晶圆破片检测装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造设备，尤其涉及一种晶圆破片检测装置。

背景技术

随着半导体技术的发展，对半导体产品的良率要求越来越高，因此对其制造过程中的工艺要求也越来越严格。

然后在现有工艺中，晶圆在机台腔体如快速退火机台内容易发生破片现象，在晶圆的制造过程中，希望及时发现破片以节省后续工艺。另也希望及时发现腔体内的碎片，以避免腔体内残留的晶圆碎片将后续的晶圆划伤而影响良率。

发明内容

本发明在于提供一种晶圆破片检测装置，包括：工艺腔体，用于对晶圆进行加工；至少两组光检测器，每组光检测器包括发射器、接收器以及光处理器，接收器用于接收与其对应的发射器发出的光信号，并每组发射器与接收器设置在工艺腔体的两侧壁上，该两侧壁位于晶圆的上下两侧，光处理器连接发射器及接收器，接收发射器发出的光信号以及接收器接收的光信号，并比较发射器发出的光信号与接收器接收的光信号的差异，输出一光差异信号，在晶圆的加工过程中，若光处理器任一者输出的光差异信号小于一阈值，则认为腔体内有晶圆破片现象发生，在晶圆加工完成后，移出晶圆，并在下一片晶圆置于工艺腔体之前，若光处理器任一者输出的光差异信号大于一阈值，则认为有工艺腔体中有残留的晶圆破片。

更进一步的，信号转换模块，接收所述光差异信号，并将所述光差异信号转换成电信号；以及控制器，接收信号转换模块输出的电信号，根据电信号确定是否发出警告信号，其中在晶圆的加工过程中，若认为腔体内有晶圆破片现象发生，或，在晶圆加工完成后，移出晶圆，并在下一片晶圆置于工艺腔体之前，若认为工艺腔体中有残留的晶圆破片，则控制器发出警告信号。

更进一步的，每组发射器与接收器对称地设置在工艺腔体的所述两侧壁上。

更进一步的，其中一组光检测器的发射器和接收器位于工艺腔体的所述两侧壁的中心位置。

更进一步的，所述组光检测器为机台自带的光检测器。

更进一步的，另一组光检测器的发射器和接收器位于工艺腔体的所述两侧壁的靠近边缘的位置。

更进一步的，所述发射器发出的光信号为红外光。

本发明还提供一种上述的晶圆破片检测装置的使用方法，包括：S1：开机，发射器发出光信号，与其对应的接收器接收发射器发出的光信号，光处理器连接发射器及接收器，接收发射器发出的光信号以及接收器接收的光信号，并比较发射器发出的光信号与接收器接收的光信号的差异，输出一光差异信号；S2：提供一晶圆，将晶圆置于工艺腔体，进行晶圆加工工艺，在晶圆的加工过程中，若光处理器任一者输出的光差异信号小于一阈值，则认为有晶圆破片现象发生；S3：在晶圆加工完成后，移出晶圆，并在下一片晶圆置于工艺腔体之前，若光处理器任一者输出的光差异信号大于一阈值，则认为有工艺腔体中有残留的晶圆破片。

更进一步的，在晶圆的加工过程中，若光处理器任一者输出的光差异信号小于一阈值，则信号转换模块根据光处理器输出的光差异信号而输出的电信号使得控制器发出警告信号。

更进一步的，在晶圆加工完成后，移出晶圆，并在下一片晶圆置于工艺腔体之前，若光处理器任一者输出的光差异信号大于一阈值，则信号转换模块根据光处理器输出的光差异信号而输出的电信号使得控制器发出警告信号。

如此，通过在用于对晶圆进行加工的工艺腔体上设置至少两组发射器和接收器，接收器用于接收与其对应的发射器发出的光，并每组发射器与接收器设置在工艺腔体的两侧壁上，该两侧壁位于晶圆的上下两侧，每组发射器和接收器连接一光处理器，光处理器接收发射器发出的光以及接收器接收的光，并比较发射器发出的光与接收器接收的光的差异，输出一光差异信号，在晶圆的加工过程中，若光处理器任一者输出的光差异信号小于一阈值，则认为有晶圆破片现象发生，在晶圆加工完成后，移出晶圆，并在下一片晶圆置于工艺腔体之前，若光处理器任一者输出的光差异信号大于一阈值，则认为有工艺腔体中有残留的晶圆破片，如此不但能检测在晶圆加工过程中是否有晶圆破片的发生，还可以在晶圆移出工艺腔体后检测腔体内是否有晶圆残留的碎片，且可增大晶圆检测面积，从而有效地避免因晶圆破损而无法检测的情况发生。

附图说明

图1为本发明一实施例的晶圆破片检测装置示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大，自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在…上”、“与…相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在…上”、“与…直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在…下面”和“在…下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

本发明一实施例中，在于提供一种晶圆破片检测装置，具体的，可参阅图1，图1为本发明一实施例的晶圆破片检测装置示意图，如图1所示，晶圆破片检测装置包括：工艺腔体110，用于对晶圆进行加工；至少两组光检测器120、130，每组光检测器包括发射器121、131、接收器122、132以及光处理器123、133，接收器122、132用于接收与其对应的发射器121、131发出的光信号，并每组发射器与接收器设置在工艺腔体的两侧壁上，该两侧壁位于晶圆的上下两侧，光处理器123、133连接发射器121、131及接收器122、132，接收发射器121、131发出的光信号以及接收器122、132接收的光信号，并比较发射器121、131发出的光信号与接收器122、132接收的光信号的差异，输出一光差异信号，在晶圆的加工过程中，若光处理器任一者输出的光差异信号小于一阈值，则认为腔体内有晶圆破片现象发生，在晶圆加工完成后，移出晶圆，并在下一片晶圆置于工艺腔体之前，若光处理器任一者输出的光差异信号大于一阈值，则认为有工艺腔体中有残留的晶圆破片。

在一实施例中，晶圆破片检测装置还包括：信号转换模块140，接收所述光差异信号，并将所述光差异信号转换成电信号；以及控制器150，接收信号转换模块140输出的电信号，根据电信号确定是否发出警告信号，其中在晶圆的加工过程中，若认为腔体内有晶圆破片现象发生，或，在晶圆加工完成后，移出晶圆，并在下一片晶圆置于工艺腔体之前，若认为工艺腔体中有残留的晶圆破片，则控制器150发出警告信号，警示机台需处理破片。

在一实施例中，如图1所示，每组发射器与接收器对称地设置在工艺腔体的所述两侧壁上。

在一实施例中，如图1所示，第二组光检测器130的发射器131和接收器132位于工艺腔体的所述两侧壁的中心位置。在一实施例中，第二组光检测器130为机台自带的光检测器。在一实施例中，如图1所示，第一组光检测器120的发射器121和接收器122位于工艺腔体的所述两侧壁的靠近边缘的位置。如此增大晶圆检测面积，从而有效地避免因晶圆破损而无法检测的情况发生。

在一实施例中，所述发射器121、131发出的光信号为红外光。

在一实施例中，所述工艺腔体可为任何用于加工晶圆的机台的工艺腔体，如快速退火机台等。

在本发明一实施例中，还提供一种上述的晶圆破片检测装置的使用方法，包括：

S1：开机，发射器121、131发出光信号，与其对应的接收器122、132接收发射器121、131发出的光信号，光处理器123、133连接发射器121、131及接收器122、132，接收发射器121、131发出的光信号以及接收器122、132接收的光信号，并比较发射器121、131发出的光信号与接收器122、132接收的光信号的差异，输出一光差异信号；

S2：提供一晶圆，将晶圆置于工艺腔体110，进行晶圆加工工艺，在晶圆的加工过程中，若光处理器123、133任一者输出的光差异信号小于一阈值，则认为有晶圆破片现象发生；

S3：在晶圆加工完成后，移出晶圆，并在下一片晶圆置于工艺腔体之前，若光处理器123、133任一者输出的光差异信号大于一阈值，则认为有工艺腔体中有残留的晶圆破片。

在一实施例中，上述晶圆破片检测装置的使用方法还包括：在晶圆的加工过程中，若光处理器123、133任一者输出的光差异信号小于一阈值，则信号转换模块140根据光处理器123、133输出的光差异信号而输出的电信号使得控制器150发出警告信号；在晶圆加工完成后，移出晶圆，并在下一片晶圆置于工艺腔体之前，若光处理器123、133任一者输出的光差异信号大于一阈值，则信号转换模块140根据光处理器123、133输出的光差异信号而输出的电信号使得控制器150发出警告信号。

如上所述，通过在用于对晶圆进行加工的工艺腔体上设置至少两组发射器和接收器，接收器用于接收与其对应的发射器发出的光，并每组发射器与接收器设置在工艺腔体的两侧壁上，该两侧壁位于晶圆的上下两侧，每组发射器和接收器连接一光处理器，光处理器接收发射器发出的光以及接收器接收的光，并比较发射器发出的光与接收器接收的光的差异，输出一光差异信号，在晶圆的加工过程中，若光处理器任一者输出的光差异信号小于一阈值，则认为有晶圆破片现象发生，在晶圆加工完成后，移出晶圆，并在下一片晶圆置于工艺腔体之前，若光处理器任一者输出的光差异信号大于一阈值，则认为有工艺腔体中有残留的晶圆破片，如此不但能检测在晶圆加工过程中是否有晶圆破片的发生，还可以在晶圆移出工艺腔体后检测腔体内是否有晶圆残留的碎片，且可增大晶圆检测面积，从而有效地避免因晶圆破损而无法检测的情况发生。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。