[發明專利]晶圓表面平坦度測量系統

有效

• 申請號: 201611100690.3
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN108155110B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 牛景豪;劉源
• 申請（專利權）人: 上海新昇半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 31219 上海光華專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 余明偉

本發明提供一種晶圓表面平坦度測量系統，包括：托盤、夾片夾、機械手臂、測量腔室及傳送裝置；托盤內設有通孔，夾片夾位于通孔的側壁上；測量腔室上設有與其內部相連通的入口；托盤處于豎直狀態時遠離機械手臂的一側設有與通孔相連通的開口；測量腔室內對應于入口的位置由上至下依次設有第一傳感器、第二傳感器及第三傳感器；控制器，與第一傳感器、第二傳感器及第三傳感器相連接。通過在測量腔室內設置第一傳感器及第三傳感器，可以測量托盤處于豎直狀態時與測量腔室入口的相對高度，并在托盤處于豎直狀態時的高度有偏差時及時予以自動調整，以確保托盤可以順利經由入口進入測量腔室，整個過程不需要人工操作，大大節省了人力，提高了工作效率。

技術領域

本發明屬于半導體設備技術領域，特別是涉及一種晶圓表面平坦度測量系統。

背景技術

對于硅片表面的平坦度目前業內主要是用wafer sight機臺進行檢測，由于采用激光干涉遠離進行測量，在測量的過程中，硅片需要保持豎直狀態。對應的晶圓表面平坦度測量系統如圖1及圖2所示，所述晶圓表面平坦度測量系統包括：托盤11、夾片夾12、機械手臂13、測量腔室14、傳送帶15及限位傳感器16；所述托盤11內設有通孔111，所述夾片夾12位于所述通孔111的側壁上，適于夾持待測晶圓17；所述機械手臂13適于抓取放置有所述待測晶圓17的所述托盤11并將其旋轉至豎直狀態；所述測量腔室14上設有與其內部相連通的入口141；所述傳送帶15適于在所述托盤11處于豎直狀態時帶動所述機械手臂13將所述托盤11經由所述入口141傳送至所述測量腔室14內。所述機械手臂13剛抓起放置有所述待測晶圓17的所述托盤11時的狀態如圖1所示，所述機械手臂13將放置有所述待測晶圓17的所述托盤11旋轉為豎直狀態時如圖2所示。

然而，由于硅片加工過程中材料內部存在一定應力，在硅片被所述夾片夾12夾緊、翻轉及傳遞的過程中，應力釋放將會導致硅片的破裂，破裂的碎片16掉落在所述傳送帶15上，將會導致所述傳送帶15的磨損?，F有的上述晶圓表面平坦度測量系統無法第一時間發現硅片已經破裂，所述傳送帶15在硅片破裂之后仍會繼續運動，直至所述限位傳感器16被激活，而此時，掉落的所述碎片16將會導致所述限位傳感器16被擠壓，使得所述限位傳感器16被損壞，如圖3所示。

另外，由于激光干涉對振動非常敏感，所述測量腔室14往往被置于所述氣墊臺19上，但所述氣墊臺19的高度受環境溫度、氣墊壓力等因素影響，將導致所述測量腔室14的入口141與所述托盤11在豎直狀態下的相對高度發生變化，如圖4至圖6所示，圖4中為所述托盤11在豎直狀態下與所述測量腔室14的相對高度為正常的示意圖，圖5為由于所述氣墊臺19的高度變高，所述托盤11在豎直狀態下與所述測量腔室14的相對高度較低的示意圖，圖6為由于所述氣墊臺19的高度變低，所述托盤11在豎直狀態下與所述測量腔室14的相對高度較高的示意圖。其中，圖5及圖6兩種情況下所述托盤11在所述傳送帶15的驅動下進入所述測量腔室14時所述托盤11會與所述測量腔室14發生碰撞，會對所述托盤11、所述測量腔室14及所述待測晶圓17造成損壞。為了避免上述情況發生，在裝機過程中，操作人員需要通過肉眼仔細調整所述托盤11在豎直狀態下的相對高度，以確保其能順利進入所述測量腔室14，然而，這往往需要長期的練習和經驗才能順利完成該相對位置的校準，操作難度較大、操作比較耗時、效率較低。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種晶圓表面平坦度測量系統，用于解決現有技術中的晶圓表面平坦度測量系統在待測晶圓掉落破碎時不能及時發現而導致的容易對傳送帶及纖維傳感器造成損壞的問題，以及無法自動偵側托盤與測量腔室入口的相對高度，需要人工校準而導致的操作難度大、操作耗時、效率較低等問題。