[發(fā)明專利]一種晶圓狀態(tài)檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011203131.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN112305631B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿曉楊;戴金方;周天游
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫卓海科技有限公司
• 主分類號(hào): G01V8/20
• 分類號(hào): G01V8/20;G01B11/02;G01B11/06
• 代理公司: 無錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

1.一種晶圓狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于，包括光路升降模組、升降外罩、微處理器、置于所述升降外罩內(nèi)部的固定內(nèi)罩和置于所述固定內(nèi)罩中的氣缸、擋光尺；所述升降外罩的第一側(cè)與所述光路升降模組的一側(cè)相連，且相連側(cè)上均開設(shè)有第一透光孔，所述升降外罩的第二側(cè)上設(shè)有第一激光接收傳感器，所述微處理器與所述第一激光接收傳感器和光路升降模組相連，所述固定內(nèi)罩的相對(duì)側(cè)上開設(shè)有第一透光槽，所述擋光尺放置在所述第一透光槽之間，且所述擋光尺上設(shè)有與晶舟凹槽分布相同的梳齒槽，所述擋光尺用于提供檢測(cè)晶圓所在高度信息；所述光路升降模組提供激光傳輸光路，所述光路升降模組輸出的激光依次通過所述第一透光孔、第一透光槽、梳齒槽垂直射入至所述第一激光接收傳感器；固定內(nèi)罩頂部開設(shè)有伸縮孔，所述氣缸的活塞桿通過所述伸縮孔連接到所述升降外罩的頂部，從而帶動(dòng)所述升降外罩和所述光路升降模組同步上下移動(dòng)，移動(dòng)過程中所述第一透光孔和第一激光接收傳感器始終位于同一水平線上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述光路升降模組包括內(nèi)部中空的升降框以及置于所述升降框內(nèi)部的第一分束鏡、第二分束鏡、四個(gè)第二透光孔、與所述微處理器相連的激光發(fā)射器、第二激光接收傳感器和第三激光接收傳感器；所述第一分束鏡和第二分束鏡與所述第二激光接收傳感器和第三激光接收傳感器相對(duì)設(shè)置在升降框第一側(cè)上，第二透光孔Ⅰ和第二透光孔Ⅲ為一組，第二透光孔Ⅱ和第二透光孔Ⅳ為一組，兩組所述第二透光孔相對(duì)設(shè)置在升降框第二側(cè)上，所述升降框第二側(cè)位于所述升降框第一側(cè)的內(nèi)側(cè)，所述升降框第二側(cè)的內(nèi)側(cè)圍成內(nèi)部中空區(qū)域，所述激光發(fā)射器設(shè)置在與所述第一透光孔相對(duì)的所述升降框第一側(cè)上且齊平設(shè)置，所述第一分束鏡和第二分束鏡設(shè)置在所述激光發(fā)射器與第一透光孔之間；

晶舟放置在所述內(nèi)部中空區(qū)域且開口面向分束鏡，所述激光發(fā)射器發(fā)出的激光束經(jīng)所述第一分束鏡分成第一激光束Ⅰ和第一激光束Ⅱ，所述第一激光束Ⅱ依次通過所述第二透光孔Ⅰ、晶舟、第二透光孔Ⅱ入射至所述第二激光接收傳感器，所述第一激光束Ⅰ經(jīng)所述第二分束鏡分成第二激光束Ⅰ和第二激光束Ⅱ，所述第二激光束Ⅱ依次通過所述第二透光孔Ⅲ、晶舟、第二透光孔Ⅳ入射至所述第三激光接收傳感器，所述第二激光束Ⅰ入射至所述第一激光接收傳感器。

3.一種晶圓狀態(tài)檢測(cè)方法，其特征在于，適用于權(quán)利要求1或2所述的晶圓狀態(tài)檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)方法包括：

所述氣缸驅(qū)動(dòng)所述光路升降模組和升降外罩向上運(yùn)動(dòng)；

獲取三個(gè)激光接收傳感器檢測(cè)的電平變化波形及電平變化時(shí)刻，已知所述梳齒槽的透光間距，建立所述第一激光接收傳感器的電平變化時(shí)刻、所述擋光尺高度和晶舟槽位號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

根據(jù)所述對(duì)應(yīng)關(guān)系擬合時(shí)間-高度多項(xiàng)式并擬合其殘差：

時(shí)間-高度多項(xiàng)式為：

式中，a₀、a₁、a₂、…、a_m為常數(shù)，m為多項(xiàng)式的冪次，為檢測(cè)晶圓的高度；

高度殘差為：

式中，i為所述第一激光接收傳感器的電平變化時(shí)間點(diǎn)的序號(hào)，h_i為t_i時(shí)刻對(duì)應(yīng)的實(shí)際高度，所述實(shí)際高度由所述擋光尺確定；

當(dāng)所述擬合高度殘差滿足如下關(guān)系時(shí)，則所述時(shí)間-高度多項(xiàng)式的擬合結(jié)果滿足晶圓放置狀態(tài)檢測(cè)的精度要求：S_r≤ε，式中ε為給定值，根據(jù)實(shí)際精度要求設(shè)定；

將第二激光接收傳感器和第三激光接收傳感器檢測(cè)的晶圓遮擋信息進(jìn)行整合得到晶圓整合信號(hào)；

根據(jù)所述時(shí)間-高度多項(xiàng)式和晶圓整合信號(hào)，計(jì)算得到晶舟各槽位的晶圓遮擋厚度；

將所述晶圓遮擋厚度與晶圓參考厚度通過閾值判斷法進(jìn)行比較，得到晶舟各槽位中的晶圓放置狀態(tài)。