊緣發(fā)射的分辨光的反射 光分辨晶圓邊緣有無銅薄膜，并發(fā)送分辨結(jié)果信號(hào)；可編程邏輯控制單元， 用于接收并根據(jù)探測(cè)結(jié)果信號(hào)和分辨結(jié)果信號(hào)判斷晶圓邊緣洗邊是否成功， 并報(bào)告判斷結(jié)果。
相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了 一種檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的方法，包括下列步
驟光敏傳感器向放置晶圓的平面發(fā)出探測(cè)光探測(cè)晶圓架上有無晶圓，同時(shí) 顏色分辨光敏傳感器發(fā)射分辨光；當(dāng)光敏傳感器探測(cè)到晶圓架上的晶圓時(shí)， 向可編程邏輯控制單元發(fā)送探測(cè)結(jié)果信號(hào)通知可編程邏輯控制單元晶圓已存 在，同時(shí)顏色分辨光敏傳感器根據(jù)晶圓邊緣反射的分辨光分辨晶圓邊緣有無 銅薄膜，并向可編程邏輯控制單元發(fā)送分辨結(jié)果信號(hào)；可編程邏輯控制單元 接收并根據(jù)探測(cè)結(jié)果信號(hào)和分辨結(jié)果信號(hào)判斷晶圓邊緣洗邊是否成功，并報(bào) 告判斷結(jié)果。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果 的裝置能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)洗邊失敗的晶圓并報(bào)告，防止這些晶圓被送往后續(xù)化學(xué) 機(jī)械研磨工藝，從而減小后續(xù)研磨工藝難度。


圖1是本發(fā)明檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置檢測(cè)邊緣被去除銅薄膜的晶 圓的示意圖2是本發(fā)明檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置檢測(cè)邊緣未被去除銅薄膜的 晶圓的示意圖3是本發(fā)明檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置如圖1所示 晶圓架l,用于放置晶圓2;
光敏傳感器3，用于向放置晶圓2的平面發(fā)射探測(cè)光探測(cè)晶圓2是否存在, 并發(fā)送代表晶圓架1有無晶圓2的探測(cè)結(jié)果信號(hào)；
顏色分辨光敏傳感器4，位于晶圓2銅薄膜面的上方，用于通過接收向晶 圓邊緣發(fā)射的分辨光的反射光分辨晶圓邊緣有無銅薄膜，并發(fā)送分辨結(jié)果信 號(hào)；
可編程邏輯控制單元5，用于接收并根據(jù)探測(cè)信號(hào)和分辨信號(hào)判斷晶圓邊 緣洗邊是否成功，并報(bào)告判斷結(jié)果。
所述本發(fā)明檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效杲的裝置位于晶圓傳送站中，在晶圓通過 傳送站時(shí)對(duì)于晶圓邊緣的洗邊效果進(jìn)行檢測(cè)，以防止洗邊失敗的晶圓被送往 后續(xù)化學(xué)機(jī)械研磨工藝。
所述光敏傳感器，位于放置晶圓的平面的垂直空間里，即位于晶圓上方或 晶圓下方，包括放大器FS - V2R (未顯示)以及光纖模組FU - 35FA (未顯 示)，放大器用來根據(jù)反射光線亮度不同判斷晶圓架上有無晶圓；光纖模組 用來發(fā)射探測(cè)光和接收探測(cè)光。
所述顏色分辨光敏傳感器，包括;故大器CZ-V21 (未顯示)以及感測(cè)頭 CZ - H32 (未顯示)，放大器用于根據(jù)接收的反射光的亮度不同分辨晶圓邊緣 有無銅薄膜；感測(cè)頭用來發(fā)射分辨光和接收分辨光，所述分辨光由紅、藍(lán)和 綠三色光構(gòu)成，直徑為2.5mm,投射在距離晶圓邊緣0 - 2.5mm處，以保證距 離晶圓邊緣3mm范圍內(nèi)的晶圓表面能被分辨光照射到，即滿足晶圓邊緣檢測(cè) 范圍的要求。
相應(yīng)地，本發(fā)明檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的方法通過如下步驟來完成對(duì)晶圓 邊緣洗邊效果的檢測(cè)光敏傳感器向放置晶圓的平面發(fā)出探測(cè)光探測(cè)晶圓架 上有無晶圓；顏色分辨光敏傳感器發(fā)射分辨光；當(dāng)光敏傳感器探測(cè)到晶圓架 上的晶圓時(shí)，向可編程邏輯控制單元發(fā)送探測(cè)結(jié)杲信號(hào)通知可編程邏輯控制 單元晶圓已存在；顏色分辨光敏傳感器根據(jù)晶圓邊緣反射的分辨光分辨晶圓 邊緣有無銅薄膜，并向可編程邏輯控制單元發(fā)送分辨結(jié)果信號(hào)；可編程邏輯 控制單元接收并根據(jù)探測(cè)結(jié)果信號(hào)和分辨結(jié)果信號(hào)判斷晶圓邊緣洗邊是否成 功，并報(bào)告判斷結(jié)果。
下面結(jié)合圖3分別對(duì)于晶圓邊緣無銅薄膜和有銅薄膜的檢測(cè)步驟作詳細(xì) 說明，晶圓邊緣無銅薄膜檢測(cè)情況如圖l所示
首先，綠燈亮起，光敏傳感器向放置晶圓的平面發(fā)出探測(cè)光探測(cè)晶圓架上 有無晶圓；顏色分辨光敏傳感器發(fā)射一束直徑為2.5mm的分辨光；
接著，當(dāng)傳送帶將一片晶圓送至晶圓架上時(shí)，晶圓會(huì)反射探測(cè)光，光敏傳 感器接收到反射的探測(cè)光后向可編程邏輯控制單元發(fā)送探測(cè)結(jié)果信號(hào)通知可 編程邏輯控制單元晶圓已存在，此時(shí)探測(cè)結(jié)果信號(hào)值為"1"，同時(shí)顏色分辨 光敏傳感器根據(jù)晶圓邊緣反射的分辨光進(jìn)行分辨，當(dāng)晶圓邊緣沒有銅薄膜時(shí)， 晶圓反射的分辨光非常暗淡，因此顏色分辨光敏傳感器會(huì)接收到暗淡的反射 分辨光。顏色分辨光敏傳感器根據(jù)接收的暗淡的反射分辨光分辨出晶圓邊緣 無銅薄膜，并向可編程邏輯控制單元發(fā)送代表晶圓邊緣3mm范圍內(nèi)無銅薄膜 的分辨結(jié)果信號(hào)，此時(shí)分辨結(jié)果信號(hào)值為"0";
最后，可編程邏輯控制單元根據(jù)接收的探測(cè)結(jié)果信號(hào)和分辨結(jié)果信號(hào)的組 合值"10"得知裝置中有晶圓，并且此晶圓邊緣3mm范圍內(nèi)無銅薄膜，滿足 研磨工藝的標(biāo)準(zhǔn)。從而可編程邏輯控制單元得出洗邊成功的結(jié)論，并報(bào)告判 斷結(jié)果。
所述可編程邏輯控制單元通過控制紅綠燈報(bào)告判斷結(jié)果，紅綠燈用于接 收并根據(jù)可編程邏輯控制單元發(fā)送的判斷結(jié)果信號(hào)亮燈通知監(jiān)測(cè)人員檢測(cè)結(jié) 果，此時(shí)可編程邏輯控制單元向紅綠燈發(fā)送代表洗邊成功的OK信號(hào)，紅綠 燈根據(jù)所接收的OK信號(hào)保持綠燈點(diǎn)亮。監(jiān)測(cè)人員看到綠燈不變即知道此片 晶圓洗邊成功。
晶圓邊緣有銅薄膜檢測(cè)情況如圖2所示
首先，綠燈亮起，光敏傳感器向放置晶圓的平面發(fā)出探測(cè)光探測(cè)晶圓架上 有無晶圓；顏色分辨光敏傳感器發(fā)射一束直徑為2.5mm的分辨光； 接著，當(dāng)傳送帶將一片晶圓送至晶圓架上時(shí)，晶圓會(huì)反射探測(cè)光，光敏傳 感器接收到反射的探測(cè)光后向可編程邏輯控制單元發(fā)送探測(cè)結(jié)果信號(hào)通知可 編程邏輯控制單元晶圓已存在，此時(shí)探測(cè)結(jié)果信號(hào)值為'T，，同時(shí)顏色分辨 光敏傳感器根據(jù)晶圓邊緣反射的分辨光進(jìn)行分辨，當(dāng)晶圓邊緣有銅薄膜時(shí)， 晶圓反射的分辨光非常明亮，因此顏色分辨光敏傳感器會(huì)接收到明亮的反射 分辨光。顏色分辨光敏傳感器根據(jù)接收的明亮的反射分辨光分辨出晶圓邊緣
有銅薄膜，并向可編程邏輯控制單元發(fā)送代表晶圓邊緣3mm范圍內(nèi)有銅薄膜 的分辨結(jié)果信號(hào)，此時(shí)分辨結(jié)果信號(hào)值為"1";
最后，可編程邏輯控制單元根據(jù)接收的探測(cè)結(jié)果信號(hào)和分辨結(jié)果信號(hào)的組 合值"11"得知裝置中有晶圓，并且此晶圓邊緣3mm范圍內(nèi)有銅薄膜，不能 滿足研磨工藝的標(biāo)準(zhǔn)。從而可編程邏輯控制單元得出洗邊失敗的結(jié)論，并向 紅綠燈發(fā)送代表亮紅燈的NG信號(hào)。紅綠燈根據(jù)所接收的NG信號(hào)點(diǎn)亮紅燈、 熄滅綠燈。監(jiān)測(cè)人員看到紅燈亮起、綠燈熄滅，就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)此片晶圓洗邊 失敗，需要重新洗邊。
另夕卜，為了能夠在本發(fā)明檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置檢測(cè)到洗邊失敗的 晶圓時(shí)更好地提醒監(jiān)測(cè)人員，還可以將一個(gè)聲音報(bào)警器與紅綠燈的紅燈連通。 當(dāng)紅燈亮起時(shí)，帶動(dòng)聲音報(bào)警器發(fā)出報(bào)警聲音，使監(jiān)測(cè)人員能夠更快地接收 到檢測(cè)裝置的通知。
綜上所述，通過本發(fā)明檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置，在晶圓被送至后續(xù) 化學(xué)機(jī)械研磨工藝前進(jìn)行檢測(cè)。監(jiān)測(cè)人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)洗邊失敗的晶圓，從 而避免了大量洗邊失敗的晶圓被送至化學(xué)機(jī)械研磨工藝流程中，減小了后續(xù) 研磨工藝難度。
權(quán)利要求
1. 一種檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置，其特征在于，包括，晶圓架，用于放置晶圓；光敏傳感器，用于向放置晶圓的平面發(fā)射探測(cè)光探測(cè)晶圓是否存在，并發(fā)送探測(cè)結(jié)果信號(hào)；顏色分辨光敏傳感器，位于晶圓上有銅薄膜面的上方，用于通過接收向晶圓邊緣發(fā)射的分辨光的反射光分辨晶圓邊緣有無銅薄膜，并發(fā)送分辨結(jié)果信號(hào)；可編程邏輯控制單元，用于接收并根據(jù)探測(cè)結(jié)果信號(hào)和分辨結(jié)果信號(hào)判斷晶圓邊緣洗邊是否成功，并報(bào)告判斷結(jié)果。
2. 如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置，其特征在于，所述裝 置位于晶圓傳送站中。
3. 如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置，其特征在于，所述光 敏傳感器位于放置晶圓的平面的垂直空間里。
4. 如權(quán)利要求3所述的檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置，其特征在于，所述光 敏傳感器位于晶圓下方。
5. 如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置，其特征在于，所述顏 色分辨光敏傳感器所發(fā)射的分辨光由紅、藍(lán)和綠三色光構(gòu)成。
6. 如權(quán)利要求5所述的檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置，其特征在于，所述分 辨光直徑為2.5mm，投射在距離晶圓邊緣0 - 2.5mm處。
7. —種檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的方法，其特征在于，包括下列步驟，光敏傳感器向放置晶圓的平面發(fā)出探測(cè)光探測(cè)晶圓架上有無晶圓；顏色分 辨光敏傳感器發(fā)射分辨光；當(dāng)光敏傳感器探測(cè)到晶圓架上的晶圓時(shí)，向可編程邏輯控制單元發(fā)送探測(cè) 結(jié)果信號(hào)通知可編程邏輯控制單元晶圓已存在；顏色分辨光敏傳感器根據(jù)晶 圓邊緣反射的分辨光分辨晶圓邊緣有無銅薄膜，并向可編程邏輯控制單元發(fā) 送分辨結(jié)果信號(hào)；可編程邏輯控制單元接收并根據(jù)探測(cè)結(jié)果信號(hào)和分辨結(jié)果信號(hào)判斷晶圓 邊緣洗邊是否成功，并報(bào)告判斷結(jié)果。
8. 如權(quán)利要求7所述的檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的方法，其特征在于可編程邏 輯控制單元通過控制紅綠燈報(bào)告判斷結(jié)果。
9. 如權(quán)利要求8所述的檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的方法，其特征在于所述控制 紅綠燈報(bào)告判斷結(jié)果包括發(fā)送OK信號(hào)保持綠燈來代表洗邊成功以及發(fā)送NG 信號(hào)點(diǎn)亮紅燈、熄滅綠燈來代表洗邊失敗。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的方法，其特征在于紅 綠燈的紅燈上連接一個(gè)聲音報(bào)警器，當(dāng)紅燈亮起時(shí)，啟動(dòng)聲音報(bào)警器發(fā)出報(bào) 警聲音。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的裝置。所述裝置包括用于放置晶圓的晶圓架；用于探測(cè)晶圓是否存在的光敏傳感器；用于分辨晶圓邊緣有無銅薄膜的顏色分辨光敏傳感器；用于判斷晶圓邊緣洗邊工藝是否成功并通知監(jiān)測(cè)人員檢測(cè)結(jié)果的可編程邏輯控制單元。本發(fā)明還提供了一種檢測(cè)晶圓邊緣洗邊效果的方法光敏傳感器發(fā)出探測(cè)光探測(cè)晶圓架上有無晶圓；顏色分辨光敏傳感器發(fā)射分辨光分辨晶圓邊緣有無銅薄膜，并發(fā)送分辨信號(hào)；可編程邏輯控制單元接收并根據(jù)探測(cè)信號(hào)和分辨信號(hào)判斷晶圓邊緣洗邊是否成功，并報(bào)告判斷結(jié)果，從而避免了大量洗邊失敗的晶圓被送往后續(xù)的化學(xué)機(jī)械研磨工藝中，增加研磨難度。
文檔編號(hào)G01N21/952GK101206181SQ20061014780
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者邊逸軍, 明 陳, 陳勇志, 黎東明 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司